周洵澤 嚴(yán)偉 王云霞 劉宏俊 張文毅

摘要：甘薯機(jī)械化移栽是目前甘薯機(jī)械化種植的薄弱環(huán)節(jié)，由于薯苗生長(zhǎng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的莖稈彎曲及群體糾纏等物理特性，移栽過(guò)程中的分苗取苗技術(shù)已成為制約甘薯自動(dòng)移栽機(jī)設(shè)計(jì)和發(fā)展而亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)闡述國(guó)內(nèi)外甘薯分苗取苗技術(shù)的研究現(xiàn)狀，對(duì)目前投入使用的甘薯自動(dòng)移栽機(jī)進(jìn)行比較，得出現(xiàn)有甘薯自動(dòng)移栽機(jī)存在人工參與度過(guò)高、甘薯分苗專(zhuān)用裝置少和地區(qū)差異大等問(wèn)題。提出設(shè)立甘薯標(biāo)準(zhǔn)化育苗剪苗規(guī)范、細(xì)化移栽過(guò)程，加強(qiáng)視覺(jué)識(shí)別和信息技術(shù)的應(yīng)用等發(fā)展建議，為甘薯機(jī)械化移栽分苗取苗技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：甘薯；裸苗；分苗；種植

中圖分類(lèi)號(hào)：S223.93

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-5553 （2023） 03-0035-06

Abstract： The mechanized transplanting of sweet potato is the weak link of the current mechanized sweet potato planting. Due to the physical characteristics such as stem bending and group entanglement which may occur during the growth of sweet potato seedlings， the technology of dividing seedlings and taking seedlings during the transplanting process has become a key problem which restricts the design and development of automatic sweet potato transplanters and needs to be solved urgently. This paper expounds the research status of sweet potato seedlings and harvesting technology at home and abroad， analyzes the problems existing in the sweet potato automatic transplanters currently in use， such as too high manual participation， few special devices for sweet potato seedling and great regional differences. This paper puts forward the relevant suggestions and countermeasures， such as establishing the standard of sweet potato seedling raising and cutting， refining the transplanting process， strengthening the application of visual identification and information technology， for the development direction of sweet potato automatic seedlings and harvesting technology.

Keywords： sweet potato； bare seedlings； dividing seedlings； planting

0引言

甘薯（Ipomoea batatas （L.） Lam.），又稱(chēng)紅薯、地瓜、白薯、紅苕、番薯、山芋等，是一年或多年生蔓生雙子葉植物，屬于旋花科甘薯屬（Ipomoea）［1］。甘薯原產(chǎn)于南美洲及大、小安列斯群島，由于其性喜溫、不耐寒等特點(diǎn)，目前廣泛種植于北緯40°以南的亞熱帶及熱帶區(qū)域中120余個(gè)國(guó)家和地區(qū)［2］，其中，以亞洲種植面積最大，非洲及美洲分列第二第三［3］。鑒于甘薯適應(yīng)性強(qiáng)，在栽種、生長(zhǎng)過(guò)程中相較于其他作物綜合投入少，但在不同種植條件下仍能保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，營(yíng)養(yǎng)豐富的特點(diǎn)，不僅被世衛(wèi)組織推薦為最佳食物，還是目前全球種植的主要作物之一，可用于作為鮮食產(chǎn)品、淀粉加工、食品加工、葉菜和觀賞等［4］。

自16世紀(jì)末甘薯從福建和廣東沿海傳入中國(guó)以來(lái)，中國(guó)一直穩(wěn)居世界第一大甘薯生產(chǎn)國(guó)之位，據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)中國(guó)甘薯種植面積及總產(chǎn)量分別穩(wěn)定在2 100 khm2和50 000 kt左右，以1/3世界甘薯種植面積實(shí)現(xiàn)世界甘薯總產(chǎn)量的60%左右，其中，2020年我國(guó)甘薯出產(chǎn)率約為21 t/hm2，遠(yuǎn)超世界甘薯平均出產(chǎn)率的12 t/hm2［5］。此外，由于我國(guó)地域遼闊，甘薯種植分布較廣，不同地區(qū)甘薯種植會(huì)隨著氣候模式、甘薯生態(tài)型、栽培習(xí)慣、土壤類(lèi)型等差異而存在區(qū)別，一般將甘薯種植區(qū)分為三大薯區(qū)：北方薯區(qū)、南方薯區(qū)以及長(zhǎng)江中下游薯區(qū)［6］。

