摘 要： 隨著甘薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，機(jī)械化水平不斷提高，尤其以耕整地環(huán)節(jié)發(fā)展最快，但移栽機(jī)械適用機(jī)型的匱乏使移栽環(huán)節(jié)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，嚴(yán)重制約了甘薯耕種收綜合機(jī)械化發(fā)展。簡(jiǎn)述了國(guó)外甘薯移栽機(jī)械主要型式，分析了其作業(yè)特點(diǎn)及適用范圍；列舉了國(guó)內(nèi)現(xiàn)有甘薯移栽工具和機(jī)械，分析了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用的栽植模式；根據(jù)目前國(guó)內(nèi)甘薯栽植新技術(shù)，對(duì)甘薯移栽機(jī)械前沿技術(shù)進(jìn)行了分析；對(duì)我國(guó)甘薯移栽機(jī)械研究重點(diǎn)和發(fā)展目標(biāo)提出建議。

關(guān)鍵詞：甘薯；移栽環(huán)節(jié)；移栽機(jī)；種植機(jī)械；分苗裝置

中圖分類(lèi)號(hào)：S223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1795（2024）09-0012-07

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.09.002

0 引言

世界甘薯主要產(chǎn)區(qū)分布在北緯40°以南，其中栽培面積以亞洲最多[1-3]。我國(guó)是世界上最大的甘薯生產(chǎn)國(guó)，種植面積和總產(chǎn)量均居世界首位；甘薯種植除極寒、極旱和土壤過(guò)于貧瘠的地區(qū)外，其他地區(qū)均有分布[4-6]。

我國(guó)雖是甘薯生產(chǎn)大國(guó)，但其機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)較落后，甘薯耕種收綜合機(jī)械化水平不足30%[7]。特別是移栽環(huán)節(jié)，除少數(shù)地區(qū)應(yīng)用人工輔助喂苗的移栽機(jī)進(jìn)行作業(yè)外，大多數(shù)地區(qū)依靠人工借助簡(jiǎn)易工具進(jìn)行移栽，甚至完全依靠人工作業(yè)，機(jī)械化水平lt;10%，用工量占整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的50% 以上，除用工成本逐年增加之外，面臨更嚴(yán)峻的問(wèn)題是目前農(nóng)村可用勞動(dòng)力年齡逐年增加、數(shù)量逐年減少，嚴(yán)重影響了甘薯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，急需高效、適用機(jī)型的推廣應(yīng)用以解決甘薯移栽瓶頸問(wèn)題。

由于甘薯裸苗（主要是薯塊育苗和大田采苗兩種，以下簡(jiǎn)稱(chēng)薯苗）自身的特殊性狀導(dǎo)致機(jī)械化自動(dòng)快速分苗極其不易，目前世界上所使用的甘薯移栽機(jī)均為需要人工輔助喂苗的半自動(dòng)移栽機(jī)械[6]。這類(lèi)機(jī)械作業(yè)效率受限于輔助人員喂苗速度，一般單人單行供苗速度30～40 株/min，因此作業(yè)效率相對(duì)較低。鑒于甘薯種植農(nóng)藝需求，在現(xiàn)有技術(shù)下，利用鴨嘴式、吊籃式移栽機(jī)械均難以滿足斜栽、平栽或舟底形移栽對(duì)薯苗入土部分所處形態(tài)的要求。

1 國(guó)外研發(fā)進(jìn)展

甘薯種植面積較大的美國(guó)，甘薯移栽機(jī)主要向大型化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化方向發(fā)展；日本、韓國(guó)等由于種植田塊相對(duì)較小，甘薯移栽機(jī)主要向小型化、自動(dòng)化方向發(fā)展。印度、埃及、尼日利亞等甘薯種植面積排名相對(duì)靠前的國(guó)家甘薯移栽機(jī)發(fā)展相對(duì)滯后。

1.1 大型甘薯移栽機(jī)械

美國(guó)甘薯主產(chǎn)區(qū)集中在北卡羅來(lái)納州和路易斯安那州等地[2]。依其獨(dú)特的大農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，研發(fā)應(yīng)用與大型拖拉機(jī)配套使用的幾行甚至十幾行大型移栽機(jī)械，實(shí)現(xiàn)單次多行作業(yè)，以提高作業(yè)效率，輔以施肥、灌溉等功能，一次性完成整個(gè)移栽過(guò)程，如圖1 所示。

