吊杯式移栽机在新疆作物移栽种植中的应用

刘 洋 ，李亚雄 ，毛罕平 ，王 涛 ，李 斌

吊杯式移栽机在新疆作物移栽种植中的应用

刘 洋1，李亚雄1，毛罕平2，王 涛1，李 斌1

（1新疆农垦科学院机械装备研究所，新疆 石河子 832000；2江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室，江苏 镇江 212013）

吊杯式移栽机具有膜上成穴移栽的特点，新疆作物移栽从最初引进国外吊杯式移栽机，到现在满足新疆作物种植要求的国产移栽机应用面积不断扩大，促进了新疆作物移栽技术水平的提高。但是，吊杯式移栽机受人工取、投苗速度的限制，移栽效率不高，约束了移栽技术的进一步发展。目前，新疆对高效率自动移栽机的需求也非常迫切。

吊杯式移栽机；铺膜移栽；加工番茄；制干辣椒

0 引言

育苗移栽可以有效避免早春灾害性天气对作物幼苗的影响，延长作物生育期，提高产量，在新疆农业生产过程中得到了广泛应用。特别是近些年新疆加工番茄和制干辣椒种植面积的不断扩大，育苗移栽带来了良好的经济效益，使这项技术得到广泛应用。随着劳动力季节性短缺和劳动力成本的提高，机械移栽技术得到了大力发展。吊杯式移栽机可以进行膜上成穴移栽，满足了新疆农作物种植普遍采用的铺膜铺滴灌带种植模式，因此得到了较为广泛的应用。新疆机械移栽从20世纪初引进欧美国家移栽机，到现在根据新疆作物移栽种植的农艺要求自行研发移栽机，已经研制出多种型号的移栽机，在新疆的应用中，取得了良好的效果。本文在多年来对新疆作物移栽种植调研的基础上，对新疆作物机械移栽技术发展趋势和注意问题进行讨论。

1 移栽作物和种植方法

新疆移栽作物主要有加工番茄、制干辣椒、蔬菜和玉米等农作物，也有万寿菊等花卉进行移栽，其中以加工番茄和制干辣椒种植面积最大，适合机械化移栽[1]。新疆作物种植都是先进行铺设地膜和滴灌带，然后进行膜上移栽，种植方法有平地铺膜移栽和起垄铺膜移栽 （图1）。平地面铺膜移栽方法一般1行地膜种植2行穴盘苗，是新疆作物种植普遍采用的种植方法。起垄铺膜移栽种植方法在新疆部分地区加工番茄移栽种植时使用，一般1行地膜种植1—2行加工番茄。

2 移栽机应用情况

2.1 国外移栽机

新疆在推广使用机械化移栽技术初期，从欧美国家引进了一些移栽机，主要有意大利Ferrari6行移栽机，Ferrari3行密植移栽机，澳大利亚Williames 6行移栽机，这些移栽机都使用吊杯式移栽结构[2]。

意大利Ferrari6行移栽机最早从国外引进使用（图2），也是使用最多的国外移栽机，整机结构简单，主要完成膜上成穴作业，移栽后需要人工进行膜面覆土。由于吊杯式移栽机的结构特点，膜上成穴移栽时，株距都大于30 cm，当移栽株距调整到小于30 cm时，地膜穴口会过大，这对保持地膜保温保墒的作用是不利的[3]。为了满足新疆一些地区作物移栽密植的要求（株距15 cm），引进了Ferrari 3行移栽机（图3），该移栽机的特点是，每行由两组移栽机构串联连接，并用链条链接两组移栽机构的转动轴，使它们同步转动，在第1组移栽机构成穴移栽的两颗穴盘苗之间，第2组移栽机构再进行移栽，达到减小株距的目的；该型移栽机整机结构庞大，需要由大功率（143 kW）的拖拉机悬挂牵引，移栽后仍然需要人工进行覆土。

