自动投苗移栽机推广应用研究

○新疆巴州农机推广站 金若成

新疆巴州良佳农机制造有限公司 梁 佳

自动投苗移栽机是在人工投苗移栽机械基础上发展起来的新一代移栽机具，具有节省人工、减轻操作手劳动强度，作业高效等优点，在新疆巴州地区辣椒和西红柿穴盘苗大田移栽作业环节得到较为广泛的推广应用。巴州良佳农机制造有限公司是专注移栽机械的专业厂家，于2009年开始研制自动投苗移栽机，经与新疆农业大学合作，研发的移栽机已发展到5代机，性能日趋稳定。当前投放市场的2ZB-2型两行机只需1个辅助人工，就可以完成自动投苗、栽苗、覆土的相关秧苗移栽工序，完全满足于穴盘辣椒苗和西红柿苗的大田移栽作业，受到广大种植户欢迎，推动了新疆地区辣椒和工业西红柿大田移栽机械化进程，并远销到上海等省市区，成为全国为数不多的批量生产成熟使用的穴盘苗大田移栽自动投苗栽植作业机具。

一、工作结构原理及工作过程

1.工作结构该自动投苗移栽机为两行机，主要由自动投苗装置、吊杯式栽植装置、旋耕刀及螺旋叶片组合覆土装置，以及机架、行走地轮，传动系统、秧苗托盘、镇压轮等部件组成。其核心装置为自动投苗系统，拥有国家发明专利及实用新型专利9项。自动投苗系统经多次改进，当前定型产品主要由横置的偏心旋转轮、固定在偏心旋转轮上的夹持机械手、卷筒式苗盘步进装置、气缸及控制阀组等构成。

2.主要技术特点自动投苗移栽机主要有以下特点，一是实现了自动投苗。通过独有的自动投苗系统，达到了自动化取苗放苗，为当前移栽机的提档升级和全自动化提供了技术支撑和创新思路。二是覆土性能极好。由于采用了旋耕刀取土，使秧苗埋土量大，土细碎，不易倒扶，成活率高。三是用工成本低。单台机可以解放2个投苗手，用工成本明显减少，移栽机用户有更好的经济效益。四是由于配备的辅助人工主要承担取放苗盘等非技术性简单工作，极大地减轻了操作手的工作强度。

图1 自动投苗移栽机侧视图

3.技术创新点所设计的吊杯式栽植部件采用了偏心轮盘连杆机构和双凸轮板机构，可以联动精确控制移栽环节，利用双轮盘旋压，实现栽苗器鸭嘴向两侧方向开穴，栽苗，覆土轮封掩等功能，确保了无漏栽苗和伤苗现象发生，保证了秧苗移栽质量和成活率，彻底解决了人工移栽深浅不一，株距不均，移栽效率低等问题。

4.主要技术指标株 距：180～350mm（可调）；行距：400mm（不可调）；适应膜宽：700、800、900mm；栽苗速度：14400株/h；牵引动力：29.4kw以上拖拉机；机械栽苗率：大于等于91%；人工配置：拖拉机手1人，辅助人工1人；机具重量：约850kg，作业效率：0.13～0.16hm2/h（视地块大小）。

二、推广使用及效益分析

1.销售情况自动投苗移栽机作为当前半自动移栽机的升级换代产品，种植户需求量较大，市场前景良好。该机自2011年开始试销以来，依托农机科技研发推广项目以及新疆农业大学技术力量，不断根据终端用户使用情况进行反馈改进，通过厂家举办各类现场观摩会，各级农机化部门引进推广和组办机具演示会，销量逐年增加，销售区域也不断扩大。表1是巴州良佳农机制造公司2017～2020年四年间的销售量和销售区域数据。

表1 巴州良佳农机制造公司2017～2020年四年间的销售量和销售区域数据

2.试验对比及效益情况2019年巴州农机推广站对使用自动投机移栽机在焉耆县北大渠乡一块面积约8hm2的条田进行移栽辣椒（板椒）种植试验对比，辣椒品种、施肥量、用水量等生产要素一致的情况下，采用机械节省移栽费用450元/hm2，节省秧苗成本945～1344元/hm2,增产收入10800元/hm2，种植户节本增效12195～12594元/hm2。同时采用自动投苗移栽机的机主较人工投苗移栽机增收1222.5元/日。表2为人工、人工投苗移栽机试验数据如表。

