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(國(guó)家林業(yè)局哈爾濱林業(yè)機(jī)械研究所，黑龍江 哈爾濱 150086)

研究與設(shè)計(jì)

果苗苗木起苗機(jī)的初步分析

吳昊，肖冰，王琦，張雅芳

(國(guó)家林業(yè)局哈爾濱林業(yè)機(jī)械研究所，黑龍江 哈爾濱 150086)

隨著我國(guó)林木產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度的加快，果苗苗木培育正向標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；较虬l(fā)展。目前果苗苗木起苗主要分為人工和機(jī)械兩種方式，國(guó)外已廣泛采用機(jī)械起苗方式，國(guó)內(nèi)由于受技術(shù)條件等因素的限制，機(jī)械化起苗程度還相對(duì)較低，苗木起苗主要還是采用人工起苗的方式。論述了果苗起苗技術(shù)的基本要求，分析了果苗起苗機(jī)的總體設(shè)計(jì)。

果苗苗木；起苗機(jī)；起苗鏟；分析

Abstract：With the acceleration of the industrialized development of forestry in China，the cultivation of fruit tree seedlings is developing towards standardization and scalization.Currently，fruit tree seedlings are lifted in two ways，i.e.manual seedling lifting and mechanical seedling lifting.Mechanical seedling lifting has been widely used abroad.However，due to the restrictions of such factors as technical conditions，the mechanized seedling lifting degree is relatively low and seedling lifting still mainly depends on the manual method.The basic requirements for the fruit tree seedling technology are discussed and the overall design of fruit tree seedling lifters is analyzed.

Keywords：fruit tree seedling；seedling lifting shovel

苗木出圃是果樹(shù)栽培過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)對(duì)苗木根系的保護(hù)及后期移植栽培的成功均起著非常重要的作用。當(dāng)前在我國(guó)的苗木培育中，苗木起苗主要還是采用人工作業(yè)的方式，這種起苗方式不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低，同時(shí)還容易對(duì)苗木根系造成損傷，導(dǎo)致移栽后的苗木長(zhǎng)勢(shì)不好和成活率低。采用起苗機(jī)起苗可以在確保苗木根系得到有效保護(hù)的前提下，盡可能地提高起苗工作效率和節(jié)約起苗成本，有利于推動(dòng)苗木起苗作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化及規(guī)模化發(fā)展，滿足現(xiàn)代果木種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求[1-2]。

1 果苗起苗技術(shù)的基本要求

果苗苗木起苗技術(shù)根據(jù)具體的苗木品種有所不同，從總體情況來(lái)看，起苗技術(shù)均具有以下標(biāo)準(zhǔn)。①根據(jù)果苗具體的根系生長(zhǎng)規(guī)律，確定相應(yīng)的起苗深度，采取遠(yuǎn)起遠(yuǎn)挖的方式，通常起挖距離為距果苗20 cm處，同時(shí)果苗的主根長(zhǎng)度應(yīng)保持至少20 cm，在起苗過(guò)程中要特別注意對(duì)苗木根部的保護(hù)，不能損傷根部的皮、側(cè)根及根須等部分，嚴(yán)禁損傷苗木的土上部分；②起苗應(yīng)盡量選擇在陰天進(jìn)行，起苗時(shí)要對(duì)裸根苗木進(jìn)行噴漿，條件允許的還可考慮噴灑蒸騰抑制劑，以盡可能地減少根系水分的損失；③要對(duì)苗木根系進(jìn)行加工，對(duì)其中的劈裂根系、過(guò)長(zhǎng)根系及病蟲(chóng)感染的根系進(jìn)行修剪，部分苗木還應(yīng)對(duì)其地上部分的枝葉加以修剪。采用果苗起苗機(jī)進(jìn)行起苗時(shí)可以較好地滿足上述技術(shù)要求，而采用人工方式起苗時(shí)往往會(huì)由于操作不當(dāng)對(duì)苗木的根系造成不同程度的損傷，使得苗木后期成活率和長(zhǎng)勢(shì)受到影響。因此，采用起苗機(jī)進(jìn)行機(jī)械起苗是今后發(fā)展的方向[3]。