這類(lèi)大型甘薯移栽機(jī)以鏈夾式為主，一般用于單壟單行移栽模式，每行配備2 名輔助喂苗人員，受限于移栽裝置運(yùn)動(dòng)軌跡，一般僅能實(shí)現(xiàn)斜栽。開(kāi)溝裝置在種植壟上劃開(kāi)種植溝；移栽裝置將薯苗置于種植溝中，覆土鎮(zhèn)壓裝置將種植溝兩側(cè)土壤回填并壓實(shí)，完成整個(gè)移栽過(guò)程。其中，移栽裝置通過(guò)地輪帶動(dòng)鏈夾繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)；輔助喂苗人員手動(dòng)分苗并將薯苗置于苗夾中；苗夾閉合并將薯苗帶向種植溝，到達(dá)最低端時(shí)苗夾打開(kāi)放下薯苗，并以打開(kāi)形式轉(zhuǎn)向喂苗處，待輔助人員將薯苗置于苗夾中，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。每個(gè)鏈夾軸上設(shè)置多個(gè)苗夾，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周完成多株薯苗移栽。

1.2 小型甘薯移栽機(jī)械

目前已應(yīng)用的小型甘薯移栽機(jī)械主要以日本生產(chǎn)的手扶式單壟單行移栽機(jī)為代表，適用于山地丘陵、平原小地塊等作業(yè)面積較小的區(qū)域，如圖2 所示。

操作人員將移栽機(jī)調(diào)整至與栽植壟方向一致后，設(shè)置前進(jìn)方式為定速自走，操作人員跟隨移栽機(jī)及時(shí)向輸送帶供薯苗，移栽裝置位于機(jī)具下方，苗夾取薯苗插苗快速完成，后置壓苗裝置將移栽孔壓實(shí)，完成移栽過(guò)程。其中，苗夾以張開(kāi)形式到達(dá)取苗位置，快速閉合夾住薯苗，通過(guò)向下的運(yùn)動(dòng)將薯苗插入土壤，苗夾在土壤中張開(kāi)并向上提起，將薯苗留在土壤中，苗夾回到取苗位置，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

該機(jī)移栽效率1 700～2 000 株/h（作業(yè)效率取決于輔助人員供苗速度）。雖然在移栽深度和角度方面可進(jìn)行調(diào)整，但該機(jī)仍?xún)H可實(shí)現(xiàn)斜栽。

2 國(guó)內(nèi)研發(fā)現(xiàn)狀

目前，除純?nèi)斯ひ圃酝?，我?guó)應(yīng)用最多的是甘薯栽插器。產(chǎn)品或樣機(jī)：國(guó)家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系與南通富來(lái)威農(nóng)業(yè)裝備有限公司合作研發(fā)的鏈夾式甘薯移栽機(jī)系列、運(yùn)城市農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究所研制的甘薯苗開(kāi)穴注水移栽機(jī)、山東火絨農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的帶夾式甘薯移栽機(jī)系列、河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司研制的甘薯水平移栽機(jī)系列、山東金薯王農(nóng)業(yè)機(jī)械制造有限公司研制的鏈?zhǔn)礁适砥脚P栽苗機(jī)和山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院研制的丘陵山地甘薯膜上仿形扦插移栽機(jī)等。

2.1 甘薯栽插器

甘薯栽插器是一種手持式移栽苗夾，移栽作業(yè)時(shí)，操作人員一手持苗，一手持栽插器手柄，利用栽插器端部凹槽或苗夾將薯苗根部插入土壤，解決了人工插苗對(duì)手部的傷損、移栽深度控制等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多代改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)斜栽或水平移栽，常用形式如圖3 所示。

2.2 甘薯開(kāi)穴注水移栽機(jī)

