崔志超，管春松，徐陶，楊雅婷，許斌星，陳永生

(1. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，南京市，210014；2. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)設(shè)施與裝備研究所，南京市，210014)

0 引言

我國(guó)蔬菜種植面積和產(chǎn)量分別占世界總量的40%和50%以上，長(zhǎng)期穩(wěn)居世界前列，但我國(guó)蔬菜種植機(jī)械化程度并不高，尤其移栽環(huán)節(jié)仍以人工作業(yè)為主，存在作業(yè)效率低、用工量大等制約問題[1-3]。

近些年，隨著育苗工藝的不斷創(chuàng)新，基質(zhì)塊苗因帶基定植緩苗期短、成活率高、機(jī)械移栽效率高等優(yōu)點(diǎn)逐漸得到關(guān)注。基質(zhì)塊育苗也稱營(yíng)養(yǎng)塊育苗，是以泥炭—土混合物為主要原料，輔以緩釋、控釋配方肥，采用定向壓縮回彈膨脹技術(shù)生產(chǎn)的營(yíng)養(yǎng)均衡、理化性狀優(yōu)良、水氣協(xié)調(diào)的育苗基質(zhì)塊，能保證秧苗栽培質(zhì)量，達(dá)到早育、早熟、早上市、高產(chǎn)增效的目的，還能節(jié)約種子、肥料、農(nóng)藥及勞動(dòng)力，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有諸多優(yōu)點(diǎn)[4-5]。與穴盤育苗相比，基質(zhì)塊制作工藝簡(jiǎn)單、取材廣、成本低，機(jī)械化移栽時(shí)利于取、投苗，移栽效率高、適應(yīng)性好。作為蔬菜移栽的一種新興方式，與穴盤育苗移栽相比可實(shí)現(xiàn)成排多塊取苗，有助于提高移栽效率，因此，基質(zhì)塊育苗移栽技術(shù)的探索將有利于拓展蔬菜移栽研究方向，也為蔬菜機(jī)械化種植水平提供技術(shù)支撐。本文歸納總結(jié)基質(zhì)塊育苗移栽的關(guān)鍵技術(shù)，闡述國(guó)內(nèi)外基質(zhì)塊育苗裝備和移栽裝備的發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)和應(yīng)用情況，以青花菜為例，分析基質(zhì)塊育苗移栽的經(jīng)濟(jì)效益、應(yīng)用前景，指出基質(zhì)塊育苗移栽存在的問題，并針對(duì)問題提出發(fā)展建議，以期為基質(zhì)塊育苗移栽裝備的研究提供參考。

1 育苗與自動(dòng)移栽技術(shù)

1.1 育苗技術(shù)

基質(zhì)塊是育苗的母體，基質(zhì)塊成型也是育苗的關(guān)鍵技術(shù)之一。盡管我國(guó)在20世紀(jì)80～90年代對(duì)棉花、玉米等作物的制缽有過研究，但缽體主要以土壤為原材料，對(duì)泥炭或基質(zhì)與土壤的混合材料制成基質(zhì)塊育苗還鮮有研究，國(guó)內(nèi)育苗多以穴盤苗為主，所以相關(guān)專家學(xué)者在穴盤苗的育苗技術(shù)上研究較多，對(duì)基質(zhì)塊育苗的研究?jī)H有少數(shù)學(xué)者探索過。

基質(zhì)塊的育苗工藝參數(shù)對(duì)秧苗的生長(zhǎng)質(zhì)量和機(jī)械移栽效果影響較大。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所設(shè)計(jì)了一種小型沖壓式基質(zhì)塊成型機(jī)，可以通過調(diào)節(jié)沖頭位置和模盤尺寸來變化基質(zhì)塊壓縮比和尺寸，Guan等[6]以此機(jī)型為試驗(yàn)器材，采用基質(zhì)與土壤配合試驗(yàn)得出配比1∶2、壓縮比0.6、含水率16%時(shí)，基質(zhì)塊三維尺寸穩(wěn)定性為95.83%、散坨率為6.45%、抗破壞力為82.33 N、幼苗根冠比為0.24、壯苗指數(shù)為0.225、綜合值評(píng)分為0.78，能夠滿足青花菜的常規(guī)育苗和機(jī)械化移栽的生產(chǎn)要求。