甘薯種植過(guò)程復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度較高，主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括育苗、剪苗、起壟、移栽、田間管理等。其中，薯苗的培育，一般采用苗床育苗，且為減少甘薯受病毒的影響，在剪苗過(guò)程中采用高剪苗方式，來(lái)降低甘薯苗帶病概率，使得甘薯苗的移栽成為典型的裸苗移栽［7］。相比缽苗移栽，裸苗移栽過(guò)程中對(duì)于分苗取苗作業(yè)的要求更高，高效準(zhǔn)確地裸苗分苗難以實(shí)現(xiàn)，目前廣泛采用的是半自動(dòng)移栽機(jī)，即采用人工進(jìn)行分苗作業(yè)，極大限制了自動(dòng)移栽機(jī)的生產(chǎn)效率，增加了甘薯移栽生產(chǎn)成本。為此，分析國(guó)內(nèi)外甘薯移栽相關(guān)裸苗分苗取苗技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，為進(jìn)一步研發(fā)全自動(dòng)分苗取苗裝置和甘薯自動(dòng)移栽機(jī)構(gòu)提供參考。

1國(guó)內(nèi)外甘薯移栽機(jī)研究現(xiàn)狀

1.1國(guó)外甘薯移栽機(jī)研究現(xiàn)狀

目前，在日、美、韓等發(fā)達(dá)國(guó)家的甘薯生產(chǎn)過(guò)程中，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了全面的機(jī)械化作業(yè)，大量田間工作依靠機(jī)械得以完成，勞動(dòng)強(qiáng)度相較于傳統(tǒng)種植方式大大降低［8］。在自動(dòng)移栽機(jī)的研究方面，由于各國(guó)地域特色不同，而存在較大的差異。

美國(guó)的甘薯種植主要集中在北卡羅萊納州、密西西比州、路易斯安娜州以及阿肯色州等南部州的大農(nóng)場(chǎng)中，土壤以沙壤土為主，使得其主流的甘薯種植模式是大規(guī)模集約化生產(chǎn)，突出特點(diǎn)為種植機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化、大型化，對(duì)我國(guó)以新疆、河南、河北等省為代表的北方薯區(qū)的規(guī)?；善N植具有借鑒和指導(dǎo)作用。目前，美國(guó)主流使用的移栽機(jī)有兩種，主要區(qū)別在于一次移栽所栽插的壟數(shù)和移栽過(guò)程中人工選苗和分苗的分工不同。舊型號(hào)的移栽機(jī)采用拖拉機(jī)牽引，一組三人作業(yè)，一人駕駛兩人分苗，移栽過(guò)程中主要是單壟移栽為主；80年代初開(kāi)發(fā)應(yīng)用的新型高效移栽機(jī)則是采用多壟移栽同時(shí)進(jìn)行，除駕駛員外隨行人員每人負(fù)責(zé)一壟，最高栽插速度可達(dá)每人70～80株/min，相比于舊型號(hào)產(chǎn)能提高一倍［9］。

日韓等國(guó)的甘薯種植受限于地形及土地面積原因，更多的是以小型化為主，在丘陵地區(qū)地形以及以火山土為主的土壤類(lèi)型的限制下，日本的甘薯種植模式主要以覆膜栽插為主，注重農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合，對(duì)我國(guó)大多數(shù)的小規(guī)模、個(gè)體化的甘薯種植戶(hù)而言具有借鑒意義。日本井關(guān)農(nóng)機(jī)生產(chǎn)的PVH1系列通用自走移栽機(jī)采用鉗夾式的移栽機(jī)構(gòu)，不僅可以實(shí)現(xiàn)膜上移栽，還能夠完成斜插法和船形法等不同的甘薯移栽插方式［10］。

