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国内外移栽机及移栽技术现状分析

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2011年第3期农机化

·开发研究·国内外移栽机及移栽技术现状分析

卢勇涛,李亚雄,刘洋,李斌,王涛

(农垦科学院机械装备研究所,石河子832000)

要:论述了移栽技术的优越性,阐述国内外移栽技术的发展状况,对不同类型移栽机的作业过程和主要特点进

行介绍,分析我国移栽技术发展过程中存在问题的同时,提出相应的解决方案,并对移栽机的发展趋势进行探讨。

关键词:移栽机;移栽技术;探讨

中图分类号:S223文献标识码:A文章编号:1007-7782(2011)03-0029-04

(4)按自动化程度分为:手动移栽机、半自动移栽机和全自动移栽机。

(5)按栽植器结构特点分为:钳夹式、导苗管吊篮式、挠性圆盘式移栽机等。式、

移栽技术作为一种栽培技术,具有直播难以比拟的优越性。移栽可以将作物的生育期提前15天倒春寒、霜冻、冰左右,有效地避开作物受早春低温、雹等灾害性气候的影响,提高幼苗的成活率,保证单位作物株数达到农艺要求,并能延长作物生育期,有增效地提高单产和作物的品质,具有显著的节本、产、增收效果。

作物移栽主要分为人工移栽和机械移栽,由于效率低、劳动强度大,并且难以保人工移栽成本高、

证栽植质量,逐步被移栽机械所替代。机械移栽过程中,改善移栽苗栽植状态是很多研究设计部门研埋苗究的重点和难点,栽植状态主要包括苗直立度、露苗率、栽植深度变化率、伤苗率等指标[1,2]。率、

2国外移栽技术及移栽机研究现状[3-14]

世界上移栽技术发展较早的发达国家和地区主要是欧美和日本等国,该技术在早期主要应用于蔬菜和经济作物的移栽,随后逐步用于玉米等粮食作早在上世纪20年代初期就开展了钵苗移物的移栽。

栽的生产工艺研究,研制出结构简单的秧苗移栽机具,在一定程度上减轻了人工移栽劳动强度;到上世纪30年代出现手工喂苗的移栽机械,移栽技术得到实质性发展,使秧苗送入沟中这一过程实现机械化。

上世纪50年代开始,欧洲国家研制出不同结构形式的半自动移栽机和制钵机;到了上世纪70年代半自动移栽机在欧美、前苏联等农业较和80年代,

发达的国家和地区得到广泛应用,使制钵、育苗、移栽技术有机结合。目前,国外的移栽技术已基本成熟,栽植后的农作物达到农艺要求,工作可靠性也较如法国、德国、荷高。欧美一些农业较发达的国家,

兰、美国等国家,大部分的蔬菜生产和几乎全部的大地花卉生产都采用育苗移栽种植模式和生产工艺。日本在20世纪80年代,90%的甜菜已实现移栽种植,移栽机自动化程度较高。从移栽机的工作过程看,这些农业机械水平较高的国家多采用钵体苗半自动移栽机械,作业过程中采用人工喂苗,并根据作业对象的不同通过更换或调节栽植器来实现机械移

1移栽机的分类

近些年,育苗移栽技术成为科研和生产部门关注的热点之一,但对移栽机并没有统一的分类标准,根据不同的分类方式主要分为水田移栽机。

(2)按适应栽植作物的种类分为:棉花移栽机、玉米移栽机、甜菜移栽机等,分类直接与相适应的栽植作物相关。

(3)按秧苗特征分为:裸根苗移栽机和土钵或营养钵苗移栽机。

收稿日期:2011-04-27

[5-7]

)按移栽机的工作环境分为:旱地移栽机和(1

栽,扩大机械移栽的作业范围,提高其通用性。

:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::)(3)成本高,耗油多、油耗8~10元/667hm2。(上接第20页

(2)松土齿和挑膜齿把棉秆根挑起来和残膜混合在一起,使残膜回收后无法再利用,而且导致膜箱充满太快,增加卸膜次数,降低机具生产率。

(4)整机仿形不是很理想,容易损坏其它部件(如传动链条易损坏)。

(5)潮湿秸秆被粉碎后易堵塞出风口。

.29.

·开发研究·2.1钳夹式移栽机

农机化

完成栽植过程。

2011年第3期

钳夹式移栽机包括圆盘夹式和链夹式两种机型。

圆盘夹式移栽机械的工作原理:工作时人工将秧苗放置在转动的苗夹上,秧苗被夹持随苗盘转动,当苗夹到达苗沟时,秧苗下落,随后覆土,完成栽植过程。

链夹式的苗夹安装在链条上,链条有轮驱动,人工将秧苗放置在张开的苗夹上,苗夹随后夹紧进入滑道,当脱离滑道后苗夹打开,秧苗落入苗沟,然后覆土。

现有代表机型:法国生产的UT-2型移栽机,荷兰生产的MT移栽机,意大利生产的奥特玛移栽机,意大利Chechen&Magli公司的三行钵苗移栽机钳夹式移栽机,前苏联研制的CKH-6A和CKB-4A圆KTI-盘夹式栽植器,日本的A-500久保田移栽机、I-70关东移栽机、V-500大纪移栽机和TP-1豆虎移栽机和美国的Dzchc-Dip移栽机。

