蔬菜嫁接机研究现状与发展趋势

蔬菜嫁接机研究现状与发展趋势

1机械嫁接的应用

我国是世界最大的蔬菜生产国，蔬菜产量占世界总产量的60％左右，同时我国还是当今世界上最大的设施栽培国家，特别是以日光温室为代表的具有中国特色的保护地蔬菜栽培和塑料大棚的发展尤为迅速。随着我国农业种植结构的调整和蔬菜出口量的逐年增加，许多地区都把蔬菜种植作为一项产业来发展，种植面积迅速扩大。但由于蔬菜独特的生成特性，抗寒、抗旱和抗病能力差一直是影响蔬菜栽培的主要问题。对病虫害的防治，无论从选育抗病品种，或是施用药剂，防治效果都不够理想。嫁接技术是实现蔬菜稳产、高产、优质的重要措施。通过嫁接能较好地提高植株抗土传病害的能力，较好地克服连作影响。同时，由于利用了黏木苗较强的根系，通过嫁接能较好地扩大根系吸收范围和能力，促使嫁接苗吸收更多的水分与矿物质，提高植株的产量，而且能较好地改善作物的品质。

机械嫁接可大幅度提高嫁接速度，大大提高嫁接成活率。因此，在我国发展机械化、自动化的嫁接技术势在必行。嫁接机器人技术，是近年在国际上出现的一种集机械、自动控制与园艺技术于一体的高新技术，它可在极短的时间内，将直径为儿毫米的黏木、穗木嫁接为一体，使嫁接速度大幅度提高；同时，由于黏木、穗木接合迅速，避免了切口长时间氧化和苗内营养的流失，从而又可大大提高嫁接成活率。因此，嫁接机器人技术被称为嫁接育苗的一场革命。发展自动化嫁接技术，有利于高新技术迅速转化为生产力，推动我国农业现代化的跨越式发展。

2国外研究现状

蔬菜嫁接栽培技术在日本和韩国等一些农业发达国家应用已较为普遍。由于蔬菜嫁接自动化技术在蔬菜栽培上的广阔前景，日本从1986年起开始对嫁接机器人进行研究，成果已逐步开始在育苗中心使用。具有代表性的是1989年研制出的葫芦科蔬菜嫁接机器人G892，该蔬菜嫁接机采用贴接法，将黏木的一片子叶切除，将去根后的穗木紧贴黏木切口，用夹子进行固定，嫁接速度较快。但是由于在嫁接过程中切除了黏木的一片子叶，使得黏木苗的营养损失了一半，从而影响嫁接后植株的成活率。三菱公司开发的MGM600型嫁接机，可实现钵苗的嫁接。该机器自动化水平较高，但是体积比较大，结构较复杂，价格昂贵。2003年洋马公司推出了操作方便、体积较小的T600型半自动瓜科嫁接机，以降低大型嫁接机的造价。该机设多个工位，以实现黏木与穗木的上苗、黏木与穗木的切削、嫁接苗对接和嫁接苗放置等。

韩国自20世纪90年代初开始对自动化嫁接技术进行研究，部分已成功用于生产，在蔬菜嫁接育苗配套技术方面，韩国己生产出专门用于嫁接育苗的育苗营养钵盘，技术较为成熟的为韩国大东机电茄科嫁接机。由于结构简单、操作容易、成本较低，在日本和我国都有一定的销量。

3国内研究现状

东北农业大学辜松研制的2JC-350型半自动嫁接机采用插接法，该机器以瓜科蔬菜为嫁接对象，操作方便，能完成黏木、穗木的切削、夹持、打孔和插接等嫁接过程的自动化作业，操作者只需把黏木和穗木放到相应的供苗台上，其余嫁接作业均由机器自动完成，从而大大提高了作业效率和质量，减轻了劳动强度。生产率达到350株／h。

由辜松研发的全自动瓜科果蔬插接式嫁接装置实现了黏木与穗木同时成批嫁接，黏木与穗木通过穴盘成排上苗，穴盘由输送带带动，实现黏木、穗木的切削、夹持、打孔、插接以及黏木与穗木的上苗和嫁接苗的种植等嫁接过程的全自动化作业，但是该嫁接机对嫁接用苗的要求较高，且需要事先对嫁接用苗作一定的处理，为上苗及后续嫁接做准备，同时由于要实现多棵苗同时嫁接，对嫁接机构的设计及加工精度提出了更高要求。

中国农业大学张铁中于1998年研制成功了2JC-450型嫁接机，该机采用贴接法，实现了黏木和穗木的取苗、切苗、接合和固定等嫁接过程的自动化操作，嫁接苗采用夹子固定，生产率达到600株／h以上，成功率为90％以上，形成了具有我国自主知识产权的自动化嫁接技术，该机嫁接上苗通过人工完成，机械化程度较低。

台湾设计的套管式蔬菜嫁接机，可用于黏木与穗木苗茎秆差异不大的蔬菜苗。仅需一人即可作业，嫁接效率为360株／h，且其嫁接成功率可达98％以上，嫁接存活率高达90％～100%。开发的嫁接机以橡胶软管作为嫁接接合材料，可使黏木及穗木切面接合较好，且可有效保护伤口并避免接合处水份丧失，有效促进嫁接伤口之痣合。缺点是用于茄科作业，且机构相对较复杂。

4蔬菜嫁接机发展趋势与难点

嫁接机的设计与研制需要结合我国的国情。由于我国农业生产集约化程度高，育秧机械化程度低和农业生产技术不高的实际情况，为了提高嫁接生产率而研制全自动嫁接机的同时，需要着力开发结构简单，成本较低，便于操作维护，适应性强的嫁接机。

用于嫁接的方式很多，但是每种嫁接方式有其各自的特点，选用何种嫁接方法需要合理考虑嫁接对象、操作者的熟练程度、嫁接时期、嫁接后管理的难易及黏木和穗木的种类、大小和生长状况等。目前，在现有贴接、劈接和插接等嫁接方式的基础上，已经衍生出很多新的嫁接方式，但是尚不成熟，需要作进一步试验研究。

从机构发展的角度而言，主要考虑机构设计的灵活方便性，使其结构简单，成本低，效率高，这样产品的竞争力就强。但是结构的设计还需要考虑嫁接对象，特别是嫁接对象比较软，刚性较差，作用力大将导致嫁接苗破损或者茎秆被折断，从而导致嫁接失败，所以开发一种能避免嫁接苗受损且对各种嫁接苗都具有适应性的夹持机构是嫁接机研究的方向。

全自动的蔬菜嫁接机是当前嫁接技术发展方向，特别是计算机技术的发展，为图像处理实现黏木与穗木视觉识别成为了可能，但是嫁接机的适应性尚未实现，很多嫁接机只能适用于某种嫁接对象。