国内外移栽机具的发展现状与思考
国内外移栽机具的发展现状与思考
0 引言
我国的第十二个五年计划是从 2011 到2015 年,确保国家粮食安全仍然是重中之重.随着人口数
量、土地沙漠化面积的逐年增加及化肥的过度使用,可以耕种的土地面积正逐年减少.人口的增
加使粮食的需求呈持续性增长的趋势,为确保粮食的生产安全,除增加耕种面积外,依靠科学技术,
提高粮食作物的单产也是解决粮食紧缺问题的有效手段.而移栽技术在提高粮食单产的问题上,
具有直播难以比拟的优越性.
育苗移栽技术具有对气候的补偿作用,能提高作物的复种指数[1 - 2], 可将农作物的生育期提前 15
天左右,并有效地避免早春低温、倒春寒、霜冻、冰雹等气候的不良影响;避免虫害、干旱等自
然灾害,提高幼苗成活率,确保每株农作物达到农艺要求;可以延长农作物的生育周期,增加积温,
提高农作物的品质,进而有效地增加了单产的产量,为获得作物高产创造了有利条件.
在我国东北地区,无霜期比较短,温度变化较大.以玉米育苗栽植技术为例,该技术将玉米的播种期
提前 30 天左右, 增加 200℃ 左右的积温,令作物躲过干旱、虫害、霜冻等灾害.再者,应用育苗栽
植技术的作物可提前成熟 10 天左右,避免了早霜等灾害,有利于玉米的单产产量的增加.在我国华
北地区,采用一年两熟制,应用育苗栽植技术可以缓解两茬之间接茬的矛盾,在北京地区采用这种
技术可以使夏玉米的产量达到 10 500 ~ 12 000kg/hm²,较未采用育苗移栽技术之前, 产量提高了
1% ~2% 左右[3].
1 国外自动移栽机具的发展现状
国外自动移栽机具发展起步较早,且技术水平相对较高;但是,相比较其它的农业机械起步却较
晚:20 世纪 30 年代出现手工喂苗的移栽机,50 年代出现半自动移栽机, 到80 年代半自动移栽机已
经被广泛的应用于生产实践当中,许多国家也已经研制出自动移栽机.由于移栽机的工作对象为
柔软的农作物,致使移栽机构的参数众多,满足工作要求的移栽轨迹和姿态的目标函数也众多,且
各个目标之间的关系比较复杂.而参数和各个目标之间的函数关系也比较复杂,耦合性较强,使得
优化设计的难度大幅度提升.移栽机械的初期设计都是半自动型,由手工完成取秧、送秧这两个
过程,仅栽插动作是依靠机构来完成.
在后续发明的移栽机械,目标相对简单,在水稻插秧机上首先完成了全自动的已在过程:由同一个
分插机构完成取秧、输送和栽植 3 个动作.但是,无论是应用在水田还是旱田的钵苗移栽机,应用
同一个移栽机构完成以上的 3 个动作,设计和优化难度相比较插秧机来说,大幅度提升. 近30 年
来,全自动移栽机一直由 3 套机构分别完成3 个动作.以美国、加拿大、法国、意大利等为代表
的大农业国家,因地广人稀,适合自动、高速、宽幅的大型农业机械以补偿劳动力不足等问题.
意大利法拉利公司生产的 FPC 型覆膜移栽一体化全自动移栽机( 如图 1 所示),主要使用方形切块
型压缩基质的苗钵,连同幼苗一齐栽入土壤中,成排喂苗, 每列10 株,夹钳与切块分离器同步动作,
将每株苗钵插入苗孔中;膜上苗孔由机器按幼苗设定株距自动进行位移测量、定位和穿孔.借助
精确的电子控制系统和数字键盘株距调控系统,塑料薄膜上定位孔处的薄膜被完全切除,有效地
防止了因风鼓动薄膜导致的幼苗损伤.更突出的是与以往的覆膜机相比,该机对幼苗苗钵栽入土
中的牢固程度大为改进,完全消除了栽后倒伏、根系接触不到实土而引起的死苗现象.（图 1-6 省
略）
此种机型最高移栽速度为 5 000 株/行·h, 行距为28~ 112cm, 最小株距25cm,且连续可调,最大作业
行数为 6 行, 配套拖拉机为 58. 8kW.其适用花椰菜、茄子、长叶生菜、辣椒等蔬菜,以及棉花、
烟苗等经济作物的移栽;但是缺点是只适用于方形压缩基质,基质体积较大,育苗成本较高.
以日本为代表的小农业,地块小、人口密度大,适合轻便、转向灵活、作业精巧的中、小型农业
机械.
