旱地移栽机械概述与走势
时间:2022-04-18 04:13:00
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机械化移栽技术适用于玉米、棉花、蔬菜、烟草、甘薯、甜菜等多种作物。采用育苗移栽技术可使农作物大大提高抗御寒冷、干旱、盐碱和病虫害的能力,使播种期提前,苗壮,缩短田间生长期,提高单位面积产量,对缓解我国农作物种植茬口紧张局面,发展高产高效农业具有重要意义”。
我国对旱地移栽机械的研究始于20世纪60年代,起步较早,但发展并不快。从20世纪70年代开始,我国已开始研制裸苗移栽机,最初用于甜菜的移栽;到20世纪80年代成功研制出半自动蔬菜移栽机;同时,我国也从国外引进了若干适于蔬菜、甜菜、烟草等经济作物的移栽机械。由于育苗技术落后、配套设施差、机具性能不稳定、生产效率低以及价格昂贵等原因,旱地移栽机械一直未能得到大规模推广使用。近年来,随着旱地育苗移栽技术的发展,农村劳动力短缺以及劳动力成本的上升,使旱地移栽机械的研发有了新的动力,也取得了新的进展。目前,国内研发出的旱地移栽机械以半自动为主,而全自动移栽机因其育苗要求高、结构复杂、价格高昂,尚处于起步阶段。
2我国旱地移栽机械类型
目前,国内对旱地移栽机械分类尚无统一规定,大致可以按4种方式进行归类。
2.1按秧苗是否带土分类目前国内移栽机按秧苗是否
带土可分为裸苗移栽机(不带土)和钵苗移栽机(带土)两类。裸苗移栽机移栽秧苗工序较少、成本较低,目前烟草、棉花、油菜、甘薯等部分采用裸苗移栽。钵苗移栽的制钵成本较高、工序繁多、人工成本也较高,但秧苗成活率较高,因此在蔬菜、烟草、棉花、油菜等作物中都大量使用了钵苗移栽机进行移栽。
2.2按作业自动化程度分类按作业自动化程度可分手动移栽器、半自动移栽机和全自动栽植机。
2.2.1手动移栽器。一般采用简易器具打孔,手工放置苗,主要用于棉花、甜菜、蔬菜等作物补苗栽插。
2.2.2半自动移栽机。一般是手工取苗或人工辅助取苗,由机具完成开沟、浇水、栽苗和覆土等作业。我国目前研制和推广的栽植机基本上都是半自动的。
2.2.3全自动栽植机。通常认为,由机械或人工喂入一组秧苗(如一张苗盘),由机具完成取苗和栽插等作业,称为全自动移栽机。我国从20世纪90年代就尝试过机械式、气动式、电子式、完全自动的移栽,但均由于可靠性差、结构复杂、价格昂贵和缺少配套育苗系统等原因,未能达到实用要求而没能大规模推广。
2.3按栽植器型式分类
2.3.1钳夹式移栽机。该机一般由人工将秧苗放在转动的钳夹上,秧苗被夹持,并随栽植盘转动。当转到苗沟上方位置时,钳夹在滑道开关的控制下打开。秧苗在重力作用下落入苗沟,然后覆土镇压,完成栽植过程。
2.3.2链夹式移栽机。该机工作原理与钳夹式相似。其秧夹安装在链条上,由地轮驱动,秧苗由人工放到链夹上,当秧苗到达与地面垂直时,链夹脱离滑道并.自动打开,秧苗落入开沟器开出的沟内,随后镇压轮进行覆土、镇压。该机株距准确,栽植后秧苗的直立度比较好,喂苗和送苗稳定可靠。缺点是生产率不高,且栽植速度偏高时易出现漏苗、漏栽现象。国内主要机型:由农业部南京农业机械化研究所与江苏正昌集团共同研发的正昌丰裕2ZY一2型油菜移栽机;江苏省南通市富来威农业装备有限公司研制的2ZQ-4型油菜移栽机;安徽滁州农机所研制的2zY一2型油菜移栽机;唐山农机研究所研制的2ZB一2型移栽机。
2.3.3挠性圆盘式移栽机。该机由人工将秧苗喂入输送带槽内,输送带将秧苗喂人栽植盘中。栽植盘由两片可以张开和变形的橡胶盘组成,当秧苗到时,开盘轮使其局部张开,秧苗进入开口后因其弹性自动闭合。当秧苗到达开沟器下部时,开盘叉使之松开放下秧苗。随后覆土、镇压,完成栽植。国内主要机型:由黑龙江红兴管理局研制的2ZT一2型甜菜纸筒式移栽机。该机夹持秧苗不受钳夹或链夹数量限制,结构简单,成本低,且株距适应性较好,尤其适合小株距移栽。但株距和移栽深度稳定性不高,且易出现埋苗现象,此外挠性圆盘的寿命也较短。上述3种机具都能完成裸苗和钵苗的移栽。
