旱地移栽機械概述與走勢

時間:2022-04-18 04:13:00

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旱地移栽機械概述與走勢

機械化移栽技術適用于玉米、棉花、蔬菜、煙草、甘薯、甜菜等多種作物。采用育苗移栽技術可使農(nóng)作物大大提高抗御寒冷、干旱、鹽堿和病蟲害的能力,使播種期提前,苗壯,縮短田間生長期,提高單位面積產(chǎn)量,對緩解我國農(nóng)作物種植茬口緊張局面,發(fā)展高產(chǎn)高效農(nóng)業(yè)具有重要意義”。

1我國旱地移栽機械發(fā)展概況

我國對旱地移栽機械的研究始于20世紀60年代,起步較早,但發(fā)展并不快。從20世紀70年代開始,我國已開始研制裸苗移栽機,最初用于甜菜的移栽;到20世紀80年代成功研制出半自動蔬菜移栽機;同時,我國也從國外引進了若干適于蔬菜、甜菜、煙草等經(jīng)濟作物的移栽機械。由于育苗技術落后、配套設施差、機具性能不穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低以及價格昂貴等原因,旱地移栽機械一直未能得到大規(guī)模推廣使用。近年來,隨著旱地育苗移栽技術的發(fā)展,農(nóng)村勞動力短缺以及勞動力成本的上升,使旱地移栽機械的研發(fā)有了新的動力,也取得了新的進展。目前,國內(nèi)研發(fā)出的旱地移栽機械以半自動為主,而全自動移栽機因其育苗要求高、結構復雜、價格高昂,尚處于起步階段。

2我國旱地移栽機械類型

目前,國內(nèi)對旱地移栽機械分類尚無統(tǒng)一規(guī)定,大致可以按4種方式進行歸類。

2.1按秧苗是否帶土分類目前國內(nèi)移栽機按秧苗是否

帶土可分為裸苗移栽機(不帶土)和缽苗移栽機(帶土)兩類。裸苗移栽機移栽秧苗工序較少、成本較低,目前煙草、棉花、油菜、甘薯等部分采用裸苗移栽。缽苗移栽的制缽成本較高、工序繁多、人工成本也較高,但秧苗成活率較高,因此在蔬菜、煙草、棉花、油菜等作物中都大量使用了缽苗移栽機進行移栽。

2.2按作業(yè)自動化程度分類按作業(yè)自動化程度可分手動移栽器、半自動移栽機和全自動栽植機。

2.2.1手動移栽器。一般采用簡易器具打孔,手工放置苗,主要用于棉花、甜菜、蔬菜等作物補苗栽插。

2.2.2半自動移栽機。一般是手工取苗或人工輔助取苗,由機具完成開溝、澆水、栽苗和覆土等作業(yè)。我國目前研制和推廣的栽植機基本上都是半自動的。

2.2.3全自動栽植機。通常認為,由機械或人工喂入一組秧苗(如一張苗盤),由機具完成取苗和栽插等作業(yè),稱為全自動移栽機。我國從20世紀90年代就嘗試過機械式、氣動式、電子式、完全自動的移栽,但均由于可靠性差、結構復雜、價格昂貴和缺少配套育苗系統(tǒng)等原因,未能達到實用要求而沒能大規(guī)模推廣。

2.3按栽植器型式分類

2.3.1鉗夾式移栽機。該機一般由人工將秧苗放在轉動的鉗夾上,秧苗被夾持,并隨栽植盤轉動。當轉到苗溝上方位置時,鉗夾在滑道開關的控制下打開。秧苗在重力作用下落入苗溝,然后覆土鎮(zhèn)壓,完成栽植過程。