辛明金等[7]以黃瓜為試驗(yàn)對(duì)象，采用育苗基質(zhì)和水稻秸稈的混合物為原料，對(duì)理論最優(yōu)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整及試驗(yàn)驗(yàn)證，得到最優(yōu)工藝參數(shù)：含水率為21%，壓力為4.5 kN，秸稈長(zhǎng)度為10 mm，秸稈質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%，該組合條件下的基質(zhì)塊抗破壞強(qiáng)度為23.03 N，尺寸穩(wěn)定性為82.83%，符合黃瓜育苗的農(nóng)藝要求。

劉洪杰[5]以農(nóng)作物秸稈替代泥炭，結(jié)合生物質(zhì)膨化黏合成型技術(shù)，研究出基質(zhì)塊成型能力和抗破壞能力最強(qiáng)、育苗質(zhì)量最高的生產(chǎn)農(nóng)藝參數(shù)：秸稈含量60%，秸稈粒度3 mm，秸稈添加粘接劑量為40 g/kg，并設(shè)計(jì)了一種基質(zhì)塊成型裝備，實(shí)現(xiàn)基質(zhì)塊育苗機(jī)械化作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。尹業(yè)宏等采用滾筒的方式研究設(shè)計(jì)了一種新型連續(xù)式營(yíng)養(yǎng)缽體制缽機(jī)。該機(jī)具能一次完成對(duì)營(yíng)養(yǎng)缽的上料、打種孔、壓實(shí)、投出等加工，效率高(10 800個(gè)/h)，同時(shí)營(yíng)養(yǎng)缽的尺寸、形狀和強(qiáng)度等方面都滿足高速機(jī)械化移栽的要求。

Tringovska等[8]發(fā)現(xiàn)蚯蚓堆肥由于其高pH值和導(dǎo)電性，不能單獨(dú)用作種植番茄移栽的基質(zhì)，建議將蚯蚓堆肥與泥炭和珍珠巖混合，可將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持在可接受的最佳范圍以便番茄移栽；Prasanna Kumar等[9]指出可使用雙層立方體紙盆(體積為50 cm3)，填充25%蚯蚓堆肥和75%土壤和沙子等比例的盆栽混合物，制備適合機(jī)械移植的優(yōu)質(zhì)紙盆苗；Dihingia等[10]研究了盆栽混合料初始?jí)簩?shí)對(duì)番茄幼苗生產(chǎn)所需水量、株高和土塊強(qiáng)度的影響，發(fā)現(xiàn)盆栽混合料與30%的蚯蚓堆肥在100 cm3的托盤槽中，壓實(shí)至0.88～0.90 g/cm3，其基質(zhì)塊高度和強(qiáng)度最適合番茄苗機(jī)械移栽。

國(guó)內(nèi)外對(duì)基質(zhì)塊育苗技術(shù)的研究大部分集中在創(chuàng)新育苗基質(zhì)方面，探索農(nóng)業(yè)廢棄物替代商品基質(zhì)，或?qū)⑸唐坊|(zhì)與其他材料混合以降低育苗成本；基質(zhì)塊成型機(jī)的研究則是為探索不同材料基質(zhì)塊育苗效果而研發(fā)的半自動(dòng)機(jī)型，自動(dòng)化、智能化的育苗裝備是推動(dòng)基質(zhì)塊育苗普及的發(fā)展方向。

1.2 自動(dòng)移栽技術(shù)

自動(dòng)取苗是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移栽的核心技術(shù)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)自動(dòng)取苗技術(shù)主要以72穴或128穴的穴盤苗為對(duì)象，按照取苗原理可以分為頂出式、夾(扎)取式和頂夾組合式[11]，上述3種取苗方式為剛性取苗，存在損壞苗缽和植株的現(xiàn)象，為此有學(xué)者采用氣吹或機(jī)械振動(dòng)使缽苗與苗盤松脫后再與剛性取苗方式相結(jié)合，從而減小傷苗率[12-14]。

