一种烤烟漂浮育苗抽水式晾盘装置的研发与应用

王艺焜，祖庆学，聂忠扬，牟道静

（贵州省烟草公司贵阳市公司，贵州贵阳 550000）

0 引言

漂浮育苗是目前我国烟草育苗大棚里采用的最广泛的育苗方式，育苗过程中，烟苗一直生活在适宜的“人造环境”里，因与外界接触少、缺乏抗逆锻炼而抗逆性极差，若不进行晾盘直接移栽，会造成烟苗弱不禁风，略有风吹日晒就萎蔫，严重影响其在大田的生长，移栽后成活率偏低[1]。晾盘是烤烟漂浮育苗的重要技术环节，是对移栽前的烟苗人工施加适度的水分、养分胁迫，以增加烟苗角质化程度，促进茎秆木质化，提高烟苗壮苗率，同时可使烟苗建立对水分、养分胁迫因子的忍耐和抵抗力，尽快适应移栽后的大田环境。较多研究表明，晾盘环节对烟苗素质的影响至关重要，晾盘可以更好地协调烟苗株高、茎围及根系的科学生长[2-5]，提高烟苗壮苗率、移栽成活率和缩短烟苗还苗时间[6-7]。

目前，常见的晾盘方式有架杆晾盘、撤水晾盘、铁丝加竹竿晾盘，这些晾盘方式操作耗时长，投入用工多，劳动强度极大，现如今烤烟生产劳动人力极度短缺，给烟叶生产带来了严重威胁[8]。为此，笔者基于物联网技术设计了一种抽水式晾盘装置，有效缩短晾盘操作耗时，提高晾盘效率，从而减少用工投入，进而达到晾盘环节省工降本、提质增效的目的。

1 系统组成

1.1 系统结构

利用物联网技术，设计一套烤烟漂浮育苗抽水式晾盘装置的控制系统，系统由带泡沫支脚的漂盘、双向自吸泵、智能电控柜、摄像头、云平台、移动端模块构成。摄像头将大棚内烟苗的信息通过移动网络上传至云平台并保存到数据库中，用户通过移动端模块获取信息，经用户决策后，发送操作指令，指挥智能电控柜控制双向自吸泵的启停，详见图1、图2。

图1 抽水式晾盘装置系统结构图

图2 移动端模块远程智能监控、控制图

1.2 系统参数

联系厂家按照设计图定制带泡沫支脚的漂盘，漂盘尺寸为540 m m×343 m m×58 mm，单孔尺寸27 mm×27 mm×55 mm，支脚20 mm×20 mm×40 mm（见图3）。双向自吸泵为凯发电器有限公司BEM-30-4P型，功率800 W，摄像头型号为海康C3C，智能电控柜为广州赛通科技有限公司定制设计的S7200型。

图3 带泡沫支脚的漂盘实物图

1.3 工作流程

育苗池在抬水平时，苗池底部向放置双向自吸泵的一端倾斜并低于相对的另一端。育苗池包括多组，每组由二个育苗池A、B组成，双向自吸泵位于二个育苗池A、B之间，用于实现将育苗池A的营养液抽往育苗池B，每个育苗池内有多个带有泡沫支脚的漂盘。在移栽前2～3周，先将苗池A的营养液全部抽出废弃，通过摄像头观察苗池A的烟苗情况，当烟苗的状态为中午发生萎蔫，早晚能恢复时[9]，从移动端模块发送操作指令，通过智能电控柜控制双向自吸泵将苗池B的营养液全部抽到苗池A中，待苗池B达到晾盘目的后，再将苗池A的营养液全部抽到苗池B中，如此反复操作直至移栽。

2 应用效果

2.1 试验设计

试验于2021年以QC课题的形式注册实施，实施地点为贵州省贵阳市开阳县冯三镇毛坪育苗工厂，与开阳县烟草专卖局（分公司）共同实施。试验设2个处理，分别为传统架竹竿晾盘（CK）和抽水式晾盘装置晾盘，每处理1个大棚，其它管理措施按照当地优质育苗操作标准进行。

2.2 测定项目

成苗期移栽前1天分别从两个大棚内随机抽取漂盘调查壮苗率，每处理10盘，重复3次，共计30盘。壮苗标准为茎秆粗壮、柔韧，纤维木质化程度高，不易折断，茎围2.2～2.5 cm，茎高10.0～15.0 cm，主根粗壮，侧根发达，无螺旋根，无病虫害，群体整齐一致[10]。测定传统架竹竿晾盘（CK）、抽水式晾盘装置晾盘的操作耗时及成本。传统架竹竿晾盘（CK）操作耗时的测定，按照如下流程进行。

2.3 数据处理

试验数据采用Microsoft Excel2013 绘制图表和SPSS17.0统计软件进行方差分析。

2.4 结果分析

2.4.1 不同晾盘方式对晾盘操作耗时的影响。由表1、表2可知，传统架竹竿晾盘（CK）操作1次，总耗时为16.12 h，单盘操作耗时为11.6 s；抽水式晾盘装置晾盘操作1次，总耗时为3.4 s，单盘操作耗时为0.0007 s，效率提升约1 600 000%。

表1 传统架竹竿晾盘耗时统计表

表2 抽水式晾盘装置晾盘耗时统计表

2.4.2 不同晾盘方式对壮苗率的影响。由图4可知，常规架竹竿晾盘（CK）与抽水式晾盘装置晾盘的烟苗壮苗率分别为86.23%和86.11%，两者间无明显差异。

图4 不同处理烟苗壮苗率

2.4.3 不同晾盘方式的成本。由表3可知1个育苗大棚传统架竹竿晾盘（CK）投入的成本是7 600元，抽水式晾盘装置晾盘的成本是3 370元，节约了4 230元。

表3 不同晾盘方式成本投入统计表

3 结论

与传统架竹竿晾盘（CK）相比，抽水式晾盘装置晾盘操作效率提升了约1 600 000%，单棚减少用工投入23个，节约成本4 230元，且两种晾盘方式壮苗率差异不大。若扩大推广面积，将会节约更多的成本，建议在有条件的烟区进行推广。抽水式晾盘装置的一个核心组成部分是带泡沫支脚的漂盘，若选择普通漂盘，无法将营养液抽干，达不到晾盘的效果。因为合作社每年都要购买新漂盘，若要推广该装置，可以逐年进行替换，不会增加成本。此外，带泡沫支脚的漂盘可以用于浅水育苗、湿润育苗等，不浪费，同时可以改进育苗技术。