申屠留芳　唐立杰　孫星釗

摘 要：紅薯不僅含有豐富的營養(yǎng)，而且還具有很高的藥用價(jià)值和保健作用。本文簡要描述了紅薯種植的農(nóng)藝要求，并對國內(nèi)主要的紅薯移栽機(jī)類型、原理進(jìn)行了介紹。指出了我國紅薯移栽機(jī)當(dāng)前存在的主要問題及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：紅薯；移栽機(jī)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

中圖分類號：S531 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171032028

引言

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是人類賴以生存和發(fā)展的最基本要素。我國是農(nóng)業(yè)大國，也是農(nóng)產(chǎn)品種類最豐富的國家之一，其中，紅薯是僅次于水稻、小麥、玉米的糧食作物。紅薯，又名地瓜、甘薯、白薯、番薯、紅苕、山蜀等，為旋花科一年生草本植物[1]。紅薯的營養(yǎng)十分豐富，是人們喜愛的天然滋補(bǔ)食品，其中含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)。近年來研究表明，紅薯不僅含有豐富的營養(yǎng)，而且具有頗高的保健作用及藥用價(jià)值。我國古代就有對紅薯保健作用的記載，如《本草綱目拾遺》中記載，紅薯能補(bǔ)中、和血、暖胃、肥五臟?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，紅薯中的維生素可以防止人體內(nèi)產(chǎn)生有害的過氧化物，起到延緩衰老的作用。另外，紅薯對抑制心血管疾病和預(yù)防癌癥都有獨(dú)特的功效[2]。因此，增加紅薯產(chǎn)量、提高紅薯品質(zhì)具有重大意義。

實(shí)踐表明，種植農(nóng)藝的不同，對紅薯的產(chǎn)量有很大的影響。紅薯種植的主要環(huán)節(jié)有：排苗育種、耕整起壟，剪苗、移栽、田間管理、收獲等，其中，移栽環(huán)節(jié)對紅薯的產(chǎn)量起著至關(guān)重要的作用。移栽可以分為人工移栽和機(jī)械移栽，我國長期以來一直沿用傳統(tǒng)的人工移栽方式，該方式勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低下、成本高，并且不能保證移栽質(zhì)量。在農(nóng)忙的季節(jié)，由于近年來大部分農(nóng)民流入城市打工，農(nóng)村勞動(dòng)力缺乏，只要稍有延遲，就會(huì)貽誤農(nóng)時(shí)，對紅薯產(chǎn)量造成不利的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國紅薯移栽的機(jī)械化水平較低，我國農(nóng)村對移栽機(jī)械化的需求已經(jīng)越來越迫切，紅薯移栽機(jī)械化已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

1 紅薯栽植的農(nóng)藝要求

甘薯主要采用塊根進(jìn)行無性繁殖，先育苗，后移栽。目前我國紅薯移栽主要以高剪苗等裸苗移栽為主，即先將種薯種植在育苗床上，待紅薯長到一定程度后剪取莖尖，移栽到田里，以缽苗移栽的方式為輔。一般農(nóng)作物如煙草、棉花、蔬菜等栽植時(shí)，要求幼苗地上部分莖桿直立且地下部分根莖少受彎曲，但紅薯的栽植有其特殊的要求。紅薯是靠埋入土中的苗體的結(jié)節(jié)處生根結(jié)果，插入深度一般以3～4個(gè)節(jié)點(diǎn)為宜，故根據(jù)土壤條件、幼苗長短、種植溫度、結(jié)薯要求的不同，紅薯幼苗的栽植方式主要有：斜栽法、船底形栽法、水平栽法、鉤形栽法、直栽法等[3]。不同栽法的紅薯幼苗的入土深度、角度均有區(qū)別，一般以5～7cm為宜。