2 果苗起苗機(jī)總體分析

2.1基本設(shè)計(jì)要求

根據(jù)目前果苗苗圃技術(shù)調(diào)查結(jié)果和專家及果農(nóng)的建議，起苗機(jī)應(yīng)滿足以下要求：

(1)起苗深度25～40 cm，這一深度與果苗根系的生長(zhǎng)和植樹(shù)的要求基本吻合；

(2)起苗時(shí)不能移動(dòng)和翻轉(zhuǎn)土垡，只能切開(kāi)或破碎，以免造成果苗的拔出或埋沒(méi)；

(3)起苗刀的刀刃要鋒利，以避免撕斷果苗根系；

(4)起苗機(jī)具應(yīng)設(shè)計(jì)合理，以免碰傷果苗。

根據(jù)園藝要求及林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—LY-T 1432.2001的設(shè)計(jì)要求，要求起苗機(jī)具有以下基本性能：

(1)起苗深度標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)控制在3 cm以內(nèi)，同時(shí)深度穩(wěn)定性系數(shù)要保持在90%以上；

(2)起苗機(jī)的入土行程應(yīng)在3 m以內(nèi)；

(3)起苗機(jī)對(duì)苗木根須的損傷應(yīng)控制在3%以內(nèi)；

(4)起苗機(jī)運(yùn)輸時(shí)的離地間隙應(yīng)不小于25 cm。

2.2 整體設(shè)計(jì)原則

在遵循園藝技術(shù)要求和國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，參考林木機(jī)械設(shè)計(jì)的原則和規(guī)范，果苗苗木起苗機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則為：首先要注意機(jī)具的作業(yè)條件、作業(yè)特點(diǎn)、機(jī)具性能的穩(wěn)定性、實(shí)際使用時(shí)的安裝方便等；其次，在保證機(jī)組工作可靠、通用性能好及配套合理的前提下，要注重機(jī)器結(jié)構(gòu)的緊湊性，確保機(jī)器結(jié)構(gòu)中的安裝和連接工作部件的機(jī)架在作業(yè)時(shí)能夠滿足強(qiáng)度和剛度方面的需求，零部件的總成要作到相對(duì)獨(dú)立，以方便維護(hù)和修理。

2.3 起苗機(jī)的總體結(jié)構(gòu)

起苗機(jī)采取三點(diǎn)懸掛的方式與拖拉機(jī)相連，利用拖拉機(jī)上的液壓裝置來(lái)控制機(jī)具的動(dòng)作。果苗苗木起苗機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 果苗苗木起苗機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖1.機(jī)架；2.齒輪軸；3.上懸掛點(diǎn)；4.耕寬調(diào)節(jié)器； 5.限深輪；6.阻力鏟；7.起苗鏟；8.抖動(dòng)器

該起苗機(jī)主要由懸掛裝置、機(jī)架、起苗鏟、松土裝置、阻力鏟和限深輪、耕寬調(diào)節(jié)裝置等組成。

2.4 基本工作原理

機(jī)架采取整體焊接結(jié)構(gòu)，機(jī)具前部的懸掛機(jī)構(gòu)與拖拉機(jī)的懸掛裝置相連，上下懸掛孔采用可調(diào)式結(jié)構(gòu)。起苗鏟與機(jī)架同時(shí)運(yùn)動(dòng)，拖拉機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)及限深輪可調(diào)以控制起苗深度，入土后轉(zhuǎn)動(dòng)的限深輪還具有維持機(jī)架平衡穩(wěn)定的作用，拖拉機(jī)后傳動(dòng)帶抖動(dòng)器對(duì)土壤進(jìn)行振動(dòng)篩分。

作業(yè)時(shí)首先需采用人工起苗方式為機(jī)具開(kāi)出一塊適宜的作業(yè)地塊，然后對(duì)機(jī)具進(jìn)行平衡調(diào)整，同時(shí)還要對(duì)限深輪和液壓懸掛裝置進(jìn)行調(diào)整以確保起苗深度。起苗作業(yè)時(shí)為確保作業(yè)效率，采取圍繞地塊循環(huán)作業(yè)的方式進(jìn)行。

起苗機(jī)作業(yè)時(shí)主要是對(duì)苗木根部土壤進(jìn)行松土作業(yè)，拾苗人員只要輕微用力就可將其拔出，同時(shí)為機(jī)具返回作業(yè)清理出道路，方便其開(kāi)展循環(huán)起苗作業(yè)。

