我國紅薯機械化移栽技術現狀及發展趨勢

申屠留芳　唐立杰　孫星釗

摘 要：紅薯不僅含有豐富的營養，而且還具有很高的藥用價值和保健作用。本文簡要描述了紅薯種植的農藝要求，并對國內主要的紅薯移栽機類型、原理進行了介紹。指出了我國紅薯移栽機當前存在的主要問題及發展趨勢。

關鍵詞：紅薯；移栽機；現狀；發展趨勢

中圖分類號：S531 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171032028

引言

農業生產是人類賴以生存和發展的最基本要素。我國是農業大國，也是農產品種類最豐富的國家之一，其中，紅薯是僅次于水稻、小麥、玉米的糧食作物。紅薯，又名地瓜、甘薯、白薯、番薯、紅苕、山蜀等，為旋花科一年生草本植物[1]。紅薯的營養十分豐富，是人們喜愛的天然滋補食品，其中含有大量的營養物質。近年來研究表明，紅薯不僅含有豐富的營養，而且具有頗高的保健作用及藥用價值。我國古代就有對紅薯保健作用的記載，如《本草綱目拾遺》中記載，紅薯能補中、和血、暖胃、肥五臟。現代醫學研究表明，紅薯中的維生素可以防止人體內產生有害的過氧化物，起到延緩衰老的作用。另外，紅薯對抑制心血管疾病和預防癌癥都有獨特的功效[2]。因此，增加紅薯產量、提高紅薯品質具有重大意義。

實踐表明，種植農藝的不同，對紅薯的產量有很大的影響。紅薯種植的主要環節有：排苗育種、耕整起壟，剪苗、移栽、田間管理、收獲等，其中，移栽環節對紅薯的產量起著至關重要的作用。移栽可以分為人工移栽和機械移栽，我國長期以來一直沿用傳統的人工移栽方式，該方式勞動強度大、效率低下、成本高，并且不能保證移栽質量。在農忙的季節，由于近年來大部分農民流入城市打工，農村勞動力缺乏，只要稍有延遲，就會貽誤農時，對紅薯產量造成不利的影響。據統計，目前我國紅薯移栽的機械化水平較低，我國農村對移栽機械化的需求已經越來越迫切，紅薯移栽機械化已經成為農業發展的必然趨勢。

1 紅薯栽植的農藝要求

甘薯主要采用塊根進行無性繁殖，先育苗，后移栽。目前我國紅薯移栽主要以高剪苗等裸苗移栽為主，即先將種薯種植在育苗床上，待紅薯長到一定程度后剪取莖尖，移栽到田里，以缽苗移栽的方式為輔。一般農作物如煙草、棉花、蔬菜等栽植時，要求幼苗地上部分莖桿直立且地下部分根莖少受彎曲，但紅薯的栽植有其特殊的要求。紅薯是靠埋入土中的苗體的結節處生根結果，插入深度一般以3～4個節點為宜，故根據土壤條件、幼苗長短、種植溫度、結薯要求的不同，紅薯幼苗的栽植方式主要有：斜栽法、船底形栽法、水平栽法、鉤形栽法、直栽法等[3]。不同栽法的紅薯幼苗的入土深度、角度均有區別，一般以5～7cm為宜。

紅薯移栽一般選擇在陰天進行，此時土壤的濕度適宜，切忌在雨天進行作業，以防止形成柴根，也不宜移栽后過度灌溉，導致土壤含氧量降低，影響紅薯產量。紅薯移栽主要在5、6月份進行，北方少數地區由于溫度較低，需要對壟進行覆膜作業，其余地區一般以不覆膜栽植為主[4]。

2 我國紅薯移栽機研究現狀

相比西方國家而言，我國對于移栽機的研究起步較晚，且大多在引進的國外移栽機的基礎上進行仿制與改進。最早可以追溯到20世紀50年代對旱地移栽機械的研究，60年代開始對甘薯秧苗和棉花缽體的移栽試驗進行研究；70年代研制了裸根苗移栽機；80年代初，各高等院校和科研機構陸續研制出了多款移栽機，如半自動蔬菜移栽機等；90年代是缽苗移栽機發展的黃金時期，如由江蘇省農機技術推廣站研制的2ZX-2型棉花缽苗移栽機。近年來，勞動力成本飆升、育苗技術趨于成熟等因素更加推動了在移栽機方面的開發和研制工作。中國農業大學、山東大學、吉林大學、中國農機研究院等高校成功研制出了多類型的移栽機械[5]。

目前我國紅薯移栽機械化作業以通用移栽機為主，按照栽植器結構的分類方式對以下各類型通用移栽機的工作原理作簡要描述。

2.1 導苗管式移栽機

該類移栽機主要是由苗架、覆土輪、開溝器、喂入器、導苗管、扶苗器等組成，適用于缽苗的移栽，其原理是秧苗通過喂苗機構進入導苗管，在重力的作用下通過導苗管落入由開溝器開出的苗溝中，并由覆土輪覆土完成移栽[6]。