山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院及運(yùn)城市農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究所共同研制，由懸掛裝置、機(jī)架、地輪、破膜開(kāi)穴注水輪、水箱、注水控制開(kāi)關(guān)、秧苗架和座椅等組成，如圖4 所示[8-9]。主要用于起壟覆膜地塊移栽作業(yè)。作業(yè)過(guò)程中，移栽機(jī)用于在地膜上開(kāi)孔成穴，并向穴孔內(nèi)注水，解決了傳統(tǒng)人工開(kāi)孔、灌溉和行走問(wèn)題，但插秧覆土工作完全由人工完成，兩人共同完成一行移栽，效率較低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。

2.3 鏈夾式甘薯移栽機(jī)

較早開(kāi)展鏈夾式甘薯移栽機(jī)研究并進(jìn)行應(yīng)用的是南通富來(lái)威農(nóng)業(yè)裝備有限公司，借鑒國(guó)外甘薯移栽機(jī)械技術(shù)，在煙草移栽機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行甘薯移栽試驗(yàn)和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)薯苗斜向移栽。“十二五”期間，與國(guó)家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系合作研發(fā)生產(chǎn)了系列鏈夾式甘薯移栽機(jī)械，采用模塊化單體移栽結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了從單壟單行到多壟單行（每壟上移栽1 行）的快速增減，如圖5 所示。 集壟上開(kāi)溝、移栽、覆土和鎮(zhèn)壓功能于一體，行距、株距、移栽深度均可調(diào)整。

該系列移栽機(jī)對(duì)移栽前制備的栽植壟壟距和直線度要求相對(duì)較高，作業(yè)后需要及時(shí)灌溉。在使用中發(fā)現(xiàn)上述問(wèn)題后， 逐步進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)， 增加了起壟（或旋耕起壟）、施肥、鋪滴灌帶（或澆灌）等功能或部分功能的復(fù)式移栽機(jī)，如圖6 所示。目前已有更多企業(yè)參與到此類(lèi)機(jī)械的研制生產(chǎn)。

鏈夾式甘薯移栽機(jī)以開(kāi)溝覆土的方式進(jìn)行移栽，為避免對(duì)地膜的破壞，使其僅能用于未覆膜地塊使用；若移栽后覆膜，則還需要人工破膜掏苗覆土，效率低、用工多。因此，這類(lèi)甘薯移栽機(jī)一般用于非覆膜地塊壟上單行斜向移栽。

2.4 帶夾式甘薯移栽機(jī)

較早開(kāi)展帶夾式甘薯移栽機(jī)研究并形成產(chǎn)品的是山東火絨農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司。借鑒日本小型甘薯移栽機(jī)技術(shù)，研制帶夾式甘薯復(fù)式移栽機(jī)，如圖7 所示。拖拉機(jī)帶動(dòng)移栽機(jī)，施肥、起壟（或旋耕起壟）、鋪設(shè)滴灌帶（或澆灌）、覆膜、移栽和壓苗一次完成。輔助喂苗人員將薯苗分開(kāi)并逐一放置在輸送帶相應(yīng)苗位，通過(guò)輸送帶將薯苗輸送至底部取苗位，苗夾從取苗位處將薯苗夾住并插入土壤，苗夾運(yùn)動(dòng)軌跡決定薯苗移栽形式（斜向移栽、舟底形移栽或水平移栽），目前試驗(yàn)機(jī)具為斜向移栽形式。

帶夾式甘薯移栽機(jī)采用扦插鉗插苗方式移栽，可實(shí)現(xiàn)不覆膜起壟移栽或起壟覆膜破膜移栽作業(yè)。通過(guò)調(diào)整限深輪高度調(diào)整移栽深度，由于輸送帶長(zhǎng)和取苗位均固定，因此在株行距調(diào)整方面受限。

2.5 甘薯水平移栽機(jī)

近年來(lái)，鮮食型甘薯消費(fèi)比例呈逐年增加的趨勢(shì)[10]。鮮食型甘薯對(duì)薯形要求相對(duì)較高，因此，鮮食型甘薯的栽植一般采用舟底形移栽或水平移栽形式。河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司開(kāi)展了甘薯水平移栽機(jī)的研究，已有雙壟單行（一次起兩壟，每壟栽1 行）甘薯水平移栽機(jī)和單壟雙行甘薯復(fù)式移栽機(jī)兩種型號(hào)產(chǎn)品，如圖8 和圖9 所示。

