大蔥育苗播種技術(shù)與裝備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

莫治業(yè) 陶沖 張夢琦 鹿芳媛 谷雨桐 李新迪

摘 要： 大蔥作為我國重要的經(jīng)濟作物之一，種植面積和產(chǎn)量均居世界首位，我國大蔥產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)大田育苗模式向工廠化集約育苗種植模式轉(zhuǎn)變的重要階段。目前用于大蔥集約化育苗播種的機械設(shè)備大多是蔬菜通用機械，主要采用機械式和氣力式排種器，針對大蔥的專用育苗播種技術(shù)與裝備相對較少，未能很好地解決大蔥播種的精量化、漏播和傷種等問題。為加快推進(jìn)大蔥種植機械化發(fā)展，對國內(nèi)外大蔥育苗播種機械的研究進(jìn)行了整理與分析，為我國大蔥精量播種育苗技術(shù)與裝備的研制提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：大蔥；集約化育苗；播種；排種器；種業(yè)裝備；蔬菜

中圖分類號：S223文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-1795（2023）12-0011-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.12.002

0 引言

大蔥是我國廣泛栽培的調(diào)味蔬菜及經(jīng)濟作物，在我國蔬菜生產(chǎn)中占據(jù)極為重要的地位[1-2]。我國大蔥年均種植面積達(dá)50 萬hm2，其種植面積及產(chǎn)量均居世界首位，并且種植面積呈逐年遞增的趨勢[3-4]。但目前大蔥種植環(huán)節(jié)主要依靠人工完成，勞動強度大、生產(chǎn)成本高，大蔥產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)大田育苗模式向工廠化集約育苗種植模式轉(zhuǎn)變的重要階段。其中，育苗是大蔥全程機械化生產(chǎn)的關(guān)鍵及基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，采用工廠化集約育苗，不僅省時省工、出苗整齊、成苗率高，更是實現(xiàn)機械移栽定植與采收，推進(jìn)大蔥標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)代化種植的重要前提[5-6]。

目前用于大蔥工廠化集約育苗的播種機械大多采用蔬菜通用播種機，針對大蔥育苗播種的專用技術(shù)和裝備較少。各類播種機采用的排種器，根據(jù)工作原理主要分為機械式和氣力式。機械式排種器結(jié)構(gòu)簡單，播種速度快，但對種子外形尺寸要求嚴(yán)格，對于大蔥這類形狀不規(guī)則的小粒徑種子，難以實現(xiàn)精量播種要求[7]。氣力式排種器通過真空負(fù)壓吸種和正壓落種能夠?qū)崿F(xiàn)種子的精密播種作業(yè)，對丸?；幚淼姆N子適應(yīng)性較好，可進(jìn)行較高速度作業(yè)[8-10]。

1 國外大蔥育苗播種機械

1.1 亞洲國家

日本、韓國由于種植土地少而且分散，丘陵山區(qū)多不適合大面積播種，因此，簡單方便、易拆換的排種器是其研發(fā)的重點。如韓國JAS-802B 型自走式蔬菜播種機，結(jié)構(gòu)如圖1 所示，其結(jié)構(gòu)小巧輕便，適合小面積地塊及大蔥等小粒種子播種，可通過更換不同尺寸排種輪以滿足不同種子的播種要求[11-12]。日本井關(guān)公司研發(fā)的SYS-550C 型育苗播種機，主適用于水稻等小粒種子的育秧播種， 工作效率550 盤/h[13]。矢崎SYV-M600W 型蔬菜播種機，結(jié)構(gòu)如圖2 所示，排種器為槽輪交換式，適用蔥、胡蘿卜和白菜等小粒蔬菜播種[14]。

1.2 歐美國家

歐美國家研發(fā)的育苗播種通用機械，主要分為機械式和氣力式播種機兩類。如美國FMC 公司生產(chǎn)的SN-1-130 型氣吸氣吹式精量播種機，結(jié)構(gòu)如圖3 所示，該機對蔥、番茄等小粒種子的播種適用性較良好[15]。荷蘭VISSER 公司開發(fā)的Granette-2000 型雙排針式全自動穴盤育苗精密播種機，作業(yè)效率達(dá)到700 盤/h[16]。澳大利亞Williames 公司生產(chǎn)的ST750 型播種機，最大播種速度750 盤/h，廣泛應(yīng)用于蔬菜、樹苗等領(lǐng)域[17-18]。意大利優(yōu)比奈特公司研制的阿爾法滾筒式全自動穴盤育苗流水線，結(jié)構(gòu)如圖4 所示，可通過更換不同直徑的滾筒來滿足不同尺寸籽粒的播種要求，工作速度可達(dá)1 000 盤/h[19]。