基質(zhì)塊苗在苗盤內(nèi)呈獨(dú)立個(gè)體放置，苗塊之間存在一定間隙但無隔擋，且基質(zhì)塊為方體狀塊體硬度適中，因此，廖慶喜等[15]針對(duì)基質(zhì)塊苗的上述特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種往復(fù)夾取式取苗裝置，該裝置每次取苗只能取1株，臺(tái)架試驗(yàn)表明，取苗成功率為93.33%，脫苗率為2.86%，基質(zhì)損失率為3.75%。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有基質(zhì)塊苗移栽機(jī)的常用的取苗方式是采用取苗鏟整排取出放置在輸送帶，由分苗機(jī)構(gòu)區(qū)分、栽植，對(duì)自動(dòng)取苗的研究較少。根據(jù)現(xiàn)有取苗方式可以發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)塊苗形狀規(guī)則且具有良好地站立穩(wěn)定性[16]，此特點(diǎn)可為自動(dòng)取苗創(chuàng)造良好的條件，可采用多塊整排取出或整排推送的方式，將基質(zhì)塊苗放入輸送帶，完成自動(dòng)取苗動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移栽。

2 育苗與移栽裝備

2.1 育苗裝備

國(guó)外對(duì)基質(zhì)塊育苗裝備的研究起步較早，開發(fā)的機(jī)型較多，功能完備、自動(dòng)化程度較高。國(guó)外基質(zhì)塊育苗從上料、壓塊、播種、覆土、裝盤、轉(zhuǎn)運(yùn)多為流水線操作，配套設(shè)施完善，因此作業(yè)效率可達(dá)到500～600盤/h，且基質(zhì)塊壓縮比可根據(jù)基質(zhì)物料配比自由調(diào)節(jié)，切塊質(zhì)量和育苗成活率高，利于機(jī)械化移栽。

目前，市場(chǎng)主流機(jī)型以意大利、德國(guó)、荷蘭等國(guó)家生產(chǎn)的基質(zhì)塊育苗流水線為代表，該類機(jī)型工作時(shí)，把配置好的營(yíng)養(yǎng)土基質(zhì)放入攪拌機(jī)的上料箱內(nèi)，經(jīng)輸送機(jī)傳送后將土攤平，經(jīng)沖壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓實(shí)并壓制種穴，然后由切割機(jī)構(gòu)切成一定尺寸的基質(zhì)塊，播種機(jī)構(gòu)在每個(gè)基質(zhì)塊的種穴內(nèi)點(diǎn)播1粒種子，經(jīng)覆土機(jī)構(gòu)覆土后，帶有種子的基質(zhì)塊被裝入育苗盤中，經(jīng)傳送帶轉(zhuǎn)移，最后運(yùn)至溫室培育。

我國(guó)研制的基質(zhì)塊育苗裝備根據(jù)自動(dòng)化程度不同，可分為半自動(dòng)單機(jī)和半自動(dòng)流水線兩種機(jī)型。其中，半自動(dòng)單機(jī)體積結(jié)構(gòu)較小、生產(chǎn)效率較低，整機(jī)以機(jī)械傳動(dòng)為主，機(jī)動(dòng)靈活性高，適用于中小型育苗工廠或家庭農(nóng)場(chǎng)小批量、突擊性生產(chǎn)；半自動(dòng)流水線自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率較高，一次可沖壓多個(gè)基質(zhì)塊并精量播種，但體積龐大、配套專用設(shè)備較多，維護(hù)和維修成本較高，適用于大型育苗工廠常年周期性生產(chǎn)。

半自動(dòng)單機(jī)以農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所和某農(nóng)機(jī)廠合作開發(fā)的半自動(dòng)基質(zhì)塊成型機(jī)為代表，機(jī)器運(yùn)行由人工輔助上料、裝盤，基質(zhì)塊壓縮比可根據(jù)需求調(diào)節(jié)，基質(zhì)塊尺寸也可通過更換模盤進(jìn)行變化，播種采用人工點(diǎn)播的形式，配套動(dòng)力1.5 kW電機(jī)，基質(zhì)塊尺寸40 mm×40 mm×40 mm(可定制)，生產(chǎn)效率3 600～4 000塊/h。具有機(jī)動(dòng)靈活、壓塊尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，適用于合作社、種植大戶等。