2.3.2鏈夾式移栽機。該機工作原理與鉗夾式相似。其秧夾安裝在鏈條上,由地輪驅動,秧苗由人工放到鏈夾上,當秧苗到達與地面垂直時,鏈夾脫離滑道并.自動打開,秧苗落入開溝器開出的溝內(nèi),隨后鎮(zhèn)壓輪進行覆土、鎮(zhèn)壓。該機株距準確,栽植后秧苗的直立度比較好,喂苗和送苗穩(wěn)定可靠。缺點是生產(chǎn)率不高,且栽植速度偏高時易出現(xiàn)漏苗、漏栽現(xiàn)象。國內(nèi)主要機型:由農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所與江蘇正昌集團共同研發(fā)的正昌豐裕2ZY一2型油菜移栽機;江蘇省南通市富來威農(nóng)業(yè)裝備有限公司研制的2ZQ-4型油菜移栽機;安徽滁州農(nóng)機所研制的2zY一2型油菜移栽機;唐山農(nóng)機研究所研制的2ZB一2型移栽機。

2.3.3撓性圓盤式移栽機。該機由人工將秧苗喂入輸送帶槽內(nèi),輸送帶將秧苗喂人栽植盤中。栽植盤由兩片可以張開和變形的橡膠盤組成,當秧苗到時,開盤輪使其局部張開,秧苗進入開口后因其彈性自動閉合。當秧苗到達開溝器下部時,開盤叉使之松開放下秧苗。隨后覆土、鎮(zhèn)壓,完成栽植。國內(nèi)主要機型:由黑龍江紅興管理局研制的2ZT一2型甜菜紙筒式移栽機。該機夾持秧苗不受鉗夾或鏈夾數(shù)量限制,結構簡單,成本低,且株距適應性較好,尤其適合小株距移栽。但株距和移栽深度穩(wěn)定性不高,且易出現(xiàn)埋苗現(xiàn)象,此外撓性圓盤的壽命也較短。上述3種機具都能完成裸苗和缽苗的移栽。

2.3.4導苗管式移栽機。這是一種新型的缽苗移栽機械,可克服裸苗窩根等問題。作業(yè)時,秧苗由人工或者機械放入喂入器筒內(nèi),秧苗靠自重通過水平或者傾斜的導苗管引入開溝器開出的溝中,然后進行覆土、鎮(zhèn)壓,完成栽植過程。該機秧苗在導苗管中是自由運動,不是強制的,因此不易傷苗;選擇適當?shù)膶绻軆A角和增加扶苗機構,就可保證秧苗有較好的直立度、株距均勻性和移栽深度;其喂入器是由多個轉動的喂入筒構成,栽植頻率可達到60~70株/min,比鉗夾式提高了30%~50%。但該機型結構比較復雜,造價較高。

目前該機的研究和推廣較多,形式大同小異,國內(nèi)現(xiàn)有機型:①采用水平回轉杯式移栽機。山東泰安與吉林大學合作研制的2ZY一200型移栽機;山東泰安國泰拖拉機總廠生產(chǎn)的2ZM一2和2ZM—AI型棉花移栽機;黑龍江農(nóng)墾科學院研制的2ZB一4型杯式缽苗移栽機;中國農(nóng)業(yè)大學研制的2ZDF型半自動導苗管式移栽機。②采用水平回轉格盤式。吉林大學研制的2ZY一2型玉米缽苗移栽機;河北省邯鄲市農(nóng)機推廣站研制的2BYZ一2型缽苗移栽機。③采用帶喂入式。由山東理工大學研制的2EG一2型帶喂入式缽苗移栽機。