该类移栽机械主要特点:结构简单、成本低、秧苗直立度较好、移栽稳定;但效率低,适合裸苗移栽、移栽频率一般为30~45株/min,高速作业的情况下,缺苗等影响栽植质量的问题。易出现漏苗、2.2导苗管式移栽机

该类移栽机主要分为推落苗式、指带落苗式、直落苗式三种。工作时,由人工或机械将秧苗投至喂入器的喂入筒内,当喂苗嘴转动至导苗管喂入口时,喂苗嘴张开,秧苗靠重力落入苗沟中,然后进行覆、完成栽植过程。土、

该类移栽机械的特点:栽植秧苗的穴行距和栽植深度均匀一致,保证较好的直立度,且作业速度较栽植频率由喂入频高,移栽的频率可达60株/min,率确定,不易伤苗,但调整比较复杂,受拖拉机前进速度影响明显。2.3吊篮式移栽机

吊篮式移栽机是一种适合于钵体尺寸较大的钵苗移栽机械,用于地膜覆盖后的膜上打孔栽植作业,主要应用于钵体苗、纸筒苗移栽。该型移栽机一般由偏心圆环、吊杯、导轨等零部件组成,作业时人工将钵苗投放至旋转的吊篮内腔,当吊篮运行到最低位置时,吊篮底部的栽植器被强制打开,钵苗在吊篮入土成穴的过程中被栽植田间,然后进行覆土,.30.

此类移栽机械的特点:吊篮式膜上移栽机的吊篮栽植机构由单铰链吊篮和四杆机构组成,吊篮既是接纳秧苗的容器,也是膜上打孔成穴的栽植器,具有双重功能;具有膜上打孔移栽的优点,在栽植过程喂苗中秧苗不受任何冲击,不易伤苗,但结构复杂、速度低,生产率和栽植质量受人工投苗速度和精度的影响严重。

主要代表机型有:意大利Chechen&Magli公司生产的沃夫移栽机和艾德沃思农机厂生产的坡杜移栽机,意大利MAS公司研究开发的一系列的半自动和全自动膜上移栽机,日本久保田公司的KP-S1型红薯移栽机和一种全自动鸭嘴式膜上移栽机,美国Holland公司的1265型吊篮式移栽机,美国移栽公司生产地model900MulchTransplanter吊篮式膜上移栽机,意大利Ferrari公司的钵体苗移栽机。

图1意大利Ferrari公司移栽机

图2意大利Checchi&Magli公司移栽机

2.4挠性圆盘式移栽机

挠性圆盘式移栽机有两片可以变形的挠性圆盘来夹持秧苗,由于不受苗夹数量的,它对穴距的适应性较好,输送带将人工喂入的秧苗喂入到栽植器中,然后随圆盘转动,当达到垂直状态时进行栽植,适用于裸苗及纸筒移栽,对于像白葱等长茎作物的栽植效果更佳。

2011年第3期农机化

·开发研究·该类移栽机械的特点:圆盘一般由橡胶材料或薄钢板制成,结构简单,成本低,但圆盘的寿命较短,长茎杆的作物,通用性较差,栽植多适用于小钵体、深度不稳定。

主要代表机型有:日本丰收产业公司生产的OP290和OP2100型全自动白葱移栽机,日本生产的CT-4S型甜菜移栽机,日本久保田公司生产的KN系列半自动移栽机,德国的阿科德半自动移栽机和PRIMA公司生产地加盘式压缩土钵苗移栽机,法国生产的皮卡尔全自动移栽机。2.5水轮式膜上移栽机

该机工作的主要部件是水轮和打穴铲,在工作过程中由均匀分布在水轮外缘的打穴铲在膜上打穴,打出的穴有湿穴、干穴两种。在打穴过程中可以注入一定数量的水,从而打出湿穴,干穴则不需要加水,坐在尾部的工作人员把秧苗投放在打好的孔穴内,然后覆土,完成栽植过程。

该类移栽机械的特点:可以实现单行或多行的膜上或无膜陇上作业、结构简单、经济实用,但移栽速度慢,仅适合于裸苗及钵体苗大株距的蔬菜移栽。

主要代表的机型有:美国kennco农机生产公司研制生产的半自动膜上打穴系列产品和后期研制开“火焰燎苗”的burner-transplanter膜发的一种采用

上移栽机,加拿大PlastiTech公司生产的水轮式移栽机系列产品。

在膜上移栽机方面主要有水轮式移栽机、吊篮式移栽机和日本久保田公司在这两种膜上移栽机的基础上研究开发的一种全自动鸭嘴膜上移栽机。在移栽工作时,针夹式的机械手将秧苗在穴盘内取出,放入到鸭嘴栽植器内,然后落入有鸭嘴式的栽植器打好的孔穴内,随后覆土轮覆土,从而完成栽植过程。此类膜上移栽机的自动化程度高、效率高、但成本高、结构复杂、对育苗的要求非常苛刻,仅适合部分叶类蔬菜的移栽。

