蔬菜移栽机械的发展现状及分类特点

吐尔逊娜依·热依木江，马 艳，于秀针，帕合尔鼎·阿布来提

(新疆农业科学院农业机械化研究所，乌鲁木齐 830091)

0 引言

随着经济和社会的快速发展，我国农业产业在栽培技术和实际产量上都得到了明显提升，农业经济也实现了明显增长。人们生活水平的不断提升对于蔬菜产业提出了更高要求，加之各种蔬菜相关政策的稳步实施，促进了蔬菜产业的转型升级。蔬菜种植规模不断扩大的同时，生产力不足的问题也突显出来，与大宗农作物的机械化生产相比，蔬菜生产的机械化程度仍处于劣势，这在一定程度限制了蔬菜种植规模的进一步扩大。从蔬菜生产过程来看，种子萌发后的幼苗移栽工作是确保蔬菜产量的重点，也是劳动强度比较大的工作任务之一。因此，蔬菜的机械化移栽技术逐渐成为农机行业的研究重点，且随着技术的成熟，蔬菜移栽机械逐渐在我国的很多蔬菜种植地区得到应用，并体现出了高效率、高质量的技术优势。

1 蔬菜移栽机械的发展现状

从蔬菜产业的发展过程来看，蔬菜的种植属于劳动量较大的工作程序，传统的人工蔬菜移栽往往需要雇佣大量的人工，使蔬菜生产的整体成本明显上升，且移栽工作效率低、劳动强度大，不利于大规模蔬菜生产的实施。针对以上问题，在我国农业机械化快速发展的过程中，针对蔬菜产业的大量农业机械产品被重点研究和制造，用于蔬菜移栽的机械产品就是其中重要的一类。

我国的蔬菜移栽机械技术研究已有40多年的历史，早期的技术研究通过引进日本和欧美等发达国家的机械技术为主，但是国外的成熟技术直接应用到我国的蔬菜移栽过程中，存在着较多的不适用因素，且机械购置和后期维护的成本比较高。随着我国农机产业的进一步发展，很多农机企业和科研机构针对蔬菜移栽机械展开了大量研究，逐渐生产并推向市场了一批技术成熟的蔬菜移栽设备，旱田钵苗移栽机、回转式钵苗移栽机等很多产品在蔬菜生产过程中发挥了重要的作用。

孙凯等[1]针对穴盘苗移栽机自动输送系统展开了技术研究和设计，对于导取苗进程轨迹、回程轨迹和凸轮槽理论轮廓进行了深入分析和优化，并对蔬菜移栽的苗杯、凸轮式连杆等核心部件进行了重新设计。黄冠龙等[2]对于蔬菜穴盘苗小型全自动无线遥控移栽机进行了控制系统的设计，对移箱传感器、步进电机及电缸进行了硬件选型计算，并分析和优化了运动过程的协调性。王超等[3]对于蔬菜移栽机气动下压式高速取苗装置展开了试验研究，取苗单体布置形式、取苗气缸工作压力、顶苗器运动轨迹等进行了分析和计算，明确了高速蔬菜移栽设备的合理作业参数。

2 蔬菜移栽机械的种类特点

蔬菜移栽机械针对不同的蔬菜品种及不同的生产地区具有明显的差异性，造成市场上的蔬菜移栽设备产品种类繁多且功能各异。总体上讲，根据蔬菜移栽机械的结构形式，可将其按照动力供给形式分为牵引式和自走式两类，牵引式机械需要与拖拉机配套安装后进行作业，而自走式机型具有整体的动力系统，能够开展自主作业。根据不同栽植形式和机械结构，蔬菜移栽机械还包括钳夹式移栽机、圆盘式移栽机、吊杯式移栽机、导苗管式移栽机等多种类型。

2.1 钳夹式移栽机

钳夹式移栽机多为半自动化机型，在我国的应用时间较早，具有结构简单、购置成本低的特点。工作过程中，需要通过人工的方式将蔬菜秧苗放置到钳夹机构上，钳夹上的秧苗随着钳夹一同运动到移栽位置后，钳夹自动打开使蔬菜秧苗落入移栽苗沟，再通过后方的覆土镇压结构进行土壤覆盖和压实，从而实现移栽的全过程。由于采用半自动化的作业方式，钳夹式蔬菜移栽机械的工作效率较低，通常仅为30～35株·min-1，且钳夹移栽的伤苗率和漏栽率偏高。目前使用较多的机型包括富来威2ZQ-4型移栽机、火绒2ZBX-2型钳夹式移栽机等。

