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摘 要：红薯不仅含有丰富的营养，而且还具有很高的药用价值和保健作用。本文简要描述了红薯种植的农艺要求，并对国内主要的红薯移栽机类型、原理进行了介绍。指出了我国红薯移栽机当前存在的主要问题及发展趋势。
关键词：红薯；移栽机；现状；发展趋势
中图分类号：S531 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20171032028
引言
农业生产是人类赖以生存和发展的最基本要素。我国是农业大国，也是农产品种类最丰富的国家之一，其中，红薯是仅次于水稻、小麦、玉米的粮食作物。红薯，又名地瓜、甘薯、白薯、番薯、红苕、山蜀等，为旋花科一年生草本植物[1]。红薯的营养十分丰富，是人们喜爱的天然滋补食品，其中含有大量的营养物质。近年来研究表明，紅薯不仅含有丰富的营养，而且具有颇高的保健作用及药用价值。我国古代就有对红薯保健作用的记载，如《本草纲目拾遗》中记载，红薯能补中、和血、暖胃、肥五脏。现代医学研究表明，红薯中的维生素可以防止人体内产生有害的过氧化物，起到延缓衰老的作用。另外，红薯对抑制心血管疾病和预防癌症都有独特的功效[2]。因此，增加红薯产量、提高红薯品质具有重大意义。
实践表明，种植农艺的不同，对红薯的产量有很大的影响。红薯种植的主要环节有：排苗育种、耕整起垄，剪苗、移栽、田间管理、收获等，其中，移栽环节对红薯的产量起着至关重要的作用。移栽可以分为人工移栽和机械移栽，我国长期以来一直沿用传统的人工移栽方式，该方式劳动强度大、效率低下、成本高，并且不能保证移栽质量。在农忙的季节，由于近年来大部分农民流入城市打工，农村劳动力缺乏，只要稍有延迟，就会贻误农时，对红薯产量造成不利的影响。据统计，目前我国红薯移栽的机械化水平较低，我国农村对移栽机械化的需求已经越来越迫切，红薯移栽机械化已经成为农业发展的必然趋势。
1 红薯栽植的农艺要求
甘薯主要采用块根进行无性繁殖，先育苗，后移栽。目前我国红薯移栽主要以高剪苗等裸苗移栽为主，即先将种薯种植在育苗床上，待红薯长到一定程度后剪取茎尖，移栽到田里，以钵苗移栽的方式为辅。一般农作物如烟草、棉花、蔬菜等栽植时，要求幼苗地上部分茎杆直立且地下部分根茎少受弯曲，但红薯的栽植有其特殊的要求。红薯是靠埋入土中的苗体的结节处生根结果，插入深度一般以3～4个节点为宜，故根据土壤条件、幼苗长短、种植温度、结薯要求的不同，红薯幼苗的栽植方式主要有：斜栽法、船底形栽法、水平栽法、钩形栽法、直栽法等[3]。不同栽法的红薯幼苗的入土深度、角度均有区别，一般以5～7cm为宜。
红薯移栽一般选择在阴天进行，此时土壤的湿度适宜，切忌在雨天进行作业，以防止形成柴根，也不宜移栽后过度灌溉，导致土壤含氧量降低，影响红薯产量。红薯移栽主要在5、6月份进行，北方少数地区由于温度较低，需要对垄进行覆膜作业，其余地区一般以不覆膜栽植为主[4]。
2 我国红薯移栽机研究现状
相比西方国家而言，我国对于移栽机的研究起步较晚，且大多在引进的国外移栽机的基础上进行仿制与改进。最早可以追溯到20世纪50年代对旱地移栽机械的研究，60年代开始对甘薯秧苗和棉花钵体的移栽试验进行研究；70年代研制了裸根苗移栽机；80年代初，各高等院校和科研机构陆续研制出了多款移栽机，如半自动蔬菜移栽机等；90年代是钵苗移栽机发展的黄金时期，如由江苏省农机技术推广站研制的2ZX-2型棉花钵苗移栽机。近年来，劳动力成本飙升、育苗技术趋于成熟等因素更加推动了在移栽机方面的开发和研制工作。中国农业大学、山东大学、吉林大学、中国农机研究院等高校成功研制出了多类型的移栽机械[5]。
