大蔥育苗播種技術與裝備研究現狀及發展趨勢

莫治業 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濟作物之一，種植面積和產量均居世界首位，我國大蔥產業正處于由傳統大田育苗模式向工廠化集約育苗種植模式轉變的重要階段。目前用于大蔥集約化育苗播種的機械設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。為加快推進大蔥種植機械化發展，對國內外大蔥育苗播種機械的研究進行了整理與分析，為我國大蔥精量播種育苗技術與裝備的研制提供參考和借鑒。

關鍵詞：大蔥；集約化育苗；播種；排種器；種業裝備；蔬菜

中圖分類號：S223文獻標識碼：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味蔬菜及經濟作物，在我國蔬菜生產中占據極為重要的地位[1-2]。我國大蔥年均種植面積達50 萬hm2，其種植面積及產量均居世界首位，并且種植面積呈逐年遞增的趨勢[3-4]。但目前大蔥種植環節主要依靠人工完成，勞動強度大、生產成本高，大蔥產業正處于由傳統大田育苗模式向工廠化集約育苗種植模式轉變的重要階段。其中，育苗是大蔥全程機械化生產的關鍵及基礎環節，采用工廠化集約育苗，不僅省時省工、出苗整齊、成苗率高，更是實現機械移栽定植與采收，推進大蔥標準化、現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和裝備較少。各類播種機采用的排種器，根據工作原理主要分為機械式和氣力式。機械式排種器結構簡單，播種速度快，但對種子外形尺寸要求嚴格，對于大蔥這類形狀不規則的小粒徑種子，難以實現精量播種要求[7]。氣力式排種器通過真空負壓吸種和正壓落種能夠實現種子的精密播種作業，對丸粒化處理的種子適應性較好，可進行較高速度作業[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的重點。如韓國JAS-802B 型自走式蔬菜播種機，結構如圖1 所示，其結構小巧輕便，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]。日本井關公司研發的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，結構如圖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 公司生產的SN-1-130 型氣吸氣吹式精量播種機，結構如圖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 公司開發的Granette-2000 型雙排針式全自動穴盤育苗精密播種機，作業效率達到700 盤/h[16]。澳大利亞Williames 公司生產的ST750 型播種機，最大播種速度750 盤/h，廣泛應用于蔬菜、樹苗等領域[17-18]。意大利優比奈特公司研制的阿爾法滾筒式全自動穴盤育苗流水線，結構如圖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1 000 盤/h[19]。

2 國內大蔥育苗播種機械

國內對育苗播種機的研究主要以機械式和氣力式播種機為主。農業農村部規劃設計研究院研制的2XB-400 型穴盤育苗精密播種機采用機械窩眼式播種結構，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。北京市海淀區農業機械研究所研制的2BSXP-500 型穴盤育苗精密播種機，采用了機械結構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]。

隨著對排種器技術的深入研究，氣力式播種機在我國市場中出現，該類播種機可實現精量播種，并且提高了播種效率。如臺州市一鳴機械設備有限公司研發生產的氣吸針式穴盤育苗精密播種機，結構如圖5所示，采用單排針式播種結構，適合播種小粒蔬菜和花卉種子，播種效率可達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格的穴盤[29-30]。浙江博仁工貿有限公司生產的2YB-500-GT 型育苗流水線，結構如圖6 所示，采用氣吸滾筒式播種機構，生產效率可達1 000 盤/h[31]。

在上述排種器的基礎上，邵偉等[32] 根據工廠化大蔥育苗每穴3 粒的播種要求，設計了一種機械式和氣吸式結合的排種器，結合機械式和氣吸式排種器的特點，進一步提高了排種效果，實現精準播種作業。李曉冉等[33] 介紹了一種氣力窩眼輪式小粒徑種子排種器，該排種器結合氣力式和窩眼輪式的特點，同時設計了一種齒狀推種裝置，解決了小粒蔬菜種子因外形不規則造成的充種難度大和型孔堵塞等問題。山東農業大學[34] 設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，該切換模式實現了一機多用，大大提高了生產效率。

3 存在問題

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

（2）根據大蔥種植農藝要求，移栽時一般3 株/穴，則機械化育苗播種采用穴盤進行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展。

（3）大蔥播種農機與農藝融合不完善。由于我國不同地區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展。

