○新疆巴州農(nóng)機推廣站 金若成

新疆巴州良佳農(nóng)機制造有限公司 梁 佳

自動投苗移栽機是在人工投苗移栽機械基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新一代移栽機具，具有節(jié)省人工、減輕操作手勞動強度，作業(yè)高效等優(yōu)點，在新疆巴州地區(qū)辣椒和西紅柿穴盤苗大田移栽作業(yè)環(huán)節(jié)得到較為廣泛的推廣應(yīng)用。巴州良佳農(nóng)機制造有限公司是專注移栽機械的專業(yè)廠家，于2009年開始研制自動投苗移栽機，經(jīng)與新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，研發(fā)的移栽機已發(fā)展到5代機，性能日趨穩(wěn)定。當前投放市場的2ZB-2型兩行機只需1個輔助人工，就可以完成自動投苗、栽苗、覆土的相關(guān)秧苗移栽工序，完全滿足于穴盤辣椒苗和西紅柿苗的大田移栽作業(yè)，受到廣大種植戶歡迎，推動了新疆地區(qū)辣椒和工業(yè)西紅柿大田移栽機械化進程，并遠銷到上海等省市區(qū)，成為全國為數(shù)不多的批量生產(chǎn)成熟使用的穴盤苗大田移栽自動投苗栽植作業(yè)機具。

一、工作結(jié)構(gòu)原理及工作過程

1.工作結(jié)構(gòu)該自動投苗移栽機為兩行機，主要由自動投苗裝置、吊杯式栽植裝置、旋耕刀及螺旋葉片組合覆土裝置，以及機架、行走地輪，傳動系統(tǒng)、秧苗托盤、鎮(zhèn)壓輪等部件組成。其核心裝置為自動投苗系統(tǒng)，擁有國家發(fā)明專利及實用新型專利9項。自動投苗系統(tǒng)經(jīng)多次改進，當前定型產(chǎn)品主要由橫置的偏心旋轉(zhuǎn)輪、固定在偏心旋轉(zhuǎn)輪上的夾持機械手、卷筒式苗盤步進裝置、氣缸及控制閥組等構(gòu)成。

2.主要技術(shù)特點自動投苗移栽機主要有以下特點，一是實現(xiàn)了自動投苗。通過獨有的自動投苗系統(tǒng)，達到了自動化取苗放苗，為當前移栽機的提檔升級和全自動化提供了技術(shù)支撐和創(chuàng)新思路。二是覆土性能極好。由于采用了旋耕刀取土，使秧苗埋土量大，土細碎，不易倒扶，成活率高。三是用工成本低。單臺機可以解放2個投苗手，用工成本明顯減少，移栽機用戶有更好的經(jīng)濟效益。四是由于配備的輔助人工主要承擔取放苗盤等非技術(shù)性簡單工作，極大地減輕了操作手的工作強度。

圖1 自動投苗移栽機側(cè)視圖

3.技術(shù)創(chuàng)新點所設(shè)計的吊杯式栽植部件采用了偏心輪盤連桿機構(gòu)和雙凸輪板機構(gòu)，可以聯(lián)動精確控制移栽環(huán)節(jié)，利用雙輪盤旋壓，實現(xiàn)栽苗器鴨嘴向兩側(cè)方向開穴，栽苗，覆土輪封掩等功能，確保了無漏栽苗和傷苗現(xiàn)象發(fā)生，保證了秧苗移栽質(zhì)量和成活率，徹底解決了人工移栽深淺不一，株距不均，移栽效率低等問題。

4.主要技術(shù)指標株 距：180～350mm（可調(diào)）；行距：400mm（不可調(diào)）；適應(yīng)膜寬：700、800、900mm；栽苗速度：14400株/h；牽引動力：29.4kw以上拖拉機；機械栽苗率：大于等于91%；人工配置：拖拉機手1人，輔助人工1人；機具重量：約850kg，作業(yè)效率：0.13～0.16hm2/h（視地塊大小）。

二、推廣使用及效益分析

1.銷售情況自動投苗移栽機作為當前半自動移栽機的升級換代產(chǎn)品，種植戶需求量較大，市場前景良好。該機自2011年開始試銷以來，依托農(nóng)機科技研發(fā)推廣項目以及新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)技術(shù)力量，不斷根據(jù)終端用戶使用情況進行反饋改進，通過廠家舉辦各類現(xiàn)場觀摩會，各級農(nóng)機化部門引進推廣和組辦機具演示會，銷量逐年增加，銷售區(qū)域也不斷擴大。表1是巴州良佳農(nóng)機制造公司2017～2020年四年間的銷售量和銷售區(qū)域數(shù)據(jù)。

表1 巴州良佳農(nóng)機制造公司2017～2020年四年間的銷售量和銷售區(qū)域數(shù)據(jù)

2.試驗對比及效益情況2019年巴州農(nóng)機推廣站對使用自動投機移栽機在焉耆縣北大渠鄉(xiāng)一塊面積約8hm2的條田進行移栽辣椒（板椒）種植試驗對比，辣椒品種、施肥量、用水量等生產(chǎn)要素一致的情況下，采用機械節(jié)省移栽費用450元/hm2，節(jié)省秧苗成本945～1344元/hm2,增產(chǎn)收入10800元/hm2，種植戶節(jié)本增效12195～12594元/hm2。同時采用自動投苗移栽機的機主較人工投苗移栽機增收1222.5元/日。表2為人工、人工投苗移栽機試驗數(shù)據(jù)如表。

表2 人工、人工投苗移栽機試驗數(shù)據(jù)

