蔬菜移栽機械的發(fā)展現(xiàn)狀及分類特點

吐爾遜娜依·熱依木江，馬 艷，于秀針，帕合爾鼎·阿布來提

(新疆農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械化研究所，烏魯木齊 830091)

0 引言

隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)在栽培技術和實際產(chǎn)量上都得到了明顯提升，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟也實現(xiàn)了明顯增長。人們生活水平的不斷提升對于蔬菜產(chǎn)業(yè)提出了更高要求，加之各種蔬菜相關政策的穩(wěn)步實施，促進了蔬菜產(chǎn)業(yè)的轉型升級。蔬菜種植規(guī)模不斷擴大的同時，生產(chǎn)力不足的問題也突顯出來，與大宗農(nóng)作物的機械化生產(chǎn)相比，蔬菜生產(chǎn)的機械化程度仍處于劣勢，這在一定程度限制了蔬菜種植規(guī)模的進一步擴大。從蔬菜生產(chǎn)過程來看，種子萌發(fā)后的幼苗移栽工作是確保蔬菜產(chǎn)量的重點，也是勞動強度比較大的工作任務之一。因此，蔬菜的機械化移栽技術逐漸成為農(nóng)機行業(yè)的研究重點，且隨著技術的成熟，蔬菜移栽機械逐漸在我國的很多蔬菜種植地區(qū)得到應用，并體現(xiàn)出了高效率、高質量的技術優(yōu)勢。

1 蔬菜移栽機械的發(fā)展現(xiàn)狀

從蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程來看，蔬菜的種植屬于勞動量較大的工作程序，傳統(tǒng)的人工蔬菜移栽往往需要雇傭大量的人工，使蔬菜生產(chǎn)的整體成本明顯上升，且移栽工作效率低、勞動強度大，不利于大規(guī)模蔬菜生產(chǎn)的實施。針對以上問題，在我國農(nóng)業(yè)機械化快速發(fā)展的過程中，針對蔬菜產(chǎn)業(yè)的大量農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品被重點研究和制造，用于蔬菜移栽的機械產(chǎn)品就是其中重要的一類。

我國的蔬菜移栽機械技術研究已有40多年的歷史，早期的技術研究通過引進日本和歐美等發(fā)達國家的機械技術為主，但是國外的成熟技術直接應用到我國的蔬菜移栽過程中，存在著較多的不適用因素，且機械購置和后期維護的成本比較高。隨著我國農(nóng)機產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，很多農(nóng)機企業(yè)和科研機構針對蔬菜移栽機械展開了大量研究，逐漸生產(chǎn)并推向市場了一批技術成熟的蔬菜移栽設備，旱田缽苗移栽機、回轉式缽苗移栽機等很多產(chǎn)品在蔬菜生產(chǎn)過程中發(fā)揮了重要的作用。

孫凱等[1]針對穴盤苗移栽機自動輸送系統(tǒng)展開了技術研究和設計，對于導取苗進程軌跡、回程軌跡和凸輪槽理論輪廓進行了深入分析和優(yōu)化，并對蔬菜移栽的苗杯、凸輪式連桿等核心部件進行了重新設計。黃冠龍等[2]對于蔬菜穴盤苗小型全自動無線遙控移栽機進行了控制系統(tǒng)的設計，對移箱傳感器、步進電機及電缸進行了硬件選型計算，并分析和優(yōu)化了運動過程的協(xié)調性。王超等[3]對于蔬菜移栽機氣動下壓式高速取苗裝置展開了試驗研究，取苗單體布置形式、取苗氣缸工作壓力、頂苗器運動軌跡等進行了分析和計算，明確了高速蔬菜移栽設備的合理作業(yè)參數(shù)。

2 蔬菜移栽機械的種類特點

蔬菜移栽機械針對不同的蔬菜品種及不同的生產(chǎn)地區(qū)具有明顯的差異性，造成市場上的蔬菜移栽設備產(chǎn)品種類繁多且功能各異。總體上講，根據(jù)蔬菜移栽機械的結構形式，可將其按照動力供給形式分為牽引式和自走式兩類，牽引式機械需要與拖拉機配套安裝后進行作業(yè)，而自走式機型具有整體的動力系統(tǒng)，能夠開展自主作業(yè)。根據(jù)不同栽植形式和機械結構，蔬菜移栽機械還包括鉗夾式移栽機、圓盤式移栽機、吊杯式移栽機、導苗管式移栽機等多種類型。

2.1 鉗夾式移栽機

鉗夾式移栽機多為半自動化機型，在我國的應用時間較早，具有結構簡單、購置成本低的特點。工作過程中，需要通過人工的方式將蔬菜秧苗放置到鉗夾機構上，鉗夾上的秧苗隨著鉗夾一同運動到移栽位置后，鉗夾自動打開使蔬菜秧苗落入移栽苗溝，再通過后方的覆土鎮(zhèn)壓結構進行土壤覆蓋和壓實，從而實現(xiàn)移栽的全過程。由于采用半自動化的作業(yè)方式，鉗夾式蔬菜移栽機械的工作效率較低，通常僅為30～35株·min-1，且鉗夾移栽的傷苗率和漏栽率偏高。目前使用較多的機型包括富來威2ZQ-4型移栽機、火絨2ZBX-2型鉗夾式移栽機等。