2.2 吊籃式移栽機

吊籃式移栽機主要由覆土輪、開溝器、滑道、吊籃、移栽器、偏心圓盤等組成。作業時人工將缽苗放入到旋轉的吊籃內，栽植器隨偏心圓盤轉動到最低點時，通過固定軌道，移植器張開，待秧苗落入苗溝內后由覆土輪進行覆土，完成栽植過程[7]。

2.3 鉗夾式移栽機

鉗夾式移栽機由鉗夾、開溝器、覆土鎮壓輪和傳動機構等組成。作業時人工將秧苗放在鉗夾上，被夾持的秧苗隨著鉗夾鏈條或鉗夾圓盤旋轉，隨后夾緊進入滑道，當秧苗到達由開溝器開出的溝中時，夾持器打開，隨后由覆土鎮壓輪覆土壓實，完成整個移栽過程[8]。

2.4 撓性圓盤式移栽機

該機型主要由撓性植苗圓盤、輸送帶、開溝器和覆土輪等組成。栽植作業時，由人工將秧苗放到輸送帶的槽內，通過輸送帶將秧苗喂入栽植圓盤中，秧苗隨著撓性圓盤轉動，當達到垂直狀態時，兩撓性圓盤分離，秧苗進入由開溝器開出的溝中，然后覆土輪覆土壓實，作業完成[9]。

除以上列舉的通用型移栽機以外，目前我國市場上還有幾款專門針對紅薯移栽的移栽機。如山西省運城市農機研究所與運城市恒達精工機電有限公司聯合研制的2ZY-2A型自走式紅薯苗移栽機、江蘇南通富來威研制的2CGF-2甘薯復式移栽機等，主要組成部分及工作原理與通用移栽機相同。

3 存在的問題

上述列舉的移栽機械，無論是專門針對紅薯移栽的紅薯移栽機，還是通用移栽機，都在一定程度上推動了紅薯移栽機械化的發展。但以上機型都需要投入大量人工去剪苗、分苗、喂苗等，移栽機械化進程在此問題上長期停滯不前，沒有取得實質性的突破。

3.1 紅薯移栽機械化與農藝現狀脫離endprint

如市場通用的移栽機械大多是直立栽植幼苗，即使是專門針對紅薯的移栽機也很難滿足紅薯幼苗的船形法、鉤形法種植等要求。在覆膜壟上進行作業時，市場上主流的紅薯移栽機在移栽作業時會對塑料薄膜造成破壞，影響塑料薄膜的保溫性能[10]。

3.2 自動化、智能化程度較低

當前的紅薯移栽機以純機械結構為主，很少與智能裝備結合，無法根據不同的土壤條件、地形特征、結薯要求等條件來改變種植方法，適應性較差。

3.3 農業移栽機械的研制與生產

主要依靠抄襲、仿制國外機型，沒有形成適合我國國情的移栽機標準和體系。

4 紅薯移栽機的發展趨勢

紅薯移栽機將由人工剪苗、分苗、喂苗的半自動化機型向功能更加完備的全自動移栽機方向發展。未來的紅薯移栽機將會與各種傳感器、單片機、PLC控制器等智能裝備緊密結合，突破當前移栽機必須依靠人工的瓶頸，集旋耕、起壟、覆膜、移栽、澆水、施肥等功能于一體。另外，將來可供選擇的機型種類較多，能夠適應不同的需求。

將紅薯的農藝特點與紅薯移栽機的研發生產相結合，研制出結構簡單、工作質量穩定、效率高、成本低的移栽機械。未來的紅薯移栽機將會根據不同的農藝需求來調整栽植方法、速度等。各種移栽機及其零配件的將會形成統一標準，形成制度化、規范化的市場。

當前我國農機市場各種移栽機琳瑯滿目，紅薯移栽機的質量也是參差不齊，難以保障。未來將會有專業權威部門或機構對紅薯移栽機等農業機械進行可行性分析、測試，根據試驗的結果對其進行等級評估，并出具質量驗證報告。

參考文獻

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[2]周增學.紅薯的營養價值與保健功能[J].食品與藥品，2006（8）：75-76.

[3]胡良龍，胡志超，謝一芝，田立佳，計福來，王冰.我國甘薯生產機械化技術路線研究[J].中國農機化，2011（6）：20-25.

[4]胡良龍，計福來，王冰，凌小燕，胡志超，于向濤. 國內甘薯機械移栽技術發展動態[J].中國農機化學報，2015（3）：

289-291，317.

[5]盧勇濤，李亞雄，劉洋，李斌，王濤.國內外移栽機及移栽技術現狀分析[J].新疆農機化，2011（3）：29-32.

[6]潘啟明.國內外移栽機技術現狀和發展趨勢[J].安徽農業科學，2013（31）：12478-12479，12496.

[7]牛釗君，張偉，付曉明.全自動玉米缽育移栽機發展趨勢的研究[J].農機化研究，2014（7）：241-244.

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[9]張冕，姬江濤，杜新武.國內外移栽機研究現狀與展望[J]. 農業工程，2012（2）：21-23.

[10]蘇國修，法丹丹，牛歡，賈澤鋆.紅薯高產高效栽培技術規程[J].農技服務，2013（10）：1046-1047.

作者簡介：申屠留芳（1965-），女，浙江東陽人，博士，教授，主要從事機械設計及理論、農業裝備設計與制造方面研究。endprint