1.2國(guó)內(nèi)甘薯移栽機(jī)研究現(xiàn)狀

我國(guó)國(guó)內(nèi)甘薯種植地域差異較大，種植模式多樣，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的甘薯耕種收機(jī)械在我國(guó)難以得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用。2021年，國(guó)內(nèi)甘薯耕種收綜合機(jī)械化率僅有26%，遠(yuǎn)低于全國(guó)農(nóng)作物平均耕種收綜合機(jī)械化率的70%。其中，甘薯起壟機(jī)械的機(jī)械化率在50%以上，收獲機(jī)械在30%以上，而移栽機(jī)械的機(jī)械化率不足3%，甘薯移栽機(jī)的發(fā)展成為甘薯耕種收機(jī)械化率提高的掣肘。

國(guó)內(nèi)甘薯移栽機(jī)按照秧苗的輸送方式不同，可以分為傳送帶式、吊杯式、鏈夾式、鉗夾式等多種形式，分別適應(yīng)不同情況下的甘薯移栽作業(yè)［11］。此外，在國(guó)家的大力支持下，甘薯移栽機(jī)構(gòu)還出現(xiàn)了很多具有獨(dú)創(chuàng)性思維的結(jié)構(gòu)和作業(yè)形式，如山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所研制的脈沖式破膜注水移栽機(jī)［12］、河北農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所提出的一種甘薯橫插栽植方法及其移栽機(jī)械［13］，為甘薯移栽機(jī)構(gòu)創(chuàng)新提出新的思路。

潘志國(guó)等［14］采用連桿機(jī)構(gòu)和種苗運(yùn)輸機(jī)構(gòu)相配合設(shè)置，設(shè)計(jì)了一款手扶式的甘薯移栽機(jī)如圖1所示。在對(duì)甘薯苗的夾持機(jī)構(gòu)選擇上，采用了合手式柔性護(hù)苗移栽機(jī)構(gòu)，依靠曲柄連桿機(jī)構(gòu)和凸輪等結(jié)構(gòu)的綜合使用，完成夾取臂的弧形曲線的工作軌跡和同時(shí)開(kāi)合的工作狀態(tài)的有效配合，完成將甘薯苗從送苗槽上取下后呈船型栽植至土壤中，降低甘薯苗的損傷率，提高甘薯苗移栽的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，增加甘薯產(chǎn)量。

嚴(yán)偉等［1519］針對(duì)甘薯移栽工作，做了一系列的相關(guān)研究，設(shè)計(jì)了從移栽投苗機(jī)構(gòu)到覆土鎮(zhèn)壓裝置的一整套的專(zhuān)利成果，并以此為基礎(chǔ)，研發(fā)了多款甘薯移栽機(jī)如圖2所示。其中，對(duì)于甘薯苗在移栽過(guò)程中的取苗栽植，采用的是以L型布置的柔性帶進(jìn)行夾持傳輸。整體結(jié)構(gòu)包括輸送帶和夾持帶兩部分，均布置有橫置帶段和豎直帶段兩部分，在輸送過(guò)程中，依靠人工分苗后將甘薯苗按輸送帶上設(shè)計(jì)的容置槽進(jìn)行定位放置，隨著輸送帶的轉(zhuǎn)動(dòng)，甘薯苗被帶入夾持帶和輸送帶的傾斜帶段區(qū)域，完成貼合夾持工作，在柔性帶的作用下，薯苗一直保持在容置槽內(nèi)，并隨著柔性帶的轉(zhuǎn)動(dòng)傳送至豎直帶段的下端，隨著豎直帶段末端夾持帶和輸送帶的分離，薯苗從容置槽中脫出，在自身重力的作用下，落入預(yù)定的栽植位置，進(jìn)行后續(xù)的覆土工作。

