烟草种植移栽自动化应用研究

陈晨 牛莉莉 程玉渊 孙善兴 胡燕芳 贾晓果 范志珂

摘    要：在科学技术的快速发展进程中，自动化技术迎来了新的发展机遇，在各行各业中的应用也更为广泛。烟草种植产业的传统种植移栽作业需要耗费大量的时间与人力，工作量大，同时烟草的成活率相对低。在烟草种植移栽阶段应用自动化技术，可以实现各个环节的自动化操作，包括挖坑、施肥、浇水以及移栽等工作，提升了工作效率。必须要对烟草种植移栽自动化技术的应用进行分析，明确自动化技术在烟草种植移栽过程中的作用，保障烟草种植行业持续稳定发展。

关键词：烟草种植;移栽;自动化

文章编号：1005-2690（2021）22-0135-02       中国图书分类号：F768.29       文献标志码：A

在我国农业发展中，烟草作为一种经济作物为广大农户创造了大量的经济价值，目前种植面积已经超过200万hm2。随着科学技术水平的提升，我国在烟草种植方面的效率越来越高，实现了烟草行业的持续稳定发展[1]。

相较于发达国家我国在烟草种植与移栽作业中整体技术水平低，更多采用人工种植以及移栽的手段，造成烟草的成活率与保苗率较低，对烟草行业的现代化发展产生了不利影响。在现代烟草种植农业的发展中，必须转变传统的种植移栽技术，推进自动化技术的应用，为烟草种植移栽注入新的活力。

1   烟草移栽机械现状

从我国农业发展状况来看，烟草移栽机械最早出现于20世纪80年代。在高等院校与各级科研机构的大力合作下，烟草移栽机的出现为烟草种植行业的发展提供了可靠保障。

从实际应用情况来看，尽管在烟草移栽机的帮助下，可以实现烟草种植步骤的简化，实现烟草移栽成活率的提升，但是由于实际应用与设计工作的不协调，造成烟草移栽过程中，农户成本增加，因而机械没有得到大面积的推广[2]。

近年来，我国社会经济快速发展，农民的经济条件更加充裕，在国家对农业机械化重视程度不断提升的情况下，烟草移栽机获得了新的发展机遇。各种新型移栽机械设备的使用，实现了烟草种植现代化水平的提升。

20世纪末，新疆农科院农机化所研制成功了2ZT-2型煙草移栽机，其在运行过程中，可以借助行走轮来进行动力传输，开展烟草移栽作业工作，实现了种植移栽水平的提升。

首先，移栽机在前进的时候，能够借助开沟器来开垦栽植沟，然后借助抓苗器或者人工辅助的方式在移栽区域进行烟苗的铺放，利用横向输送带保证烟苗能够进入到立式带当中。

其次，借助栽植盘将烟苗夹住，放入开好的栽植沟当中，随着移栽机的前进，利用镇压轮实现烟苗的覆土与压实，从而实现整个烟草移栽的自动化作业。

在南京农业大学与多家单位的合作下，2006年研制成功了2ZQ型移栽机，其能够实现烟草移栽种植环节的自动化，包括覆土、开沟、浇水、栽植以及施肥等，同时在烟草移栽以后，可以提升成活率，具有较高的直立度，实现了烟草种植作业效率的提升，降低了烟草种植农户的工作量。2009年重庆北卡农业公司研发的半自动落苗移栽机在现有移栽机基础之上，对送苗与扶苗的自动化流程进行优化[3]。

在设备运行的时候，可以在传送带中放入烟草幼苗，配备质地柔软的传送带，避免在烟草幼苗夹持的时候出现损伤幼苗的情况，实现幼苗的直立栽植，提升烟草移栽的存活率以及作业效率。在半自动落苗移栽机的帮助下，旱地烟草移栽量能够达到2 500株/h以上，同时将倒苗率控制在3%以下。

除此之外，在烟草种植移栽的过程中，为了提升自动化水平，许多农村地区的种植户不断改良各种烟草移栽设备，将实践与理论相结合，为烟草移栽机械的发展注入新的活力。

种植户发明的设备实现了操作流程的优化，同时对整个操作步骤进行简化，在设备运行时能够随意对烟草移栽设备的深浅进行调节，做到自动覆土，最大程度上减少对地膜产生的损伤。

2   烟草种植移栽常见自动化设备

2.1   钳夹式栽植器

钳夹式栽植器主要通过链条的带动实现烟苗的输送，放置到苗沟当中，然后借助控制结构，打开钳夹，保证烟苗能够掉入到苗沟当中，并完成后续的覆土工作[4]。这种自动化设备结构相对简单，制造成本较低，能够有效控制相邻烟苗的距离和移栽深度，但是存在一定的缺点，作业过程速度相对较慢，增加了烟苗受损的风险。

