蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)在設(shè)施生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用

姜　凱　喬曉軍　王　成

由于近幾年蔬菜設(shè)施栽培面積的逐年增加，蔬菜栽培的重茬問(wèn)題日益突出。連作造成土壤環(huán)境日益惡化、土傳病蟲(chóng)害發(fā)生嚴(yán)重。目前，解決連作障礙的措施有輪作倒茬、土壤消毒、農(nóng)藥灌根等。但是，輪作倒茬周期較長(zhǎng)，而土壤消毒和農(nóng)藥灌根等措施則造成農(nóng)藥殘留多，且成本較高，防治效果不明顯。比較而言，嫁接技術(shù)是目前解決瓜類(lèi)蔬菜土傳病害和連作障礙的有效途徑之一。

什么是嫁接?

嫁接，是植物的人工營(yíng)養(yǎng)繁殖方法之一。即將一種植物的枝或芽嫁接到另一種植物的莖或根上，使接在一起的兩部分長(zhǎng)成一個(gè)完整的植株。接上去的枝或芽，叫做接穗，被接的植物體，叫做砧木或臺(tái)木。接穗一般選用具2個(gè)～4個(gè)芽的幼苗，嫁接后成為植物體的上部或頂部；砧木嫁接后成為植物體的根系部分。

嫁接的原理

嫁接是利用植物受傷后具有愈傷的機(jī)能來(lái)進(jìn)行的。嫁接時(shí)，使兩個(gè)傷面的形成層靠近并扎緊在一起，結(jié)果因細(xì)胞增生，彼此愈合成為維管組織連接在一起形成一個(gè)整體。影響嫁接成活的主要因素是接穗和砧木的親和力，其次是嫁接的技術(shù)和嫁接后的管理。所謂親合力，就是接穗和砧木在內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)上、生理和遺傳上，彼此相同或相近，從而能互相結(jié)合在一起的能力。親和力高，嫁接成活率則高。反之，則嫁接成活率低。一般來(lái)說(shuō)，植物親緣關(guān)系越近，則親和力越高。

嫁接的作用

增強(qiáng)植株抗病能力

如用黑籽南瓜作砧木嫁接的黃瓜，可有效地防治黃瓜枯萎病等土傳病害，同時(shí)還可推遲霜霉病的發(fā)生期；用CRP(即刺茄)、番茄作砧木嫁接茄子，可以有效控制黃萎病等土傳病害的發(fā)生。

提高植株耐低溫能力

選用耐低溫的砧木能提高嫁接苗的耐低溫能力。同時(shí)，嫁接植株根系一般都較發(fā)達(dá)，抗逆性強(qiáng)。如用黑籽

南瓜嫁接的黃瓜在低溫下根的伸長(zhǎng)性好，在地溫12℃～15℃、氣溫6℃～10℃時(shí)，根系仍能正常生長(zhǎng)。

有利于克服連作障礙

如黃瓜根系脆弱，忌連作，日光溫室栽培極易受到土壤積鹽和有害物質(zhì)的傷害。用黑籽南瓜嫁接以后，可以大大減輕土壤積鹽和有害物質(zhì)對(duì)嫁接植株的危害，從而克服連作障礙。

可擴(kuò)大根系吸收范圍和能力

嫁接植株根系較自根苗根系出現(xiàn)成倍增長(zhǎng)。在相同面積上，嫁接植株可比自根苗多吸收氮鉀30％左右、磷80％，且能利用土壤深層中的磷。

有利于提高產(chǎn)量

嫁接植株莖粗葉大，可使產(chǎn)量增加4成以上。如番茄用晚熟品種作砧木，早熟品種作接穗，則嫁接植株不僅保留了早熟性，而且可以大大延長(zhǎng)結(jié)果期，提高總產(chǎn)量。

