蔬菜自动嫁接机在设施生产中的研究与应用

姜　凯　乔晓军　王　成

由于近几年蔬菜设施栽培面积的逐年增加，蔬菜栽培的重茬问题日益突出。连作造成土壤环境日益恶化、土传病虫害发生严重。目前，解决连作障碍的措施有轮作倒茬、土壤消毒、农药灌根等。但是，轮作倒茬周期较长，而土壤消毒和农药灌根等措施则造成农药残留多，且成本较高，防治效果不明显。比较而言，嫁接技术是目前解决瓜类蔬菜土传病害和连作障碍的有效途径之一。

什么是嫁接?

嫁接，是植物的人工营养繁殖方法之一。即将一种植物的枝或芽嫁接到另一种植物的茎或根上，使接在一起的两部分长成一个完整的植株。接上去的枝或芽，叫做接穗，被接的植物体，叫做砧木或台木。接穗一般选用具2个～4个芽的幼苗，嫁接后成为植物体的上部或顶部；砧木嫁接后成为植物体的根系部分。

嫁接的原理

嫁接是利用植物受伤后具有愈伤的机能来进行的。嫁接时，使两个伤面的形成层靠近并扎紧在一起，结果因细胞增生，彼此愈合成为维管组织连接在一起形成一个整体。影响嫁接成活的主要因素是接穗和砧木的亲和力，其次是嫁接的技术和嫁接后的管理。所谓亲合力，就是接穗和砧木在内部组织结构上、生理和遗传上，彼此相同或相近，从而能互相结合在一起的能力。亲和力高，嫁接成活率则高。反之，则嫁接成活率低。一般来说，植物亲缘关系越近，则亲和力越高。

嫁接的作用

增强植株抗病能力

如用黑籽南瓜作砧木嫁接的黄瓜，可有效地防治黄瓜枯萎病等土传病害，同时还可推迟霜霉病的发生期；用CRP(即刺茄)、番茄作砧木嫁接茄子，可以有效控制黄萎病等土传病害的发生。

提高植株耐低温能力

选用耐低温的砧木能提高嫁接苗的耐低温能力。同时，嫁接植株根系一般都较发达，抗逆性强。如用黑籽

南瓜嫁接的黄瓜在低温下根的伸长性好，在地温12℃～15℃、气温6℃～10℃时，根系仍能正常生长。

有利于克服连作障碍

如黄瓜根系脆弱，忌连作，日光温室栽培极易受到土壤积盐和有害物质的伤害。用黑籽南瓜嫁接以后，可以大大减轻土壤积盐和有害物质对嫁接植株的危害，从而克服连作障碍。

可扩大根系吸收范围和能力

嫁接植株根系较自根苗根系出现成倍增长。在相同面积上，嫁接植株可比自根苗多吸收氮钾30％左右、磷80％，且能利用土壤深层中的磷。

有利于提高产量

嫁接植株茎粗叶大，可使产量增加4成以上。如番茄用晚熟品种作砧木，早熟品种作接穗，则嫁接植株不仅保留了早熟性，而且可以大大延长结果期，提高总产量。

机械嫁接的必要性

嫁接用的砧木苗直径和接穗苗直径都较小，仅几毫米，并且幼苗脆嫩细弱，所以手工嫁接很耗费精力。而且，每个人所掌握的嫁接技术要领、手法及熟练程度不同，难以保证较高的嫁接质量和较高的成活率。，由于嫁接费工费时，有些地区出现了放弃嫁接栽培的现象，而靠大量施用农药防病治病。这样，不但造成了资源和财物浪费，更严重的是污染了蔬菜，破坏了生态环境，对人类健康构成威胁。蔬菜的手工嫁接技术，效率低、劳动强度大、嫁接苗成活率难以保证，因此已远远不能适应我国农业生产的要求。在我国，发展机械化、自动化的嫁接技术势在必行。

机械嫁接技术，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，把蔬菜苗茎秆直径为几毫米的砧木、接穗的切口嫁接为一体，使嫁接速度大幅度提高；同时由于砧、穗接合迅速，避免了切口长时间氧化和苗内液体的流失，从而大大提高嫁接成活率。

国外嫁接机介绍

◆井关GR800型嫁接机

GR800型自动嫁接机为生研机构的研究成果，转为井关农机会社生产，1993年10月井关将其商品推向市场。该机采用人工单株形式上苗，砧木和接穗均采用缝隙托架上苗，采用气动作为运动部件的动力，嫁接成功率达90％以上，嫁接生产能力为800株／h。

