盧秉福，楊驥

（1.黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院，哈爾濱150080；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所，哈爾濱150080）

甜菜紙筒育苗移栽機(jī)械化技術(shù)

盧秉福1，2，楊驥1，2

（1.黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院，哈爾濱150080；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所，哈爾濱150080）

介紹了甜菜紙筒育苗機(jī)械化的主要設(shè)備及其工藝流程，闡述了甜菜紙筒育苗移栽的技術(shù)要求及甜菜移栽機(jī)的類(lèi)型和工作原理。實(shí)現(xiàn)甜菜紙筒育苗移栽機(jī)械化不僅能夠保證甜菜紙筒秧苗的移栽質(zhì)量，而且能夠提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，已成為甜菜生產(chǎn)的必然選擇。

甜菜；紙筒育苗；機(jī)械化

甜菜紙筒育苗移栽技術(shù)是1956年日本甜菜糖業(yè)公司農(nóng)事研究部增田昭芳博士首創(chuàng)[1]，具有增加有效積溫，延長(zhǎng)生育期，保證甜菜種植密度，增強(qiáng)甜菜抗逆性，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化栽培等優(yōu)點(diǎn)。尤其是在中輕度鹽堿地上種植甜菜，采用紙筒育苗移栽技術(shù)可獲得高產(chǎn)，甚至在重鹽堿地塊種植也能獲得較好的產(chǎn)質(zhì)量。

我國(guó)于1981年從日本引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)，首先在黑龍江省進(jìn)行試驗(yàn)，與此同時(shí)，黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古等省、自治區(qū)多次派譴技術(shù)人員赴日本研修甜菜紙筒育苗移栽技術(shù)，隨著甜菜紙筒育苗移栽面積的迅速擴(kuò)大，甜菜單產(chǎn)、總產(chǎn)均有很大提高[2]。近年來(lái)隨著農(nóng)村勞動(dòng)力成本的迅速上升，對(duì)甜菜紙筒育苗移栽機(jī)械化技術(shù)提出了更高的要求，為保證甜菜紙筒育苗移栽技術(shù)的推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)甜菜紙筒育苗移栽機(jī)械化已成為必然選擇。

1 甜菜育苗紙筒

甜菜育苗紙筒分為特1號(hào)和1號(hào)兩種規(guī)格。特1號(hào)紙筒直徑1.9cm，長(zhǎng)15cm，適于壟作地區(qū)使用；1號(hào)紙筒直徑1.9cm，長(zhǎng)13cm，適于平作地區(qū)使用。每?jī)?cè)均為1400個(gè)紙筒。這種育苗紙筒不用時(shí)可以折疊起來(lái)，育苗時(shí)將紙筒展開(kāi)，放在墊板上裝入營(yíng)養(yǎng)土，然后播種、覆土和灌水，放入塑料大棚內(nèi)育苗。育苗紙筒紙為專(zhuān)用合成紙，有的是在牛皮紙漿中加10%～30%的親水性維尼龍纖維和少量防腐劑及肥料制成。粘貼用粘合劑要保證育苗期內(nèi)紙筒不脫粘，栽植時(shí)又容易撕開(kāi)。

2 甜菜紙筒育苗機(jī)械設(shè)備

2.1 床土篩分與肥料混配機(jī)

先將上年取好的或新準(zhǔn)備的床土按一定比例放入輸送機(jī)上，由輸送機(jī)把原土加入碎土機(jī)。在高速旋轉(zhuǎn)的滾筒碎土刀打擊下，通過(guò)碎土刀與凹板的擠搓后，拋在碎土板上撞擊破碎；破碎的土壤，經(jīng)由振動(dòng)篩分離，未碎的較大土塊，則經(jīng)篩面從大土塊出口送出，細(xì)碎土粒通過(guò)篩網(wǎng)落在滑土板上滑出機(jī)外，沿著輸送帶進(jìn)入填土機(jī)。碎土機(jī)輸送帶的上方有可控制肥料流出量的肥料槽，肥料槽流出的肥料與碎土機(jī)輸出的床土進(jìn)行初步混合。

2.2 土壤肥料攪拌機(jī)

土壤肥料攪拌機(jī)用于將土壤和肥料攪拌均勻。裝有一定數(shù)量的交錯(cuò)排列鉤形刀的滾筒在料斗內(nèi)回轉(zhuǎn)時(shí)，可進(jìn)一步松碎土壤和肥料，并且進(jìn)行攪拌?；旌暇鶆蚝?，轉(zhuǎn)動(dòng)料斗，將土肥倒出斗外，螺旋推運(yùn)器將配制好的床土均勻加入甜菜育苗紙冊(cè)。