吳亦鵬等［20］設(shè)計(jì)了一款具有覆膜兼開(kāi)苗口功能的甘薯移栽裝置，在采用鏈夾式栽植機(jī)構(gòu)完成甘薯苗的移栽后，配合覆膜裝置和切膜裝置，按栽植間距在膜上切割出苗口，從而實(shí)現(xiàn)在栽植后覆膜操作，避免了因先覆膜而導(dǎo)致的開(kāi)穴及甘薯苗定位投放復(fù)雜化的問(wèn)題，節(jié)省了勞動(dòng)力，提高了工作效率。

綜上，我國(guó)目前甘薯移栽機(jī)的研究得到了快速的發(fā)展，但同時(shí)也面臨著和國(guó)外先進(jìn)甘薯移栽機(jī)同樣的問(wèn)題。無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，目前甘薯移栽機(jī)的重點(diǎn)都停留在對(duì)甘薯苗栽插過(guò)程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少在栽插過(guò)程中的人工參與，提高甘薯苗的移栽效率，但從目前國(guó)內(nèi)外對(duì)甘薯移栽機(jī)械的研究成果來(lái)看，甘薯的栽插速率已明顯高于人工分苗速率，如何提高在移栽過(guò)程中對(duì)甘薯苗的分苗取苗速率，成為甘薯移栽機(jī)效率提升所面臨的新挑戰(zhàn)。

2國(guó)內(nèi)外甘薯裸苗分苗取苗技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

裸苗移栽作為國(guó)內(nèi)外種植棉花、蘆蒿、甘草、甘薯等作物的主要移栽形式，因其栽植農(nóng)藝的特殊性及植株復(fù)雜的生物性狀，使得其分苗難度一直比缽苗和穴盤(pán)苗等更高。薯苗作為裸苗的標(biāo)志性苗種之一，由于其自身的無(wú)序性，加之甘薯和蘆蒿、棉花等裸苗移栽作物相比，不需要帶根移栽，而是采用高剪苗的方式得到用于移栽的甘薯秧苗，使得甘薯秧苗存在葉片大、葉柄長(zhǎng)，莖稈較細(xì)且不規(guī)則等特點(diǎn)，大大增加了甘薯苗分苗的難度，使得甘薯裸苗分苗取苗作業(yè)一直依賴(lài)人工完成，效率低，成本高。

2.1國(guó)外甘薯裸苗分苗取苗技術(shù)

國(guó)外甘薯裸苗移栽主要以人工手動(dòng)分苗的半自動(dòng)移栽為主，美國(guó)的甘薯裸苗移栽主要以鏈夾式裸苗移栽機(jī)為主，首先采用機(jī)器選取甘薯苗，再通過(guò)車(chē)輛牽引裸苗移栽機(jī)移動(dòng)，可同時(shí)栽植數(shù)行，栽植效率大大提升。日本井關(guān)設(shè)計(jì)的小型自走形移栽機(jī)，是采用人工分苗取苗，將薯裸苗放在夾取苗的傳送帶上，然后將薯苗傳輸至插秧機(jī)構(gòu)夾取點(diǎn)，最后栽植入地。國(guó)外對(duì)于甘薯裸苗的移栽機(jī)器十分稀缺，由于甘薯苗自身特性，大多數(shù)還是需要先手動(dòng)分苗，再機(jī)械栽植，自動(dòng)化分苗的研究進(jìn)展十分緩慢。

2.2國(guó)內(nèi)甘薯裸苗分苗取苗技術(shù)

目前，為促進(jìn)甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高甘薯移栽作業(yè)效率，甘薯分苗取苗裝置研究成為重點(diǎn)，國(guó)內(nèi)主流的裸苗分苗取苗裝置有以下幾大類(lèi)：鏈帶式、外槽輪式、氣力式、振動(dòng)式和夾取式等。在目前國(guó)內(nèi)甘薯移栽機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，部分學(xué)者開(kāi)展甘薯裸苗分苗取苗關(guān)鍵技術(shù)研究，其中以鏈帶式、氣力式及振動(dòng)式甘薯裸苗分苗裝置為主，并取得一定成果。