4 發展對策

4.1 促進規范化種植

通過走訪、調研，充分了解各個大蔥種植地區的種植模式、農藝要求，以及不同地區種植模式的差異，結合現有蔬菜育苗播種通用設備的特點，由相關專業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規程。規范化大蔥種植規模，加強對種植農戶的技術指導，提高農戶種植水平，注重大蔥種植品質。

4.2 推動精密播種技術

根據國外大蔥排種器先進的設計理念和技術，結合我國大蔥農藝和種植要求，探索一條符合我國大蔥種植的機械化道路。在現有蔬菜育苗播種通用設備的基礎上，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，優化和完善排種器的核心部件，提高其適用性和可靠性。結合大蔥各個種植地區的種植規范，促進研發滿足我國各個大蔥種植地區基本需求的大蔥通用種植機械，推動實現大蔥機械化種植。

4.3 加強政策扶持

一方面推行優惠補助政策，鼓勵農民積極種植大蔥；另一方面加大大蔥種植機械化研發的項目投入，增加校企合作，逐步推廣大蔥機械化生產技術與設備，減輕農民勞動強度，提高農民經濟收入。

5 結束語

（1）日本、韓國等國家根據自己國家種植土地少而且分散，山區丘陵多不適合大面積播種的地形和環境，研發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，研發重點在于通用性，所研發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技術，在此基礎上根據我國大蔥播種特點，研發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節，是未來育苗播種發展的主要方向。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，實現了精量播種。在單一類型播種機基礎上，結合不同播種機的特點，設計新型播種機，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研究，通過數據優化結構，完善播種機械。同時要全面了解大蔥種植地區的種植模式、農藝要求，實現各個地區種植模式的規范化、標準化，推動大蔥播種機械化。借鑒國外蔬菜播種機先進的設計理念，研制適用我國大蔥種植機械化的裝備，推動大蔥的生產機械化進程。

參考文獻

劉丹丹，高洪偉，王方艷，等．章丘大蔥種植農藝及機械化生產技術[J]．農業工程，2017，7（1）：15-18，47．

LIU Dandan，GAO Hongwei，WANG Fangyan，et al．Planting agronomyand mechanization production technology of scallion in Zhangqiu[J]．Agricultural Engineering，2017，7（1）：15-18，47．

劉甲振，耿愛軍，侯加林，等．國內外大蔥播種技術與裝備研究進展[J]．中國農機化學報，2018，39（4）：104-108．

LIU Jiazhen， GENG Aijun， HOU Jialin， et al． Research status onsowing technology and equipment of scallion at home and abroad[J]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2018， 39（ 4） ：104-108．

王后新，吳彥強，李天華，等．大蔥種植機械研究現狀與展望[J]．中國農機化學報，2019，40（2）：35-39．

WANG Houxin，WU Yanqiang，LI Tianhua，et al．Current situationand prospect of research on green Chinese onion planting machinery[J]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2019， 40（ 2） ：35-39．

王方艷，高洪偉．基于農機農藝融合的大蔥機械化移栽關鍵技術研究[J]．農機化研究，2018，40（9）：257-263．

WANG Fangyan， GAO Hongwei． The key technology research ofgreen chinese onion mechanized transplanting for integration of agriculturemachinery and agronomy[J]． Journal of Agricultural MechanizationResearch，2018，40（9）：257-263．

陳大軍，侯加林，施國英，等．國內旱地移栽機技術現狀分析[J]．中國農機化學報，2018，39（7）：98-102．

CHEN Dajun，HOU Jialin，SHI Guoying，et al．Analysis on the currentsituation of technology of domestic dryl and teansplanter[J]．Journalof Chinese Agricultural Mechanization，2018，39（7）：98-102．

劉中正， 侯加林， 辛杰， 等． 智能化設施育苗機設計與試驗[J]．農業機械學報，2016，47（S1）：136-142．

LIU Zhongzheng， HOU Jialin， XIN Jie， et al． Design and experimentof intelligent facilities seedling machine[J]． Transactions of theChinese Society for Agricultural Machinery， 2016， 47（ S1） ： 136-142．

王磊．類球形蔬菜種子精量播種機設計與試驗[D]．武漢：華中農業大學，2015．

WANG Lei．Design and experiment of precision planter for quasi-sphericalvegetable seeds[D]． Wuhan： Huazhong Agricultural University，2015．