說明：

1）人工移栽畝成活率受工人栽苗質(zhì)量影響較大，后期人工補苗較多,鮮辣椒收購價格9元/kg。

2）人工移栽費用：較機械移栽，需要多用13500～19200株/hm2，每株0.07元（9元/盤128穴），增加秧苗費用945～1344元/hm2。人工每人每天移栽約0.067hm2地，人工費用165元（3元/盤，55盤/天），種植戶需要承擔中午飯約15元，工人工資費用2700元/hm2。

3）機主日作業(yè)收入：人工投苗移栽機平均日作業(yè)量1hm2，收費2250元/hm2，4個人工費用1220元（其中拖拉機手500元/天，2個投苗手和1個輔助人工每人約240元/天），燃油費用100元，計算日收入930元；自動投苗移栽機平均日作業(yè)量1.33hm2，畝收費2250元/hm2，2個人工740元（其中1個拖拉機手500元，1人輔助人工240元/天），燃油費用100元，計算日收入2152.5元。

4）設(shè)備折舊費：自動投苗移栽機價格4.9萬元，人工投苗移栽機價格3.6萬元。每年作業(yè)窗口期20天，技術(shù)使用壽命5年，合自動投苗移栽機折舊費367.5元/hm2，人工投苗移栽機折舊費360元/hm2。

三、存在主要問題

1）由于采用一體式結(jié)構(gòu)，兩行機的行距固定為40厘米不可調(diào)，對當前種植作物復(fù)雜，種植模式多樣化的適應(yīng)性差。

2）對拖拉機動力需求較高，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機身較重，加之需要3路驅(qū)動力，導(dǎo)致29.4kw以下拖拉機無法匹配牽引，小動力拖拉機種植戶往往退而購買半自動移栽機。

3）受制夾持機械手和分苗器設(shè)計局限性，對類似西紅柿這樣的育苗期過長的分叉型秧苗適應(yīng)性不強。

4）取土用的旋耕機刀片磨損嚴重，雖經(jīng)材料改良，使用合金刀片焊合，對砂性土壤仍然需要在一個作業(yè)季節(jié)進行兩到三次更換刀片，影響作業(yè)效率。

5）夾持機械手由氣缸整體控制4個夾爪的開合，對個別倒伏秧苗取苗有遺漏，夾取直徑差異較大幼苗存在潛在損傷風(fēng)險。

6）缽盤步進裝置采用的是卷筒結(jié)構(gòu)，需要對缽盤進行卷曲推送，對使用時間較長的老舊缽盤或采用再生料比例過大的新缽盤存在不同程度的影響。

7）現(xiàn)有輪盤式吊杯鴨嘴栽植器受到株距調(diào)整極限的限制。不適應(yīng)小株距作物的移栽。

四、改進對策

1.技術(shù)改進措施

1）運用PLC集成模塊，改進自動投苗系統(tǒng)，使投苗速度精準可調(diào)。為適應(yīng)當?shù)赝恋卣虾笠?guī)?；鳂I(yè)需求，進一步加大兩膜四行機和三膜六行機開發(fā)力度，不斷提高作業(yè)效率。

2）將固定式兩行機設(shè)計為行距可按種植農(nóng)藝要求調(diào)整，以適應(yīng)各地不同種植模式對作物行距的不同要求。

3）結(jié)合復(fù)式作業(yè)和經(jīng)濟節(jié)能環(huán)保需要，在自動投苗移栽機基礎(chǔ)上整合鋪膜滴灌裝置，實現(xiàn)鋪膜、滴灌、移栽聯(lián)合作業(yè)，減少拖拉機下地次數(shù)，降低種植戶生產(chǎn)成本。

4）增加以取土盤和輸土滾筒為主的覆土部件為選配裝置，進一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)，減輕機具自重，減少動力配置，方便存量中小馬力拖拉機用戶選購。

5）運用機器人理念，改進機械手為單株取苗，加快取苗速度，機械手裝配滑覺傳感器和壓力感應(yīng)器，由滑覺傳感器探測夾持的苗莖是否有滑動，壓力感應(yīng)器判斷被夾持苗的夾持最佳力度，實現(xiàn)最小施加力夾持幼苗，從而確保所夾持的幼苗安全不被損傷。

6）增設(shè)拔苗齒，將個別倒伏幼苗由拔苗齒扶正后再由機械手夾持取苗，解決倒伏苗漏取漏夾的缺陷。

7）改進卷簡式苗盤步進裝置，將苗盤卷筒式步進改為傾斜式步進裝置，提高對新舊苗盤的使用適應(yīng)性。

8）做好下一代產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)工作。改進現(xiàn)有吊杯式輪盤栽植器為直插式栽植器，取消分苗器，優(yōu)化機械手取苗速度，為株距100毫米左右的棉花移栽開發(fā)栽植機具。

2.政府部門出臺相關(guān)促進政策

1）政府相關(guān)部門要統(tǒng)一種植模式，為推廣機械化移栽技術(shù)創(chuàng)造條件。

2）建議政府將自動投苗移栽機列為農(nóng)機新產(chǎn)品，農(nóng)機補貼額度適當拉開與半自動移栽機的差距，促進農(nóng)機高新技術(shù)產(chǎn)品的推廣普及。

3）當前大力發(fā)展智能農(nóng)機，組織引導(dǎo)作業(yè)用戶采用北斗導(dǎo)航及自動駕駛技術(shù)用3～5臺移栽機編組作業(yè)，拖拉機牽引移栽機自動行進，地頭地尾配備拖拉機手輔助轉(zhuǎn)彎調(diào)頭，進一步減少用工人數(shù)，從而更大程度降低人工成本，提高機械化移栽作業(yè)質(zhì)量。