武廣偉等［21］以鏈帶式為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一款用于甘薯裸苗固定的苗帶，研制相應(yīng)的送苗機(jī)構(gòu)如圖3所示。其中，苗帶依靠上下兩層扣帶上的凹槽對(duì)甘薯苗進(jìn)行定位，并通過(guò)其余位置的黏連層對(duì)定位后的甘薯苗進(jìn)行固定，使得甘薯苗呈有序、等距排列，完成后的苗帶可以卷起形成苗帶卷，便于運(yùn)輸和自動(dòng)化有序送苗。該裝置解決了在移栽過(guò)程中由于人工分苗引起的效率瓶頸，將分苗作業(yè)和移栽作業(yè)分開(kāi)進(jìn)行，提高移栽效率，但在將甘薯苗安裝至苗帶上時(shí)，仍需依靠人工進(jìn)行分苗、安裝作業(yè)，實(shí)際整體移栽過(guò)程所需勞動(dòng)力情況并未得到改善。

玄冠濤等［22］從甘薯苗群體糾纏的特性出發(fā)，設(shè)計(jì)一種振動(dòng)式的甘薯裸苗分苗裝置如圖4所示，將多株帶有莖葉交叉的甘薯苗投入分苗臺(tái)，由于分苗臺(tái)自身和水平方向呈一定夾角，使得甘薯苗在分苗臺(tái)上會(huì)隨著振動(dòng)逐漸下落。分苗臺(tái)由四部分組成：首先是喂苗區(qū)域，采用凸點(diǎn)板結(jié)構(gòu)以減緩薯苗的下滑速度；其次是分離區(qū)域，依靠褶皺狀隔板和壓板形成楔形的裸苗通道，使得薯苗在下落過(guò)程中分離，減少薯苗間彼此糾纏，實(shí)現(xiàn)初步分離；第三區(qū)域是改向區(qū)域，該區(qū)域中設(shè)置了多個(gè)折彎板，在薯苗下落過(guò)程中，經(jīng)過(guò)折彎板的同時(shí)由于折彎板兩側(cè)重量不同而向一側(cè)傾斜，形成由水平下落向豎直下落的轉(zhuǎn)向；最后是分隔運(yùn)輸區(qū)域，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向的甘薯苗落入分苗槽中，順著分苗槽繼續(xù)豎直下落直到落入傳送裝置。

鑒于薯苗大小不同，對(duì)振動(dòng)式甘薯裸苗分苗裝置分苗效果影響較大，張萬(wàn)枝等［23］設(shè)計(jì)一款振動(dòng)氣吸式甘薯裸苗自動(dòng)分苗裝置如圖5所示。

該裝置由苗箱和傳送苗帶兩部分組成，其中，苗箱設(shè)置有振動(dòng)器來(lái)施加一定的振動(dòng)激勵(lì)，將成捆的甘薯裸苗振散，從而滑落至傳送苗帶；傳送苗帶為氣吸式傳送帶，苗帶整體外側(cè)面設(shè)有沿周向分布的苗槽，苗槽底部開(kāi)設(shè)氣孔；在苗箱和傳送帶相交匯處，為苗箱的出料口，設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的毛刷輥和與吸風(fēng)機(jī)相連的氣室，甘薯裸苗落至傳送帶上后，由于氣室內(nèi)外壓差，經(jīng)由苗槽上的氣孔被吸附在傳送帶上，毛刷輥的旋轉(zhuǎn)對(duì)苗槽外的甘薯苗進(jìn)行阻隔，使得傳送帶上的苗槽內(nèi)除被吸附的甘薯苗外無(wú)其余雜亂的甘薯裸苗，保證了甘薯分苗的單株化。