張濤，劉飛，趙滿全，等．基于離散元的排種器排種室內玉米種群運動規律[J]．農業工程學報，2016，32（22）：27-35．

ZHANG Tao， LIU Fei， ZHAO Manquan， et al． Movement law ofmaize population in seed room of seed metering device based on discreteelement method[J]．Transactions of the Chinese Society of AgriculturalEngineering，2016，32（22）：27-35．

倪向東，徐國杰，王琦，等．氣吸滾筒陣列式棉花精密排種器設計與試驗[J]．農業機械學報，2017，48（12）：58-67．

Ni Xiangdong， XU Guojie， Wang Qi， et al． Design and experimentof pneumatic cylinder array precision seed-metering device for cotton[J]． Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2017，48（12）：58-67．

許劍平，謝宇峰，陳寶昌．國外氣力式精密播種機技術現狀及發展趨勢[J]．農機化研究，2008，30（12）：203-206．

XU Jianping， XIE Yufeng， CHEN Baochang． The present technicstatus developing tendwngcy of abroad pneumatic precision drill[J]．Journal of Agricultural Mechanization Research，2008，30（ 12）：203-206．

杜佳偉，楊學軍，劉立晶，等．小粒種子精量播種機研究現狀及發展趨勢[J]．農業工程，2017，7（6）：9-13．

DU Jiawei， YANG Xuejun， LIU Lijing， et al． Research status anddevelopment trend of precision seeder for small seeds[J]． AgriculturalEngineering，2017，7（6）：9-13．

郭振華，陳換美，伊海濤，等．小顆粒種子播種機研究現狀及分析[J]．新疆農機化，2020（4）：21-25，29．

GUO Zhenhua， CHEN Huanmei， YI Haitao， et al． Research statusand analysis of small seed planter[J]．Xinjiang Agricultural Mechanization，2020（4）：21-25，29．

畢松浩．保田現代農機合作社農業機器系統優化配備研究[D]．哈爾濱：東北農業大學，2021．

BI Songhao． Research on optimal equipment of agricultural machinerysystem of Baotian Modern Agricultural Machinery Cooperative[D]．Harbin：Northeast Agricultural University，2021．

鮑余峰，王方艷，江景濤，等．蔬菜種子精密播種裝備研究進展與發展趨勢[J]．農機化研究，2021，43（4）：247-254．

BAO Yufeng，WANG Fangyan，JIANG Jingtao，et al．Research progressand development trend of precision seeding equipment for vegetableseeds[J]．Journal of Agricultural Mechanization Research，2021，43（4）：247-254．

管春松，崔志超，高慶生，等．蔬菜精量直播技術及裝備的研究現狀[J]．中國蔬菜，2018（12）：9-15．

楊昌敏，易文裕，邱云橋，等．育苗精量播種機研究現狀及發展分析[J]．中國農機化學報，2022，43（4）：183-188．

YANG Changmin， YI Wenyu， QIU Yunqiao， et al． Research statusand development analysis of seed-raising precision seeder[J]．Journal ofChinese Agricultural Mechanization，2022，43（4）：183-188．

劉云強，趙鄭斌，劉立晶，等．蔬菜穴盤育苗播種機研究現狀及發展趨勢[J]．農業工程，2018，8（1）：6-12．

LIU Yunqiang， ZHAO Zhengbin， LIU Lijing， et al． Research status and development trend of vegetable plug seedling seeder[J]．AgriculturalEngineering，2018，8（1）：6-12．

劉洋，李永強，徐鑫霖，等．穴盤育苗播種機械及技術發展研究[J]．農業科技與裝備，2014（6）：34-36．

LIU Yang， LI Yongqiang， XU Xinlin， et al． Study on developmentof plug seedling planter and technology[J]． Agricultural Science &Technology and Equipment，2014（6）：34-36．

周悅．氣吸滾筒式穴盤育苗流水線的研制[D]．鎮江：江蘇大學，2022．

ZHOU Yue． Development of the vacuum-cylinder tray seeding productionline[D]．Zhenjiang：Jiangsu University，2022．

張寧，廖慶喜．我國小粒徑種子播種技術與裝備的應用與研究進展[J]．中國農機化，2012（1）：93-96，103．

ZHANG Ning， LIAO Qingxi． Research progress of seeding technologyand equipment for small seeds in China[J]． Chinese AgriculturalMechanization，2012（1）：93-96，103．