半自動(dòng)流水線與國(guó)外基質(zhì)塊育苗流水線工作原理相似，由上料機(jī)構(gòu)將土和基質(zhì)送入料斗，撥土板將攪拌均勻的土—基質(zhì)混合物向壓縮打孔裝置輸送完成整體壓實(shí)、打孔，然后經(jīng)輸送帶運(yùn)送至切塊裝置被切成獨(dú)立的方體塊，精量播種裝置將種子播入獨(dú)立基質(zhì)塊的孔內(nèi)，其次覆土裝置對(duì)基質(zhì)塊種穴進(jìn)行覆蓋，完成播種環(huán)節(jié)的基質(zhì)塊被輸送帶繼續(xù)向前輸送，最后由提取裝置將基質(zhì)塊全部提取送入對(duì)應(yīng)苗盤內(nèi)。整機(jī)運(yùn)行由PLC程序自動(dòng)控制，工作參數(shù)可根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，可自動(dòng)完成基質(zhì)壓縮成型、壓穴切塊、精量播種、均勻覆土、整塊提取、苗塊裝盤等功能。代表機(jī)型如2ZB-100型方體基質(zhì)塊育苗機(jī)，基質(zhì)塊尺寸40 mm×40 mm×40 mm，工作效率為42 000塊/h。

對(duì)比國(guó)內(nèi)外基質(zhì)塊育苗裝備發(fā)現(xiàn)(表1)，國(guó)外基質(zhì)塊育苗裝備主要集中在歐洲國(guó)家。由于務(wù)農(nóng)人員稀少或用工貴等原因都以全自動(dòng)或半自動(dòng)的流水線作業(yè)為主，裝備功能較齊全，播種方式精量化，每條流水線輔助用工數(shù)量1～3人，生產(chǎn)效率平均在500盤/h以上。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有機(jī)型主要半自動(dòng)為主，半自動(dòng)單機(jī)功能單一、用工量大、作業(yè)效率低，半自動(dòng)流線雖能實(shí)現(xiàn)壓塊、播種、裝盤等主要功能，但前、后端環(huán)節(jié)仍依靠人工操作，作業(yè)效率較國(guó)外同等水平裝備仍有較大差距，因此國(guó)內(nèi)采用基質(zhì)塊育苗的蔬菜、花卉生產(chǎn)企業(yè)干脆定制引進(jìn)國(guó)外機(jī)型進(jìn)行生產(chǎn)，由于國(guó)內(nèi)基質(zhì)塊育苗方式還未形成較大普及率，裝備企業(yè)自主研發(fā)積極性不高，再加上政府層面對(duì)該方面科技項(xiàng)目支持較少，導(dǎo)致我國(guó)基質(zhì)塊育苗裝備研發(fā)進(jìn)度較為滯后。

表1 國(guó)內(nèi)外基質(zhì)塊育苗裝備性能對(duì)比Tab. 1 Comparison of the performance of substrate block seedling equipment at home and abroad

2.2 移栽裝備

國(guó)外基質(zhì)塊苗移栽裝備按移栽方式可分為開溝移栽式和打穴移栽式兩種方式，均能夠?qū)崿F(xiàn)成排取苗、間歇輸送、單株定植等功能，移栽作業(yè)效率是穴盤苗移栽機(jī)的2～3倍，而且可以適應(yīng)覆膜、平地、起壟等多種種植模式，利于實(shí)現(xiàn)多功能、自動(dòng)化作業(yè)。

開溝移栽式移栽機(jī)是一種高速、高效的半自動(dòng)移栽機(jī)械，作業(yè)對(duì)象主要針對(duì)站立穩(wěn)定性較好的方體基質(zhì)塊苗，作業(yè)時(shí)基質(zhì)塊苗從苗盤被整排取出放入移栽機(jī)輸送槽內(nèi)，隨著機(jī)器的前進(jìn)，輸送槽內(nèi)的輸送帶將基質(zhì)塊苗向下連續(xù)輸送，途經(jīng)氣動(dòng)分苗機(jī)構(gòu)將基質(zhì)塊苗放入開溝器開好的種溝內(nèi)，然后覆土鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)將其覆土壓實(shí)，完成栽植過程。這種機(jī)型適合棱長(zhǎng)30～50 mm的方體基質(zhì)塊苗，株行距可調(diào)，可適應(yīng)密植蔬菜移栽，作業(yè)效率可達(dá)到5 000～8 000株/h，作業(yè)速度達(dá)到2.5 km/h，作業(yè)效率是普通鴨嘴式移栽機(jī)的3倍以上，用工數(shù)量較現(xiàn)有半自動(dòng)穴盤苗移栽機(jī)減少一半。代表機(jī)型如Fast Block移栽機(jī)、TRE MATIC移栽機(jī)、R2010型移栽機(jī)等。