紅薯移栽一般選擇在陰天進(jìn)行，此時(shí)土壤的濕度適宜，切忌在雨天進(jìn)行作業(yè)，以防止形成柴根，也不宜移栽后過度灌溉，導(dǎo)致土壤含氧量降低，影響紅薯產(chǎn)量。紅薯移栽主要在5、6月份進(jìn)行，北方少數(shù)地區(qū)由于溫度較低，需要對壟進(jìn)行覆膜作業(yè)，其余地區(qū)一般以不覆膜栽植為主[4]。

2 我國紅薯移栽機(jī)研究現(xiàn)狀

相比西方國家而言，我國對于移栽機(jī)的研究起步較晚，且大多在引進(jìn)的國外移栽機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿制與改進(jìn)。最早可以追溯到20世紀(jì)50年代對旱地移栽機(jī)械的研究，60年代開始對甘薯秧苗和棉花缽體的移栽試驗(yàn)進(jìn)行研究；70年代研制了裸根苗移栽機(jī)；80年代初，各高等院校和科研機(jī)構(gòu)陸續(xù)研制出了多款移栽機(jī)，如半自動(dòng)蔬菜移栽機(jī)等；90年代是缽苗移栽機(jī)發(fā)展的黃金時(shí)期，如由江蘇省農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣站研制的2ZX-2型棉花缽苗移栽機(jī)。近年來，勞動(dòng)力成本飆升、育苗技術(shù)趨于成熟等因素更加推動(dòng)了在移栽機(jī)方面的開發(fā)和研制工作。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、山東大學(xué)、吉林大學(xué)、中國農(nóng)機(jī)研究院等高校成功研制出了多類型的移栽機(jī)械[5]。

目前我國紅薯移栽機(jī)械化作業(yè)以通用移栽機(jī)為主，按照栽植器結(jié)構(gòu)的分類方式對以下各類型通用移栽機(jī)的工作原理作簡要描述。

2.1 導(dǎo)苗管式移栽機(jī)

該類移栽機(jī)主要是由苗架、覆土輪、開溝器、喂入器、導(dǎo)苗管、扶苗器等組成，適用于缽苗的移栽，其原理是秧苗通過喂苗機(jī)構(gòu)進(jìn)入導(dǎo)苗管，在重力的作用下通過導(dǎo)苗管落入由開溝器開出的苗溝中，并由覆土輪覆土完成移栽[6]。

2.2 吊籃式移栽機(jī)

吊籃式移栽機(jī)主要由覆土輪、開溝器、滑道、吊籃、移栽器、偏心圓盤等組成。作業(yè)時(shí)人工將缽苗放入到旋轉(zhuǎn)的吊籃內(nèi)，栽植器隨偏心圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，通過固定軌道，移植器張開，待秧苗落入苗溝內(nèi)后由覆土輪進(jìn)行覆土，完成栽植過程[7]。

2.3 鉗夾式移栽機(jī)

鉗夾式移栽機(jī)由鉗夾、開溝器、覆土鎮(zhèn)壓輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。作業(yè)時(shí)人工將秧苗放在鉗夾上，被夾持的秧苗隨著鉗夾鏈條或鉗夾圓盤旋轉(zhuǎn)，隨后夾緊進(jìn)入滑道，當(dāng)秧苗到達(dá)由開溝器開出的溝中時(shí)，夾持器打開，隨后由覆土鎮(zhèn)壓輪覆土壓實(shí)，完成整個(gè)移栽過程[8]。

2.4 撓性圓盤式移栽機(jī)

該機(jī)型主要由撓性植苗圓盤、輸送帶、開溝器和覆土輪等組成。栽植作業(yè)時(shí)，由人工將秧苗放到輸送帶的槽內(nèi)，通過輸送帶將秧苗喂入栽植圓盤中，秧苗隨著撓性圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到垂直狀態(tài)時(shí)，兩撓性圓盤分離，秧苗進(jìn)入由開溝器開出的溝中，然后覆土輪覆土壓實(shí)，作業(yè)完成[9]。