◆日本洋马AG1000型全自动嫁接机

日本洋马公司与生研机构协作，1993年开始研制全自动式嫁接机。1994年末，AG1000型全自动嫁接机开始上市销售。该机采用贴接法，以穴盘为单位输送砧木和接穗苗，切削后的砧木和接穗采用普通嫁接夹固定。嫁接成功率达到97％，但该机只适合于茄科蔬菜嫁接作业，生产率为1000株／h。

◆KGM0128型全自动嫁接机

1990年，日本TGR研究所以大规模育苗生产系统为目标开发研制全自动嫁接机，1993年，开发出商品化茄科用KGM0128型嫁接机，1995年，用于瓜科嫁接作业的嫁接机问世，目前小松公司主管销售。该嫁接机以穴盘为单位输送砧木和接穗苗，作业时砧木和接穗夹板分别一次夹持1列砧木和接穗进行整列切削整列对接，之后相继在对接处喷涂生物粘接剂和固化剂，1s左右时间粘接剂即可硬化，粘接剂起嫁接夹作用。该机采用平接法，生产率为1000株／h，嫁接成功率达97％。

◆日本洋马T600自动嫁接机

为降低大型嫁接机的造价，洋马公司于2003年推出了体积较小、操作方便的T600型半自动瓜科嫁接机。该机采用V型平接法，只能1人操作，操作人员分别将去土砧木和接穗以单株形式送到嫁接机的托苗架上，嫁接机自动完成砧木和接穗的切削、对接和上固定套管作业。该机生产率可达600株／h，嫁接成功率为98％。

◆韩国针式嫁接机

韩国Ideal System Co.LTD生产出采用针式嫁接法的全自动嫁接机。该机所用的嫁接针是陶瓷制五角形针，具有防止嫁接部位回转作用，固定性能好。主要用于嫁接茄科类蔬菜，包括番茄、茄子、辣椒。其嫁接作业能力为1200株／h，采用50孔穴盘培育砧木和嫁接苗，并直接以穴盘形式整盘上苗，一个嫁接作业循环可同时完成5株苗的嫁接作业。

国产品牌推荐

我国对蔬菜嫁接机的研究起步较晚，加之蔬菜嫁接育苗生产没有统一的标准模式，各种模式之间的育苗基质、育苗钵或盘、播种方法、催芽设施、育苗设施和嫁接苗愈合设施等都不相同，各类嫁接机独特的生产要求很难与不同的模式相吻合。因此，根据我国农村劳动力丰富、农民整体技术水平不高、育苗机械化程度低和经济水平不高的实际国情，我国应在研制全自动嫁接机快速提高嫁接育苗生产率的同时，大力开发价格低廉、操作简单可靠的小型半自动嫁接机，降低嫁接作业的难度，扩大嫁接育苗技术的推广使用，以适应我国当前蔬菜生产机械化进程的需要。

国外研制的嫁接机大部分以贴接法、靠接法进行嫁接，对秧苗的质量要求较高，当今还没有出现插接法的瓜类蔬菜嫁接机。在这种背景下，结合我国蔬菜嫁接生产模式，2008年由国家农业信息化工程技术研究中心环境控制部门与华南农业大学联合研发出气力旋转自动嫁接机。

气力旋转自动嫁接机主要以西瓜、黄瓜、甜瓜为嫁接对象，本机采用插接法进行嫁接，对砧木苗实施断根作业，2人操作，人工上苗；在PLC系统的控制下，自动完成砧木苗的夹持、断根切削、打孔作业，接穗苗的夹持、切削作业，以及接穗与砧木的对插结合，具有嫁接速度快、嫁接质量稳定、机构调节方便、操作简单、嫁接苗愈合缓苗快等特点。

该产品特点如下：

◎长60cm，宽45cm，高40cm，重15kg；

◎适用于瓜类作物(西瓜、黄瓜、甜瓜)嫁接；

◎插接——砧木断根嫁接法；

◎嫁接生产率达450株／h以上；

◎嫁接成功率90％以上；

◎采用气动系统输出、PLC系统控制，机构作业简单快速、稳定性与可调性高。

使用气力旋转自动嫁接机，有助于提高嫁接用秧苗的利用率、降低农药使用量、减少环境污染、降低劳动强度，节省人力资源，具有很好的经济效益和生态效益。另外，低廉的价格(仅为进口同类设备价格的25％左右)、稳定可靠的性能、并采用我国应用最为广泛的插接法嫁接，也非常符合我国的基本国情和用户需求。