蔬菜嫁接机器人推广前景

嫁接机器人的优势

近几年,我国温室大棚种瓜种菜发展迅速,为减轻连作病害,嫁接十分普遍。人工嫁接费力费时,特别是对专门从事种苗生产的基地来说,成本高、强度大。蔬菜嫁接机器人,采用计算机控制系统进行自动化操作有效地破解了这一难题。这种蔬菜嫁接机器人是根据温室大棚来设计的,适用于黄瓜、西瓜、南瓜、甜瓜等的嫁接。

以黄瓜生产为例,长期以来嫁接作业一直是靠人工来完成的。每到黄瓜嫁接时节,菜农都要集中大批人员突击完成,嫁接合适时期只有3天～5天,667m2地块需4000多棵,是一项时间紧迫、作业量大的工作。人工作业平均每小时只能嫁接完成60棵～120棵,很难满足时间要求,并且嫁接成活率低。用机器嫁接,1h平均最低嫁接200棵,2天作业时间就可完成了。现在,人工嫁接根据操作员的技术熟练程度有所不同,成活率不能保证,平均在70%左右,而机器嫁接成活率在90%以上,采用嫁接机器人工厂化管理方式可保持嫁接苗生长一致,生长健壮。

自动化嫁接主要机型与技术难点

1986年日本农林水产省生物系特定产业技术研究推进机构协同相关公司在世界上率先开始研究嫁接机,经过3代试验样机的探索,1993年开始先后开发出多种类型的嫁接机器人。其中,包括日本井关农机公司研制的R800B/T型半自动式嫁接机,生产能力为800株,小时,适用于嫁接瓜类和茄果类蔬菜:洋马农机公司研制的AG1000型全自动式和600T型半自动式嫁接机,前者生产能力为1000株/小时,适用于茄科,后者为600株/小时,用于瓜类嫁接:TGR研究所研制的整列式全自动嫁接机,采用粘接剂替代嫁接夹来固定砧木和接穗,生产能力为1000株/小时。

20世纪90年代初,韩国也开发出半自动式机械嫁接机,最高生产率可达310株,小时,该机体积小、价格低,采用靠接法。由于价格低廉,在韩国、日本和中国都有很大的销量。

1998年,中国农业大学研制出2JSZ-600型自动化蔬菜嫁接机器人。该机使用贴接式方法嫁接,实现了砧木和接穗的送苗、切削、上嫁接夹等自动化作业,自动化程度较高,适用于瓜类蔬菜嫁接,生产能力达到600株/小时。

目前,日本开发出的嫁接机器人,自动化程度高,价格也较高,一般在35万元～200万元人民币之间,非一般农户和中小型育苗中心所能承受。韩国开发的嫁接机器人由于结构简单,体积小,仅3000元人民币左右,但是,该嫁接机器主要采用靠接式嫁接法,嫁接作业程序较繁杂,只适合小规模育苗。

与人工插接嫁接作业相比,采用自动嫁接机器人进行嫁接作业,不仅可以提高作业速度,同时可以提高嫁接作业质量,增加嫁接苗的愈合成活率,适合批量工厂化嫁接育苗生产。但是,机械嫁接对砧木苗的质量要求较高。

嫁接机器人的推广

蔬菜嫁接机器人的研制成功,对于提高我国蔬菜育苗、嫁接自动化水平,提高农业劳动效率,促进蔬菜瓜果生产的规模化和产业化具有十分重要的意义。嫁接栽培技术已在我国设施瓜类生产中得到推广应用。根据2JC-350型蔬菜插接式自动嫁接机器人的实验结果,该机每天可生产嫁接苗2500株,每年嫁接机器人作业以60天计(早晚西瓜、早晚甜瓜、黄瓜嫁接等),每台嫁接机器人嫁接作业总量可达15万株嫁接苗,综合损失以20%计,单机可满足西瓜种植面积16公顷,或黄瓜2.67公顷。2JC-350型嫁接机器人作业生产能力为人工的3倍,作业人数2人,使用嫁接机器人作业只需要人工作业人数的2/3,如果人工费每天以40元计,那么,嫁接机器人通过125个工作日约合2年,就可以收回嫁接机器人的购置费,更重要的是使用嫁接机器人有利于推广蔬菜嫁接育苗技术。

自动化嫁接机器人的推广和应用取决于以下因素首先,要有广泛的市场需求:另外,还要有一定的技术基础。目前,我国有一定规模的设施农业科技园区已达1万多个。如在北京地区,市郊设施蔬菜生产的发展非常迅猛,近两年在顺义、大兴、房山、密云等地均新增成群连片的保护地面积达10万亩(0.67万公顷)以上,形成了种植上的规模化。我国北方地区、西北地区也形成了多处大规模的设施蔬菜生产基地。近年来,温室大棚等设施农业呈现向南方发展的趋势,瓜菜嫁接技术在安徽、浙江、广西、海南等地区得到迅速推广,种植黄瓜、西瓜、甜瓜、茄子、番茄的嫁接技术已有了相当的基础,迫切需要实现嫁接苗的自动化生产和提供商品化的嫁接苗供应。

目前,我国各地农村正在积极调整种植结构,加强科技投入,采用先进技术,以提高市场竞争能力,实施农业现代化、产业化的意识大大加强,步伐明显加快。北京、上海、广州、沈阳等城市率先建立起工厂化农业高效示范园区。山东、安徽、浙江、海南等省正在兴建嫁接育苗场。这些大规模的嫁接育苗场,只有通过高速、高质、自动化的嫁接机器人技术,才能在短时间内完成优质的商品化嫁接生产。可以说,我国蔬菜、瓜果的生产和设施农业技术的发展已经具备了大力发展自动嫁接机器人技术的基础和条件,因此要不失时机地抓住机遇,发展自动化嫁接技术,形成产业化,使高新技术迅速转化为生产力,促进我国设施农业自动化生产实现跨越式发展。