王實娟．一種播種實用工藝在莖用萵筍育苗生產中的應用[J]．農業工程技術，2021，41（31）：68-71．

劉明池，季延海，武占會，等．我國蔬菜育苗產業現狀與發展趨勢[J]．中國蔬菜，2018（11）：1-7．

丁松．氣吸振動式播種機定量供種裝置設計及試驗研究[D]．鎮江：江蘇大學，2018．

DING Song．Design and experiment research on quantitative seeds supplydevice of pneumatic vibration precision seeder[D]． Zhenjiang： JiangsuUniversity，2018．

謝海軍．小粒圓形種子氣力滾筒式排種器吸種機理研究[D]．廣州：華南農業大學，2017．

XIE Haijun．Study on mechanism of small-size round seed pick-up processfor pneumatic roller-type seeder[D]． Guangzhou： South ChinaAgricultural University，2017．

管春松，高慶生，劉先才，等．我國甘藍機械化生產現狀及發展建議[J]．中國蔬菜，2019（10）：1-8．

趙鄭斌，王俊友，劉立晶，等．穴盤育苗精密播種機的研究現狀分析[J]．農機化研究，2015，37（8）：1-5，25．

ZHAO Zhengbin， WANG Junyou， LIU Lijing， et al． Advance researchof tray precision sowing equipment[J]． Journal of AgriculturalMechanization Research，2015，37（8）：1-5，25．

喬祥山．精密播種裝置氣力-振動式供種盤設計與試驗研究[D]．鎮江：江蘇大學，2022．

QIAO Xiangshan．Design and experimental research of air-blowing andvibrating supply seed tray for precision seeding device[D]． Zhenjiang：Jiangsu University，2022．

李澤華， 馬旭， 李秀昊， 等． 水稻栽植機械化技術研究進展[J]．農業機械學報，2018，49（5）：1-20．

LI Zehua，MA Xu，LI Xiuhao，et al．Research progress of rice transplantingmechanization[J]．Transactions of the Chinese Society for AgriculturalMachinery，2018，49（5）：1-20．

劉志俠， 張宏友， 劉穎． 工廠化育苗精量播種裝置現狀分析[J]．農機化研究，2005，27（2）：16-18．

LIU Zhixia，ZHANG Hongyou，LIU Ying．The present situation andexisting problems in application of precision seeding-machine equipmentof at home[J]．Journal of Agricultural Mechanization Research，2005，27（2）：16-18．

董春旺，胡斌，坎雜，等．工廠化穴盤育苗精量播種裝置現狀及發展對策[J]．農機化研究，2008（8）：247-249．

DONG Chunwang， HU Bin， KAN Za， et al． The existing circumstanceand development strategy on industrial precision seedling machineequipment[J]． Journal of Agricultural Mechanization Research， 2008（8）：247-249．

孫晗，郭廣川，唐帥，等．蔬菜育苗播種流水線壓穴滾筒裝置改進與控制系統設計[J]．農業工程學報，2021，37（22）：41-48．

SUN Han， GUO Guangchuan， TANG Shuai， et al． Improvement ofhole pressing roller device and design of the control system for vegetableseedling's seeding assembly line[J]． Transactions of the Chinese Societyof Agricultural Engineering，2021，37（22）：41-48．

邵偉，李天華，吳彥強，等．穴盤式大蔥育苗機精量排種器的設計與試驗[J]．農機化研究，2022，44（2）：119-127．

SHAO Wei， LI Tianhua， WU Yanqiang， et al． Design and test ofprecision seed metering device for the seedling raising machine ofChinese onion[J]． Journal of Agricultural Mechanization Research，2022，44（2）：119-127．

李曉冉，張銀平，刁培松，等．我國蔬菜生產概況及精量播種機研究現狀[J]．農機化研究，2021，43（5）：263-268．

LI Xiaoran， ZHANG Yinping， DIAO Peisong， et al． General situationof vegetable production and research status of precision seeder inChina[J]． Journal of Agricultural Mechanization Research， 2021，43（5）：263-268．

山東農業大學．一種切換式大蔥播種機：CN201820667931.0[P]．2018-12-21．