段曉凡 賴慶輝 魯勁柏,2
1.昆明理工大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院;2.泰州技師學(xué)院電氣系
我國穴盤育苗播種機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀
段曉凡1賴慶輝1魯勁柏1,2
1.昆明理工大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院;2.泰州技師學(xué)院電氣系
隨著穴盤育苗技術(shù)的發(fā)展,穴盤育苗播種機(jī)械發(fā)展與推廣也越來越受到重視,文章分析了國內(nèi)穴盤育苗播種機(jī)械的發(fā)展及推廣現(xiàn)狀,并對主流育苗機(jī)械的做了技術(shù)解析,對播種機(jī)械推廣程度不高的原因做了分析,并提出解決方案,在此基礎(chǔ)上,提出穴盤育苗播種機(jī)械的發(fā)展趨勢,為穴盤育苗機(jī)械的發(fā)展方向提供參考。
穴盤育苗播種機(jī)械成套設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展趨勢
穴盤育苗技術(shù)是現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)中的一項(xiàng)育苗新技術(shù),一般以帶孔的塑料穴盤作為容器,以草炭、蛭石和珍珠巖等固體輕型基質(zhì)為育苗基質(zhì),將種子直接播入裝有固體基質(zhì)的穴盤內(nèi),在穴盤內(nèi)育成半成苗或成苗的育苗技術(shù)。采用穴盤育苗技術(shù),播種時(shí)每個(gè)穴盤只播一粒種子,種苗育成時(shí)單獨(dú)成株,既節(jié)約種子,也可以控制種苗生長環(huán)境,而且商品種苗質(zhì)量高、穴盤適合長途運(yùn)輸,利于集約化生產(chǎn)和規(guī)?;?jīng)營。
目前許多蔬菜的規(guī)?;a(chǎn)都采用穴盤育苗,如西蘭花、甘藍(lán)、生菜、芹菜等,但適用于穴盤育苗的蔬菜種子大多比較小,如西蘭花種子,直徑只有不到2毫米,人工播種時(shí),將種子單獨(dú)分離費(fèi)時(shí)費(fèi)力,穴盤育苗機(jī)械播種機(jī)械就是在這種背景下開始發(fā)展的。
國外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展較早,作為設(shè)施育苗的配套設(shè)施的穴盤育苗播種設(shè)備研制也比較早。目前日本和美國的育苗工廠已大規(guī)模開發(fā)使用溫室機(jī)械化育苗播種成套設(shè)備,該類成套設(shè)備可將穴盤裝土、刮平、壓窩、播種、覆土和澆水等多道工序,在一條流水作業(yè)線上自動完成。使用成套設(shè)備可大大提高生產(chǎn)效率,降低工人勞動強(qiáng)度;通過電腦預(yù)設(shè)壓窩深度、覆土厚度、壓實(shí)度還可適用于不同種類種子育苗,提高種苗出苗率及種苗質(zhì)量。發(fā)達(dá)國家的蔬菜商品穴盤育苗率已超過70%。
我國設(shè)施育苗起步較晚,穴盤育苗技術(shù)是上世紀(jì)80年代中期才從國外引進(jìn)的。經(jīng)過多年的發(fā)展,穴盤育苗已成為我們設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要育苗方式。目前在我國,雖然近幾年也開發(fā)了多種穴盤育苗播種機(jī)械,如中國農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計(jì)院和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位聯(lián)合研制的2XB一400型穴盤育苗精量播種機(jī)北京海淀農(nóng)機(jī)研究所研制的2BQJP-120型穴盤播種機(jī);浙江臺州生產(chǎn)的YM一0911蔬菜花卉育苗氣吸式精量播種流水線;廣西農(nóng)機(jī)化研究所研制的2ZBQ-300型雙層滾筒氣吸播種機(jī);胖龍(邯鄲)溫室工程有限公司研制的BZ30穴盤精量播種機(jī)等,但由于價(jià)格昂貴、運(yùn)行成本高等原因,僅在少數(shù)大型育苗工廠得到推廣,在大多數(shù)中小型育苗企業(yè),育苗播種還是以人工播種方式為主。
