國(guó)內(nèi)外蔬菜移栽機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀與路徑.pdf

1 陳依文 等 基于OpenMV的大棚茄子病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第3期 劉凱華 等 國(guó)內(nèi)外蔬菜移栽機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀與路徑 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備第46卷 第3期 2025年6月 Vol 46 No 3 Jun 2025Modern Agricultural Equipment 國(guó)內(nèi)外蔬菜移栽機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀與路徑 劉凱華 1 2 劉 威 1 2 祝 露 1 2 何 林 1 2 李君略 1 2 1 廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究院 廣東 廣州 510630 2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣東 廣州 510630 摘 要 蔬菜機(jī)械化移栽作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分 在提升生產(chǎn)效率 降低勞動(dòng)強(qiáng)度以及規(guī)范田間作業(yè)方面 發(fā)揮著重要作用 根據(jù)作業(yè)規(guī)模 地形條件及自動(dòng)化程度 蔬菜移栽機(jī)可分為手動(dòng)移栽機(jī) 半自動(dòng)移栽機(jī)和全 自動(dòng)移栽機(jī)3類 手動(dòng)移栽機(jī)作為機(jī)械化的初級(jí)階段 因其成本低 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 適用于地形復(fù)雜或面積較小的田 塊 但作業(yè)效率較低 應(yīng)用范圍有限 半自動(dòng)移栽機(jī)結(jié)合了人工供苗和機(jī)械輔助移栽 顯著提升了作業(yè)精度和效 率 適用于中等規(guī)模種植 但在復(fù)雜地形中的適應(yīng)性和整體效率仍有不足 全自動(dòng)移栽機(jī)通過(guò)自動(dòng)供苗 取苗與 移栽等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從取苗到鎮(zhèn)壓的全自動(dòng)化作業(yè) 效率和作業(yè)質(zhì)量顯著提升 適用于大規(guī)模農(nóng)田 但因設(shè)備成本 較高及操作要求較高 其在小規(guī)模農(nóng)田中的應(yīng)用受到限制 目前 我國(guó)蔬菜移栽機(jī)械化發(fā)展面臨種植制度不統(tǒng) 一 田塊分散 研發(fā)投入不足及農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合度低等問(wèn)題 制約了機(jī)械化水平的提升 為此 未來(lái)需從優(yōu)化機(jī)具 性能 推動(dòng)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè) 平衡設(shè)備性能與價(jià)格以及促進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝深度融合等方面入手 解決現(xiàn)存問(wèn)題 提高 設(shè)備適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性 推動(dòng)蔬菜生產(chǎn)全程機(jī)械化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展 關(guān)鍵詞 蔬菜移栽 機(jī)械化 作業(yè)效率 中圖分類號(hào) S223 9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A doi 10 3969 j issn 1673 2154 2025 03 001 收稿日期 2024 12 19 基金項(xiàng)目 廣東省鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略專項(xiàng) 粵財(cái)農(nóng) 2024 28號(hào) 作者簡(jiǎn)介 劉凱華 1996 男 博士 工程師 研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械化工程 E mail kaihua liu phd unipd it 通信作者 何林 1976 男 正高級(jí)工程師 主要從事丘陵山地果園機(jī)械研發(fā)與推廣工作 E mail 75318013 0 引言 隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進(jìn) 蔬菜生產(chǎn)對(duì)效率 和質(zhì)量的要求不斷提升 然而 傳統(tǒng)的人工移栽方 式因勞動(dòng)強(qiáng)度大 作業(yè)效率低 且難以保證株距 行距和移栽深度的均勻性 較難滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)精 準(zhǔn)化 規(guī)?；a(chǎn)的需求 這不僅影響后續(xù)田間作 業(yè)如施肥 除草 噴灑農(nóng)藥及收獲等的機(jī)械化進(jìn)程 也增加了生產(chǎn)成本和管理難度 1 3 蔬菜機(jī)械化移栽 技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要環(huán)節(jié) 能夠有 效降低勞動(dòng)強(qiáng)度 提升作業(yè)效率與移栽質(zhì)量 近年 來(lái) 國(guó)內(nèi)外在移栽機(jī)械的研發(fā)與應(yīng)用方面取得了顯 著進(jìn)展 形成了手動(dòng)移栽機(jī) 半自動(dòng)移栽機(jī)和全自 動(dòng)移栽機(jī) 3 類設(shè)備 以適應(yīng)不同種植規(guī)模與作業(yè)條 件的需求 其中 發(fā)達(dá)國(guó)家的全自動(dòng)移栽機(jī)已實(shí)現(xiàn) 高效的取苗 移栽與鎮(zhèn)壓自動(dòng)化 作業(yè)精度高 效 率顯著 適用于大規(guī)模農(nóng)田作業(yè) 而我國(guó)在蔬菜移 栽機(jī)械領(lǐng)域雖然取得了一定的進(jìn)展 但自動(dòng)化程度 相對(duì)較低 技術(shù)成熟度和推廣應(yīng)用水平仍需提升 尤其在復(fù)雜地形 小農(nóng)戶田塊及多樣化種植模式下 蔬菜移栽機(jī)械化應(yīng)用面臨諸多挑戰(zhàn) 1 國(guó)內(nèi)外蔬菜移栽機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀 蔬菜移栽裝備根據(jù)作業(yè)規(guī)模 地形條件及自動(dòng) 化程度的不同 可分為手動(dòng)移栽機(jī) 半自動(dòng)移栽機(jī) 和全自動(dòng)移栽機(jī) 3 類 每種類型的移栽機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)和應(yīng)用場(chǎng)景上均具有顯著差異 以滿足不同規(guī)模 和種類蔬菜的移栽需求 1 1 手動(dòng)移栽機(jī) 手動(dòng)移栽機(jī)是蔬菜移栽機(jī)械化的初級(jí)形式 主 要適用于小規(guī)模種植 特別是在地形復(fù)雜或田塊面 積較小的區(qū)域 該設(shè)備依靠人工操作完成取苗和栽 苗 相較于傳統(tǒng)的純?nèi)斯ひ圃?