2.2 导苗管式移栽机

导苗管式移栽机也是一种半自动化机型，是在传统的移栽设备基础上研制的新型产品，其工作过程需人工将蔬菜秧苗放入喂入器中，喂入器根据导管轨道运动，最终落入到移栽位置，并进行覆土和压实。导苗管式蔬菜移栽机相对于钳夹式蔬菜移栽机能更好地保护蔬菜秧苗，并使移栽的秧苗保持良好的种植均匀性和直立度，但导苗管式移栽机的结构相对复杂，在半自动化机械中的售价较高。现阶段使用较多的机型包括纽荷兰RT-2型、意大利HORTECH MIDI5型、中国农业大学2ZDF系列等导苗管式移栽机。

2.3 全自动蔬菜移栽机

在传统的半自动化机型基础上，为进一步提高劳动生产率，近年来很多全自动的蔬菜移栽机械逐渐投入市场，并进行了高效率作业。如禾田A5-1200型全自动蔬菜移栽机(图1)，能够实现一次性完成8行蔬菜的移栽作业，与半自动化设备相比，禾田A5-1200型全自动蔬菜移栽机能够通过取苗器进行自动取苗，并实现8行同步的开孔、落苗、覆土全自动一体化移栽作业，具有平地状态下松土移栽的功能，作业过程高效精准。全自动化的蔬菜移栽设备操作更为简单，对于人力辅助的需求显著降低，且先进机型的适应性很强，可根据不同蔬菜进行不同行距、株距的调整。除禾田A5-1200移栽机外，现阶段应用较多的蔬菜移栽机械还包括井关PVHR2-E18、鼎铎2ZB-2/4、洋马PF2R等。

图1 禾田A5-1200型全自动蔬菜移栽机

3 蔬菜移栽机械的应用效果

从多种蔬菜移栽机械的应用来看，通过机械设备替代传统的人工移栽作业能够有效提高劳动生产效率，尤其是在农业生产向规模化发展的趋势下，农村地区的用工短缺问题对蔬菜产业的发展产生了深远的影响，而蔬菜移栽机械的应用很好解决了这一问题。除此之外，移栽机械的应用促进了集中育苗技术的普及，菜苗的统一化提高了移栽成活率，均匀的机械化移栽有利于蔬菜的均衡生长和品质统一，且大面积蔬菜种植过程抵抗病虫害、自然灾害的能力显著提高，有利于蔬菜种植经济效益的稳定增长。

4 蔬菜移栽机械的不足

尽管蔬菜移栽机械的数量实现了不断增长，但就我国农业生产中的实际应用来看，其仍存在着以下问题：一是移栽机械的通用性较差，通常不同的蔬菜品种只能使用专门的机械产品，即使是同一品种的蔬菜在不同地区种植，蔬菜移栽机械的适用性也不同；二是作业效率和质量仍有较大提升空间，总体上讲，我国现阶段应用的大部分蔬菜移栽机械以半自动化为主，技术比较落后，整体工作效率有较大提升空间，且移栽后蔬菜的成活率、放苗准确性等参数仍不尽人意；三是自主生产的先进蔬菜移栽机械数量不足，现阶段我国自主生产的蔬菜移栽机械技术仍比较落后，很多机型参照国外先进技术进行改进，本土化作业适用性不足，部分机型市场验证时间较短，故障率偏高，质量达不到长期使用的标准，需进一步提升。

4 结语

蔬菜作为重要的经济作物，其生产的高效优质实施关系到农业经济和社会稳定，随着蔬菜生产规模的扩大和大田蔬菜种植技术的普及，蔬菜的机械化生产受到越来越高的重视，蔬菜移栽机械作为生产过程中必须的机械类型，其先进技术的普及与应用对于蔬菜产业的高质量发展意义重大，也是蔬菜机械化生产的必然趋势。