雙壟單行甘薯水平移栽機(jī)適用于起壟、起壟覆膜或平作種植的甘薯秧苗移栽，可以一次完成薯苗水平扦插、鎮(zhèn)壓作業(yè)。地輪驅(qū)動(dòng)扦插鉗控制盤(pán)及薯苗輸送裝置，限深輪及調(diào)平裝置調(diào)整移栽深度。主要特點(diǎn)是同軌道多扦插鉗同步控制，取苗、夾持輸送、水平扦插和同孔返回連續(xù)完成；水平仿形扦插，扦插鉗原（同）孔進(jìn)出，壟面（地膜）開(kāi)孔小，更利于土壤同步壓實(shí)、保墑，促進(jìn)多薯塊均勻生長(zhǎng)。

在雙壟單行甘薯水平移栽機(jī)的基礎(chǔ)上，增加移栽前的施肥和耕整地功能，并優(yōu)化輸送苗機(jī)構(gòu)，形成了單壟雙行甘薯復(fù)式移栽機(jī)，可一次完成施肥、旋耕起壟、鋪設(shè)滴灌帶、覆膜、膜上條帶覆土、膜上水平扦插移栽及鎮(zhèn)壓作業(yè)。主要特點(diǎn)是將原來(lái)的2 人為1 行供苗，提升為1 人為2 行供苗，有效減少了輔助喂苗人員數(shù)量。

水平移栽機(jī)以機(jī)械方式代替了人工水平扦插，提高了行距、株距、移栽深度一致性，并逐漸形成系列產(chǎn)品。但受限于人工輔助喂苗頻率，機(jī)具作業(yè)效率仍難以得到顯著提升。

2.6 鏈?zhǔn)礁适頇M向平臥移栽機(jī)

根據(jù)甘薯橫栽農(nóng)藝技術(shù)，山東金薯王農(nóng)業(yè)機(jī)械制造有限公司推出一款鏈?zhǔn)礁适頇M向平臥移栽機(jī)，如圖10 所示，可一次完成施肥、旋耕起壟、壟上橫向平臥放苗、上土埋苗、鎮(zhèn)壓和鋪設(shè)滴灌帶等作業(yè)。人工分苗并擺放在薯苗輸送鏈上，輸送鏈將薯苗依次運(yùn)送到接近壟頂處放下，側(cè)方上土裝置將土壤拋送至壟頂之上為薯苗覆土，僅留端部3～5 葉在壟側(cè)外，實(shí)現(xiàn)甘薯橫向平栽。

該機(jī)用于甘薯不覆膜移栽作業(yè)，薯苗放置方向與機(jī)具前進(jìn)方向垂直，結(jié)構(gòu)相比扦插移栽簡(jiǎn)單，作業(yè)效率及漏栽率仍受輔助喂苗人員供苗情況限制。

2.7 丘陵山地甘薯膜上仿形扦插移栽機(jī)

借鑒日本小型甘薯移栽機(jī)技術(shù)，山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院研制成功了適用于丘陵山地使用的甘薯膜上仿形扦插移栽機(jī)，如圖11 所示。在植苗裝置轉(zhuǎn)速40～50 r/min 時(shí)，對(duì)黃淮海地區(qū)常用薯苗的取苗率在99% 以上，薯苗栽植后與地面平均夾角53.8°，符合斜向移栽要求[11]。前置式仿壟形行走控制裝置，保證機(jī)具行走方向始終與壟向一致。

該機(jī)解決了丘陵山地甘薯移栽機(jī)械化問(wèn)題，但作業(yè)效率與操作人員行走速度及擺放苗速度有關(guān)，仍存在較大提升空間。

3 研究進(jìn)展

除上述移栽機(jī)產(chǎn)品外，通過(guò)調(diào)研走訪、查閱資料等方式，對(duì)目前同步開(kāi)展的多種形式甘薯移栽機(jī)械相關(guān)技術(shù)研究進(jìn)行了分析。

3.1 氣動(dòng)式甘薯移栽機(jī)