打穴式移栽機(jī)適用于覆膜移栽模式，其取苗方式和輸送部分與開溝移栽式移栽機(jī)原理相似，栽植部分則通過取苗爪或栽植器將基質(zhì)塊苗扎破地膜栽入土中，例如FPC型移栽機(jī)栽植機(jī)構(gòu)分為扎膜打穴和夾持移栽兩部分配合完成，前端由扎膜機(jī)構(gòu)將鋪好的地膜進(jìn)行扎孔、打穴，后端取苗爪將輸送槽內(nèi)的基質(zhì)塊苗單株取出放入對(duì)應(yīng)的孔穴內(nèi)；R2106型移栽機(jī)則是通過栽植器扎破地膜的同時(shí)進(jìn)行打穴將基質(zhì)塊苗栽入孔穴內(nèi)。打穴式移栽機(jī)需要設(shè)置取苗爪便于對(duì)輸送槽內(nèi)的基質(zhì)塊苗進(jìn)行逐個(gè)抓取，取苗爪起到分苗或定植的作用，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)通過可編程單片機(jī)控制電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸(或電缸)實(shí)現(xiàn)，因此，栽植頻率受限于取苗爪取苗速度，平均栽植頻率在5 000～10 000株/h左右。

歐洲第一大鮮切菊花生產(chǎn)公司荷蘭某公司研究了一種固定軌道式全自動(dòng)基質(zhì)塊苗移栽機(jī)，將連棟玻璃溫室分割成若干個(gè)種植單元，每天在不同的單元定植和采收，可實(shí)現(xiàn)從菊苗定植、生長(zhǎng)管理、花蕾套兜、采收輸送到分選包裝一年四季的均衡生產(chǎn)。溫室內(nèi)鋪設(shè)軌道，全自動(dòng)移栽機(jī)在溫室內(nèi)沿固定軌道移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)塊苗的自動(dòng)出盤、分苗、夾取和移栽，完成全自動(dòng)定植過程，作業(yè)效率較高。后續(xù)生產(chǎn)過程除了花蕾初現(xiàn)時(shí)的套網(wǎng)兜、機(jī)械采收后的輸送轉(zhuǎn)移、分選后的包膜裝箱等少數(shù)環(huán)節(jié)需要人工外，其他環(huán)節(jié)都全由機(jī)械完成。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的移栽機(jī)大多針對(duì)穴盤苗進(jìn)行開發(fā)，基質(zhì)塊苗移栽機(jī)暫時(shí)處于起步階段。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所針對(duì)蔬菜基質(zhì)塊苗研制了一款2ZS-4型蔬菜基質(zhì)塊苗移栽機(jī)，該機(jī)由拖拉機(jī)牽引作業(yè)，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸為移栽機(jī)各部件協(xié)同工作提供動(dòng)力，操作人員通過取苗工具整排取苗、喂苗，自動(dòng)分苗裝置和栽植裝置通過氣動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)配合自動(dòng)工作，由栽植器將秧苗破膜入土栽入開溝器開出的種溝內(nèi)。整機(jī)一次作業(yè)可栽植4行，每人負(fù)責(zé)2行，作業(yè)效率可達(dá)55株/(min·行)，適應(yīng)40 mm×40 mm×40 mm基質(zhì)塊苗，栽植后株距、行距均勻，調(diào)節(jié)范圍較寬，可以實(shí)現(xiàn)膜上移栽。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)針對(duì)油菜基質(zhì)塊苗開發(fā)了一種自動(dòng)取分苗移栽機(jī)，該機(jī)取苗和分苗裝置通過定時(shí)程序控制器接入氣動(dòng)系統(tǒng)控制氣缸實(shí)現(xiàn)動(dòng)作，作業(yè)效率為40株/(min·行)，栽植合格率為81.6%[17]，該機(jī)目前處于樣機(jī)試驗(yàn)階段。

山東某公司研制了一種蔬菜基質(zhì)塊苗移栽機(jī)，該機(jī)型采用取苗鏟整排取苗，輸送帶送苗，苗塊在輸送帶作用下被推送至開溝器開出的栽植溝內(nèi)，適應(yīng)基質(zhì)塊苗尺寸40 mm×40 mm×40 mm，一次作業(yè)4行，作業(yè)效率4 000株/h。該機(jī)可適應(yīng)密植蔬菜的移栽作業(yè)，但由于是靠輸送帶的強(qiáng)制輸送和前苗的推擠進(jìn)行分苗，因此存在株距不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