2.3.4导苗管式移栽机。这是一种新型的钵苗移栽机械,可克服裸苗窝根等问题。作业时,秧苗由人工或者机械放入喂入器筒内,秧苗靠自重通过水平或者倾斜的导苗管引入开沟器开出的沟中,然后进行覆土、镇压,完成栽植过程。该机秧苗在导苗管中是自由运动,不是强制的,因此不易伤苗;选择适当的导苗管倾角和增加扶苗机构,就可保证秧苗有较好的直立度、株距均匀性和移栽深度;其喂入器是由多个转动的喂入筒构成,栽植频率可达到60~70株/min,比钳夹式提高了30%~50%。但该机型结构比较复杂,造价较高。
目前该机的研究和推广较多,形式大同小异,国内现有机型:①采用水平回转杯式移栽机。山东泰安与吉林大学合作研制的2ZY一200型移栽机;山东泰安国泰拖拉机总厂生产的2ZM一2和2ZM—AI型棉花移栽机;黑龙江农垦科学院研制的2ZB一4型杯式钵苗移栽机;中国农业大学研制的2ZDF型半自动导苗管式移栽机。②采用水平回转格盘式。吉林大学研制的2ZY一2型玉米钵苗移栽机;河北省邯郸市农机推广站研制的2BYZ一2型钵苗移栽机。③采用带喂入式。由山东理工大学研制的2EG一2型带喂入式钵苗移栽机。
2.3.5吊杯式移栽机。这是一种适合钵体尺寸较大的钵苗移栽机。该机由驱动轮驱动栽植圆盘转动,吊杯随偏心圆盘转动并始终与地面保持垂直。当吊杯转到圆盘上时,人工将秧苗放入吊杯中;当转到最低位置附近时,吊杯上的滚轮与导轨接触将吊杯打开,秧苗自由落体运动落入鸭嘴开沟器开出的沟内,随后覆土、镇压,完成栽植J。该机具有膜上打孔的突出优点;吊杯在栽植过程中对苗起扶植作用,直立度较好;对秧苗无夹持力,秧苗落地无冲击,不伤苗。但结构较复杂,造价较高;喂苗速度不能过高,否则漏栽率增加,故生产率不高。国内现有机型:青岛农业大学研制的2ZY一40型吊杯式钵苗移栽机;黑龙江八五零农场研制的2ZB一6型钵苗栽植机;新疆农科院农机化所研制的2ZT一2型甜菜移栽机;新疆新科联科技有限公司研制的2ZS一2型蔬菜秧苗移栽机;新疆农垦科学院装备研究所研制的2ZMI_2型膜上移栽机;黑龙江农垦科学院研制的2ZB一4型钵苗移栽机。
2.3.6带式移栽机。带式移栽机由水平输送带和倾斜输送带组成,两种带具有不同的运动速度。钵苗首先在水平输送带上直立前进,当运动到末端时,翻倒在倾斜输送带上,随带运动到末端时翻转直立落入苗沟中。该机结构简单,栽植效率较高,最高可达240~Jmin。但其工作可靠性和栽植质量尚需要进一步提升。
2.3.7滑道式移栽机。滑道式移栽机主要工作部件有上滑道、下滑道和分钵轮。此种机型实现了全自动喂苗,作业速度大大提高,栽植频率可达到180~rJmin,是一种结构简单、高速、高效的移栽机型。但是,与带式移栽机一样其工作可靠性仍需进一步提高。
3存在主要问题及解决途径
虽然近年来我国旱地移栽机械的研发取得了长足进展。但是,总体而言处于初级阶段,尚有许多需要迫切解决的问题。
3.1农机和农艺脱节严重我国许多机械移栽技术是从
借鉴发达国家先进技术研发出来的,发达国家与移栽相配套的育苗技术已非常成熟。而我国与移栽相配套的育苗机具和设施非常薄弱,尤其是适于营养钵苗和盘苗的高效精量播种设备更加匮乏,技术相对落后。此外,国内移栽作物的土壤环境千差万别,种植制度复杂多样,田块以小而分散居多,严重制约了移栽机适用性。因此,应在充分吸收发达国家育苗技术基础上,结合国情研发成本低廉、便于管理、利于机械化移栽的育苗方式,完善育苗设施和相应的配套技术,实现育苗工厂化和自动化。对于钵苗而言,钵体大小和形状一定要与移栽机械相结合。另外,应以满足机械作业为前提,加强标准化栽培技术的研究和农田基本建设。