鄭州科技學(xué)院車(chē)輛與交通工程學(xué)院延伸現(xiàn)有的半自動(dòng)化秧苗插扦機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了甘薯秧苗氣動(dòng)扦插裝置控制系統(tǒng)[12]?？刂葡到y(tǒng)采集驅(qū)動(dòng)地輪上遮光盤(pán)脈沖信號(hào)，從而控制氣動(dòng)扦插裝置動(dòng)作。

河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司聯(lián)合河北省雄縣義成農(nóng)機(jī)具廠共同設(shè)計(jì)了氣動(dòng)式甘薯橫向舟底形移栽機(jī)，如圖12 所示。采用氣動(dòng)推拉桿結(jié)構(gòu)，通過(guò)氣缸帶動(dòng)插苗桿，株距控制由地輪帶動(dòng)齒圈，齒圈連接行程開(kāi)關(guān)，每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，行程開(kāi)關(guān)傳遞一個(gè)信號(hào)，氣缸伸出一次，進(jìn)行一次插秧。

3.2 甘薯苗帶（苗盤(pán)）移栽機(jī)

甘薯苗帶移栽機(jī)是在移栽前對(duì)薯苗進(jìn)行預(yù)處理，將薯苗固定在一定寬度、具有黏性的條帶上，或通過(guò)編織方式利用可降解繩將薯苗按株距要求等距固定，并卷成盤(pán)狀，然后利用可對(duì)苗帶（苗盤(pán)）進(jìn)行栽植的機(jī)械將連續(xù)不斷的薯苗栽入土壤。

北京市農(nóng)林科學(xué)院智能裝備技術(shù)研究中心聯(lián)合江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院共同開(kāi)展了基于預(yù)處理苗帶甘薯裸苗自動(dòng)移栽機(jī)的研究。通過(guò)建立薯苗觸地彎曲與苗根運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型對(duì)薯苗栽植過(guò)程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，苗帶端部從喂苗裝置脫離經(jīng)導(dǎo)向裝置進(jìn)入移栽裝置的撓性圓盤(pán)，繞行圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，將苗帶輸送到地面栽植溝內(nèi)并釋放；同時(shí)，在預(yù)處理苗帶喂苗裝置和撓性圓盤(pán)栽植裝置基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種甘薯裸苗自動(dòng)移栽機(jī)，機(jī)具將苗盤(pán)上的苗帶通過(guò)撓性圓盤(pán)栽入壟頂，然后覆土鎮(zhèn)壓，實(shí)現(xiàn)甘薯苗帶順壟類(lèi)水平移栽[13-14]。當(dāng)移栽株距確定為25 cm，作業(yè)速度0.25 m/s 時(shí)作業(yè)性能最優(yōu)。

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院聯(lián)合安徽省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站等單位共同開(kāi)展了線式供苗全自動(dòng)甘薯移栽機(jī)的研究[15]。先將薯苗用線繩固定并以打捆的方式儲(chǔ)存在圓盤(pán)式苗盤(pán)上，在作業(yè)時(shí)，引出膠帶夾住線式薯苗并輸送至開(kāi)溝器入口，在重力及線繩作用下，薯苗落入栽植溝內(nèi)，兩側(cè)覆土鎮(zhèn)壓，實(shí)現(xiàn)薯苗順壟斜向移栽。

河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司針對(duì)甘薯覆膜移栽過(guò)程中對(duì)地膜的破壞及現(xiàn)有甘薯移栽機(jī)作業(yè)效率低等問(wèn)題，提出一種分體覆膜移栽方式，即覆膜、栽苗、覆土、再覆膜和覆土，并設(shè)計(jì)了一種基于紅薯苗成卷的分體覆膜播苗機(jī)[16-17]。施肥、起壟并壟側(cè)覆膜，然后播苗機(jī)構(gòu)將苗卷（由連接線串聯(lián)間隔設(shè)置的薯苗卷繞而成）卷盤(pán)上的薯苗鋪放在壟頂栽植區(qū)內(nèi)，可同步鋪設(shè)滴灌帶，隨后苗上覆土、覆膜、鎮(zhèn)壓，完成移栽過(guò)程，如圖13 所示。該機(jī)可進(jìn)行單壟單行、單壟雙行移栽，作業(yè)完成后，薯苗在土壤中姿態(tài)與壟頂栽植區(qū)斷面一致（可實(shí)現(xiàn)斜向移栽、舟底形移栽、水平移栽等），苗向可為橫向或與壟向呈一定角度分布。