目前我国红薯移栽机械化作业以通用移栽机为主，按照栽植器结构的分类方式对以下各类型通用移栽机的工作原理作简要描述。
2.1 导苗管式移栽机
该类移栽机主要是由苗架、覆土轮、开沟器、喂入器、导苗管、扶苗器等组成，适用于钵苗的移栽，其原理是秧苗通过喂苗机构进入导苗管，在重力的作用下通过导苗管落入由开沟器开出的苗沟中，并由覆土轮覆土完成移栽[6]。
2.2 吊篮式移栽机
吊篮式移栽机主要由覆土轮、开沟器、滑道、吊篮、移栽器、偏心圆盘等组成。作业时人工将钵苗放入到旋转的吊篮内，栽植器随偏心圆盘转动到最低点时，通过固定轨道，移植器张开，待秧苗落入苗沟内后由覆土轮进行覆土，完成栽植过程[7]。
2.3 钳夹式移栽机
钳夹式移栽机由钳夹、开沟器、覆土镇压轮和传动机构等组成。作业时人工将秧苗放在钳夹上，被夹持的秧苗随着钳夹链条或钳夹圆盘旋转，随后夹紧进入滑道，当秧苗到达由开沟器开出的沟中时，夹持器打开，随后由覆土镇压轮覆土压实，完成整个移栽过程[8]。
2.4 撓性圆盘式移栽机
该机型主要由挠性植苗圆盘、输送带、开沟器和覆土轮等组成。栽植作业时，由人工将秧苗放到输送带的槽内，通过输送带将秧苗喂入栽植圆盘中，秧苗随着挠性圆盘转动，当达到垂直状态时，两挠性圆盘分离，秧苗进入由开沟器开出的沟中，然后覆土轮覆土压实，作业完成[9]。
除以上列举的通用型移栽机以外，目前我国市场上还有几款专门针对红薯移栽的移栽机。如山西省运城市农机研究所与运城市恒达精工机电有限公司联合研制的2ZY-2A型自走式红薯苗移栽机、江苏南通富来威研制的2CGF-2甘薯复式移栽机等，主要组成部分及工作原理与通用移栽机相同。
3 存在的问题
上述列举的移栽机械，无论是专门针对红薯移栽的红薯移栽机，还是通用移栽机，都在一定程度上推动了红薯移栽机械化的发展。但以上机型都需要投入大量人工去剪苗、分苗、喂苗等，移栽机械化进程在此问题上长期停滞不前，没有取得实质性的突破。
3.1 红薯移栽机械化与农艺现状脱离 如市场通用的移栽机械大多是直立栽植幼苗，即使是专门针对红薯的移栽机也很难满足红薯幼苗的船形法、钩形法种植等要求。在覆膜垄上进行作业时，市场上主流的红薯移栽机在移栽作业时会对塑料薄膜造成破坏，影响塑料薄膜的保温性能[10]。
3.2 自动化、智能化程度较低
当前的红薯移栽机以纯机械结构为主，很少与智能装备结合，无法根据不同的土壤条件、地形特征、结薯要求等条件来改变种植方法，适应性较差。
3.3 农业移栽机械的研制与生产
主要依靠抄袭、仿制国外机型，没有形成适合我国国情的移栽机标准和体系。
4 红薯移栽机的发展趋势
红薯移栽机将由人工剪苗、分苗、喂苗的半自动化机型向功能更加完备的全自动移栽机方向发展。未来的红薯移栽机将会与各种传感器、单片机、PLC控制器等智能装备紧密结合，突破当前移栽机必须依靠人工的瓶颈，集旋耕、起垄、覆膜、移栽、浇水、施肥等功能于一体。另外，将来可供选擇的机型种类较多，能够适应不同的需求。
将红薯的农艺特点与红薯移栽机的研发生产相结合，研制出结构简单、工作质量稳定、效率高、成本低的移栽机械。未来的红薯移栽机将会根据不同的农艺需求来调整栽植方法、速度等。各种移栽机及其零配件的将会形成统一标准，形成制度化、规范化的市场。
当前我国农机市场各种移栽机琳琅满目，红薯移栽机的质量也是参差不齐，难以保障。未来将会有专业权威部门或机构对红薯移栽机等农业机械进行可行性分析、测试，根据试验的结果对其进行等级评估，并出具质量验证报告。
参考文献
[1]邵虹.论红薯的营养价值与药用价值[J].食品工业科技，2002（5）：74-75.