2.3 蹾土機(jī)

蹾土機(jī)翻轉(zhuǎn)臺(tái)上安裝突起板，掛接紙冊(cè)，通過(guò)蹾土機(jī)振動(dòng)將土蹾實(shí)，翻轉(zhuǎn)后撤掉突起板，再進(jìn)行播種作業(yè)。表1為幾種甜菜紙筒育苗主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)[3]。

表1 甜菜紙筒育苗主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)

2.4 甜菜紙筒育苗播種機(jī)

甜菜紙筒育苗播種機(jī)主要使用氣力播種機(jī)。工作時(shí)，甜菜種子被快速地撒在吸種板上，通過(guò)吸氣裝置使板上每個(gè)孔眼吸附1粒甜菜種子，剩余甜菜種子流回板的下面。將吸種板轉(zhuǎn)動(dòng)到漏種板處時(shí)，通過(guò)控制裝置，去除真空吸力，甜菜種子便自吸種板孔落下，通過(guò)漏種板孔及下方的輸種管落入各個(gè)相對(duì)應(yīng)的紙筒內(nèi)，然后覆土和澆水。這種播種機(jī)適用于紙筒的單粒點(diǎn)播，能有效地吸附各種顆粒狀的甜菜種子，也能吸附非顆粒狀的種子，如未經(jīng)加工的甜菜單粒種等。有利于機(jī)械化作業(yè)，生產(chǎn)率較高。要求種子籽粒飽滿(mǎn)，發(fā)芽率高，干凈。

3 甜菜紙筒育苗工藝流程

用以育苗的土經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的消毒和調(diào)整pH值，稱(chēng)為原料土。原料土通過(guò)帶施肥機(jī)構(gòu)的原料土輸送機(jī)，輸送到碎土去石機(jī)。經(jīng)過(guò)施肥、松碎、去石后制成床土，床土經(jīng)輸送機(jī)輸送到裝土機(jī)（圖1）[4]。與此同時(shí)，裝在特制塑料架內(nèi)，底部盛有凸起板的展開(kāi)了的紙筒組合（一冊(cè)紙筒，一個(gè)架子）也被送到裝土機(jī)下，裝土機(jī)給紙筒裝土，裝的土高出于紙筒約5cm，通過(guò)滑道送到墩土機(jī)，墩土機(jī)將裝入紙筒的土墩實(shí)，同時(shí)將上面多余的土刮平。通過(guò)滑道送到翻轉(zhuǎn)機(jī)，翻轉(zhuǎn)機(jī)將紙筒組合翻轉(zhuǎn)1800，凸起板被翻轉(zhuǎn)到上面，取走凸起板，每個(gè)紙筒上就留下了一個(gè)凹坑。通過(guò)滑道送到育苗播種機(jī)，在每個(gè)凹坑內(nèi)播下1粒單胚種，通過(guò)滑道送到覆土工作臺(tái)上，將床土覆蓋在上面、刮平，裝入專(zhuān)用的車(chē)上送入育苗設(shè)施內(nèi)。該育苗成套設(shè)備每小時(shí)可完成60冊(cè)紙筒的裝土、播種任務(wù)，一天可處理8～10hm2所需要的苗。

圖1 甜菜紙筒育苗裝土、播種工藝流程

4 甜菜紙筒育苗移栽機(jī)械

4.1 甜菜紙筒育苗移栽的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求

甜菜秧苗的栽植方法，一般是先開(kāi)穴或開(kāi)溝，按預(yù)先計(jì)劃好的距離栽下，覆土后壓緊和澆水，待水全部滲下去以后，在定植穴的表面覆以細(xì)干土[5]。機(jī)械栽植要求把上述工藝過(guò)程全部或把主要部分一次完成。工作時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下農(nóng)業(yè)技術(shù)要求：第一，甜菜株行距和栽植深度均勻一致；第二，保證甜菜秧苗基本上垂直地面，傾斜度一般不應(yīng)超過(guò)30°，無(wú)窩根現(xiàn)象；第三，避免傷秧，在紙筒栽植時(shí)，不應(yīng)有嚴(yán)重破壞紙筒的現(xiàn)象；第四，無(wú)漏植和重植。

