果苗苗木起苗机的初步分析

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(国家林业局哈尔滨林业机械研究所，黑龙江 哈尔滨 150086)

研究与设计

果苗苗木起苗机的初步分析

吴昊，肖冰，王琦，张雅芳

(国家林业局哈尔滨林业机械研究所，黑龙江 哈尔滨 150086)

随着我国林木产业化发展速度的加快，果苗苗木培育正向标准化和规模化方向发展。目前果苗苗木起苗主要分为人工和机械两种方式，国外已广泛采用机械起苗方式，国内由于受技术条件等因素的限制，机械化起苗程度还相对较低，苗木起苗主要还是采用人工起苗的方式。论述了果苗起苗技术的基本要求，分析了果苗起苗机的总体设计。

果苗苗木；起苗机；起苗铲；分析

Abstract：With the acceleration of the industrialized development of forestry in China，the cultivation of fruit tree seedlings is developing towards standardization and scalization.Currently，fruit tree seedlings are lifted in two ways，i.e.manual seedling lifting and mechanical seedling lifting.Mechanical seedling lifting has been widely used abroad.However，due to the restrictions of such factors as technical conditions，the mechanized seedling lifting degree is relatively low and seedling lifting still mainly depends on the manual method.The basic requirements for the fruit tree seedling technology are discussed and the overall design of fruit tree seedling lifters is analyzed.

Keywords：fruit tree seedling；seedling lifting shovel

苗木出圃是果树栽培过程中的重要环节，这一环节对苗木根系的保护及后期移植栽培的成功均起着非常重要的作用。当前在我国的苗木培育中，苗木起苗主要还是采用人工作业的方式，这种起苗方式不仅劳动强度大，作业效率低，同时还容易对苗木根系造成损伤，导致移栽后的苗木长势不好和成活率低。采用起苗机起苗可以在确保苗木根系得到有效保护的前提下，尽可能地提高起苗工作效率和节约起苗成本，有利于推动苗木起苗作业的标准化、规范化及规模化发展，满足现代果木种植产业发展的需求[1-2]。

1 果苗起苗技术的基本要求

果苗苗木起苗技术根据具体的苗木品种有所不同，从总体情况来看，起苗技术均具有以下标准。①根据果苗具体的根系生长规律，确定相应的起苗深度，采取远起远挖的方式，通常起挖距离为距果苗20 cm处，同时果苗的主根长度应保持至少20 cm，在起苗过程中要特别注意对苗木根部的保护，不能损伤根部的皮、侧根及根须等部分，严禁损伤苗木的土上部分；②起苗应尽量选择在阴天进行，起苗时要对裸根苗木进行喷浆，条件允许的还可考虑喷洒蒸腾抑制剂，以尽可能地减少根系水分的损失；③要对苗木根系进行加工，对其中的劈裂根系、过长根系及病虫感染的根系进行修剪，部分苗木还应对其地上部分的枝叶加以修剪。采用果苗起苗机进行起苗时可以较好地满足上述技术要求，而采用人工方式起苗时往往会由于操作不当对苗木的根系造成不同程度的损伤，使得苗木后期成活率和长势受到影响。因此，采用起苗机进行机械起苗是今后发展的方向[3]。

2 果苗起苗机总体分析

2.1基本设计要求

根据目前果苗苗圃技术调查结果和专家及果农的建议，起苗机应满足以下要求：

(1)起苗深度25～40 cm，这一深度与果苗根系的生长和植树的要求基本吻合；

(2)起苗时不能移动和翻转土垡，只能切开或破碎，以免造成果苗的拔出或埋没；

(3)起苗刀的刀刃要锋利，以避免撕断果苗根系；

(4)起苗机具应设计合理，以免碰伤果苗。

根据园艺要求及林业行业标准—LY-T 1432.2001的设计要求，要求起苗机具有以下基本性能：

(1)起苗深度标准差应控制在3 cm以内，同时深度稳定性系数要保持在90%以上；

(2)起苗机的入土行程应在3 m以内；

(3)起苗机对苗木根须的损伤应控制在3%以内；

(4)起苗机运输时的离地间隙应不小于25 cm。

2.2 整体设计原则

在遵循园艺技术要求和国家行业标准的基础上，参考林木机械设计的原则和规范，果苗苗木起苗机整体结构设计原则为：首先要注意机具的作业条件、作业特点、机具性能的稳定性、实际使用时的安装方便等；其次，在保证机组工作可靠、通用性能好及配套合理的前提下，要注重机器结构的紧凑性，确保机器结构中的安装和连接工作部件的机架在作业时能够满足强度和刚度方面的需求，零部件的总成要作到相对独立，以方便维护和修理。