[2]周增学.红薯的营养价值与保健功能[J].食品与药品，2006（8）：75-76.
[3]胡良龙，胡志超，谢一芝，田立佳，计福来，王冰.我国甘薯生产机械化技术路线研究[J].中国农机化，2011（6）：20-25.
[4]胡良龙，计福来，王冰，凌小燕，胡志超，于向涛. 国内甘薯机械移栽技术发展动态[J].中国农机化学报，2015（3）：
289-291，317.
[5]盧勇涛，李亚雄，刘洋，李斌，王涛.国内外移栽机及移栽技术现状分析[J].新疆农机化，2011（3）：29-32.
[6]潘启明.国内外移栽机技术现状和发展趋势[J].安徽农业科学，2013（31）：12478-12479，12496.
[7]牛钊君，张伟，付晓明.全自动玉米钵育移栽机发展趋势的研究[J].农机化研究，2014（7）：241-244.
[8]刘存祥，李晓虎，岳修满，赵汉雨.我国旱地移栽机的现状与发展趋势[J].农机化研究，2012（11）：249-252.
[9]张冕，姬江涛，杜新武.国内外移栽机研究现状与展望[J]. 农业工程，2012（2）：21-23.
[10]苏国修，法丹丹，牛欢，贾泽鋆.红薯高产高效栽培技术规程[J].农技服务，2013（10）：1046-1047.
作者简介：申屠留芳（1965-），女，浙江东阳人，博士，教授，主要从事机械设计及理论、农业装备设计与制造方面研究。
关键词：红薯；移栽机；现状；发展趋势
中图分类号：S531 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20171032028
引言
农业生产是人类赖以生存和发展的最基本要素。我国是农业大国，也是农产品种类最丰富的国家之一，其中，红薯是仅次于水稻、小麦、玉米的粮食作物。红薯，又名地瓜、甘薯、白薯、番薯、红苕、山蜀等，为旋花科一年生草本植物[1]。红薯的营养十分丰富，是人们喜爱的天然滋补食品，其中含有大量的营养物质。近年来研究表明，紅薯不仅含有丰富的营养，而且具有颇高的保健作用及药用价值。我国古代就有对红薯保健作用的记载，如《本草纲目拾遗》中记载，红薯能补中、和血、暖胃、肥五脏。现代医学研究表明，红薯中的维生素可以防止人体内产生有害的过氧化物，起到延缓衰老的作用。另外，红薯对抑制心血管疾病和预防癌症都有独特的功效[2]。因此，增加红薯产量、提高红薯品质具有重大意义。
实践表明，种植农艺的不同，对红薯的产量有很大的影响。红薯种植的主要环节有：排苗育种、耕整起垄，剪苗、移栽、田间管理、收获等，其中，移栽环节对红薯的产量起着至关重要的作用。移栽可以分为人工移栽和机械移栽，我国长期以来一直沿用传统的人工移栽方式，该方式劳动强度大、效率低下、成本高，并且不能保证移栽质量。在农忙的季节，由于近年来大部分农民流入城市打工，农村劳动力缺乏，只要稍有延迟，就会贻误农时，对红薯产量造成不利的影响。据统计，目前我国红薯移栽的机械化水平较低，我国农村对移栽机械化的需求已经越来越迫切，红薯移栽机械化已经成为农业发展的必然趋势。
1 红薯栽植的农艺要求