這兩種基于振動(dòng)原理的甘薯裸苗分苗裝置從理論上而言，確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)甘薯裸苗的單株有序化分離。但從實(shí)際情況而言，甘薯苗的群體糾纏以及莖稈彎曲等特性隨著收割茬數(shù)的增加而變得更加復(fù)雜，單純依靠簡(jiǎn)單的振動(dòng)激勵(lì)，對(duì)甘薯裸苗的振散效果不佳，分苗效果和預(yù)期結(jié)果差距較大。

可見(jiàn)，甘薯苗分苗問(wèn)題已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)學(xué)者的高度關(guān)注，并進(jìn)行了相關(guān)的探索和發(fā)展，但研究時(shí)間較短，對(duì)于甘薯苗葉片大、葉柄長(zhǎng)、莖稈細(xì)以及群體糾纏現(xiàn)象嚴(yán)重等問(wèn)題并沒(méi)有較好的解決方案，甘薯苗的單株化成為了對(duì)甘薯苗分苗和其他裸苗分苗相區(qū)別的最關(guān)鍵問(wèn)題?，F(xiàn)有的分苗機(jī)構(gòu)對(duì)于甘薯苗的姿態(tài)和群體糾纏等特性過(guò)度的理想化，與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中所需要進(jìn)行分苗的甘薯群體相去甚遠(yuǎn)。如何進(jìn)一步優(yōu)化甘薯苗的分苗機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)甘薯苗的單株有序化分苗，是目前甘薯移栽作業(yè)過(guò)程乃至整個(gè)甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。薯苗分苗取苗裝置分類(lèi)方式見(jiàn)表1。

3存在問(wèn)題和發(fā)展建議

3.1存在問(wèn)題

3.1.1人工參與度較高

現(xiàn)階段甘薯移栽機(jī)設(shè)計(jì)多為半自動(dòng)移栽機(jī)，只是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)栽植過(guò)程，取苗、喂苗過(guò)程仍然需要人工去完成，作業(yè)過(guò)程需要配備專(zhuān)門(mén)人員進(jìn)行分苗喂苗，沒(méi)有將勞動(dòng)力從甘薯移栽環(huán)節(jié)中完全解放出來(lái)。目前，甘薯移栽作業(yè)中分苗喂苗工作多以2人/壟的形式進(jìn)行，雖在一定程度上提高了分苗效率，但由于人工分苗作業(yè)受勞動(dòng)力因素影響較大，難以繼續(xù)提高分苗效率，對(duì)于甘薯移栽作業(yè)的快速發(fā)展造成了嚴(yán)重的阻礙。

3.1.2甘薯分苗專(zhuān)用裝置少

甘薯全自動(dòng)移栽機(jī)的研制還處于設(shè)計(jì)研究階段，主要原因在于甘薯苗的機(jī)械化分苗作業(yè)難度較大。甘薯苗自身的無(wú)序、群體糾纏等特性以及葉片大小不一、葉柄長(zhǎng)短不一、莖稈粗且不規(guī)則等特點(diǎn)，使得機(jī)械化分苗取苗工作難以實(shí)現(xiàn)，加上薯苗的育苗、分苗均沒(méi)有設(shè)立合適的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，更是導(dǎo)致薯苗的植株品質(zhì)差異較大，影響到分苗取苗的精確度，使得甘薯專(zhuān)用分苗裝置的設(shè)計(jì)存在一定的難度，難以實(shí)現(xiàn)大面積的推廣及使用。此外，對(duì)薯苗特性特點(diǎn)的研究與利用匱乏和對(duì)更高效分苗手段的探索與應(yīng)用不足，也使得甘薯專(zhuān)用分苗裝置的設(shè)計(jì)思路受到局限，難以推陳出新，針對(duì)性解決目前甘薯移栽中分苗作業(yè)所遇到的難題。