2 國內(nèi)大蔥育苗播種機械

國內(nèi)對育苗播種機的研究主要以機械式和氣力式播種機為主。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計研究院研制的2XB-400 型穴盤育苗精密播種機采用機械窩眼式播種結(jié)構(gòu)，該機適用于蔬菜和一些花卉的播種，播種效率180 盤/h[20-22]。常州亞美柯機械設(shè)備有限公司研制的亞美柯2BP-300 型蔬菜缽苗播種機，播種速度300 盤/h。北京市海淀區(qū)農(nóng)業(yè)機械研究所研制的2BSXP-500 型穴盤育苗精密播種機，采用了機械結(jié)構(gòu)的垂直圓盤窩眼孔式排種器，播種速度500 盤/h，主要用于播種西紅柿、黃瓜等茄果類蔬菜種子[23-24]。常州風(fēng)雷精密機械有限公司研制的2BXP-500 型育苗播種機，適用播種辣椒、番茄等蔬菜花卉種子，播種速度可達(dá)1 000 盤/h[12，25]。上述機械式穴盤育苗精密播種機是通用機械，主要用于蔬菜播種流水線，也可以用于大蔥播種，但存在種子損傷率高等問題[26]。

隨著對排種器技術(shù)的深入研究，氣力式播種機在我國市場中出現(xiàn)，該類播種機可實現(xiàn)精量播種，并且提高了播種效率。如臺州市一鳴機械設(shè)備有限公司研發(fā)生產(chǎn)的氣吸針式穴盤育苗精密播種機，結(jié)構(gòu)如圖5所示，采用單排針式播種結(jié)構(gòu)，適合播種小粒蔬菜和花卉種子，播種效率可達(dá)360 盤/h[27-28]。胖龍（邯鄲）溫室工程有限公司研制的BZ200 型針式精量播種機，適播大蔥等各類裸種種子，適用于大部分型號和規(guī)格的穴盤[29-30]。浙江博仁工貿(mào)有限公司生產(chǎn)的2YB-500-GT 型育苗流水線，結(jié)構(gòu)如圖6 所示，采用氣吸滾筒式播種機構(gòu)，生產(chǎn)效率可達(dá)1 000 盤/h[31]。

在上述排種器的基礎(chǔ)上，邵偉等[32] 根據(jù)工廠化大蔥育苗每穴3 粒的播種要求，設(shè)計了一種機械式和氣吸式結(jié)合的排種器，結(jié)合機械式和氣吸式排種器的特點，進(jìn)一步提高了排種效果，實現(xiàn)精準(zhǔn)播種作業(yè)。李曉冉等[33] 介紹了一種氣力窩眼輪式小粒徑種子排種器，該排種器結(jié)合氣力式和窩眼輪式的特點，同時設(shè)計了一種齒狀推種裝置，解決了小粒蔬菜種子因外形不規(guī)則造成的充種難度大和型孔堵塞等問題。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)[34] 設(shè)計了一種組合式排種器，集種繩排種器和窩眼輪排種器于一體，兩種播種方式可切換，該切換模式實現(xiàn)了一機多用，大大提高了生產(chǎn)效率。

3 存在問題

（1）由于地域、地形的限制，大蔥播種并沒有實現(xiàn)全面機械化。以小戶、小地塊為主的大蔥種植地區(qū)，大部分還是以人工種植為主，勞動強度大、生產(chǎn)效率低。另外，農(nóng)戶種植水平影響大蔥品質(zhì)，往往存在重數(shù)量輕質(zhì)量、管理不當(dāng)及病蟲害等問題，農(nóng)戶收入得不到保障。