甘薯主要采用块根进行无性繁殖，先育苗，后移栽。目前我国红薯移栽主要以高剪苗等裸苗移栽为主，即先将种薯种植在育苗床上，待红薯长到一定程度后剪取茎尖，移栽到田里，以钵苗移栽的方式为辅。一般农作物如烟草、棉花、蔬菜等栽植时，要求幼苗地上部分茎杆直立且地下部分根茎少受弯曲，但红薯的栽植有其特殊的要求。红薯是靠埋入土中的苗体的结节处生根结果，插入深度一般以3～4个节点为宜，故根据土壤条件、幼苗长短、种植温度、结薯要求的不同，红薯幼苗的栽植方式主要有：斜栽法、船底形栽法、水平栽法、钩形栽法、直栽法等[3]。不同栽法的红薯幼苗的入土深度、角度均有区别，一般以5～7cm为宜。
红薯移栽一般选择在阴天进行，此时土壤的湿度适宜，切忌在雨天进行作业，以防止形成柴根，也不宜移栽后过度灌溉，导致土壤含氧量降低，影响红薯产量。红薯移栽主要在5、6月份进行，北方少数地区由于温度较低，需要对垄进行覆膜作业，其余地区一般以不覆膜栽植为主[4]。
2 我国红薯移栽机研究现状
相比西方国家而言，我国对于移栽机的研究起步较晚，且大多在引进的国外移栽机的基础上进行仿制与改进。最早可以追溯到20世纪50年代对旱地移栽机械的研究，60年代开始对甘薯秧苗和棉花钵体的移栽试验进行研究；70年代研制了裸根苗移栽机；80年代初，各高等院校和科研机构陆续研制出了多款移栽机，如半自动蔬菜移栽机等；90年代是钵苗移栽机发展的黄金时期，如由江苏省农机技术推广站研制的2ZX-2型棉花钵苗移栽机。近年来，劳动力成本飙升、育苗技术趋于成熟等因素更加推动了在移栽机方面的开发和研制工作。中国农业大学、山东大学、吉林大学、中国农机研究院等高校成功研制出了多类型的移栽机械[5]。
目前我国红薯移栽机械化作业以通用移栽机为主，按照栽植器结构的分类方式对以下各类型通用移栽机的工作原理作简要描述。
2.1 导苗管式移栽机
该类移栽机主要是由苗架、覆土轮、开沟器、喂入器、导苗管、扶苗器等组成，适用于钵苗的移栽，其原理是秧苗通过喂苗机构进入导苗管，在重力的作用下通过导苗管落入由开沟器开出的苗沟中，并由覆土轮覆土完成移栽[6]。
2.2 吊篮式移栽机
吊篮式移栽机主要由覆土轮、开沟器、滑道、吊篮、移栽器、偏心圆盘等组成。作业时人工将钵苗放入到旋转的吊篮内，栽植器随偏心圆盘转动到最低点时，通过固定轨道，移植器张开，待秧苗落入苗沟内后由覆土轮进行覆土，完成栽植过程[7]。
2.3 钳夹式移栽机
钳夹式移栽机由钳夹、开沟器、覆土镇压轮和传动机构等组成。作业时人工将秧苗放在钳夹上，被夹持的秧苗随着钳夹链条或钳夹圆盘旋转，随后夹紧进入滑道，当秧苗到达由开沟器开出的沟中时，夹持器打开，随后由覆土镇压轮覆土压实，完成整个移栽过程[8]。
2.4 撓性圆盘式移栽机
该机型主要由挠性植苗圆盘、输送带、开沟器和覆土轮等组成。栽植作业时，由人工将秧苗放到输送带的槽内，通过输送带将秧苗喂入栽植圆盘中，秧苗随着挠性圆盘转动，当达到垂直状态时，两挠性圆盘分离，秧苗进入由开沟器开出的沟中，然后覆土轮覆土压实，作业完成[9]。
除以上列举的通用型移栽机以外，目前我国市场上还有几款专门针对红薯移栽的移栽机。如山西省运城市农机研究所与运城市恒达精工机电有限公司联合研制的2ZY-2A型自走式红薯苗移栽机、江苏南通富来威研制的2CGF-2甘薯复式移栽机等，主要组成部分及工作原理与通用移栽机相同。
3 存在的问题