已有的吊杯式移栽机都是半自动移栽机，需要由人工进行投苗，为了提高人工投苗效率，引进了澳大利亚Williames6行移栽机，设计有一种转杯式喂苗装置（图4、5），喂苗装置上投苗杯的数量是栽植器数量的3倍，这种结构移栽时可以降低投苗杯的转速，这对提高人工移栽速度是有利的，但是喂苗装置结构尺寸较大，为了满足移栽时窄行距的要求（小于45 cm），相邻移栽机构之间采用错位布置的方式，这导致移栽机的机身庞大，需要由大功率（88 kW）的拖拉机牵引。由于该型移栽机不能对移栽后的穴盘苗进行覆土作业，为此，该公司设计了专用的覆土机（图6），该覆土机可以将地膜间的土壤输送到膜面，对穴盘苗进行覆土。

国外移栽机的引进，使广大种植户认识到机械移栽的优越性，但是这些机具不能完全满足新疆作物种植需要铺设地膜的要求，移栽后需要大量的人力进行覆土，同时价格昂贵，广大种植户很难负担。

2.2 国内移栽机

随着国内移栽机设计和制造水平的不断提高，一些国产吊杯式移栽机技术逐渐成熟，不断应用于新疆农作物移栽种植，其中以重庆北卡2ZB-2型两行机、新疆科神2ZBM-2型两行机、山东万耐尔2ZBX-2型两行机最具有代表性。这些移栽机都在移栽机构上设计安装了辅助喂苗装置，都具有膜上覆土功能。重庆北卡2ZB-2型移栽机采用两个投苗位置的喂苗装置，每组移栽机构由2名工人进行投苗（图7）；新疆科神2ZBM-2型移栽机采用转杯式喂苗装置（图8）；山东万耐尔2ZBX-2型移栽机每组移栽机构有1排由链条驱动的投苗杯进行喂苗（图9）；这些喂苗装置对提高移栽速度起到了辅助作用。北卡2ZB-2型移栽机和科神2ZBM-2型移栽机采用滚筒式覆土装置，可以在膜上形成土带 （图10），万耐尔移栽机采用旋耕刀片将地膜间土壤抛洒到膜面上进行覆土，覆土效果都较好（图11）。

国产移栽机可以很好的满足新疆作物铺膜移栽种植的要求，已经取代国外移栽机成为新疆地区作物移栽使用的主要移栽机型。

3 存在的问题

3.1 移栽效率低

新疆使用的吊杯式移栽机都是半自动移栽机械，需要由人工进行喂苗，受人工所能承受的取投苗速度限制，1台两行半自动移栽机1 d可以移栽1.00—1.33 hm2，需要2名投苗人员和1名检查移栽质量的人员，另加使用拖拉机牵引的费用，省力但不省工，与人工移栽相比，移栽成本依然很高，制约了机械移栽技术的发展。

3.2 移栽机具小型化

目前在新疆应用的国产移栽机主要是1膜2行小型移栽机，也曾有4—6行移栽机进行使用，但是受移栽可靠性的影响，在新疆作物移栽过程中已经很少使用，但是为了提高移栽效率，降低生产成本，依然需要多行移栽机应用于作物移栽生产。

3.3 覆土质量不稳定

新疆不同地区土壤结构差异很大，一些地区土壤板结严重，土壤中存在残膜和作物根茬，滚筒式覆土装置易发生堵塞，导致覆土不均匀和苗钵裸露，降低移栽成活率；旋耕刀将土壤抛洒到膜面上可以避免堵塞现象的发生，保证覆土质量，但是需要拖拉机动力输出轴驱动旋耕刀片转动，功耗较高；为了保证覆土质量应该提高土地耕整水平。