機(jī)械嫁接的必要性

嫁接用的砧木苗直徑和接穗苗直徑都較小，僅幾毫米，并且幼苗脆嫩細(xì)弱，所以手工嫁接很耗費(fèi)精力。而且，每個(gè)人所掌握的嫁接技術(shù)要領(lǐng)、手法及熟練程度不同，難以保證較高的嫁接質(zhì)量和較高的成活率。，由于嫁接費(fèi)工費(fèi)時(shí)，有些地區(qū)出現(xiàn)了放棄嫁接栽培的現(xiàn)象，而靠大量施用農(nóng)藥防病治病。這樣，不但造成了資源和財(cái)物浪費(fèi)，更嚴(yán)重的是污染了蔬菜，破壞了生態(tài)環(huán)境，對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成威脅。蔬菜的手工嫁接技術(shù)，效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、嫁接苗成活率難以保證，因此已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求。在我國(guó)，發(fā)展機(jī)械化、自動(dòng)化的嫁接技術(shù)勢(shì)在必行。

機(jī)械嫁接技術(shù)，是近年在國(guó)際上出現(xiàn)的一種集機(jī)械、自動(dòng)控制與園藝技術(shù)于一體的高新技術(shù)。它可在極短的時(shí)間內(nèi)，把蔬菜苗莖稈直徑為幾毫米的砧木、接穗的切口嫁接為一體，使嫁接速度大幅度提高；同時(shí)由于砧、穗接合迅速，避免了切口長(zhǎng)時(shí)間氧化和苗內(nèi)液體的流失，從而大大提高嫁接成活率。

國(guó)外嫁接機(jī)介紹

◆井關(guān)GR800型嫁接機(jī)

GR800型自動(dòng)嫁接機(jī)為生研機(jī)構(gòu)的研究成果，轉(zhuǎn)為井關(guān)農(nóng)機(jī)會(huì)社生產(chǎn)，1993年10月井關(guān)將其商品推向市場(chǎng)。該機(jī)采用人工單株形式上苗，砧木和接穗均采用縫隙托架上苗，采用氣動(dòng)作為運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)力，嫁接成功率達(dá)90％以上，嫁接生產(chǎn)能力為800株／h。

◆日本洋馬AG1000型全自動(dòng)嫁接機(jī)

日本洋馬公司與生研機(jī)構(gòu)協(xié)作，1993年開(kāi)始研制全自動(dòng)式嫁接機(jī)。1994年末，AG1000型全自動(dòng)嫁接機(jī)開(kāi)始上市銷(xiāo)售。該機(jī)采用貼接法，以穴盤(pán)為單位輸送砧木和接穗苗，切削后的砧木和接穗采用普通嫁接夾固定。嫁接成功率達(dá)到97％，但該機(jī)只適合于茄科蔬菜嫁接作業(yè)，生產(chǎn)率為1000株／h。

◆KGM0128型全自動(dòng)嫁接機(jī)

1990年，日本TGR研究所以大規(guī)模育苗生產(chǎn)系統(tǒng)為目標(biāo)開(kāi)發(fā)研制全自動(dòng)嫁接機(jī)，1993年，開(kāi)發(fā)出商品化茄科用KGM0128型嫁接機(jī)，1995年，用于瓜科嫁接作業(yè)的嫁接機(jī)問(wèn)世，目前小松公司主管銷(xiāo)售。該嫁接機(jī)以穴盤(pán)為單位輸送砧木和接穗苗，作業(yè)時(shí)砧木和接穗夾板分別一次夾持1列砧木和接穗進(jìn)行整列切削整列對(duì)接，之后相繼在對(duì)接處噴涂生物粘接劑和固化劑，1s左右時(shí)間粘接劑即可硬化，粘接劑起嫁接夾作用。該機(jī)采用平接法，生產(chǎn)率為1000株／h，嫁接成功率達(dá)97％。

◆日本洋馬T600自動(dòng)嫁接機(jī)

為降低大型嫁接機(jī)的造價(jià)，洋馬公司于2003年推出了體積較小、操作方便的T600型半自動(dòng)瓜科嫁接機(jī)。該機(jī)采用V型平接法，只能1人操作，操作人員分別將去土砧木和接穗以單株形式送到嫁接機(jī)的托苗架上，嫁接機(jī)自動(dòng)完成砧木和接穗的切削、對(duì)接和上固定套管作業(yè)。該機(jī)生產(chǎn)率可達(dá)600株／h，嫁接成功率為98％。

◆韓國(guó)針式嫁接機(jī)

