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        蘆蒿扦插機(jī)的樣機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究

        2020-10-26 08:22:06於鋒戴其燕葛迅一孫龍霞
        江蘇農(nóng)機(jī)化 2020年5期
        關(guān)鍵詞:作業(yè)

        於鋒戴其燕葛迅一孫龍霞

        蘆蒿又名蔞蒿、水艾、水蒿,含多種維生素和礦物質(zhì)元素,炒食口感爽嫩,味道清香,是江蘇省特色蔬菜之一。目前,江蘇省蘆蒿種植總面積超過(guò)6 667 hm2,主要集中在南京、宿遷、連云港等地。蘆蒿種植以壓條、扦插為主,由于缺乏適用的機(jī)械,目前,仍以人工作業(yè)為主,存在用工多、工作量大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、作業(yè)效率低下的問(wèn)題,導(dǎo)致蘆蒿生產(chǎn)成本居高不下[1-2]。為解決蘆蒿機(jī)械化種植難題,項(xiàng)目組在詳細(xì)調(diào)研的基礎(chǔ)上,研究開(kāi)發(fā)了蘆蒿扦插機(jī),并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行田間試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,該機(jī)具性能良好,能較好地滿足蘆蒿扦插要求。

        1 機(jī)械化種植農(nóng)藝研究

        1.1 種植方式

        蘆蒿屬于莖稈類作物,耐濕、耐熱、耐肥,但不耐旱,以種植在保水保肥性能好的砂質(zhì)土壤或沖積土為佳。蘆蒿的繁殖能力強(qiáng),種子、根、莖稈均可繁殖,在直接播種出苗后,可以利用其莖稈進(jìn)行分株繁殖、壓條繁殖、扦插繁殖、栽莖繁殖。分株繁殖必須將蘆蒿苗完整取出,不可傷其根部。壓條繁殖需將蘆蒿莖稈頭尾相連栽植到溝中,機(jī)械化栽培難度大[3-5]。扦插繁殖和栽莖繁殖易于機(jī)械化作業(yè),但栽莖繁殖種植株距不可調(diào)、莖稈直立性較差,扦插繁殖扦插穩(wěn)定性較好、不易倒伏、莖稈豎直,因此蘆蒿機(jī)械化種植首選扦插繁殖。

        1.2 種植要求

        蘆蒿扦插繁殖時(shí)間在每年6~8月。扦插時(shí),需選用強(qiáng)壯無(wú)病蟲(chóng)害的莖稈,去除莖稈頂部嫩梢,將莖稈切成約20 cm左右的小段,扦插行株距控制在15~20 cm,扦插深度保持在莖稈2/3左右。扦插后澆足水,經(jīng)過(guò)10天左右便可生根發(fā)芽[6]。機(jī)械化扦插應(yīng)考慮對(duì)種苗損傷情況,通過(guò)對(duì)蘆蒿苗稈進(jìn)行物理特性分析和力學(xué)特性分析,確定其物理性能、表觀特征等相關(guān)參數(shù)(基礎(chǔ)參數(shù)見(jiàn)表1)。扦插用蘆蒿莖稈已經(jīng)半木質(zhì)化,表皮偏硬,機(jī)械化扦插時(shí)幾乎不損傷蘆蒿苗桿。

        表1蘆蒿苗稈基礎(chǔ)參數(shù)

        2 樣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        2.1 樣機(jī)設(shè)計(jì)思路

        目前應(yīng)用的蔬菜移栽機(jī)主要有全自動(dòng)和半自動(dòng)兩大類。全自動(dòng)移栽機(jī)多用于移栽穴盤(pán)苗,尚無(wú)配套成熟的莖稈類作物取苗、投苗技術(shù),且價(jià)格普遍較高,對(duì)生產(chǎn)操作人員的技能要求也較高,不適用于蘆蒿栽植。半自動(dòng)鴨嘴式移栽機(jī)雖可以實(shí)現(xiàn)多行同時(shí)移栽,但是要求穴盤(pán)苗盤(pán)根較好,移栽時(shí)不散坨,且莖稈高度要在20 cm以下。綜合機(jī)具應(yīng)用情況,項(xiàng)目組確定以半自動(dòng)鏈夾式移栽方式進(jìn)行蘆蒿扦插作業(yè),并通過(guò)錯(cuò)行分布栽插部件實(shí)現(xiàn)扦插行距要求[7-8]。