3.3 甘薯移栽機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)部件研究

海南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院、信息與通信工程學(xué)院共同對(duì)甘薯水平移栽機(jī)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題開(kāi)展研究[18]。以平面四連桿機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)建立水平栽插機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，確定各桿長(zhǎng)度和主要角度，并利用EDEM-ADAMS 進(jìn)行移栽過(guò)程仿真試驗(yàn)，在前進(jìn)速度0.22 m/s、安裝高度181 mm 時(shí)，薯苗移栽深度和姿態(tài)合格率均在90% 以上，滿足水平栽植農(nóng)藝要求。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)針對(duì)薯苗自動(dòng)分苗技術(shù)，提出一種振動(dòng)式甘薯裸苗自動(dòng)有序分苗裝置[19] 和一種振動(dòng)氣吸式甘薯裸苗自動(dòng)分苗裝置[20]。前者的振動(dòng)裝置為分苗裝置提供振動(dòng)源，薯苗經(jīng)凸點(diǎn)板、褶皺板、壓板后經(jīng)改向滑板改變方向后進(jìn)入分苗器，然后在重力和振動(dòng)雙重作用下滑落至輸送膠帶分隔槽中；后者采用振動(dòng)加氣吸的方式，薯苗從苗箱出口處滑落至氣吸式傳送帶卡槽內(nèi)，苗刷將多余薯苗阻攔使其逐一進(jìn)入后續(xù)卡槽內(nèi)，氣吸裝置通過(guò)卡槽內(nèi)的吸氣孔將薯苗吸住，實(shí)現(xiàn)薯苗的分離。這兩種方式在理論上可行，但并未形成可用實(shí)體。

河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司為解決薯苗苗帶（苗盤(pán)）制作問(wèn)題，開(kāi)展了排苗縫紉成卷機(jī)研究[21]。上苗裝置將薯苗分開(kāi)并置于輸送帶上，輸送帶帶動(dòng)薯苗至縫紉機(jī)構(gòu)處，進(jìn)行打結(jié)固定，形成苗帶，然后卷繞成卷，如圖14 所示。同時(shí)，為研究薯苗自動(dòng)分苗技術(shù)，提出了滾筒式、平板式自動(dòng)分苗方案，如圖15 所示。滾筒式自動(dòng)分苗裝置的滾筒軸上均布多個(gè)分苗齒盤(pán)，分苗齒盤(pán)上根據(jù)薯苗根部和頂部粗細(xì)不同，開(kāi)設(shè)不同尺寸卡槽，在滾筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，將薯苗分開(kāi)，試驗(yàn)過(guò)程中由于轉(zhuǎn)速、卡槽位置和大小、分苗齒盤(pán)數(shù)量匹配問(wèn)題導(dǎo)致薯苗損傷率高。平板式自動(dòng)分苗裝置利用振動(dòng)產(chǎn)生位移原理，在不同位置設(shè)置不同頻率、不同振幅振動(dòng)電機(jī)，同時(shí)平板各方向傾斜角度可調(diào)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，以尋求最優(yōu)配置方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

在甘薯機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)完善提升方面，打破機(jī)械化移栽瓶頸問(wèn)題，需要統(tǒng)籌農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝技術(shù)融合點(diǎn)，同時(shí)，融匯多學(xué)科理論，以簡(jiǎn)單、實(shí)用為目標(biāo)，開(kāi)展薯苗自動(dòng)分離技術(shù)研究。

（1）宜機(jī)化農(nóng)藝技術(shù)的優(yōu)化完善。在自動(dòng)分苗技術(shù)尚未成熟之前，受人工供苗速度限制，機(jī)械移栽效率難有顯著提高。宜在農(nóng)藝技術(shù)方面進(jìn)行宜機(jī)化改進(jìn)，一是在田間移栽前，先將薯苗進(jìn)行預(yù)處理，使之成為便于移栽的形式（苗帶或苗盤(pán)等），薯苗預(yù)處理場(chǎng)地可為廠房或某些固定場(chǎng)地，預(yù)處理操作人員集中作業(yè)，可降低輔助人員勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高田間移栽作業(yè)效率。二是對(duì)薯苗進(jìn)行預(yù)篩分，將適于機(jī)械化移栽的品相直、直徑粗細(xì)均勻的薯苗多余莖葉去除，便于移栽機(jī)取苗器取苗，可降低漏栽率。