日本 TPA -1 型全自动蔬菜移栽机在构思、设计、工艺、调节等方面有很多独特之处.其采用专
用苗盘供苗,1 人操作,可以实现全自动移栽.工作时, 连杆机构将夹钳由水平位置向上旋转 90°,到
水平位置时,夹钳夹住秧苗; 当由水平位置再旋转 90°到垂直位置时,夹钳放开秧苗,秧苗掉落到开
沟器所开的沟槽内,再经覆土轮覆土镇压.TPA - 1 型全自动蔬菜移栽机的株距可以在 22 ~ 77cm
之间调节;使用专用苗箱, 营养钵为4mm ×4. 6mm ×4. 6mm 的钵苗;扶手可以上下转动,并可以左
右旋转 17°, 前后旋转 180°,使得机械可以在不同角度和高度进行作业.
以美国、澳大利亚等的大农业生产方式和相应的农业机械,比较适合中国北方垦区和农村;而日
本的小农业生产方式和所用的农业机械更适合中国南部地区和山区小地块作业[4].
2 国内移栽机具的发展现状
我国的移栽机具起步比较晚, 开始于20 世纪 50 年代末,70 年代开始研制裸根苗移栽机,80 年代开
始研制半自动移栽机.截止到目前,半自动移栽机也已经得到比较广泛的应用.
2. 1 国内半自动移栽机的发展现
国内的半自动移栽按照栽植机构的不同可以分为以下几类.
2. 1. 1 钳夹式移栽机
以吉林工业大学研制的 2ZT 型移栽机为代表的圆盘夹式移栽机, 如图 2 所示.在工作时,人工将苗
放到随栽植盘转动的秧夹上,当秧夹转到苗沟内,凸轮控制秧夹松开,秧苗落到苗沟内,覆土轮覆土,
完成栽植.
以2ZQ 型链夹式移栽机( 如图 3 所示)为例:秧夹安装在链条上.在工作时,人工将苗放到秧夹上,链
条由镇压轮驱动,秧夹进入滑道;当秧夹转到与地面垂直时,脱离滑道,秧夹打开,秧苗落入开好的
沟中,覆土、镇压,完成栽植.
2. 1. 2 导苗管式移栽机
以中国农业大学研制的 2ZDF 型移栽机( 如图 4所示)为例:人工分苗后,将秧苗投入到喂入器的喂
入筒内;当喂入筒转到导苗管的上方时,喂入筒下面的活门打开,秧苗靠重力下落到导苗管内,通过
倾斜的导苗管将秧苗引入到开沟器开出的苗沟内,在扶苗器的扶持下,秧苗呈直立状态;然后在开
沟器和覆土镇压轮之间所形成的覆土流的作用下,进行覆土、镇压,完成栽植.
此类机型可以克服旋转式栽植器缺点,不伤苗、不埋苗, 作业效率为 60 ~ 70 株/min,虽然较钳夹式
有些提高,但是仍然无法满足高速作业要求.
2. 1. 3 挠性圆盘式移栽机
以乌盟农机研究所研制的 2ZT - 2 型甜菜移栽机为例( 如图 5 所示):人工将秧苗放到输送带上,秧
苗呈水平状态;当秧苗被输送到两个张开的挠性圆盘中间时,弹性滚轮将圆盘压合,秧苗被夹住,并
随圆盘向下转动,转到秧苗与地面垂直时,圆盘脱离弹性滚轮,张开,秧苗落入沟内,覆土、镇压,完
成栽植.
此类机型适合小株距作物,且结构简单,成本较低, 但是作业效率在 40 ~ 50 株/min,耐久性差,仍然
不适合大面积作业.
2. 1. 4 吊篮式移栽机
以南通公司研制的 2ZBX - 2 型钵苗移栽机为例( 如图 6 所示):工作时,有驱动轮驱动栽植圆盘转
动,吊杯与地面保持垂直,并随圆盘转动.当吊杯转到上面时,由人工将秧苗放入吊杯中;转到下面
预定位置时,吊杯上的滚轮与导轨接触将吊杯鸭嘴打开,秧苗自由落入开沟器开出的沟内,随后覆
土、镇压,完成栽植.
此类机型对秧苗无夹持力,不易伤苗,吊蓝在栽植过程中对苗提起扶持作用,直立度较好,喂苗速度
在30 ~ 50 株/min,但不适合高速、大面积作业[5].
2. 2 国内自动移栽机的发展现状
标签： #移栽机
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国内外移栽机具的发展现状与思考0引言我国的第十二个五年计划是从2011到2015年,确保国家粮食安全仍然是重中之重.随着人口数量、土地沙漠化面积的逐年增加及化肥的过度使用,可以耕种的土地面积正逐年减少.人口的增加使粮食的需求呈持续性增长的趋势,为确保粮食的生产安全,除增加耕种面积外,依靠科学技术,提高粮食作物的单产也是解决粮食紧缺问题的有效手段.而移栽技术在提高粮食单产的问题上,具有直播难以比拟的优越性.育苗移栽技术具有对气候的补偿作用,能提高作物的复种指数[1-2],可将农作物的生育期提前15天左右,并有效地避免早春低温、倒春寒、霜冻、冰雹等气候的不良影响;避免虫害、干旱等自然灾害,提高幼苗...
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作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
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时间：2024-04-09