除以上列舉的通用型移栽機(jī)以外，目前我國市場上還有幾款專門針對紅薯移栽的移栽機(jī)。如山西省運(yùn)城市農(nóng)機(jī)研究所與運(yùn)城市恒達(dá)精工機(jī)電有限公司聯(lián)合研制的2ZY-2A型自走式紅薯苗移栽機(jī)、江蘇南通富來威研制的2CGF-2甘薯復(fù)式移栽機(jī)等，主要組成部分及工作原理與通用移栽機(jī)相同。

3 存在的問題

上述列舉的移栽機(jī)械，無論是專門針對紅薯移栽的紅薯移栽機(jī)，還是通用移栽機(jī)，都在一定程度上推動(dòng)了紅薯移栽機(jī)械化的發(fā)展。但以上機(jī)型都需要投入大量人工去剪苗、分苗、喂苗等，移栽機(jī)械化進(jìn)程在此問題上長期停滯不前，沒有取得實(shí)質(zhì)性的突破。

3.1 紅薯移栽機(jī)械化與農(nóng)藝現(xiàn)狀脫離endprint

如市場通用的移栽機(jī)械大多是直立栽植幼苗，即使是專門針對紅薯的移栽機(jī)也很難滿足紅薯幼苗的船形法、鉤形法種植等要求。在覆膜壟上進(jìn)行作業(yè)時(shí)，市場上主流的紅薯移栽機(jī)在移栽作業(yè)時(shí)會(huì)對塑料薄膜造成破壞，影響塑料薄膜的保溫性能[10]。

3.2 自動(dòng)化、智能化程度較低

當(dāng)前的紅薯移栽機(jī)以純機(jī)械結(jié)構(gòu)為主，很少與智能裝備結(jié)合，無法根據(jù)不同的土壤條件、地形特征、結(jié)薯要求等條件來改變種植方法，適應(yīng)性較差。

3.3 農(nóng)業(yè)移栽機(jī)械的研制與生產(chǎn)

主要依靠抄襲、仿制國外機(jī)型，沒有形成適合我國國情的移栽機(jī)標(biāo)準(zhǔn)和體系。

4 紅薯移栽機(jī)的發(fā)展趨勢

紅薯移栽機(jī)將由人工剪苗、分苗、喂苗的半自動(dòng)化機(jī)型向功能更加完備的全自動(dòng)移栽機(jī)方向發(fā)展。未來的紅薯移栽機(jī)將會(huì)與各種傳感器、單片機(jī)、PLC控制器等智能裝備緊密結(jié)合，突破當(dāng)前移栽機(jī)必須依靠人工的瓶頸，集旋耕、起壟、覆膜、移栽、澆水、施肥等功能于一體。另外，將來可供選擇的機(jī)型種類較多，能夠適應(yīng)不同的需求。

將紅薯的農(nóng)藝特點(diǎn)與紅薯移栽機(jī)的研發(fā)生產(chǎn)相結(jié)合，研制出結(jié)構(gòu)簡單、工作質(zhì)量穩(wěn)定、效率高、成本低的移栽機(jī)械。未來的紅薯移栽機(jī)將會(huì)根據(jù)不同的農(nóng)藝需求來調(diào)整栽植方法、速度等。各種移栽機(jī)及其零配件的將會(huì)形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，形成制度化、規(guī)范化的市場。

當(dāng)前我國農(nóng)機(jī)市場各種移栽機(jī)琳瑯滿目，紅薯移栽機(jī)的質(zhì)量也是參差不齊，難以保障。未來將會(huì)有專業(yè)權(quán)威部門或機(jī)構(gòu)對紅薯移栽機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行可行性分析、測試，根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果對其進(jìn)行等級評估，并出具質(zhì)量驗(yàn)證報(bào)告。

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作者簡介：申屠留芳（1965-），女，浙江東陽人，博士，教授，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)及理論、農(nóng)業(yè)裝備設(shè)計(jì)與制造方面研究。endprint