2.2 導苗管式移栽機

導苗管式移栽機也是一種半自動化機型，是在傳統(tǒng)的移栽設備基礎上研制的新型產(chǎn)品，其工作過程需人工將蔬菜秧苗放入喂入器中，喂入器根據(jù)導管軌道運動，最終落入到移栽位置，并進行覆土和壓實。導苗管式蔬菜移栽機相對于鉗夾式蔬菜移栽機能更好地保護蔬菜秧苗，并使移栽的秧苗保持良好的種植均勻性和直立度，但導苗管式移栽機的結構相對復雜，在半自動化機械中的售價較高。現(xiàn)階段使用較多的機型包括紐荷蘭RT-2型、意大利HORTECH MIDI5型、中國農(nóng)業(yè)大學2ZDF系列等導苗管式移栽機。

2.3 全自動蔬菜移栽機

在傳統(tǒng)的半自動化機型基礎上，為進一步提高勞動生產(chǎn)率，近年來很多全自動的蔬菜移栽機械逐漸投入市場，并進行了高效率作業(yè)。如禾田A5-1200型全自動蔬菜移栽機(圖1)，能夠實現(xiàn)一次性完成8行蔬菜的移栽作業(yè)，與半自動化設備相比，禾田A5-1200型全自動蔬菜移栽機能夠通過取苗器進行自動取苗，并實現(xiàn)8行同步的開孔、落苗、覆土全自動一體化移栽作業(yè)，具有平地狀態(tài)下松土移栽的功能，作業(yè)過程高效精準。全自動化的蔬菜移栽設備操作更為簡單，對于人力輔助的需求顯著降低，且先進機型的適應性很強，可根據(jù)不同蔬菜進行不同行距、株距的調整。除禾田A5-1200移栽機外，現(xiàn)階段應用較多的蔬菜移栽機械還包括井關PVHR2-E18、鼎鐸2ZB-2/4、洋馬PF2R等。

圖1 禾田A5-1200型全自動蔬菜移栽機

3 蔬菜移栽機械的應用效果

從多種蔬菜移栽機械的應用來看，通過機械設備替代傳統(tǒng)的人工移栽作業(yè)能夠有效提高勞動生產(chǎn)效率，尤其是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向規(guī)模化發(fā)展的趨勢下，農(nóng)村地區(qū)的用工短缺問題對蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響，而蔬菜移栽機械的應用很好解決了這一問題。除此之外，移栽機械的應用促進了集中育苗技術的普及，菜苗的統(tǒng)一化提高了移栽成活率，均勻的機械化移栽有利于蔬菜的均衡生長和品質統(tǒng)一，且大面積蔬菜種植過程抵抗病蟲害、自然災害的能力顯著提高，有利于蔬菜種植經(jīng)濟效益的穩(wěn)定增長。

4 蔬菜移栽機械的不足

盡管蔬菜移栽機械的數(shù)量實現(xiàn)了不斷增長，但就我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際應用來看，其仍存在著以下問題：一是移栽機械的通用性較差，通常不同的蔬菜品種只能使用專門的機械產(chǎn)品，即使是同一品種的蔬菜在不同地區(qū)種植，蔬菜移栽機械的適用性也不同；二是作業(yè)效率和質量仍有較大提升空間，總體上講，我國現(xiàn)階段應用的大部分蔬菜移栽機械以半自動化為主，技術比較落后，整體工作效率有較大提升空間，且移栽后蔬菜的成活率、放苗準確性等參數(shù)仍不盡人意；三是自主生產(chǎn)的先進蔬菜移栽機械數(shù)量不足，現(xiàn)階段我國自主生產(chǎn)的蔬菜移栽機械技術仍比較落后，很多機型參照國外先進技術進行改進，本土化作業(yè)適用性不足，部分機型市場驗證時間較短，故障率偏高，質量達不到長期使用的標準，需進一步提升。

4 結語

蔬菜作為重要的經(jīng)濟作物，其生產(chǎn)的高效優(yōu)質實施關系到農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和社會穩(wěn)定，隨著蔬菜生產(chǎn)規(guī)模的擴大和大田蔬菜種植技術的普及，蔬菜的機械化生產(chǎn)受到越來越高的重視，蔬菜移栽機械作為生產(chǎn)過程中必須的機械類型，其先進技術的普及與應用對于蔬菜產(chǎn)業(yè)的高質量發(fā)展意義重大，也是蔬菜機械化生產(chǎn)的必然趨勢。