外国林业播种育苗现况及启发

1 林木容器育苗技术及其精量播种装备

林木容器育苗技术是根据不同树种生长特性，采用与其相适应的各种规格容器装入配制好的营养土（基质）进行育苗。该技术的主要优点是苗木根系完整，造林成活率高，造林后缓苗期短、生长速度快等。主要技术特点是苗木在贮存、运输过程中根系及湿润的基质能得到容器的保护，基质中含有的水分和养分仍可继续为苗木所利用，而裸根苗在起苗和运输过程中会损伤一部分根系、顶芽和枝叶。林木容器育苗精量播种装备是以采用机械化、自动化、智能化等技术手段完成林木育苗穴盘精量、精准播种作业的装备，而由一次性完成苗盘基质装填、压穴、播种、覆土、喷淋作业的育苗成套机械化装备组成的生产线为育苗装播生产线。该装备由基质装填机、苗盘压穴机构、精量播种机、覆土机、喷淋机等组成。林业育苗装播生产线工作流程如图1所示。此外，还可以根据实际生产需要再配套基质预处理搅拌机，苗盘消毒机，种子预处理的去翅机、精选机等。林木容器育苗精量播种生产线的关键设备是精量播种机，而精量播种机的核心机构为播种机构。林木种子种类繁多、形状差异大，国内外机械学专家针对播种的特点，提出了多种排种原理和播种方式。排种器按工作方式可分为机械式、振动式、磁吸式和气力式 4 种；因各种排种器的结构、基本原理、运动规律、控制排量方式及其在载体上的配置不同，按其结构形式又可分为针式播种机、板式播种机和滚筒式播种机；按自动化程度不同，还可以分为半自动播种机和全自动播种机。

2国外林木容器育苗精量播种装备现状

国外林木容器育苗精量播种装备技术发展迅猛，育苗装播生产线自动化程度高、性能稳定，其精量播种机的播种机构大多采用气吸式和振动式，比较适宜播种小粒种子且播种精度高，最早为机械窝眼式播种机，随着气动技术及其元件制造水平的提高，已发展到气吹式精密播种机，并形成了多种系列不同规格的产品。其生产线可一次完成苗盘基质装填、压穴、播种、覆土和浇水等多道工序，根据种子规格可快速完成播种机构的更换，控制精准。国外林木容器育苗装播线的精量播种机按其自动化程度主要分为半自动播种机和全自动播种机两种类型。半自动播种机必须由人工操作，配合机器运转，这样可以节省50％以上的劳动力；全自动播种机按流水线操作，播种效率可提高几十倍甚至几百倍，而且播种的深浅、压实程度、覆料的厚薄一致性等效果非常好。精量播种机的播种原理大都是应用真空吸附原理，播种机通常配有一个真空发生装置（真空发生器或真空泵），利用真空把种子吸附到针管小孔或滚筒小孔上，然后把吸附有种子的针管小孔或滚筒小孔对准各个穴孔，切换掉真空负压，原来吸附的种子便落到穴孔之中。以下为国外几种典型的林木育苗装播设备。

（1）美国 Blackmore 公司主要生产针式、滚筒式精量播种机以及与基质搅拌机、装填机、喷淋机等组成的装播生产线。Cylinder式气吸播种机可以变换 4 种滚筒式播种器，并能迅速完成设定，以实现不同规格育苗盘的播种，作业效率不低于 1200 盘/h，播种适应性强。Turbo/Needle气吸式播种机如图 2 所示，其每小时可播种300多个苗盘。

（2） 意大利 MOSA 公司生产的装播线有 M-SNSL200型针式播种生产线，M-DSL800 型、M－DSL1200型机械滚筒式播种生产线，M－SDS600 型、MEDSL1200型电子流滚筒式播种生产线等。M-SNSL200 型装播生产线如图 3 所示，其包含 TO55.S 型播种机，特别适合于各类原种子的播种。该生产线各台设备之间连接紧凑、工作配合严密，播种精度几乎达 100%；整条线总长4.7m，在 220V 单相电力条件下即可运行。