對(duì)比國(guó)內(nèi)外基質(zhì)塊苗移栽裝備發(fā)現(xiàn)(表2)，國(guó)外基質(zhì)塊苗移栽機(jī)廠家也主要集中在歐洲國(guó)家，其主要用于生菜、卷心菜等綠葉類蔬菜的移栽，一次作業(yè)栽植3～5行，機(jī)器栽植方式有裸地開溝移栽和覆膜打穴移栽兩種方式，栽植行距≥170 mm，株距≥100 mm，參數(shù)調(diào)節(jié)范圍較大，由于裝備普遍匹配電控和氣動(dòng)系統(tǒng)，自動(dòng)化程度較高，作業(yè)效率平均在5 000株/(h·行)。國(guó)內(nèi)目前研發(fā)的基質(zhì)塊苗移栽機(jī)暫未針對(duì)某蔬菜品種進(jìn)行單獨(dú)開發(fā)，為適應(yīng)多數(shù)品種，作業(yè)行數(shù)以4行為主，株行距設(shè)定數(shù)值居中且調(diào)節(jié)范圍廣，機(jī)器以牽引式半自動(dòng)為主，雖能實(shí)現(xiàn)整排苗單株區(qū)分，但栽植效率與國(guó)外相比仍有提升空間。

表2 國(guó)內(nèi)外基質(zhì)塊苗移栽裝備性能對(duì)比Tab. 2 Comparison of the performance of transplanting equipment for substrate block seedlings at home and abroad

3 應(yīng)用前景與分析

基質(zhì)塊育苗采用基質(zhì)與土壤混合壓制而成，管春松等[7]通過研究基質(zhì)—土壤配合比例為1∶2時(shí)壓塊、育苗、移栽效果較佳，單株基質(zhì)塊苗所需基質(zhì)為單個(gè)塊體的1/3(即21.33 cm3)。目前應(yīng)用較多的72穴和128穴育苗盤單個(gè)穴孔基質(zhì)容積分別為40 cm3和20 cm3。單株基質(zhì)塊苗所需基質(zhì)容量與128穴單株穴盤苗基質(zhì)容量相當(dāng)，占72穴單株穴盤苗育苗基質(zhì)容量的一半。穴盤苗育苗盤通常為一次性產(chǎn)品，基質(zhì)塊育苗盤則可以重復(fù)使用。以青花菜為例，種植密度為54 000株/hm2，假設(shè)采用128穴的穴盤育苗，需要28張，若按單價(jià)2元計(jì)算，則單茬穴盤成本840元/hm2，露地青花菜按照一年2茬種植，穴盤成本1 680元/年；基質(zhì)塊苗盤每盤裝126株基質(zhì)塊苗，苗盤價(jià)格10元/張，每個(gè)苗盤保守用5年，苗盤成本870元/年，因此，固定投入成本較穴盤育苗減少近一半。

經(jīng)核算，基質(zhì)塊育苗成本在0.1～0.12元/株，穴盤育苗成本在0.15元/株，每公頃節(jié)約1 620～2 700元。以牽引式半自動(dòng)4行移栽機(jī)為例，由于基質(zhì)塊苗的取苗方式為整排取苗，可以緩解人工取苗頻次，因此作業(yè)效率和用工數(shù)量均存在優(yōu)勢(shì)，人工費(fèi)平均150元/hm2，而同行數(shù)半自動(dòng)穴盤苗移栽機(jī)和純?nèi)斯ひ圃詴r(shí)的人工費(fèi)平均375元/hm2。假設(shè)整地、燃油等費(fèi)用為共性費(fèi)用，同等行數(shù)的半自動(dòng)基質(zhì)塊苗移栽機(jī)較半自動(dòng)穴盤苗移栽機(jī)費(fèi)用減少1 695～2 775元/hm2，與人工移栽相比減少1 395～2 475元/hm2。(上述計(jì)算，人工費(fèi)按照100元/d計(jì)算)