总之,国外在育苗方面起步早、发展快、栽植器通用性比较强,育苗技术跟移栽机械相互配套的也较为合理,推广应用的比较广泛。

研制成半自动蔬菜移栽机。截至目前,中国农机研究院、中国农业大学、吉林大学、山东大学、山东国泰拖陕西省农机研究所、唐山研究所及农拉机总厂、

垦科学院等单位,已经成功研制出多种类型的移栽机械[5]。

图3美国kennco公司的水轮式移栽机

图4膜上移栽机移田间作业

3.1钳夹式移栽机

主要代表机型有山西农机研究所研制的2ZMB-2型钵苗移栽机、吉林工业大学研制的2ZT型移栽机、中国农科院研制的2ZYM-2型烟棉钳夹式移栽机、北京农机所研制的2ZSB-2和2ZWS-2型蔬菜无土苗钳夹式移栽机、唐山农机所研制的2ZB-2型移栽机、黑龙江农垦科学院研制的2Z-2型多用钵苗移栽机。3.2导苗管式移栽机

主要代表机型有中国农业大学研制的2ZDF型树苗移栽机、山东泰安国泰拖拉机总厂研制的2ZM-2和2ZM-2AL型棉花移栽机、黑龙江农垦科山东工程学院研制出学院研制的2ZY-2型移栽机、的2ZG-2型钵苗移栽机。3.3吊篮式移栽机

国内代表机型有黑龙江省研制的2ZB-6型钵2ZB-2型烟草移栽机,吉林省研制的苗移栽机、

2ZL-2型联合移栽机,山西省农机所研制的2ZYB-2

.31.

3国内移栽机研究现状[2-14]

我国移栽机发展起步较晚,与发达的农业国家有明显差距。国内从上世纪50年代开始研究旱地70年代开始研制裸根苗移栽机,80年代移栽机械,

·开发研究·农机化

机多用功能。

2011年第3期

型移栽机,莱阳农学院研制的2YZ-40移栽机,重庆北卡农机公司生产的两行吊篮式钵苗移栽机。3.4挠性圆盘式移栽机

国内代表机型有黑龙江省研制的2ZT-2型甜菜纸筒移栽机,中国农业大学研制的2ZL-2型大葱农移栽机,吉林省研制的2Z-1型甜菜移栽机,垦科学院研制的ZT-2型甜菜移栽机。

在膜上移栽机发展方面,我国70年代开始研制裸根苗移栽机,最早用于甜菜移栽。江苏省农机技术推广站在上世纪90年代研制出2ZX-2型棉花营养钵移栽打穴机,到2004年又研制了中国第一台2行水轮膜上移栽机;2010年农垦科学院研制的2ZML-2/6型裸根(钵体)膜上移栽机既能实现膜上裸根苗的移栽,也能进行钵体苗的移栽,具有一机多用的功能。到目前为止,在借鉴和吸收国外膜上移栽机的基础上也研制出一些机型,但国内移栽机大多是面向裸地开沟移栽的小型机具,在铺设地膜的土地上进行裸根苗移栽的机具还很少。

我国的移栽机的发展特点是起步晚、发展比较慢;在研制过程中农机和农艺难以有效结合;移栽机功能比较单一、通用性较差;没有形成标准化、系列规格化;缺乏完善、科学的对移栽机标准和评价化、

的方法;移栽成本依旧较高;作业稳定性、可靠性等性能距发达农业国家还有一定差距。

(4)机具的质量更加可靠。随着设计手段和加工制造技术的不断提高,移栽机的零部件及装配将更加合理,降低机具的损坏率和返修率,保证移栽机的连续作业能力。

(5)设计的移栽机将更加合理。随着人性化设计水平的不断提高,在对移栽机进行设计过程中将更加注重移栽工作人员的作业姿势和劳动强度,将人工作业劳动强度将至最低。

(6)农机与农艺结合的更加合理。农艺将更适应于农机,农机将更好地为农艺服务,实现农机与农艺的紧密结合。

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4未来发展趋势[15-16]

纵观国内外移栽机的发展和应用情况,加上对各种不同类型移栽机的对比,总结未来移栽机的发展方向和趋势:

)栽植质量更加优良。设计出的移栽机能够(1

具有更好的工作质量、满足农艺要求、理想的栽植深直立度、较低的漏苗率和伤苗率等。度、

(2)栽植速度进一步提高。目前市场上的移栽机多数为半自动化机具,栽植速度受人工,劳动强度仍然较大,移栽机在解决好此类问题的同时能更好的适应现代化农业的要求。

(3)功能更加完善,机型更加齐全。目前多数移施肥、栽机仅具有单一的移栽功能,未来将集铺膜、除草、铺膜等多种功能于一体,并形成多机型、多系列的标准化产品。在移栽机的通用性方面也将进一步提高,通过局部的更换调整便能方便地实现不同作物及同一作物不同移栽苗的移栽,具有明显的一.32.

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