不同手持式移栽器在日光溫室生菜種植中的應(yīng)用

安紅艷，張京開(kāi)，劉 旺，盛 順，孫貴芹，謝 杰，王榮雪，苗秋生

（北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定推廣站，北京 100079）

隨著北京市農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，蔬菜種植面積逐年增加，發(fā)展蔬菜產(chǎn)業(yè)對(duì)提高農(nóng)民收入、促進(jìn)首都農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。一直以來(lái)，蔬菜生產(chǎn)都是一項(xiàng)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，勞動(dòng)力成本占蔬菜生產(chǎn)成本的50%以上[1]。而移栽是蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有60%的蔬菜品種采用育苗移栽方式種植。蔬菜移栽主要采用人工移栽和機(jī)械移栽2種方式，人工移栽因成本較高、效率較低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以保證規(guī)模栽植的質(zhì)量，正逐步被機(jī)械移栽所替代[2]。

雖然北京市正在積極示范推廣蔬菜移栽機(jī)，如鏈夾式栽植機(jī)、圓盤(pán)夾式栽植機(jī)、吊籃式栽植機(jī)、導(dǎo)苗管式栽植機(jī)等缽苗移栽機(jī)，但多數(shù)只適用于露地或塑料大棚番茄、茄子、辣椒等果菜移栽[2-4]。由于葉菜的秧苗生長(zhǎng)特點(diǎn)不同于果菜，且日光溫室的結(jié)構(gòu)限制了移栽機(jī)的出入，目前還沒(méi)有一種適用于日光溫室葉菜移栽的移栽機(jī)。為了解決這一問(wèn)題，北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定推廣站葉菜類(lèi)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)對(duì)手持式移栽器進(jìn)行了改進(jìn)，并進(jìn)行田間試驗(yàn)，對(duì)比分析人工移栽、手持式移栽器、手持式限位移栽器對(duì)不同高度生菜苗移栽的適應(yīng)性，以期能找到一種適合日光溫室葉菜移栽的移栽器。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

移栽器規(guī)格：手持式移栽器管徑寬7.5 cm、最大寬度21 cm、高90 cm、手柄長(zhǎng)13 cm，材質(zhì)為純不銹鋼，由入土部件三開(kāi)口、導(dǎo)苗管、手柄等部件組成。手持式限位移栽器在此基礎(chǔ)上增加了彈簧限位裝置，避免生菜苗栽植過(guò)深或過(guò)淺，可提高生菜苗栽植均勻性。

移栽器工作原理：利用農(nóng)具先確定移栽的株距，手持式移栽器進(jìn)行葉菜移栽時(shí)，將移栽器垂直插入土壤中，然后將幼苗順著導(dǎo)管放入，拉緊手柄使入土的三開(kāi)口張開(kāi)，幼苗順著導(dǎo)管落入苗穴的同時(shí)提起移栽器完成移栽作業(yè)。手持式限位移栽器工作原理與手持式移栽器一致，只是在此基礎(chǔ)上增加了限制移栽器插入土中深度的功能，同時(shí)避免三開(kāi)口掛膜。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在北京順義區(qū)綜合試驗(yàn)站的2個(gè)日光溫室內(nèi)進(jìn)行，溫室規(guī)格均為長(zhǎng)60 m、寬7 m。2個(gè)溫室均在試驗(yàn)前進(jìn)行機(jī)械旋耕作業(yè)，每個(gè)溫室隨機(jī)選取2個(gè)點(diǎn)，分別測(cè)試0～5、5～10、10～20 cm土層的土壤含水率和土壤緊實(shí)度，土壤含水率采用烘干法測(cè)試，土壤緊實(shí)度利用土壤緊實(shí)度儀進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明：2個(gè)溫室內(nèi)耕作層土壤較為疏松，均滿(mǎn)足作物移栽要求（土壤基本參數(shù)見(jiàn)表1）。

供試生菜品種為201生菜、直立羅馬和紫葉生菜，種植時(shí)間為2016年5月5日。將2個(gè)日光溫室土壤由東向西做畦，每畦約50 m，每畦取3段，每段10 m，利用人工移栽、手持式移栽器、手持式限位移栽器分別種植以下3種蔬菜：201（平均高度為6.5 cm）、直立羅馬（平均高度為5.1 cm）、紫葉生菜（平均高度為2.3 cm），每段分別記錄移栽時(shí)間，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，試驗(yàn)區(qū)周?chē)O(shè)置保護(hù)行，其中重復(fù)Ⅰ、重復(fù)Ⅱ在1號(hào)溫室內(nèi)，重復(fù)Ⅲ在2號(hào)溫室內(nèi)。

試驗(yàn)前，手持式移栽器、手持式限位移栽器嚴(yán)格按照使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定進(jìn)行安裝和調(diào)試，達(dá)到正常連續(xù)作業(yè)狀態(tài)。生菜苗定植株距為30 cm，行距為30 cm，栽植深度以覆蓋基質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)，栽植的秧苗根部裸露在地表為露苗，秧苗栽植后被土壤埋沒(méi)為埋苗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同移栽方式對(duì)不同高度生菜苗移栽質(zhì)量的影響