4.2 甜菜紙筒育苗移栽機(jī)的類(lèi)型及工作原理

甜菜幼苗長(zhǎng)到一定大小后，就要進(jìn)行田間移栽。甜菜紙筒育苗移栽機(jī)的種類(lèi)很多，按自動(dòng)化程度可分為人力紙筒育苗移栽機(jī)、半機(jī)械化紙筒育苗移栽機(jī)和全自動(dòng)紙筒育苗移栽機(jī)。按栽植器的形式又可分為鏈夾式、鉗夾式、撓性圓盤(pán)式、吊籃式、導(dǎo)苗管式和帶式等紙筒育苗移栽機(jī)。目前國(guó)內(nèi)廣泛使用的紙筒育苗移栽機(jī)絕大多數(shù)是半自動(dòng)化甜菜紙筒育苗移栽機(jī)和少量日本進(jìn)口的全自動(dòng)化甜菜紙筒育苗移栽機(jī)。主要機(jī)型有：國(guó)產(chǎn)的2ZT-2型、2ZTK-2型以及日本進(jìn)口的HB-SS20型、HBT-40型、CT-4S型、CT-2S型、BTP-2型、BTP-4型甜菜紙筒育苗移栽機(jī)等[6-8]。甜菜紙筒育苗移栽具有栽后沒(méi)有緩苗期，成活率高等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果。

半機(jī)械化鴨嘴式甜菜紙筒育苗移栽機(jī)主要由爪手、栽植圓環(huán)、偏心圓環(huán)、滑道等部件組成。栽植圓環(huán)與轉(zhuǎn)軸固定，在圓環(huán)側(cè)面裝有栽植爪手，軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)栽植圓環(huán)一起旋轉(zhuǎn)。偏心圓環(huán)是保證爪手作平行運(yùn)動(dòng)的主要部件，它通過(guò)偏心板與栽植圓環(huán)聯(lián)結(jié)，并保持水平向前50mm的偏心。栽植爪手由兩個(gè)爪片組成，爪片張開(kāi)靠滑道的作用，關(guān)閉則靠彈簧的作用。

栽植器的工作過(guò)程為：機(jī)組前進(jìn)時(shí)，開(kāi)溝器破土成溝，紙筒秧苗由人工喂入旋轉(zhuǎn)的爪手里。栽植爪手在偏心圓環(huán)的作用下，始終垂直于地面，當(dāng)運(yùn)行到接近于最低位置時(shí)，栽植爪手在滑道的作用下被張開(kāi)，紙筒秧苗落入溝中。部分土壤從開(kāi)溝器兩側(cè)尾部滑至紙筒秧苗周?chē)?，其余的土壤靠覆土器推送覆蓋紙筒秧苗根部。脫離滑道控制的栽植爪手靠彈簧作用自行合攏。為了使紙筒秧苗栽入溝中保持直立，栽植爪手始終應(yīng)做垂直于地面的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)至最低位置投放紙筒秧苗時(shí)，爪手的線(xiàn)速度應(yīng)該與機(jī)器前進(jìn)速度相等，方向相反，即投入紙筒秧苗時(shí)，爪手絕對(duì)速度接近于零，才能保證紙筒秧苗平穩(wěn)落入溝內(nèi)[9]。

全自動(dòng)甜菜紙筒育苗移栽機(jī)的工作原理：當(dāng)機(jī)器前行時(shí)，平土器刮開(kāi)表土，其后的開(kāi)溝器破土成溝，操作者把紙筒苗放到喂苗傳送帶上，苗的根部朝向操作者。排列好的紙筒苗被傳送帶依次傳送，經(jīng)苗檢測(cè)皮帶對(duì)紙筒的夾持，空苗或弱苗被去除，好的苗最后被傳輸給橡膠圓盤(pán)。被橡膠圓盤(pán)夾住的紙筒苗隨著圓盤(pán)向下轉(zhuǎn)動(dòng)，然后被垂直放到由開(kāi)溝器開(kāi)出的溝里。紙筒被投入溝中的瞬間，隨著機(jī)器的前進(jìn)由開(kāi)溝器兩側(cè)尾部回土及溝兩側(cè)自動(dòng)回土把紙筒穩(wěn)住在溝里，同時(shí)開(kāi)溝器后的圓盤(pán)覆土器繼續(xù)覆土，將紙筒埋住。

4.3 紙筒育苗移栽機(jī)前進(jìn)速度的確定

甜菜紙筒育苗移栽機(jī)工作時(shí)的前進(jìn)速度Vm取決于規(guī)定的株距S（mm）和喂入量Q（棵/分），即：

由上式可以看出，當(dāng)要求株距一定時(shí)，機(jī)器的前進(jìn)速度Vm與栽植手喂入量Q有關(guān)。一個(gè)栽植手一般每分鐘喂入45棵左右，當(dāng)要求株距為S=200～280mm時(shí)，則Vm=0.54～0.76km/h。