        2.2 樣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        通過(guò)實(shí)地調(diào)查蘆蒿種植培栽情況與農(nóng)藝要求,確定蘆蒿扦插機(jī)的設(shè)計(jì)要求與樣機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)。樣機(jī)采用包括苗箱、導(dǎo)苗與取苗機(jī)構(gòu)、扦插機(jī)構(gòu)、懸掛架、傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)架、開(kāi)溝裝置、鎮(zhèn)壓裝置、澆水裝置在內(nèi)的整體設(shè)計(jì)方案,使機(jī)具集開(kāi)溝、取苗、分苗、扦插、鎮(zhèn)壓等功能于一體。鏈夾式移栽機(jī)工作時(shí),鏈夾在鏈條的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng),栽植人員將秧苗放入張開(kāi)的鏈夾上,蘆蒿苗隨鏈夾由上往下平移進(jìn)入滑道,借助滑道的作用迫使鏈夾夾緊蘆蒿苗,同時(shí)使蘆蒿苗的運(yùn)動(dòng)變成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。鏈夾轉(zhuǎn)到與地面垂直的位置時(shí),脫離滑道的控制而自動(dòng)打開(kāi),蘆蒿苗則脫離鏈夾垂直落入已開(kāi)好的溝中,在蘆蒿苗接觸溝底的同時(shí),由鎮(zhèn)壓覆土輪覆土并壓實(shí),完成蘆蒿苗整個(gè)移栽過(guò)程。通過(guò)調(diào)整鏈夾之間的距離,可將種植行距控制在20~25 cm之間。具體工作原理如圖1所示。

        2.3 樣機(jī)形成

        南通富來(lái)威農(nóng)業(yè)裝備有限公司根據(jù)蘆蒿扦插機(jī)樣機(jī)設(shè)計(jì)方案,加工、制作出樣機(jī)1臺(tái)(如圖2所示)。該機(jī)具采用大中型拖拉機(jī)牽引作業(yè),可根據(jù)產(chǎn)地實(shí)際需要進(jìn)行種植行數(shù)調(diào)整,最多可實(shí)現(xiàn)5行同時(shí)扦插作業(yè),作業(yè)效率高;可通過(guò)調(diào)節(jié)播種機(jī)構(gòu)距離將株距控制在19~23 cm;還可根據(jù)用戶需要增設(shè)滴灌帶,實(shí)現(xiàn)澆水功能。

        圖1蘆蒿扦插機(jī)工作原理簡(jiǎn)圖

        圖2蘆蒿扦插機(jī)樣機(jī)

        3 田間試驗(yàn)

        3.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

        試驗(yàn)時(shí)間為2020年6月。試驗(yàn)地點(diǎn)在南京市棲霞區(qū)八卦洲鎮(zhèn)洲磊蔬菜專業(yè)合作社蘆蒿種植基地,試驗(yàn)地土壤相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表2。

        表2蘆蒿種植試驗(yàn)地土壤相關(guān)參數(shù)

        3.2 試驗(yàn)內(nèi)容

        試驗(yàn)采用73.5 kW拖拉機(jī)牽引蘆蒿扦插機(jī)作業(yè),5行同時(shí)移栽。結(jié)合蘆蒿主產(chǎn)區(qū)的農(nóng)藝要求,測(cè)定機(jī)具行駛速度、行距、株距、蘆蒿扦插深度、漏插率、倒伏率等參數(shù),綜合考量蘆蒿扦插機(jī)的工作情況和實(shí)用性。

        3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

        按照蘆蒿扦插繁殖要求,試驗(yàn)用蘆蒿種苗長(zhǎng)200 mm左右,莖稈直徑8~10 mm,每段莖稈頂端有2個(gè)以上(含2個(gè))飽滿芽,扦插深度在13 cm左右。蘆蒿扦插機(jī)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。試驗(yàn)結(jié)果顯示,機(jī)插行距、株距、扦插深度、栽植頻率、栽植合格率均達(dá)到蘆蒿扦插農(nóng)藝要求,表明該機(jī)具性能良好。

        表3蘆蒿扦插機(jī)試驗(yàn)結(jié)果

        此次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)蘆蒿扦插機(jī)作業(yè)質(zhì)量受人為因素影響較大。例如:作業(yè)過(guò)程中存在人工擺苗跟不上扦插速度的情況,導(dǎo)致漏插;蘆蒿扦插深度與人工擺苗時(shí)苗露在鏈夾外面長(zhǎng)度存在直接關(guān)系;等等。

        4 機(jī)具改進(jìn)措施

        針對(duì)人工取苗效率低和扦插深度均勻性受人為因素影響較大等問(wèn)題,下一步應(yīng)在原有的蘆蒿扦插機(jī)上,增加苗箱與送苗機(jī)構(gòu),在苗箱下端設(shè)置出苗口,出苗口端與鏈夾上端通過(guò)電動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)相連,實(shí)現(xiàn)蘆蒿苗的傳送。蘆蒿苗被傳送機(jī)構(gòu)帶到最下端處時(shí),在重力作用下,自由落體到鏈夾中,鏈夾帶著苗做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)蘆蒿的全自動(dòng)移栽。同時(shí),要針對(duì)機(jī)械化扦插,研究蘆蒿機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范,明確前茬整地作業(yè)質(zhì)量要求,形成可復(fù)制推廣的作業(yè)模式,提高特色蔬菜的機(jī)械化生產(chǎn)水平。

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        修改“作業(yè)”
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