3.1.3地區(qū)差異較大

我國(guó)地域遼闊，不同地區(qū)地形、氣候等條件差異較大，使得甘薯的種植方式多樣，單一的移栽機(jī)構(gòu)無(wú)法適應(yīng)、實(shí)現(xiàn)通用。目前，國(guó)內(nèi)采用的甘薯移栽機(jī)械大多由國(guó)外樣機(jī)或其余裸苗作物移栽機(jī)發(fā)展演變而來(lái)，一方面沒(méi)有考慮到我國(guó)各個(gè)甘薯產(chǎn)區(qū)的地理位置、起壟技術(shù)以及栽植方式的差異性；另一方面沒(méi)有明確甘薯和其余裸苗作物的區(qū)別，突出甘薯苗自身特點(diǎn)并加以運(yùn)用。我國(guó)甘薯種植多以春薯為主，北方薯區(qū)由于氣候寒冷，大田種植，需進(jìn)行覆膜移栽；南方薯區(qū)由于地形原因，多為小田種植；長(zhǎng)江中下游薯區(qū)則是平原與丘陵兼顧，大小田種植均有分布［24］。這使三大薯區(qū)所需求的甘薯移栽機(jī)的功能需求差異較大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)通用機(jī)型推廣，對(duì)甘薯移栽機(jī)設(shè)計(jì)提出更多挑戰(zhàn)。

3.2發(fā)展建議

我國(guó)土壤類(lèi)型、地形條件、水肥條件以及氣候條件的不同，使得我國(guó)甘薯種植多樣化，無(wú)論是甘薯的品種還是甘薯的種植方式都有較大的不同。依據(jù)不同地區(qū)以及不同薯種的特點(diǎn)，從育苗階段開(kāi)始設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)化的育苗規(guī)范，實(shí)現(xiàn)工廠化育苗，為甘薯移栽起到輔助作用。此外，標(biāo)準(zhǔn)化育苗選苗能夠進(jìn)一步和甘薯移栽機(jī)上的分苗機(jī)構(gòu)相配合，逐步實(shí)現(xiàn)甘薯產(chǎn)業(yè)在不同地區(qū)的耕整地技術(shù)、種植技術(shù)、移栽技術(shù)分別相互配套，實(shí)現(xiàn)依據(jù)地域特性的農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)相結(jié)合的發(fā)展。

當(dāng)前我國(guó)甘薯移栽機(jī)以半自動(dòng)移栽為主，存在移栽效率低、移栽成本高等現(xiàn)象，成為制約我國(guó)甘薯移栽發(fā)展的主要問(wèn)題。對(duì)于甘薯苗的分苗難現(xiàn)象，主要問(wèn)題在于甘薯苗自身特性以及甘薯苗收獲時(shí)的不規(guī)范導(dǎo)致，設(shè)立相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化育苗剪苗規(guī)范，進(jìn)一步研制移栽用甘薯苗的剪苗機(jī)構(gòu)，可以初步解決由于群體糾纏引起的甘薯苗分苗困難的問(wèn)題。其次，在對(duì)于甘薯自動(dòng)移栽機(jī)的設(shè)計(jì)上來(lái)看，過(guò)分依賴(lài)于人工分苗的效率提升或是自動(dòng)分苗機(jī)構(gòu)的研制都將對(duì)甘薯自動(dòng)移栽機(jī)的效率產(chǎn)生不利影響，可將移栽過(guò)程進(jìn)一步分解，通過(guò)二次栽插的方式，將甘薯苗分苗難的問(wèn)題由田間向車(chē)間內(nèi)轉(zhuǎn)變，從而提高甘薯自動(dòng)移栽機(jī)在田間的工作效率。

對(duì)于甘薯苗分苗問(wèn)題，需要對(duì)甘薯苗的物理特性等進(jìn)行研究，在了解其生長(zhǎng)狀態(tài)及力學(xué)性質(zhì)后，可以采用機(jī)械設(shè)備與視覺(jué)識(shí)別和信息技術(shù)等相結(jié)合方式，以智能化、信息化的手段實(shí)現(xiàn)甘薯苗的精確識(shí)別、定位、夾取和分離作業(yè)，最終實(shí)現(xiàn)甘薯苗在車(chē)間內(nèi)的單株有序化分離，為甘薯移栽全自動(dòng)化提供良好的基礎(chǔ)，推動(dòng)甘薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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