上述列举的移栽机械，无论是专门针对红薯移栽的红薯移栽机，还是通用移栽机，都在一定程度上推动了红薯移栽机械化的发展。但以上机型都需要投入大量人工去剪苗、分苗、喂苗等，移栽机械化进程在此问题上长期停滞不前，没有取得实质性的突破。
3.1 红薯移栽机械化与农艺现状脱离 如市场通用的移栽机械大多是直立栽植幼苗，即使是专门针对红薯的移栽机也很难满足红薯幼苗的船形法、钩形法种植等要求。在覆膜垄上进行作业时，市场上主流的红薯移栽机在移栽作业时会对塑料薄膜造成破坏，影响塑料薄膜的保温性能[10]。
3.2 自动化、智能化程度较低
当前的红薯移栽机以纯机械结构为主，很少与智能装备结合，无法根据不同的土壤条件、地形特征、结薯要求等条件来改变种植方法，适应性较差。
3.3 农业移栽机械的研制与生产
主要依靠抄袭、仿制国外机型，没有形成适合我国国情的移栽机标准和体系。
4 红薯移栽机的发展趋势
红薯移栽机将由人工剪苗、分苗、喂苗的半自动化机型向功能更加完备的全自动移栽机方向发展。未来的红薯移栽机将会与各种传感器、单片机、PLC控制器等智能装备紧密结合，突破当前移栽机必须依靠人工的瓶颈，集旋耕、起垄、覆膜、移栽、浇水、施肥等功能于一体。另外，将来可供选擇的机型种类较多，能够适应不同的需求。
将红薯的农艺特点与红薯移栽机的研发生产相结合，研制出结构简单、工作质量稳定、效率高、成本低的移栽机械。未来的红薯移栽机将会根据不同的农艺需求来调整栽植方法、速度等。各种移栽机及其零配件的将会形成统一标准，形成制度化、规范化的市场。
当前我国农机市场各种移栽机琳琅满目，红薯移栽机的质量也是参差不齐，难以保障。未来将会有专业权威部门或机构对红薯移栽机等农业机械进行可行性分析、测试，根据试验的结果对其进行等级评估，并出具质量验证报告。
参考文献
[1]邵虹.论红薯的营养价值与药用价值[J].食品工业科技，2002（5）：74-75.
[2]周增学.红薯的营养价值与保健功能[J].食品与药品，2006（8）：75-76.
[3]胡良龙，胡志超，谢一芝，田立佳，计福来，王冰.我国甘薯生产机械化技术路线研究[J].中国农机化，2011（6）：20-25.
[4]胡良龙，计福来，王冰，凌小燕，胡志超，于向涛. 国内甘薯机械移栽技术发展动态[J].中国农机化学报，2015（3）：
289-291，317.
[5]盧勇涛，李亚雄，刘洋，李斌，王涛.国内外移栽机及移栽技术现状分析[J].新疆农机化，2011（3）：29-32.
[6]潘启明.国内外移栽机技术现状和发展趋势[J].安徽农业科学，2013（31）：12478-12479，12496.
[7]牛钊君，张伟，付晓明.全自动玉米钵育移栽机发展趋势的研究[J].农机化研究，2014（7）：241-244.
[8]刘存祥，李晓虎，岳修满，赵汉雨.我国旱地移栽机的现状与发展趋势[J].农机化研究，2012（11）：249-252.
[9]张冕，姬江涛，杜新武.国内外移栽机研究现状与展望[J]. 农业工程，2012（2）：21-23.
[10]苏国修，法丹丹，牛欢，贾泽鋆.红薯高产高效栽培技术规程[J].农技服务，2013（10）：1046-1047.
作者简介：申屠留芳（1965-），女，浙江东阳人，博士，教授，主要从事机械设计及理论、农业装备设计与制造方面研究。