2.3.5吊杯式移栽機。這是一種適合缽體尺寸較大的缽苗移栽機。該機由驅動輪驅動栽植圓盤轉動,吊杯隨偏心圓盤轉動并始終與地面保持垂直。當?shù)醣D到圓盤上時,人工將秧苗放入吊杯中;當轉到最低位置附近時,吊杯上的滾輪與導軌接觸將吊杯打開,秧苗自由落體運動落入鴨嘴開溝器開出的溝內(nèi),隨后覆土、鎮(zhèn)壓,完成栽植J。該機具有膜上打孔的突出優(yōu)點;吊杯在栽植過程中對苗起扶植作用,直立度較好;對秧苗無夾持力,秧苗落地無沖擊,不傷苗。但結構較復雜,造價較高;喂苗速度不能過高,否則漏栽率增加,故生產(chǎn)率不高。國內(nèi)現(xiàn)有機型:青島農(nóng)業(yè)大學研制的2ZY一40型吊杯式缽苗移栽機;黑龍江八五零農(nóng)場研制的2ZB一6型缽苗栽植機;新疆農(nóng)科院農(nóng)機化所研制的2ZT一2型甜菜移栽機;新疆新科聯(lián)科技有限公司研制的2ZS一2型蔬菜秧苗移栽機;新疆農(nóng)墾科學院裝備研究所研制的2ZMI_2型膜上移栽機;黑龍江農(nóng)墾科學院研制的2ZB一4型缽苗移栽機。

2.3.6帶式移栽機。帶式移栽機由水平輸送帶和傾斜輸送帶組成,兩種帶具有不同的運動速度。缽苗首先在水平輸送帶上直立前進,當運動到末端時,翻倒在傾斜輸送帶上,隨帶運動到末端時翻轉直立落入苗溝中。該機結構簡單,栽植效率較高,最高可達240~Jmin。但其工作可靠性和栽植質量尚需要進一步提升。

2.3.7滑道式移栽機?;朗揭圃詸C主要工作部件有上滑道、下滑道和分缽輪。此種機型實現(xiàn)了全自動喂苗,作業(yè)速度大大提高,栽植頻率可達到180~rJmin,是一種結構簡單、高速、高效的移栽機型。但是,與帶式移栽機一樣其工作可靠性仍需進一步提高。

3存在主要問題及解決途徑

雖然近年來我國旱地移栽機械的研發(fā)取得了長足進展。但是,總體而言處于初級階段,尚有許多需要迫切解決的問題。

3.1農(nóng)機和農(nóng)藝脫節(jié)嚴重我國許多機械移栽技術是從

借鑒發(fā)達國家先進技術研發(fā)出來的,發(fā)達國家與移栽相配套的育苗技術已非常成熟。而我國與移栽相配套的育苗機具和設施非常薄弱,尤其是適于營養(yǎng)缽苗和盤苗的高效精量播種設備更加匱乏,技術相對落后。此外,國內(nèi)移栽作物的土壤環(huán)境千差萬別,種植制度復雜多樣,田塊以小而分散居多,嚴重制約了移栽機適用性。因此,應在充分吸收發(fā)達國家育苗技術基礎上,結合國情研發(fā)成本低廉、便于管理、利于機械化移栽的育苗方式,完善育苗設施和相應的配套技術,實現(xiàn)育苗工廠化和自動化。對于缽苗而言,缽體大小和形狀一定要與移栽機械相結合。另外,應以滿足機械作業(yè)為前提,加強標準化栽培技術的研究和農(nóng)田基本建設。

3.2機具作業(yè)通用性差目前研制的移栽機一般一種機

具難以實現(xiàn)多種作物的移栽作業(yè)。如煙草移栽機用在甘薯上效果就不佳。由于種植煙草的壟高、壟寬等都比甘薯壟大,用在甘薯移栽時鎮(zhèn)壓取功輪取功不暢,會出現(xiàn)漏栽秧苗現(xiàn)象。此外,如大蔥和韭菜移栽需要很小的株距,而另一些作物需要寬行距等,目前國內(nèi)的移栽機還難以滿足上述需求。因此,應加強移栽機的模塊化、標準化、通用化設計,可通過快速更換一些作業(yè)組件,來滿足不同作物的移栽需求。