2.5 起苗機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)

本文介紹的起苗機(jī)動(dòng)力選擇東方紅X804拖拉機(jī)，根據(jù)園藝要求及拖拉機(jī)的技術(shù)參數(shù)，擬定起苗機(jī)相關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 起苗機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)連接作業(yè)方式三點(diǎn)懸掛作業(yè)配套動(dòng)力/kW58.8機(jī)長(zhǎng)/mm1750機(jī)寬/mm2800起苗深度/mm0～550作業(yè)幅寬/mm500生產(chǎn)率/棵·秒-15～10

2.6 起苗鏟材質(zhì)的選用

起苗鏟在整個(gè)機(jī)具構(gòu)成中占有非常重要的地位，其是機(jī)具中直接進(jìn)行作業(yè)的部件，所以材質(zhì)的選擇至關(guān)重要，通常起苗鏟材質(zhì)的選擇需要考慮使用性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性幾個(gè)方面。

(1)使用性是指材料在正常情況下具備的化學(xué)性能、物理性能及力學(xué)性能，是起苗鏟選材的主要依據(jù)。選擇的方法是首先對(duì)起苗鏟的工作條件、環(huán)境及受力情況等進(jìn)行分析，然后再對(duì)其進(jìn)行失效分析，在此基礎(chǔ)上根據(jù)性能分析得出對(duì)材料的性能要求。

(2)工藝性是指焊接性能、熱處理性能、機(jī)械加工性能及壓力加壓性能和鑄造性能，起苗鏟的材質(zhì)選擇就是根據(jù)這些要求并結(jié)合其具體的工作環(huán)境來(lái)進(jìn)行選擇。

(3)經(jīng)濟(jì)性是指在材質(zhì)選擇上要盡可能做到經(jīng)濟(jì)節(jié)約，減少成本，但這種經(jīng)濟(jì)性原則要建立在材質(zhì)能夠滿足工藝性和使用性要求的基礎(chǔ)上。

綜合以上三個(gè)方面的原則和要求，起苗鏟材質(zhì)選擇時(shí)要注意材料密度、極限強(qiáng)度、耐磨性、泊松比及材料的可維護(hù)性及造價(jià)。在考慮各種因素后，確定選擇碳素結(jié)構(gòu)鋼65Mn作為加工起苗鏟的材料，該材料也是其他農(nóng)機(jī)具中非常常見(jiàn)觸土部件的材料。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)苗圃機(jī)械化作業(yè)程度較低，而實(shí)現(xiàn)苗圃生產(chǎn)機(jī)械化是現(xiàn)代林業(yè)的重要標(biāo)志之一，果苗苗木起苗機(jī)可提高育苗生產(chǎn)效率、降低苗木生產(chǎn)成本，其設(shè)計(jì)加工應(yīng)符合林業(yè)機(jī)械新時(shí)期的發(fā)展要求。本文分析了果苗苗木起苗機(jī)的總體設(shè)計(jì)，闡述了果苗苗木起苗機(jī)的基本設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)原則，對(duì)果苗苗木起苗機(jī)的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

[1] 吳兆遷.我國(guó)經(jīng)濟(jì)調(diào)整轉(zhuǎn)型中的苗圃機(jī)械化[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2015(1)：9-11+18.

[2] 吳兆遷.新時(shí)期我國(guó)苗圃機(jī)械化的發(fā)展方向[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2012(2)：4-7.

[3] 肖冰，周大元，張麗平，等.我國(guó)營(yíng)林機(jī)械的發(fā)展(三)——撫育機(jī)械設(shè)備[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2011(2)：8-12+20.

(責(zé)任編輯 張雅芳)

PreliminaryAnalysisofFruitTreeSeedlingLifters

WUHao，XIAOBing，WANGQi，ZHANGYa-fang

(Harbin Research Institute of Forestry Machinery，the State Forestry Administration，Harbin Heilongjiang 150086，China)

2017-07-31

吳 昊(1990-)，男，黑龍江哈爾濱人，助理工程師，碩士，研究方向?yàn)榱謽I(yè)機(jī)械工程，E-mail：51885070@qq.com。

S776.24

A

2095-2953(2017)10-0027-03