按排種器工作原理,主流穴盤播種機(jī)械所采用的排種器主要分為兩類:機(jī)械式及氣力式;按自動化程度,可分為半自動式和全自動式;按照結(jié)構(gòu)不同,可分為針式、板式、滾筒式等。
1.針式穴盤播種機(jī)械
此類穴盤播種機(jī)械大多是利用真空泵或空氣壓縮機(jī)使針管內(nèi)產(chǎn)生真空度,利用吸針將種子從種箱中吸附起來,利用傳動機(jī)構(gòu)將吸針移至穴盤上方,再切斷氣路,種子在重力作用下掉落至穴盤中,實(shí)現(xiàn)播種。該類排種機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)每次播種單粒種子的精密播種,作業(yè)可靠性高,作業(yè)效率較高,調(diào)整真空度可適應(yīng)不同大小種子;但由于吸附時(shí)吸針會對種子產(chǎn)生沖擊,容易造成種子損傷。
2.氣吸滾筒式穴盤播種機(jī)械
該類播種機(jī)械的排種器是一種在滾筒上開有型孔,在滾動內(nèi)側(cè)接有真空泵等真空發(fā)生裝置,工作時(shí)當(dāng)滾筒上的型孔旋轉(zhuǎn)至種箱上方,靠負(fù)壓吸附種子,當(dāng)種子隨滾筒旋轉(zhuǎn)至排種口時(shí),由于此時(shí)滾筒內(nèi)部的結(jié)構(gòu),滾筒內(nèi)側(cè)聯(lián)通大氣壓,種子在重力作用下落入排種口。為了種子能更好的吸附,通常會在種箱下安裝起振器。
3.板式穴盤播種機(jī)
板式播種機(jī)是在一塊與穴盤大小相同的板上,對應(yīng)種穴的位置開有與種穴個(gè)數(shù)相同的小孔,上方安裝有真空發(fā)生裝置,工作時(shí)將整塊吸板移至種箱上方,一次吸附整個(gè)穴盤所要播種的種子,再將吸板移至穴盤上方,破壞真空,種子在重力作用下掉入穴盤。此類播種機(jī)械由于一次播種整個(gè)穴盤,效率較高,但播種時(shí)需要將吸板和穴盤的位置精確對準(zhǔn),對機(jī)械的安裝定位、傳動精度等要求較高。
4.窩眼輪式穴盤播種機(jī)
此類播種機(jī)械是在排種輪上開有型孔,排種輪旋轉(zhuǎn)時(shí),種子會在重力作用下進(jìn)入型孔,后經(jīng)刮種器刮掉多余的種子,排種輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn),最后種子在重力作用下落入排種口,實(shí)現(xiàn)播種。此種播種機(jī)械由于型孔是固定的,但種子大小有別,不能實(shí)現(xiàn)每次一粒的精密播種。
5.穴盤播種成套設(shè)備
成套設(shè)備是集穴盤運(yùn)輸、基質(zhì)裝填、壓窩、播種、覆土、壓實(shí)、澆水等于一體的全自動化設(shè)備,工作時(shí)效率高、工人勞動強(qiáng)度低,但其價(jià)格較高,運(yùn)行成本也高。如果生產(chǎn)規(guī)模較小,則其經(jīng)濟(jì)性不高。
雖然穴盤播種機(jī)械可以提高生產(chǎn)率,降低勞動強(qiáng)度,但在我國推廣并不廣泛,原因有以下幾個(gè)方面。
1.企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小,育苗機(jī)械運(yùn)行成本較高
我國是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)村人口巨大,上世紀(jì)70年代以來,一直以家庭聯(lián)產(chǎn)責(zé)任制為主,這就大大制約了大規(guī)模的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)的發(fā)展。我國現(xiàn)有的育苗企業(yè)大多是以家庭為單位的小型育苗企業(yè),部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)研究所等國有單位會育苗并出售種苗,但由于大規(guī)模的農(nóng)業(yè)企業(yè)較少,導(dǎo)致數(shù)量較大的批量種苗訂單較少,而育苗機(jī)械運(yùn)行時(shí)也需要固定的運(yùn)行成本,故總體來說使用育苗播種機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性不高,從而導(dǎo)致育苗播種機(jī)械化水平不高。