3.2机具作业通用性差目前研制的移栽机一般一种机
具难以实现多种作物的移栽作业。如烟草移栽机用在甘薯上效果就不佳。由于种植烟草的垄高、垄宽等都比甘薯垄大,用在甘薯移栽时镇压取功轮取功不畅,会出现漏栽秧苗现象。此外,如大葱和韭菜移栽需要很小的株距,而另一些作物需要宽行距等,目前国内的移栽机还难以满足上述需求。因此,应加强移栽机的模块化、标准化、通用化设计,可通过快速更换一些作业组件,来满足不同作物的移栽需求。
3.3缺乏科学、完善、统一的移栽机评价方法和标准
我国应加快研究和制定移栽机作业和检测方法等标准的研究与制订,为移栽机的研发推广应用奠定基础。
3.4生产效率不够高和综合效益不突出目前国内的旱
地移栽机多为半自动化,需要人工喂苗,对操作人员要求比较高,放苗要准确、迅速,精力高度集中,否则会造成漏苗、缺苗现象,长时间作业易造成操作人员疲劳。由于受人工喂苗速度的制约和田块小而分散的影响,一般国内移栽机的作业效率只相当于人工的5~15倍左右,远低于耕整、收获等机械相对于人工作业的效率,故而综合效益的优势不是特别明显。这在一定程度上制约了用户使用的热情和积极性。因此,需对现有移栽技术进一步改进和提升,降低人工操作劳动强度,提高喂苗速度,提升作业效率,实现“傻瓜式”式的高、精、准移栽作业。
3.5移栽机具价格相对偏高
目前国内移栽机少则每台2万一3万元,多则7万一8万元,甚至更高。价格过高限制了其在我国的快速大规模推广。因而,我国要加大研发力度,研制出质量可靠、性能稳定、操作便捷、维修方便、一机多用、性价比高的旱地移栽机,并实现批量化、标准化生产。
4国内旱地移栽机发展趋势
(1)旱地移栽机械的研发应该和育苗技术结合起来。育苗移栽是一个系统工程,我国应加强从育苗到移栽的系统研究,在努力发展移栽机械同时,应实现育苗的机械化、自动化、工厂化。
(2)半自动移栽机在国内市场还将占据很高的份额,而且还会较长时间存在。半自动化移栽机虽需较多辅助人员,但其适应较好、使用方便、适合国情。因而,提高其生产率,完善其作业性能和可靠性,将是今后半自动化移栽机的发展方向。
(3)随着我国土地流转和农村劳动力转移,农村劳动力短缺已成为必须面对的问题。因此加强自动取苗技术研究,研制性能优越、价格合理的全自动移栽机将是今后国内早地移栽的另一大发展趋势。
(4)通用移栽机和专用移栽机的研究相结合。我国在大力发展旱地作物移栽机研发的同时应加强小作物移栽机的研发,如大葱、韭菜等;加大塑料大棚移栽机的研究。
(5)批量生产,降低成本。我国农民对旱地移栽机的需求热情很高,但是,购买力相对较低,这大大制约了移栽机的推广和使用。为了加快其推广使用,除要大力发展经济,提高农民收入水平,增加购机补贴力度外,另一方面要发挥大工业的特点,选择性能优异的产品,进行批量生产,降低移栽机成本。
(6)加强与发达国家合作。与发达国家相比,我国旱地作物移栽机械化水平还很低,应走出国门,加强与发达国家的合作和交流,充分吸收先进技术和经验,研制适合国情的旱地移栽机械,并参与国际竞争。
5结束语
实现旱地作物移栽机械化已成为农业生产的迫切需要。我国旱地移栽机械化正处于快速发展阶段,玉米、棉花、甜菜、烟草、甘薯等作物的移栽面积正在逐年扩大。随着农村经济和产业结构的调整,以及农村劳动力的短缺和增值,旱地移栽机械的需求量将大幅度增加;育苗技术和耕整地技术的进步与发展也为旱地移栽机械的研发提供了良好条件。从长远看,旱地移栽机械在我国具有良好的发展趋势和广阔的发展前景。
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