（3）英国 Hamilton 公司的产品主要有针式播种机、滚筒式播种机以及各种精量播种生产线。Handy 系列播种机适用于小粒种子手动播种，吸种孔直径为 0.3mm和0.5mm 两种。Natural 系列针式精量播种机实际上是自动的管式播种机，只需配置几种规格的针头就可以播种质量不同、形状各异的种子，且播种精度高；该机配套动力为空压机，输送胶带采用步进式运动，播种速度为100～200 盘/h；该机的工作原理是负压吸种，正压吹种，配备有0.1、0.3、0.5mm 的针式吸嘴，为防止种子中杂质堵塞吸嘴，还配置有自清洗式吸嘴，播种时可从吸嘴针管内伸出清洗针清洗吸嘴。Hamilton 公司的滚筒式播种机如图 4 所示，该机利用带孔的滚筒进行精量播种。其工作原理是种子由位于滚筒上方的漏斗喂入，滚筒的上部是真空室，种子被吸附在滚筒表面的吸孔中，多余的种子被气流和刮种器清理。当滚筒转到穴盘的上方时，吸孔与大气连通，真空消失，并与弱正压气流相通，种子下落到穴盘中；滚筒继续滚动，且与强正压气流相通，清洗滚筒吸孔，为下一次吸种做准备。该机由光电传感器信号控制播种动作的开始与结束，滚筒的转速可以调节。该滚筒式播种机的特点是速度快，每小时可播种 800～1200 盘，但其在更换种子或穴盘时需要更换滚筒，重设播种起始行、光电传感器位置、播种压力和吹气压力等技术参数。

（4）荷兰 Visser 公司和澳大利亚 Williames 公司的精量播种设备主要用于工厂化播种育苗作业。Visser 公司主要生产半自动、全自动针式和滚筒式的精量播种机。各系列的精量播种机均采用气吸式工作原理，自动化程度高，并配有智能化播种监测系统。Williames 的设备主要是滚筒式（型号为 ST750、ST1500）。Visser 公司的精量播种生产线如图 5 所示。

（5）韩国大东机电株式会社 Helper 精量播种机有手持式、板式、家用针式、自动针式等，其可进行林木、蔬菜、花卉种子的播种育苗。Helper SD1200S 型多功能精量播种机适合各种规格的播种盘，可完成压土、播种、覆土等项作业，生产效率为 150 盘/h；SD-900W 型宽幅镇压播种机生产效率为 400 盘/h。SD-1500 型穴盘精量播种系统采用真空气吸方式，播种整齐度高。Helper精量播种生产线如图 6 所示。通过以上对国外穴盘精量播种设备的介绍可以看出，国外的容器育苗装播设备技术完善，产品成熟，播种器多采用真空吸附原理，对种子的适应性强，设备从小型到大型，再到播种生产线，既能满足规模较小的播种需求，也能满足大规模林木容器播种育苗的需求。现有的许多播种设备已经融合了液压气动技术和电子技术，实现了机电一体化，大大提高了播种设备的自动化水平及作业效率。

3 林木容器育苗装备发展趋势

随着现代林业的发展，对容器育苗播种的要求越来越高，市场容量也不断扩大。容器育苗精量播种装备作为实现精量播种的主要途径，其发展趋势主要体现在以下几方面。

3.1提高容器育苗精量播种装备的智能化

将自动控制技术、气动控制技术和智能化图像识别技术等应用于精量播种设备中，对播种过程进行适时监控，出现漏播、错播时可以及时调整或发出报警信号，从而提高播种效率和播种精度。

3.2提高设备的通用性

通过对设备进行简单改造，不仅能够满足林业不同树种的播种育苗需求，还能够满足花卉、蔬菜等播种育苗的需要。提高整体设备的通用性和多功能性，有利于提高设备的使用率，降低用户的使用成本，便于设备的推广应用。

3.3大力开展两极化设备研究

林木容器育苗播种装备两极化设备的研究，主要体现在以下两个方面：①设备功能全面、技术集成度高，供高端用户使用；②简而精的低成本小型专用设备，其移动性好、体积小、操作简单、播种精度高，供中低端用户使用。

4我国林木容器育苗播种装备发展中存在的问题

我国现阶段林木容器育苗播种生产线的机械化程度还很低，主要以简单工具播种或借用农用单一播种设备，严重制约了我国林木容器育苗精细化作业的发展。我国现阶段林木容器育苗播种生产线设备在发展应用过程中存在的制约因素主要有以下几方面。

4.1 设备整体工作可靠性低

我国现阶段研制的容器育苗成套播种设备整体可靠性较低，播种质量不稳定，影响了林木容器育苗播种设备的推广应用。

4.2 自主创新能力有待进一步提高

我国容器育苗装备还处于对国外技术的模仿阶段，没有形成具有独立特点的装播设备，自主创新能力还有待于进一步提高。研制具有自主知识产权的装播设备和设施、形成系列化和规范化是我国现代林业建设和发展的需要。

4.3 统一的技术标准有待完善

目前，我国对林木容器育苗装备还没有规范的技术标准，不利于林木容器育苗技术在林业生产中的广泛应用。因此应尽快制定相应的技术标准，进一步完善已有的技术标准。