韓國(guó)Ideal System Co.LTD生產(chǎn)出采用針式嫁接法的全自動(dòng)嫁接機(jī)。該機(jī)所用的嫁接針是陶瓷制五角形針，具有防止嫁接部位回轉(zhuǎn)作用，固定性能好。主要用于嫁接茄科類(lèi)蔬菜，包括番茄、茄子、辣椒。其嫁接作業(yè)能力為1200株／h，采用50孔穴盤(pán)培育砧木和嫁接苗，并直接以穴盤(pán)形式整盤(pán)上苗，一個(gè)嫁接作業(yè)循環(huán)可同時(shí)完成5株苗的嫁接作業(yè)。

國(guó)產(chǎn)品牌推薦

我國(guó)對(duì)蔬菜嫁接機(jī)的研究起步較晚，加之蔬菜嫁接育苗生產(chǎn)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)模式，各種模式之間的育苗基質(zhì)、育苗缽或盤(pán)、播種方法、催芽設(shè)施、育苗設(shè)施和嫁接苗愈合設(shè)施等都不相同，各類(lèi)嫁接機(jī)獨(dú)特的生產(chǎn)要求很難與不同的模式相吻合。因此，根據(jù)我國(guó)農(nóng)村勞動(dòng)力豐富、農(nóng)民整體技術(shù)水平不高、育苗機(jī)械化程度低和經(jīng)濟(jì)水平不高的實(shí)際國(guó)情，我國(guó)應(yīng)在研制全自動(dòng)嫁接機(jī)快速提高嫁接育苗生產(chǎn)率的同時(shí)，大力開(kāi)發(fā)價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單可靠的小型半自動(dòng)嫁接機(jī)，降低嫁接作業(yè)的難度，擴(kuò)大嫁接育苗技術(shù)的推廣使用，以適應(yīng)我國(guó)當(dāng)前蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化進(jìn)程的需要。

國(guó)外研制的嫁接機(jī)大部分以貼接法、靠接法進(jìn)行嫁接，對(duì)秧苗的質(zhì)量要求較高，當(dāng)今還沒(méi)有出現(xiàn)插接法的瓜類(lèi)蔬菜嫁接機(jī)。在這種背景下，結(jié)合我國(guó)蔬菜嫁接生產(chǎn)模式，2008年由國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心環(huán)境控制部門(mén)與華南農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研發(fā)出氣力旋轉(zhuǎn)自動(dòng)嫁接機(jī)。

氣力旋轉(zhuǎn)自動(dòng)嫁接機(jī)主要以西瓜、黃瓜、甜瓜為嫁接對(duì)象，本機(jī)采用插接法進(jìn)行嫁接，對(duì)砧木苗實(shí)施斷根作業(yè)，2人操作，人工上苗；在PLC系統(tǒng)的控制下，自動(dòng)完成砧木苗的夾持、斷根切削、打孔作業(yè)，接穗苗的夾持、切削作業(yè)，以及接穗與砧木的對(duì)插結(jié)合，具有嫁接速度快、嫁接質(zhì)量穩(wěn)定、機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)方便、操作簡(jiǎn)單、嫁接苗愈合緩苗快等特點(diǎn)。

該產(chǎn)品特點(diǎn)如下：

◎長(zhǎng)60cm，寬45cm，高40cm，重15kg；

◎適用于瓜類(lèi)作物(西瓜、黃瓜、甜瓜)嫁接；

◎插接——砧木斷根嫁接法；

◎嫁接生產(chǎn)率達(dá)450株／h以上；

◎嫁接成功率90％以上；

◎采用氣動(dòng)系統(tǒng)輸出、PLC系統(tǒng)控制，機(jī)構(gòu)作業(yè)簡(jiǎn)單快速、穩(wěn)定性與可調(diào)性高。

使用氣力旋轉(zhuǎn)自動(dòng)嫁接機(jī)，有助于提高嫁接用秧苗的利用率、降低農(nóng)藥使用量、減少環(huán)境污染、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力資源，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。另外，低廉的價(jià)格(僅為進(jìn)口同類(lèi)設(shè)備價(jià)格的25％左右)、穩(wěn)定可靠的性能、并采用我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的插接法嫁接，也非常符合我國(guó)的基本國(guó)情和用戶(hù)需求。