移栽机械发展现状与展望(上)
时间:2016-03-08 11:40 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:于晓旭、赵匀、陈宝成 点击次数:
摘要:阐述了移栽衣艺对中国衣业发展的重要意义,指出移栽机特别是钵苗移栽机将是大幅度提高粮食单产的衣机装备,说明了移栽对北方寒地粮食增产和衣民致富的积极作用。简述了国际移栽装备的发展史,提出了移栽机械发展一般经历3个阶段:初级阶段的滑道机构;中级阶段的杆机构;高级阶段的回转机构。综述了国内外移栽机械发展现状和研究水平,对其发展方向做出了展望,强调钵苗移栽研究若要进入回转机构研究阶段,研究人员须掌握机构学等系列理论基础、计算机专业知识和熟练掌握现有的市场软件,以及具备对这些市场软件二次开发的能力。对当前国内一些移栽装置重要发展方向提出了系列建议。
关键词:全自动移栽机 移栽现状发展
引言
用科技创新提升粮食生产能力,是确保国家粮食安全的核心。随着人口数量增长,工业化和城镇用地增加,土地沙漠化面积扩大,人均可耕地面积正逐年减少,粮食产量可持续增长成为农业发展的主要难题。在中国,由于土地资源稀缺,依靠增加耕种面积较大幅度的提高粮食产量,难以实现。采用品种改良和新的农艺方法提高粮食作物的单产,将是提高粮食总产的有效手段。通过多年来水稻农艺专家的实践验证,移栽技术是大幅度提高粮食单产的有效途径之一。
在北方寒地,同一作物的不同品种各有其适应的积温带:高积温带的品种植于低积温带不能确保粮食成熟,如果遇到霜早的年头,甚至会造成绝产;低积温带的品种植于高积温带,浪费了土地资源。南方水稻地区积温高,为了充分地利用土地资源,增加复种指数,例如:双季稻种植;玉米和小麦连种;水稻和油菜连种。移栽通过温室育秧延长生长期、便于苗期管理、培育壮苗,从而提高产量和品质,也是我国中南部地区增加复种指数的重要农艺保证。移栽主要分3类:钵苗、毯状苗和裸苗移栽。裸苗移栽成活率较低,仅局限用于个别移栽成活率较高的作物;毯状苗移栽主要用于水稻,比直播增加生长期20天左右,无论人工或者机械插秧,由于在取秧过程中撕裂毯状根系,需要5~7d缓苗期。中国水稻研究所朱德峰教授等发明了半钵毯状苗,比插秧提高产量5%~10%。钵苗移栽既可以用于水稻也可以用于旱田移栽,实践证明与插秧比较可以提高产量6.2%~9.3%6。除此之外,在黑龙江省钵苗移栽不但可以提高产量,而且可以将省内优质水稻品种“稻花香”由黑龙江的第一积温带北移。
除水稻以外,旱田移栽包括玉米、棉花、油菜以及新疆用于工厂生产罐头食品的辣椒、西红柿等大田作物和蔬菜、甜菜、烟草、花卉等经济作物,可以不同程度地提高产量和改善品质。在国外,由于现有的移栽装备效率低、成本高、结构复杂,只能用于经济作物。在中国,机械化移栽刚刚起步,一般用在蔬菜移栽,采用半自动移栽机,由人工送秧。
与其他农机作业不同,机械化移栽工作过程是一个大的系统工程,包括3个缺一不可的子系统:移栽装备和技术、育秧装备和技术、整地装备和技术。子系统中的任何一个环节的装备和技术出现问题,都会影响移栽作业的成败。除了核心工作部件一移栽机构外,动力底盘(特别是水田动力底盘)、移栽后的注水机构和侧深施肥装置等,对移栽的效率、成本、成活率以及钵苗养分供给都具有重要的意义。有些装备和技术的走向在学界也还存在着重大分歧,例如:水田插秧机和钵苗移栽机的自走底盘是采用液力驱动无级变速还是纯机械的传动。
1移栽机械的发展
国外移栽机械生产开始于20世纪中期,与其他农业机械相比较起步较晚,由于其工作对象为柔嫩的秧苗,参数多且满足工作部件轨迹和姿态要求的目标多而复杂,系列参数与各目标之间的函数关系耦合性强,优化设计难度大。初期设计的移栽机械都是半自动型,由人工完成取秧和送秧,仅栽植动作依靠机械完成。而后在相对简单的移栽机械——插秧机上首先完成了全自动插秧:由一个机构完成取秧、输送和栽植3个动作,但是在钵苗移栽机上,用一个机构依次完成取秧、输送和栽植的创新优化设计难度大,近30年一直由3套机构分别完成。
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