（2）根據(jù)大蔥種植農(nóng)藝要求，移栽時一般3 株/穴，則機械化育苗播種采用穴盤進(jìn)行3 粒/穴的精量播種。然而，目前針對大蔥種子專用的工廠化育苗播種機械缺乏，采用通用的蔬菜育苗播種設(shè)備播種大蔥適用性差、可靠性低，存在漏播、重播和傷種問題，難以滿足大蔥工廠化育苗的精密播種要求，制約了大蔥種植機械化的發(fā)展。

（3）大蔥播種農(nóng)機與農(nóng)藝融合不完善。由于我國不同地區(qū)大蔥的種植模式不一樣，尤其是大蔥的種植行距、株距及深度因地而異，排種器不能因地制宜，不能滿足不同地形、不同深度的需求，制約了大蔥播種通用機械的發(fā)展。

4 發(fā)展對策

4.1 促進(jìn)規(guī)范化種植

通過走訪、調(diào)研，充分了解各個大蔥種植地區(qū)的種植模式、農(nóng)藝要求，以及不同地區(qū)種植模式的差異，結(jié)合現(xiàn)有蔬菜育苗播種通用設(shè)備的特點，由相關(guān)專業(yè)部門制定和推行針對于不同地形、不同品種的大蔥機械化種植技術(shù)規(guī)程。規(guī)范化大蔥種植規(guī)模，加強對種植農(nóng)戶的技術(shù)指導(dǎo)，提高農(nóng)戶種植水平，注重大蔥種植品質(zhì)。

4.2 推動精密播種技術(shù)

根據(jù)國外大蔥排種器先進(jìn)的設(shè)計理念和技術(shù)，結(jié)合我國大蔥農(nóng)藝和種植要求，探索一條符合我國大蔥種植的機械化道路。在現(xiàn)有蔬菜育苗播種通用設(shè)備的基礎(chǔ)上，突破對大蔥種子的物理特性和與機械部件間互作機理等方面研究，優(yōu)化和完善排種器的核心部件，提高其適用性和可靠性。結(jié)合大蔥各個種植地區(qū)的種植規(guī)范，促進(jìn)研發(fā)滿足我國各個大蔥種植地區(qū)基本需求的大蔥通用種植機械，推動實現(xiàn)大蔥機械化種植。

4.3 加強政策扶持

一方面推行優(yōu)惠補助政策，鼓勵農(nóng)民積極種植大蔥；另一方面加大大蔥種植機械化研發(fā)的項目投入，增加校企合作，逐步推廣大蔥機械化生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備，減輕農(nóng)民勞動強度，提高農(nóng)民經(jīng)濟收入。

5 結(jié)束語

（1）日本、韓國等國家根據(jù)自己國家種植土地少而且分散，山區(qū)丘陵多不適合大面積播種的地形和環(huán)境，研發(fā)出適用于小面積播種的、易拆卸的播種機。該類播種機較為耗費時間和人力，并不適用于我國大面積的大蔥播種。歐美國家的育苗播種機械，研發(fā)重點在于通用性，所研發(fā)的機械可通用于種子尺寸類似的蔬菜，并且速度較高，研究較為成熟，但單一蔬菜播種專用性較差。我國可以借鑒歐美國家大型播種機的成熟研發(fā)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上根據(jù)我國大蔥播種特點，研發(fā)專用于大蔥播種的可靠播種機械。

（2）我國育苗播種機主要以機械式和氣力式為主。其中穴盤育苗播種作為大蔥種植的重要環(huán)節(jié)，是未來育苗播種發(fā)展的主要方向。機械式穴盤育苗播種通用于蔬菜播種，播種速度快，存在種子損傷率高等問題。氣力式育苗播種提高了播種效率，實現(xiàn)了精量播種。在單一類型播種機基礎(chǔ)上，結(jié)合不同播種機的特點，設(shè)計新型播種機，提高實用性。

（3）針對我國大蔥播種機械的問題，要加大對種子的參數(shù)研究，通過數(shù)據(jù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)，完善播種機械。同時要全面了解大蔥種植地區(qū)的種植模式、農(nóng)藝要求，實現(xiàn)各個地區(qū)種植模式的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，推動大蔥播種機械化。借鑒國外蔬菜播種機先進(jìn)的設(shè)計理念，研制適用我國大蔥種植機械化的裝備，推動大蔥的生產(chǎn)機械化進(jìn)程。

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