2.3 起苗机的总体结构

起苗机采取三点悬挂的方式与拖拉机相连，利用拖拉机上的液压装置来控制机具的动作。果苗苗木起苗机的整体结构示意图如图1所示。

图1 果苗苗木起苗机的整体结构示意图1.机架；2.齿轮轴；3.上悬挂点；4.耕宽调节器； 5.限深轮；6.阻力铲；7.起苗铲；8.抖动器

该起苗机主要由悬挂装置、机架、起苗铲、松土装置、阻力铲和限深轮、耕宽调节装置等组成。

2.4 基本工作原理

机架采取整体焊接结构，机具前部的悬挂机构与拖拉机的悬挂装置相连，上下悬挂孔采用可调式结构。起苗铲与机架同时运动，拖拉机悬挂机构及限深轮可调以控制起苗深度，入土后转动的限深轮还具有维持机架平衡稳定的作用，拖拉机后传动带抖动器对土壤进行振动筛分。

作业时首先需采用人工起苗方式为机具开出一块适宜的作业地块，然后对机具进行平衡调整，同时还要对限深轮和液压悬挂装置进行调整以确保起苗深度。起苗作业时为确保作业效率，采取围绕地块循环作业的方式进行。

起苗机作业时主要是对苗木根部土壤进行松土作业，拾苗人员只要轻微用力就可将其拔出，同时为机具返回作业清理出道路，方便其开展循环起苗作业。

2.5 起苗机的基本技术参数

本文介绍的起苗机动力选择东方红X804拖拉机，根据园艺要求及拖拉机的技术参数，拟定起苗机相关技术参数见表1。

表1 起苗机主要技术参数

项目技术参数连接作业方式三点悬挂作业配套动力/kW58.8机长/mm1750机宽/mm2800起苗深度/mm0～550作业幅宽/mm500生产率/棵·秒-15～10

2.6 起苗铲材质的选用

起苗铲在整个机具构成中占有非常重要的地位，其是机具中直接进行作业的部件，所以材质的选择至关重要，通常起苗铲材质的选择需要考虑使用性、工艺性和经济性几个方面。

(1)使用性是指材料在正常情况下具备的化学性能、物理性能及力学性能，是起苗铲选材的主要依据。选择的方法是首先对起苗铲的工作条件、环境及受力情况等进行分析，然后再对其进行失效分析，在此基础上根据性能分析得出对材料的性能要求。

(2)工艺性是指焊接性能、热处理性能、机械加工性能及压力加压性能和铸造性能，起苗铲的材质选择就是根据这些要求并结合其具体的工作环境来进行选择。

(3)经济性是指在材质选择上要尽可能做到经济节约，减少成本，但这种经济性原则要建立在材质能够满足工艺性和使用性要求的基础上。

综合以上三个方面的原则和要求，起苗铲材质选择时要注意材料密度、极限强度、耐磨性、泊松比及材料的可维护性及造价。在考虑各种因素后，确定选择碳素结构钢65Mn作为加工起苗铲的材料，该材料也是其他农机具中非常常见触土部件的材料。

3 结束语

目前我国苗圃机械化作业程度较低，而实现苗圃生产机械化是现代林业的重要标志之一，果苗苗木起苗机可提高育苗生产效率、降低苗木生产成本，其设计加工应符合林业机械新时期的发展要求。本文分析了果苗苗木起苗机的总体设计，阐述了果苗苗木起苗机的基本设计要求及设计原则，对果苗苗木起苗机的设计具有一定的参考价值。

[1] 吴兆迁.我国经济调整转型中的苗圃机械化[J].林业机械与木工设备，2015(1)：9-11+18.

[2] 吴兆迁.新时期我国苗圃机械化的发展方向[J].林业机械与木工设备，2012(2)：4-7.

[3] 肖冰，周大元，张丽平，等.我国营林机械的发展(三)——抚育机械设备[J].林业机械与木工设备，2011(2)：8-12+20.

(责任编辑 张雅芳)

PreliminaryAnalysisofFruitTreeSeedlingLifters

WUHao，XIAOBing，WANGQi，ZHANGYa-fang

(Harbin Research Institute of Forestry Machinery，the State Forestry Administration，Harbin Heilongjiang 150086，China)

2017-07-31

吴 昊(1990-)，男，黑龙江哈尔滨人，助理工程师，硕士，研究方向为林业机械工程，E-mail：51885070@qq.com。

S776.24

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2095-2953(2017)10-0027-03