由圖1、圖2、圖3可知，人工移栽的作業(yè)質(zhì)量最好，其對(duì)平均株高為6.5、5.1和2.3 cm生菜苗的移栽合格率分別為99%、100%和95%，倒伏率和埋苗率極低，僅6.5 cm株高有1%的倒伏率和2.3 cm株高有5%的埋苗率。當(dāng)生菜苗平均株高大于5.1 cm時(shí)，手持式移栽器的移栽合格率大于手持式限位移栽器，均大于70%，其倒伏率、露苗率和夾苗率均低于手持式限位移栽器。當(dāng)生菜苗平均株高為2.3 cm時(shí)，手持式限位移栽器的移栽合格率大于手持式移栽器，達(dá)到了60%，其倒伏率和埋苗率均低于手持式移栽器，但是露苗率和夾苗率高于手持式移栽器。隨著株高的增加，2種移栽器的移栽質(zhì)量均有所降低，一方面可能是因?yàn)槭殖质揭圃云鳑](méi)有限位裝置，無(wú)法準(zhǔn)確把握移栽器插入土中的深度，移栽器插入土中過(guò)深或過(guò)淺而導(dǎo)致倒伏率和埋苗率增加；另一方面可能是由于加限位裝置后設(shè)備質(zhì)量增加，工人操作困難或限位過(guò)淺，使得移栽器插入土中較淺，容易露苗和倒伏，工人抬高設(shè)備費(fèi)力，易出現(xiàn)夾苗。

圖1 手持式移栽器對(duì)不同高度生菜苗移栽質(zhì)量的影響

圖2 手持式限位移栽器對(duì)不同高度生菜苗移栽質(zhì)量的影響

圖3 人工移栽對(duì)不同高度生菜苗移栽質(zhì)量的影響

2.2 不同移栽方式對(duì)不同高度生菜苗移栽效率和成活率的影響

由表2可知，手持式移栽器的平均工作效率為253.5 m2/h，手持式限位移栽器、人工移栽的平均工作效率均為231.2 m2/h，手持式移栽器的平均工作效率比手持式限位移栽器和人工移栽高10%。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，手持式移栽器移栽株高2.3 cm生菜苗的效率最高，為286.8 m2/h；手持式限位移栽器對(duì)株高5.1 cm生菜苗的移栽效率最高，為260.1 m2/h；人工移栽對(duì)株高5.1、2.3 cm生菜苗的移栽效率較高，均為240.1 m2/h。在移栽成活率方面，手持式移栽器移栽生菜的平均成活率為100%，手持式限位移栽器和人工移栽的平均成活率均為99%，3種移栽方式的平均成活率相差不大。因此，綜合移栽效率和成活率的表現(xiàn)情況，手持式移栽器的優(yōu)勢(shì)更突出。

表2 不同移栽方式對(duì)不同高度生菜苗移栽效率和成活率的影響

3 結(jié)論與討論

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，從移栽質(zhì)量來(lái)看，人工移栽質(zhì)量最高，其次為手持式移栽器移栽株高6.5 cm生菜苗，再次為手持式限位移栽器移栽6.5 cm生菜苗，然后是手持式移栽器移栽5.1 cm生菜苗。2種移栽器移栽時(shí)，手持式限位移栽器可以提高株高2.3 cm生菜苗的移栽質(zhì)量，減少倒伏率和埋苗率。從移栽效率來(lái)看，手持式移栽器的平均工作效率比人工移栽和手持式限位移栽器均高10%，其中，手持式移栽器移栽株高2.3 cm生菜苗效率最高，其次為手持式限位移栽器移栽株高5.1 cm生菜苗。從成活率角度看，手持式移栽器的成活率最高，均達(dá)100%，其次為手持式限位移栽器和人工移栽。綜上分析，表明手持式移栽器和手持式限位移栽器基本滿(mǎn)足農(nóng)藝要求，可以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。在實(shí)際生產(chǎn)中，建議培育株高5.1～6.5 cm的生菜苗，利用手持式移栽器進(jìn)行移栽；對(duì)于株高較小的生菜苗，建議采用手持式限位移栽器進(jìn)行移栽。

為了進(jìn)一步提高手持式限位移栽器的易操作性，提高移栽質(zhì)量，確保移栽器工作的穩(wěn)定性和工作效率，提出以下建議：（1）由于安裝限位裝置，移栽器質(zhì)量增加，工人長(zhǎng)時(shí)間移栽會(huì)感覺(jué)比較吃力，影響移栽效率，建議采用輕質(zhì)材料，減小手持式限位移栽器的質(zhì)量；（2）手持式限位移栽器的限位深度是影響移栽質(zhì)量的關(guān)鍵因素，建議優(yōu)化限位結(jié)構(gòu)，一方面使農(nóng)戶(hù)操作更方便，另一方面使限位深度更為精準(zhǔn)；（3）生菜苗的株高也是影響移栽質(zhì)量的重要因素，建議農(nóng)戶(hù)移栽時(shí)采用5 cm左右的生菜苗，移栽前對(duì)生菜苗進(jìn)行挑選，對(duì)株高較小的生菜苗采用集中處理，對(duì)限位高度調(diào)整后進(jìn)行移栽，同時(shí)要提高育苗技術(shù)移栽器，培育出株高一致的生菜苗。

[1]秦貴.蔬菜移栽機(jī)械化需求分析及前景展望[J].農(nóng)機(jī)科技推廣,2013(4):43-44.

[2]郭建業(yè),劉曉明,張艷紅,等.吊杯式蔬菜移栽機(jī)田間試驗(yàn)及改進(jìn)建議[J].農(nóng)業(yè)工程,2014,4(增刊2):9-12.

[3]萬(wàn)霖,汪春,車(chē)剛.小型蔬菜移栽機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2011,27(6):117-122.

[4]陳風(fēng),陳永成,王維新.旱地移栽機(jī)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2005(3):24-26.