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1、国内外移栽机具的发展现状与思考 0引言 我国的第十二个五年计划是从2011到2015年,确保国家粮食安全仍然是重中之重.随着人口数量、土地沙漠化面积的逐年增加及化肥的过度使用,可以耕种的土地面积正逐年减少.人口的增加使粮食的需求呈持续性增长的趋势,为确保粮食的生产安全,除增加耕种面积外,依靠科学技术,提高粮食作物的单产也是解决粮食紧缺问题的有效手段.而移栽技术在提高粮食单产的问题上,具有直播难以比拟的优越性. 育苗移栽技术具有对气候的补偿作用,能提高作物的复种指数[1-2],可将农作物的生育期提前15天左
2、右,并有效地避免早春低温、倒春寒、霜冻、冰雹等气候的不良影响;避免虫害、干旱等自然灾害,提高幼苗成活率,确保每株农作物达到农艺要求;可以延长农作物的生育周期,增加积温,提高农作物的品质,进而有效地增加了单产的产量,为获得作物高产创造了有利条件. 在我国东北地区,无霜期比较短,温度变化较大.以玉米育苗栽植技术为例,该技术将玉米的播种期提前30天左右,增加200℃左右的积温,令作物躲过干旱、虫害、霜冻等灾害.再者,应用育苗栽植技术的作物可提前成熟10天左右,避免了早霜等灾害,有利于玉米的单产产量的增加.在我国华北
3、地区,采用一年两熟制,应用育苗栽植技术可以缓解两茬之间接茬的矛盾,在北京地区采用这种技术可以使夏玉米的产量达到10500~12000kg/hm²,较未采用育苗移栽技术之前,产量提高了1%~2%左右[3]. 1国外自动移栽机具的发展现状 国外自动移栽机具发展起步较早,且技术水平相对较高;但是,相比较其它的农业机械起步却较晚:20世纪30年代出现手工喂苗的移栽机,50年代出现半自动移栽机,到80年代半自动移栽机已经被广泛的应用于生产实践当中,许多国家也已经研制出自动移栽机.由于移栽机的工作对象为柔软的
4、农作物,致使移栽机构的参数众多,满足工作要求的移栽轨迹和姿态的目标函数也众多,且各个目标之间的关系比较复杂.而参数和各个目标之间的函数关系也比较复杂,耦合性较强,使得优化设计的难度大幅度提升.移栽机械的初期设计都是半自动型,由手工完成取秧、送秧这两个过程,仅栽插动作是依靠机构来完成. 在后续发明的移栽机械,目标相对简单,在水稻插秧机上首先完成了全自动的已在过程:由同一个分插机构完成取秧、输送和栽植3个动作.但是,无论是应用在水田还是旱田的钵苗移栽机,应用同一个移栽机构完成以上的3个动作,设计和优化难度相比较插
5、秧机来说,大幅度提升.近30年来,全自动移栽机一直由3套机构分别完成3个动作.以美国、加拿大、法国、意大利等为代表的大农业国家,因地广人稀,适合自动、高速、宽幅的大型农业机械以补偿劳动力不足等问题. 意大利法拉利公司生产的FPC型覆膜移栽一体化全自动移栽机(如图1所示),主要使用方形切块型压缩基质的苗钵,连同幼苗一齐栽入土壤中,成排喂苗,每列10株,夹钳与切块分离器同步动作,将每株苗钵插入苗孔中;膜上苗孔由机器按幼苗设定株距自动进行位移测量、定位和穿孔.借助精确的电子控制系统和数字键盘株距调控系统,塑料薄膜上
6、定位孔处的薄膜被完全切除,有效地防止了因风鼓动薄膜导致的幼苗损伤.更突出的是与以往的覆膜机相比,该机对幼苗苗钵栽入土中的牢固程度大为改进,完全消除了栽后倒伏、根系接触不到实土而引起的死苗现象.（图1-6省略） 此种机型最高移栽速度为5000株/行h,行距为28~112cm,最小株距25cm,且连续可调,最大作业行数为6行,配套拖拉机为58.8kachineTheory,2001,36(11):1175-1188. [13]Edathiparambil,VareedThomas.Developmentofam
7、echa-nismfortransplantingriceseedlings[J].MechanismandMachineTheory,2002,37:395-410. [14]赵匀.农业机械分析与综合[M].北京:机械工业出版社,2008. [15]赵匀.机构数值分析与综合[M].北京:机械工业出版社,2005. [16]张冕,姬江涛,杜新武.国内外移栽机研究现状与展望[J].农业工程学报,2012,28(2):21-23. [17]孙廷琮,马成林,纪春千.空气整根营养钵育苗及移栽系统技术的研究开发[
8、J].农业工程学报,1991,7(2):86-91. [18]孙廷琮,杨子万,范云翔,等.秧苗自动移栽机[P].1996-03-27. [19]范云翔,杨子万,孙延琮,等.温室全自动移栽机的研究开发[J].农业工程学报,1996,12(2):111-115.