能夠在一定程度上 2 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備 2025年現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 手動(dòng)移栽機(jī)具有成本低 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單 維護(hù)方便等特點(diǎn) 適合小農(nóng)戶的使用需求 然而 由于其高度依賴人工操作 作業(yè)效率較低 應(yīng)用范圍主要局限于經(jīng)濟(jì)作物和蔬菜的小規(guī)模移栽 作業(yè) 1 2 半自動(dòng)移栽機(jī) 半自動(dòng)移栽機(jī)適用于中等規(guī)模的蔬菜種植 通 過(guò)機(jī)械裝置輔助完成苗盤(pán)進(jìn)給 取苗及移栽的部分 動(dòng)作 人工則負(fù)責(zé)供苗及其他簡(jiǎn)單操作 其主要部 件包括輸送機(jī)構(gòu) 取苗機(jī)構(gòu) 移栽機(jī)構(gòu)及行走裝置 移栽機(jī)構(gòu)是半自動(dòng)移栽機(jī)的核心部件 其性能直接 影響秧苗的立苗率與傷苗率 決定設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)力 根據(jù)移栽機(jī)構(gòu)的類型 半自動(dòng)移栽機(jī)主要分為鏈夾 式 鉗夾式 鴨嘴式 吊杯式 撓性圓盤(pán)式及導(dǎo) 苗管式 4 種 1 鏈夾式 鉗夾式 苗夾通過(guò)鏈條安裝并滑 動(dòng) 秧苗被夾持后進(jìn)入滑道 滑道末端苗夾張開(kāi) 秧苗落入苗溝并完成覆土移栽 如圖 1 和圖 2 所示 圖 1 為富來(lái)威 2ZL 3 鏈夾式作物移栽機(jī) 4 圖2為 圖 1 富來(lái)威 2ZL 3 鏈夾式作物移栽機(jī) Fig 1 Fulaiwei 2ZL 3 chain clamp crop transplanter 圖 2 夾持裝置示意圖 Fig 2 Schematic diagram of the clamping mechanism 鏈夾式移栽機(jī)中的夾持裝置示意圖 5 鏈夾式 鉗夾 式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 成本較低 能保證秧苗直立 但適 合裸苗作業(yè) 移栽效率一般為每行 30 45 株 min 在高速作業(yè)下易出現(xiàn)漏苗問(wèn)題 種苗形態(tài)與質(zhì)量也 會(huì)對(duì)移栽質(zhì)量產(chǎn)生影響 6 2 鴨嘴式 吊杯式 鴨嘴式移栽機(jī)構(gòu)因其 對(duì)秧苗適用范圍廣且可進(jìn)行膜上移栽 成為目前生 產(chǎn)實(shí)際中半自動(dòng)移栽機(jī)應(yīng)用最廣泛的方式 如圖所 示 圖 3 為意大利 Checchi 2 Key Laboratory of intelligent Agricultural Equipment of South China Ministry of Agriculture and Rural Affairs Guangzhou 510630 China Abstract Vegetable transplanting mechanization was recognized as an integral component of modern agriculture significantly enhancing production efficiency reducing labor intensity and standardizing field operations Transplanting machinery was classified into three categories based on operation scale terrain conditions and automation levels manual semi automatic and fully automatic transplanters Manual transplanters which were considered suitable for small scale operations reduced labor intensity but remained limited in efficiency Semi automatic machines enhanced precision and efficiency addressed medium scale needs but faced adaptability challenges in complex terrains Fully automatic transplanters achieved high precision and efficiency through technologies such as automatic seedling feeding intelligent seedling picking and precise planting however their high costs and technical demands restricted adoption in small scale farming In China challenges such as fragmented planting systems dispersed small scale farms limited research investment and insufficient integration of machinery with agronomic practices were identified as factors that hindered mechanization progress This study reviewed the development and technological trends of domestic and international vegetable transplanting machinery analyzed key challenges and proposed strategies for enhancing equipment adaptability cost efficiency and agronomic integration to promote full mechanization and standardization of vegetable production Key words vegetable transplanting mechanization operation efficiency