表2 人工、人工投苗移栽机试验数据

说明：

1）人工移栽亩成活率受工人栽苗质量影响较大，后期人工补苗较多,鲜辣椒收购价格9元/kg。

2）人工移栽费用：较机械移栽，需要多用13500～19200株/hm2，每株0.07元（9元/盘128穴），增加秧苗费用945～1344元/hm2。人工每人每天移栽约0.067hm2地，人工费用165元（3元/盘，55盘/天），种植户需要承担中午饭约15元，工人工资费用2700元/hm2。

3）机主日作业收入：人工投苗移栽机平均日作业量1hm2，收费2250元/hm2，4个人工费用1220元（其中拖拉机手500元/天，2个投苗手和1个辅助人工每人约240元/天），燃油费用100元，计算日收入930元；自动投苗移栽机平均日作业量1.33hm2，亩收费2250元/hm2，2个人工740元（其中1个拖拉机手500元，1人辅助人工240元/天），燃油费用100元，计算日收入2152.5元。

4）设备折旧费：自动投苗移栽机价格4.9万元，人工投苗移栽机价格3.6万元。每年作业窗口期20天，技术使用寿命5年，合自动投苗移栽机折旧费367.5元/hm2，人工投苗移栽机折旧费360元/hm2。

三、存在主要问题

1）由于采用一体式结构，两行机的行距固定为40厘米不可调，对当前种植作物复杂，种植模式多样化的适应性差。

2）对拖拉机动力需求较高，由于结构复杂，机身较重，加之需要3路驱动力，导致29.4kw以下拖拉机无法匹配牵引，小动力拖拉机种植户往往退而购买半自动移栽机。

3）受制夹持机械手和分苗器设计局限性，对类似西红柿这样的育苗期过长的分叉型秧苗适应性不强。

4）取土用的旋耕机刀片磨损严重，虽经材料改良，使用合金刀片焊合，对砂性土壤仍然需要在一个作业季节进行两到三次更换刀片，影响作业效率。

5）夹持机械手由气缸整体控制4个夹爪的开合，对个别倒伏秧苗取苗有遗漏，夹取直径差异较大幼苗存在潜在损伤风险。

6）钵盘步进装置采用的是卷筒结构，需要对钵盘进行卷曲推送，对使用时间较长的老旧钵盘或采用再生料比例过大的新钵盘存在不同程度的影响。

7）现有轮盘式吊杯鸭嘴栽植器受到株距调整极限的限制。不适应小株距作物的移栽。

四、改进对策

1.技术改进措施

1）运用PLC集成模块，改进自动投苗系统，使投苗速度精准可调。为适应当地土地整合后规模化作业需求，进一步加大两膜四行机和三膜六行机开发力度，不断提高作业效率。

2）将固定式两行机设计为行距可按种植农艺要求调整，以适应各地不同种植模式对作物行距的不同要求。

3）结合复式作业和经济节能环保需要，在自动投苗移栽机基础上整合铺膜滴灌装置，实现铺膜、滴灌、移栽联合作业，减少拖拉机下地次数，降低种植户生产成本。

4）增加以取土盘和输土滚筒为主的覆土部件为选配装置，进一步优化结构，减轻机具自重，减少动力配置，方便存量中小马力拖拉机用户选购。

5）运用机器人理念，改进机械手为单株取苗，加快取苗速度，机械手装配滑觉传感器和压力感应器，由滑觉传感器探测夹持的苗茎是否有滑动，压力感应器判断被夹持苗的夹持最佳力度，实现最小施加力夹持幼苗，从而确保所夹持的幼苗安全不被损伤。

6）增设拔苗齿，将个别倒伏幼苗由拔苗齿扶正后再由机械手夹持取苗，解决倒伏苗漏取漏夹的缺陷。

7）改进卷简式苗盘步进装置，将苗盘卷筒式步进改为倾斜式步进装置，提高对新旧苗盘的使用适应性。

8）做好下一代产品技术开发工作。改进现有吊杯式轮盘栽植器为直插式栽植器，取消分苗器，优化机械手取苗速度，为株距100毫米左右的棉花移栽开发栽植机具。

2.政府部门出台相关促进政策

1）政府相关部门要统一种植模式，为推广机械化移栽技术创造条件。

2）建议政府将自动投苗移栽机列为农机新产品，农机补贴额度适当拉开与半自动移栽机的差距，促进农机高新技术产品的推广普及。

3）当前大力发展智能农机，组织引导作业用户采用北斗导航及自动驾驶技术用3～5台移栽机编组作业，拖拉机牵引移栽机自动行进，地头地尾配备拖拉机手辅助转弯调头，进一步减少用工人数，从而更大程度降低人工成本，提高机械化移栽作业质量。