（2）宜機(jī)化品種選育。薯苗形態(tài)是影響自動(dòng)分苗的關(guān)鍵因素之一，選育適宜機(jī)械化分苗、移栽的品種，對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化高效移栽具有重要意義。

（3）薯苗自動(dòng)分離技術(shù)研究。無(wú)論是薯苗預(yù)處理后移栽，還是直接機(jī)械移栽，均需要對(duì)薯苗進(jìn)行分離處理，因此薯苗自動(dòng)分離技術(shù)是決定甘薯移栽效率的關(guān)鍵因素。融合機(jī)械、電氣、液壓、信息、仿生和人工智能等多學(xué)科技術(shù)，攻克甘薯裸苗自動(dòng)分離難題，提高機(jī)械化移栽作業(yè)效率和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

［1］周洵澤，嚴(yán)偉，王云霞，等．甘薯機(jī)械化移栽分苗取苗技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J]．中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2023，44（3）：35-40．

ZHOU Xunze， YAN Wei， WANG Yunxia， et al． Research status and prospect of sweet potato mechanized transplanting technology[J]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2023， 44（ 3） ：35-40．

［2］嚴(yán)偉，張文毅，胡敏娟，等．國(guó)內(nèi)外甘薯種植機(jī)械化研究現(xiàn)狀及展望[J]．中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2018，39（2）：12-16．

YAN Wei，ZHANG Wenyi，HU Minjuan，et al．Present situation of research and expectation on plant mechanization of sweet potato in China and abroad[J]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2018，39（2）：12-16．

［3］馬代夫，李強(qiáng)，曹清河，等．中國(guó)甘薯產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展與展望[J]．江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，28（5）：969-973．

MA Daifu， LI Qiang， CAO Qinghe， et al． Development and prospect of sweet potato industry and its technologies in China[J]．Jiangsu Journal of Agricultural Sciences，2012，28（5）：969-973．

［4］趙海，劉新鑫，潘志國(guó)，等．甘薯種植農(nóng)藝及機(jī)械化種植技術(shù)研究[J]．中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2021，42（6）：21-26．

ZHAO Hai， LIU Xinxin， PAN Zhiguo， et al． Agronomic characteristics and mechanized planting technology of sweet potato[J]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization，2021，42（6）：21-26．

［5］范澤民，陳衛(wèi)，劉新亮，等．壓苗式甘薯移栽機(jī)研制探討[J]．中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2018，39（11）：1-3，16．

FAN Zemin， CHEN Wei， LIU Xinliang， et al． Discussion on transplanting machine of sweet potato by pressurizing seedlings[J]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization，2018，39（11）：1-3，16．

［6］朱斌彬，呂釗欽．帶夾式甘薯裸苗移栽機(jī)的設(shè)計(jì)[J]．農(nóng)機(jī)化研究，2018，40（6）：120-123，161．

ZHU Binbin， LV Zhaoqin． Design of transplanting machine for nude seedling with belt[J]．Journal of Agricultural Mechanization Research，2018，40（6）：120-123，161．

［7］高清海，袁興茂，陳敬者，等．河北省甘薯種植及其生產(chǎn)機(jī)械現(xiàn)狀與發(fā)展建議[J]．河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，22（4）：72-75，100．

GAO Qinghai，YUAN Xingmao，CHEN Jingzhe，et al．Current situation and development suggestions of sweet potato planting and its production machinery in Hebei Province[J]． Journal of Hebei Agricultural Sciences，2018，22（4）：72-75，100．

［8］王彩賢．甘薯苗開(kāi)穴注水移栽機(jī)的研制與試驗(yàn)[J]．中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2014，35（4）：17-21．

WANG Caixian． Development and experiments of opening hole-watering injection transplanting machine for sweet potato seedlings[J]．Journal of Chinese Agricultural Mechanization，2014，35（4）：17-21．