2.育苗企業(yè)從業(yè)人員文化水平不高
我國育苗企業(yè)多以家庭為單位,而這類企業(yè)多是傳統(tǒng)農(nóng)民家庭,家庭成員文化水平普遍不高,而現(xiàn)代化的自動化育苗機(jī)械運(yùn)行、管理都需要專業(yè)技術(shù),企業(yè)從業(yè)人員的文化水平嚴(yán)重制約了現(xiàn)代化穴盤播種機(jī)械設(shè)備的推廣應(yīng)用。
3.設(shè)備價(jià)格昂貴
自動化的穴盤育苗機(jī)械一般都比較貴,國外進(jìn)口的成套設(shè)備其價(jià)格都在百萬元/套左右,國產(chǎn)的精密播種機(jī)械價(jià)格也在幾萬~幾十萬之間,而對于我國為數(shù)眾多的小規(guī)模育苗企業(yè)來說,這個(gè)價(jià)格是難以接受的?,F(xiàn)在這類小規(guī)模育苗企業(yè)多使用半自動的穴盤播種機(jī)械,即僅排種工序使用機(jī)械,其余填裝基質(zhì)、覆土、壓實(shí)等均為人工完成。
4.我國穴盤育苗播種機(jī)械設(shè)備工作性能較低
除了價(jià)格問題,國產(chǎn)穴盤精密播種設(shè)備大部分機(jī)型是在研究國外同類機(jī)型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,由于設(shè)計(jì)水平、加工水平等原因制約,大部分精密播種機(jī)械的排種性能較低,在高速作業(yè)下容易發(fā)生漏播、重播等現(xiàn)象,工作性能不高也影響了精密播種機(jī)械的推廣應(yīng)用。
隨著我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展和我國近期精準(zhǔn)扶貧政策的實(shí)施,我國穴盤育苗播種機(jī)械的發(fā)展迎來了新的契機(jī),其發(fā)展趨勢主要有以下幾個(gè)方面:
1.發(fā)展高精度、高集成程度的育苗播種成套設(shè)備
隨著國家對農(nóng)業(yè)的重視,大規(guī)模的育苗企業(yè)勢必成為設(shè)施農(nóng)業(yè)的龍頭企業(yè),為了滿足這類企業(yè)需求,高精度、高集成程度的育苗播種成套設(shè)備的研發(fā)是必須的,也是我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本方向。同時(shí)為了滿足不同種類農(nóng)產(chǎn)品的育苗需求,適合不同規(guī)格穴盤、不同尺寸種子的柔性播種機(jī)構(gòu)也是育苗播種機(jī)械的發(fā)展方向。
2.發(fā)展低成本、高精度的半自動化播種機(jī)械
雖然大規(guī)模的育苗企業(yè)是整個(gè)農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢,但最近幾年我國的育苗企業(yè)還是以中小規(guī)模為主,為了滿足這類小型企業(yè)的機(jī)械化需求,發(fā)展價(jià)格低廉、運(yùn)行成本低的半自動化機(jī)械是近幾年穴盤播種機(jī)械的發(fā)展目標(biāo)。
3.發(fā)展高精度的穴盤播種檢測、補(bǔ)種機(jī)械
近年來國內(nèi)的穴盤播種機(jī)械很少有漏播、重播檢測裝置,其檢測基本上都是等出苗以后觀察出苗情況來檢測;而漏播、重播直接影響后續(xù)移栽機(jī)械化的發(fā)展,所以為了發(fā)展工廠化育苗技術(shù),在播種時(shí)及時(shí)檢測漏播、重播,及時(shí)補(bǔ)種是非常必要的。
綜上所述,我國現(xiàn)階段的穴盤育苗播種機(jī)械多以氣力式為主,精度不高,推廣應(yīng)用程度不高。并且這些機(jī)械的核心技術(shù)幾乎都是國外引進(jìn)的,發(fā)展我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高精度、低成本的穴盤播種機(jī)械是我國設(shè)施農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的必由之路。
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云南省教育廳科學(xué)研究基金項(xiàng)目(2014Y061)