4 讨论

使用自动移栽是新疆作物移栽种植的必然趋势，目前国内已开展了大量的研究，但是受技术成熟水平的限制，都还处于样机研究阶段，未见成熟可靠的自动移栽机型应用于生产实践。国外经过多年发展已经出现一些成熟可用的自动移栽机，其中以欧美国家的自动移栽机自动化程度和移栽效率最高[4]，最具有代表性的是意大利Ferrari自动移栽机和意大利Checchiemagli自动移栽机。意大利Ferrari自动移栽机采用顶取苗的方法取苗，将穴盘苗从育苗穴盘底部漏水孔中顶出，然后由夹持爪从苗钵两侧将穴盘苗夹持住，移栽时可以检测夹持爪中是否夹取到穴盘苗（图12）。意大利Checchiemagli全自动移栽机也采用顶取苗的方法取苗，与Ferrari自动移栽机取苗方法不同的是，将穴盘苗从育苗穴盘底部漏水孔中顶出后，由取苗爪夹持住穴盘苗的苗茎进行取苗（图13）。它们的共同特点是，都采用机械、电器和液压驱动取苗和移栽作业，采用硬质泡沫穴盘进行育苗 （图14），但是它们都是针对裸地开沟移栽，不能应用于新疆作物移栽采用的铺膜种植模式。国外自动移栽机的技术方案与工作原理，为适用于新疆作物种植模式的移栽机的研制提供了很好的借鉴，随着自动移栽技术的不断成熟，自动移栽机在新疆将会有广阔的市场需求。

[1]赵晓伟，韩长杰，赵占军，等.新疆地区辣椒、番茄移栽机发展现状及趋势.农业科技与装备，2015（5）：41-43.

Zhao X W，Han C J，Zhao Z J，et al.Present situation and development trend of chilli and tomato transplanter in Xinjiang.Agricultural Science&Technology and Equipment，2015（5）： 41-43.（in Chinese）

[2]潘启明.国内外移栽机技术现状和发展趋势.安徽农业科学，2013（31）：12478-12479，12496.

Pan QM.Current situation and development trend of domestic and foreign transplanting machine technology，Journal of Anhui Agricultural Science， 2013（31）： 12478-12479， 12496.（in Chinese）

[3]李旭英，王玉伟，鲁国成，等.吊杯式栽植器的优化设计及试验.农业工程学报，2015，31（14）：58-64.

Li X Y，Wang Y W，Lu GC，et al.Optimization design and test of Dibble-type transplanting device.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2015（14）： 58-64.（in Chinese）

[4]于晓旭，赵匀，陈宝成，等.移栽机械发展现状与展望.农业机械学报，2014，45（8）：44-53.

Yu X X，Zhao Y，Chen B C，et al.Current situation and prospect of transplanter.Transactionsof the Chinesesociety for Agricultural Machinery，2014，45（8）： 44-53.（in Chinese）

Application of Hanging Cup Transplanter in Xinjiang Crop Transplanting Process

LIU yang1，2， LIYa-xiong1， MAO Han-ping2， WANG Tao1， LIBin1
（1Mechanical Equipment Research Insistute， Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science， Shihezi 832000， Xinjiang；2Key Laboratory of Modern Agricultural Equipment and Technolog， Ministry of Education，Jiangsu University， zhenjiang 2012013， Xinjiang）

Hanging Cup Transplanter hasthefeatureof membraneintoholetransplantingand hasbeen applied in crop transplanting processof Xinjiang.Initially,Xinjiang'scrop transplanterswerepurely imported,nowdomestic transplanterscould satisfy therequirements of Xinjiang'scrop cultivation.Transplanters promoted the development of crop cultivation technology in Xinjiang.However,the efficiency of hangingcup transplanted is limited by the proficiency of the operators.It restricts further development of transplanting technology,thus thedemand for efficientautomatic transplanter isvery urgent.

Hanging Cup Transplanted； Filmingtransplanting； Processing tomatoes； Dried pepper

2017-07-17

现代农业装备与技术教育部重点实验室、江苏省农业装备与智能化高技术研究重点实验室开放基金课题资助（NZ201607）；中组部“西部之光”访问学者资助项目；新疆兵团“兵团英才”人才培养工程

联系方式：刘洋(1978-),男,副研究员,主要从事农业机械装备及关键技术的研究,E-mai l:Lyshz@163.c om