2.2   挠性圆盘式栽植器

在挠性圆盘式栽植器当中，植苗挠性圆盘是关键部分，主要是利用两片圆盘，实现对烟苗的控制，然后开展自动化移栽工作[5]。这种设备的制作成本较低，由于其圆盘为塑料制品，很容易被磨损，降低了自身的使用寿命。除此之外，应用这种设备容易出现埋苗与漏苗的问题。

2.3   导苗管式栽植器

导苗管式栽植器在应用的过程中，需要在传送带中放置烟苗，然后运输到导苗管上面，在重力的作用下，可以顺着导苗管将烟苗放置到苗沟当中。其优点是能够对烟苗的株距进行合理调整，减少埋苗、漏苗的发生概率，在小规模或大规模的烟草移栽过程中，都能够取得良好的效果。

3   烟草种植移栽自动化存在的问题与发展趋势

3.1   烟草种植移栽自动化存在的问题

在目前的烟草移栽机械制造过程中，由于各个环节的连接度相对较低，移栽自动化、育苗等体系的构建出现了相互分裂的情况。特别是在烟草移栽机械设备研制阶段，没有形成比较规范的标准，更多以国外设备为依据，没有从自身的实际情况出发，影响了烟草种植移栽设备的本土化发展。同时，烟草移栽机械设备的使用率低，机械自身功能比较单一，结构相对复杂，很容易产生一些故障，使得机械设备的保养与维护成本提升，对烟草种植移栽机械设备的自动化推广产生了不利影响[6-7]。

3.2   烟草移栽自动化的发展趋势

在推动烟草移栽自动化技术的应用过程中，需要集中科研力量，加强制钵、移栽以及育苗等环节的协调，从我国实际情况出发，构建符合中国特色的烟草移栽设备研发机制，实现自动化工作效率的提升。钳夹式移栽机成本较低，目前得到比较广泛的应用，但是其自身的工作效率相对低，烟苗幼苗的受损概率大。在未来的研发过程中，需要将导苗管式栽植器作为主要研发方向，推动技术创新。

在烟草种植移栽自动化技术的发展中，不仅需要积极学习国外的一些先进经验，同时需要自主创新，结合我国的实际情况研制一些具有地方特色的烟草种植移栽设备。我国目前烟草种植分布主要集中在丘陵区域。这就需要在设备研发中，重点考虑丘陵地区的实际情况，加大自走式小型化移栽机械等设备的研发力度，保证其在进行烟草种植移栽的同时可以开展施肥、喷药等作业，提升整体的自动化水平。

4   烟草种植移栽自动化设备的应用情况

4.1   移栽器对栽苗效果的影响

针对烟草移栽作业工作来说，移栽器自身的打开度、直立程度以及打开时间等，都会对移栽的效果产生影响。在转动转盘的时候，移栽器需要保持在一个垂直的状态，减少外界因素的干扰，防止产生偏移的情况，从而实现烟苗移栽质量的提升。

移栽器的落苗效果受打开度的影响，成正比关系，与覆土的效果成反比关系。通过提升打开度，能够改善落苗问题。在打开时间方面，必须进行合理把握，避免打开时间过早对烟苗产生损伤，影响烟草移栽的质量。

移栽器的入土深度会对栽苗效果产生直接影响，入土越浅，其所形成的坑穴直径也就越小，覆土的速度会加快，这就造成烟苗移栽作业中，根部的埋深相对较浅。在这种情况下，必须要对入土深度进行手动调整，将其控制在200～240 mm，保证栽苗效果。

4.2   烟草种植移栽机的应用效果

大量实践证明，借助烟草种植移栽机，可以保证烟苗在移栽时提高保苗率，维持在97.5%左右，远远超过了人工移栽的效果。与此同时，在机械移栽机作业的过程中，可以对烟苗变异系数进行有效控制，保证在0.4%以内，相较于人工移栽23.5%的变异系数，明显得到改善。

5   结束语

随着科学技术的发展，各种新技术的应用提高了生产效率和产量。在烟草种植移栽作业阶段，引入自动化移栽机，可以为烟草移栽的规模化发展提供保障，提升烟苗成活率，提高烟草种植经济效益。

参考文献：

[1]袁帅.烟草设备自动化系统应用研究[J].百科论坛电子杂志，2019（11）：740.

[2]王永忠.自动化在烟草生产管理中的运用分析[J].消费导刊，2019（38）：132.

[3]文涛，马方磊.烟草优质高效栽培关键技术的应用[J].环球市场，2019（5）：395.

[4]蒲林，熊健，普冬梅，等.网络诊断在烟草集控系统中的设计与应用[J].制造业自动化，2019（10）：17-19.

[5]池明，金轲，赵安民.自动化控制技术在恩施烟草行业的应用前景探讨[J].现代制造技术与装备，2019（11）：176-177.

[6]熊竹.煙草设备自动化系统常见问题及解决措施[J].中国设备工程，2019（22）：169-170.

[7]赵连顺.自动化在烟草生产管理中的运用分析[J].农技服务，2016，33（10）：178.