4.4 甜菜紙筒苗移栽株距的調(diào)節(jié)

紙筒育苗移栽機(jī)多數(shù)采用鏈條傳動(dòng)，以地輪為驅(qū)動(dòng)輪，通過(guò)鏈條帶動(dòng)栽植器工作。機(jī)器工作時(shí)，地輪走過(guò)的距離應(yīng)等于所栽秧苗株數(shù)與株距的乘積，如果再考慮地輪打滑率δ，則：πD地n地（1+δ）=S·C·n栽

由上式可知，傳動(dòng)比i為地輪轉(zhuǎn)速n地與栽植器主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n栽之比值。株距S及秧夾數(shù)C與傳動(dòng)比i成正比，與地輪直徑D地成反比。對(duì)一臺(tái)機(jī)器來(lái)說(shuō)D地和秧夾數(shù)C基本上是確定的，因此，調(diào)節(jié)株距通常用改變傳動(dòng)比的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)，即采用更換主、被動(dòng)鏈輪的辦法進(jìn)行調(diào)節(jié)。

5 結(jié)論

移栽機(jī)結(jié)構(gòu)雖然不十分復(fù)雜，但設(shè)計(jì)巧妙，制造精細(xì)，工藝要求高。目前生產(chǎn)中使用最多約占80%～90%的是機(jī)引雙行移栽機(jī)，配套動(dòng)力14.7～29.4kW拖拉機(jī)，需駕駛員1人，分苗、供苗每壟2人，由苗床裝箱及倒運(yùn)1～2人，一般需6～7人組成1個(gè)作業(yè)組，每天可移栽1.5～2hm2。為了減少人工，移栽機(jī)目前正向全自動(dòng)發(fā)展，只需要拖拉機(jī)駕駛員1人和1～2人苗床裝箱倒運(yùn)[10]。機(jī)械移栽甜菜紙筒秧苗栽得直、深度一致，株、行距一致，所以種植均勻，機(jī)械移栽較人工移栽效率可提高8～10倍。

[1]楊驥，韓秉進(jìn).日本甜菜生產(chǎn)考察報(bào)告[J].中國(guó)糖料，2010（4）：83-86.

[2]盧秉福，張祖立.甜菜生產(chǎn)機(jī)械化的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2007（1）：59-62.

[3]王立濤，趙勝雪，藤紅英.甜菜機(jī)械化紙筒育苗移栽[J].新疆農(nóng)機(jī)化，2009（1）：22-23.

[4]陳光樂(lè).日本甜菜機(jī)械考察報(bào)告[J].中國(guó)甜菜，1984（1）：50-56.

[5]李剛，秦樹(shù)才.發(fā)揮“龍頭”企業(yè)優(yōu)勢(shì)加速甜菜產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程[J].中國(guó)糖料，2004（1）：60-63.

[6]年玉寶，郭瑞，菅晨光，等.日本CT-4S和CT-2S型甜菜紙筒育苗移栽機(jī)的試驗(yàn)示范[J].中國(guó)糖料，2004（2）：32-35.

[7]東洋農(nóng)機(jī)株式會(huì)社.ビ-ト栽培の機(jī)械化[R].1980.

[8]杜義.日本甜菜糖業(yè)管理[M].哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1990.

[9]蔣恩臣.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[10]趙鳳梧，王志德，年玉寶，等.建設(shè)“三高四化”甜菜產(chǎn)業(yè)化基地的框架[J].中國(guó)糖料，2004（4）：54-57.

Mechanization Technique for Sugarbeet Paper Pot Seedling Transplanting

LU Bing-fu1,2,YANG Ji1,2
(1.Crops Research Institute of Heilongjiang University,Harbin 150080,China; 2.Sugarbeet Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150080,China)

The main equipments and technologic process for mechanization of sugarbeet paper pot seedling, expounded technical requirements,types of machines and work theory for sugarbeet paper pot seedling transplanting were introduced.Mechanization of sugarbeet seedling transplanting was realized which could not only ensure the quality of sugarbeet paper pot transplanting seedlings,but also increase productivity,it has become an inevitable choice for sugarbeet production.

sugarbeet;paper pot seedling;mechanization

S566.3

A

1007-2624（2011）03-0068-03

2010-12-02

農(nóng)業(yè)部“948”項(xiàng)目（2010-C8）資助。

盧秉福（1963-），男，吉林省梅河口市人，博士、研究員。