基質(zhì)塊育苗具有制作工藝簡(jiǎn)單、取材廣泛、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)具有保水保肥、護(hù)根耐寒、受外界溫度劇烈變化小、成活率高等特點(diǎn)；能夠很好地適應(yīng)移栽機(jī)械，特別是自動(dòng)移栽機(jī)械高速作業(yè)的需求，顯著提升了作業(yè)效率，且栽植直立度高。由上述成本分析可知，基質(zhì)塊育苗移栽節(jié)本增效顯著，隨著我國(guó)蔬菜種植面積及農(nóng)民對(duì)機(jī)械化移栽的需求增長(zhǎng)，以及國(guó)內(nèi)外高速自動(dòng)移栽機(jī)的迅速推廣，基質(zhì)塊蔬菜苗必然具有廣闊的生產(chǎn)應(yīng)用前景。

4 存在問題與建議

4.1 存在問題

1) 整盤苗塊重量大，人工搬運(yùn)吃力?；|(zhì)塊是由土壤和基質(zhì)混合而成的營(yíng)養(yǎng)土，單株苗塊重量在100 g左右，現(xiàn)有苗盤容積為126塊，整盤基質(zhì)塊苗總重為13 kg左右，為保證較好的育苗質(zhì)量和移栽效果，基質(zhì)塊苗盤需平行搬運(yùn)以保證苗塊直立狀態(tài)，而國(guó)內(nèi)當(dāng)下實(shí)際從事農(nóng)田勞作者多數(shù)為50歲以上的中老年人，在苗盤搬運(yùn)過程中較為吃力。

2) 苗塊之間無隔擋，移栽取苗有連滯。與缽苗穴盤不同，基質(zhì)塊育苗盤內(nèi)部無隔擋，呈平盤狀，苗塊壓縮成型以后以獨(dú)立個(gè)體的狀態(tài)放入苗盤，育苗期內(nèi)由于不定期澆水，塊體之間易出現(xiàn)粘連，且根系發(fā)達(dá)的秧苗還會(huì)出現(xiàn)串根現(xiàn)象，導(dǎo)致移栽時(shí)取苗困難、分苗不暢，甚至出現(xiàn)苗塊破損的現(xiàn)象。

3) 自動(dòng)取苗技術(shù)待突破，自動(dòng)化程度待提高?，F(xiàn)有基質(zhì)苗移栽機(jī)多為半自動(dòng)，取苗方式仍依賴人工，借助取苗鏟一次多塊取出，雖然較半自動(dòng)穴盤苗移栽機(jī)的單株拔取方式效率略有提升，但仍需要多名人工輔助作業(yè)，省力不省工現(xiàn)象仍然存在，機(jī)器自動(dòng)化程度有待提高。

4.2 建議

1) 優(yōu)化育苗基質(zhì)塊理化參數(shù)，減輕基質(zhì)塊重量。以育苗質(zhì)量和基質(zhì)塊成型質(zhì)量為考核標(biāo)準(zhǔn)，繼續(xù)研究基質(zhì)配方、營(yíng)養(yǎng)成分、緊實(shí)度等因素對(duì)基質(zhì)塊苗的影響關(guān)系，探索體小質(zhì)輕、整體軟硬適中、適合機(jī)械化移栽的育苗基質(zhì)塊參數(shù)，形成一套標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)藝規(guī)范進(jìn)行復(fù)制推廣。

2) 改進(jìn)基質(zhì)塊育苗盤結(jié)構(gòu)，減少串根避免取苗連滯。參考缽苗穴盤結(jié)構(gòu)特征，對(duì)基質(zhì)塊苗盤內(nèi)部進(jìn)行改進(jìn)，增設(shè)小傾角對(duì)稱隔板，使苗塊之間形成空隙，隔板高度設(shè)置為苗塊尺寸的1/3左右，促進(jìn)苗塊透氣盤根，增強(qiáng)基質(zhì)塊團(tuán)結(jié)性，適應(yīng)機(jī)械化取苗移栽。

3) 攻克基質(zhì)塊苗自動(dòng)取苗技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化移栽。利用苗塊的站立穩(wěn)定性，基于整排取苗、輸送帶送苗、間隔分苗的思路，研究針刺式或夾取式取苗機(jī)構(gòu)和自動(dòng)分苗機(jī)構(gòu)，開發(fā)基質(zhì)塊苗自動(dòng)移栽機(jī)，解決自動(dòng)取苗的難題，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化移栽。