3.3缺乏科學、完善、統(tǒng)一的移栽機評價方法和標準

我國應加快研究和制定移栽機作業(yè)和檢測方法等標準的研究與制訂,為移栽機的研發(fā)推廣應用奠定基礎。

3.4生產(chǎn)效率不夠高和綜合效益不突出目前國內(nèi)的旱

地移栽機多為半自動化,需要人工喂苗,對操作人員要求比較高,放苗要準確、迅速,精力高度集中,否則會造成漏苗、缺苗現(xiàn)象,長時間作業(yè)易造成操作人員疲勞。由于受人工喂苗速度的制約和田塊小而分散的影響,一般國內(nèi)移栽機的作業(yè)效率只相當于人工的5~15倍左右,遠低于耕整、收獲等機械相對于人工作業(yè)的效率,故而綜合效益的優(yōu)勢不是特別明顯。這在一定程度上制約了用戶使用的熱情和積極性。因此,需對現(xiàn)有移栽技術進一步改進和提升,降低人工操作勞動強度,提高喂苗速度,提升作業(yè)效率,實現(xiàn)“傻瓜式”式的高、精、準移栽作業(yè)。

3.5移栽機具價格相對偏高

目前國內(nèi)移栽機少則每臺2萬一3萬元,多則7萬一8萬元,甚至更高。價格過高限制了其在我國的快速大規(guī)模推廣。因而,我國要加大研發(fā)力度,研制出質量可靠、性能穩(wěn)定、操作便捷、維修方便、一機多用、性價比高的旱地移栽機,并實現(xiàn)批量化、標準化生產(chǎn)。

4國內(nèi)旱地移栽機發(fā)展趨勢

(1)旱地移栽機械的研發(fā)應該和育苗技術結合起來。育苗移栽是一個系統(tǒng)工程,我國應加強從育苗到移栽的系統(tǒng)研究,在努力發(fā)展移栽機械同時,應實現(xiàn)育苗的機械化、自動化、工廠化。

(2)半自動移栽機在國內(nèi)市場還將占據(jù)很高的份額,而且還會較長時間存在。半自動化移栽機雖需較多輔助人員,但其適應較好、使用方便、適合國情。因而,提高其生產(chǎn)率,完善其作業(yè)性能和可靠性,將是今后半自動化移栽機的發(fā)展方向。

(3)隨著我國土地流轉和農(nóng)村勞動力轉移,農(nóng)村勞動力短缺已成為必須面對的問題。因此加強自動取苗技術研究,研制性能優(yōu)越、價格合理的全自動移栽機將是今后國內(nèi)早地移栽的另一大發(fā)展趨勢。

(4)通用移栽機和專用移栽機的研究相結合。我國在大力發(fā)展旱地作物移栽機研發(fā)的同時應加強小作物移栽機的研發(fā),如大蔥、韭菜等;加大塑料大棚移栽機的研究。

(5)批量生產(chǎn),降低成本。我國農(nóng)民對旱地移栽機的需求熱情很高,但是,購買力相對較低,這大大制約了移栽機的推廣和使用。為了加快其推廣使用,除要大力發(fā)展經(jīng)濟,提高農(nóng)民收入水平,增加購機補貼力度外,另一方面要發(fā)揮大工業(yè)的特點,選擇性能優(yōu)異的產(chǎn)品,進行批量生產(chǎn),降低移栽機成本。

(6)加強與發(fā)達國家合作。與發(fā)達國家相比,我國旱地作物移栽機械化水平還很低,應走出國門,加強與發(fā)達國家的合作和交流,充分吸收先進技術和經(jīng)驗,研制適合國情的旱地移栽機械,并參與國際競爭。

5結束語

實現(xiàn)旱地作物移栽機械化已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迫切需要。我國旱地移栽機械化正處于快速發(fā)展階段,玉米、棉花、甜菜、煙草、甘薯等作物的移栽面積正在逐年擴大。隨著農(nóng)村經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整,以及農(nóng)村勞動力的短缺和增值,旱地移栽機械的需求量將大幅度增加;育苗技術和耕整地技術的進步與發(fā)展也為旱地移栽機械的研發(fā)提供了良好條件。從長遠看,旱地移栽機械在我國具有良好的發(fā)展趨勢和廣闊的發(fā)展前景。