［9］周藝．甘薯苗開(kāi)穴注水移栽機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]．農(nóng)業(yè)工程，2016，6（6）：113-116．

ZHOU Yi．Design and experiment on opening cavities and water injection transplanting machine for sweet potato seedlings[J]． Agricultural Engineering，2016，6（6）：113-116．

［10］謝一芝，邊小峰，賈趙東，等．中國(guó)鮮食甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展前景[J]．江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2022，38（6）：1694-1701．

XIE Yizhi， BIAN Xiaofeng， JIA Zhaodong， et al． Development status and prospect of fresh sweetpotato industry in China[J]． Jiangsu Journal of Agricultural Sciences，2022，38（6）：1694-1701．

［11］李慧，何騰飛，劉虎，等．丘陵山地甘薯膜上仿形扦插移栽機(jī)研制[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2023，39（16）：26-35．

LI Hui，HE Tengfei，LIU Hu，et al．Development of the profiling upfilm transplanter for sweet potato in hilly and mountainous region[J]． Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2023，39（16）：26-35．

［12］楊幸運(yùn)，都興隆，劉巖．甘薯秧苗氣動(dòng)扦插裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．鄉(xiāng)村科技，2021，12（10）：123-124．

［13］何宇凡，叢岳，顏丙新，等．基于撓性圓盤(pán)的甘薯裸苗類(lèi)水平栽植運(yùn)動(dòng)分析與試驗(yàn)[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2022，27（11）：187-196．

HE Yufan， CONG Yue， YAN Bingxin， et al． Kinematics analysis and experiment of horizontal planting of sweet potato naked seedlings based on flexible disc[J]． Journal of China Agricultural University， 2022，27（11）：187-196．

［14］武廣偉，安曉飛，顏丙新，等．基于預(yù)處理苗帶甘薯裸苗自動(dòng)移栽機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2022，53（S1）：99-109．

WU Guangwei，AN Xiaofei，YAN Bingxin，et al．Design and experiment of automatic transplanter for sweet potato naked seedlings based on pretreatment seedling belt[J]． Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2022，53（S1）：99-109．

［15］張永政，曹成茂，秦寬，等．線式供苗全自動(dòng)甘薯移栽機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]．智能化農(nóng)業(yè)裝備學(xué)報(bào)（中英文），2022，3（2）：28-36．

ZHANG Yongzheng，CAO Chengmao，QIN Kuan，et al．Design and experiment of automatic sweet potato transplanter with linear seedling supplying[J]．Journal of Intelligent Agricultural Mechanization，2022，3（2）：28-36．

［16］石家莊市薯大郎農(nóng)業(yè)科技有限公司，河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司．一種紅薯覆膜種植方法及種植設(shè)備：CN202210130670.X[P]．2022-04-26．

［17］河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司，石家莊市薯大郎農(nóng)業(yè)科技有限公司． 一種基于紅薯苗成卷的分體覆膜播苗機(jī)：CN202210-561486.0[P]．2022-09-13．

［18］張?jiān)迄i，譚芊，許鵬，等．基于EDEM-ADAMS 的甘薯水平移栽機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J/OL]．中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)：1-8．http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1837.S.20230928.1701.004. html.

ZHANG Yunpeng， TAN Qian， XU Peng， etal． Optimization design of sweet potato horizontal transplanting mechanism based on EDEMADAMS[J/OL]． Journal of Chinese Agricultural Mechanization： 1-8．http：//kns.cnki.net/kcms /detail/32.1837.S.20230928.1701.004.html.

［19］山東農(nóng)業(yè)大學(xué)． 振動(dòng)式甘薯裸苗自動(dòng)有序分苗裝置：CN202021177205.4[P]．2021-01-12．

［20］山東農(nóng)業(yè)大學(xué)． 一種振動(dòng)氣吸式甘薯裸苗自動(dòng)分苗裝置：CN201911109893.2[P]．2020-01-10．

［21］石家莊市薯大郎農(nóng)業(yè)科技有限公司，河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司．排苗縫紉成卷機(jī)：CN202210130665.9[P]．2022-05-13．