嫁接機(jī)器人

　　嫁接機(jī)器人技術(shù)，是近年在國(guó)際上出現(xiàn)的一種集機(jī)械、自動(dòng)控制與園藝技術(shù)于一體的高新技術(shù)，它可在極短的時(shí)間內(nèi)，把蔬菜苗莖桿直徑為幾毫米的砧木、穗木的切口嫁接為一體，使嫁接速度大幅度提高；同時(shí)由于砧、穗木接合迅速，避免了切口長(zhǎng)時(shí)間氧化和苗內(nèi)液體的流失，從而又可大大提高嫁接成活率。因此，嫁接機(jī)器人技術(shù)被稱為嫁接育苗的一場(chǎng)革命。

　　國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

　　1997年，我國(guó)設(shè)施栽培面積達(dá)到120萬(wàn)公頃，成為世界上最大的設(shè)施栽培國(guó)家。特別是以日光溫室為代表的具有中國(guó)特色的保護(hù)地蔬菜栽培和塑料大棚的發(fā)展尤為迅速，已突破1000萬(wàn)畝。它緩解了蔬菜淡季的供需矛盾，同時(shí)也成為我國(guó)農(nóng)民致富的重要途徑。但由于蔬菜的生物特性和生長(zhǎng)環(huán)境特性，連茬病害和低溫障礙一直是嚴(yán)重影響設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的主要問(wèn)題。對(duì)這些病害的防治，無(wú)論從選育抗病品種，或是施用藥劑，防治效果都不夠理想。

　　80年代初期，出現(xiàn)了把黃瓜、西瓜嫁接到云南黑籽南瓜的栽培方法，提高了抗病和耐低溫能力。實(shí)踐證明，嫁接是目前克服設(shè)施瓜菜連茬病害和低溫障礙的最有效方法。

　　除了黃瓜、西瓜外，通過(guò)嫁接，茄子、青椒、西紅柿都可明顯地防止土傳病害，如枯萎病、黃萎病、青枯病的發(fā)生。嫁接苗根系發(fā)達(dá)，具有抗逆、壯根、增強(qiáng)植株長(zhǎng)勢(shì)、延長(zhǎng)生長(zhǎng)期與減輕地表上部病害的優(yōu)點(diǎn)，可大幅度增產(chǎn)。因此，大力推廣嫁接栽培技術(shù)，對(duì)我國(guó)日光溫室、大棚等設(shè)施園藝蔬菜栽培具有十分重要的意義。

　　國(guó)外應(yīng)用

　　日本西瓜的100%，黃瓜的90%，茄子的96%都靠嫁接栽培，每年大約嫁接十多億棵。從1986年起日本開(kāi)始了對(duì)嫁接機(jī)器人的研究,以日本“生物系特定產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究推進(jìn)機(jī)構(gòu)”為主，一些大的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商參加了研究開(kāi)發(fā)，其成果已開(kāi)始在一些農(nóng)協(xié)的育苗中心使用。由于看到了蔬菜嫁接自動(dòng)化及嫁接機(jī)器人技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的廣闊前景，日本一些實(shí)力雄厚的廠家如YANMA、MITSUBISHI等也競(jìng)相研究開(kāi)發(fā)自己的嫁接機(jī)器人，嫁接對(duì)象涉及西瓜、黃瓜、西紅柿等?？傮w來(lái)講，日本研制開(kāi)發(fā)的嫁接機(jī)器人有較高的自動(dòng)化水平，但是，機(jī)器體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。90年代初，韓國(guó)也開(kāi)始了對(duì)自動(dòng)化嫁接技術(shù)進(jìn)行研究，但其研究開(kāi)發(fā)的技術(shù)，只是完成部分嫁接作業(yè)的機(jī)械操作，自動(dòng)化水平較低，速度慢，而且對(duì)砧、穗木苗的粗細(xì)程度有較嚴(yán)格的要求。在蔬菜嫁接育苗配套技術(shù)方面，日本、韓國(guó)已生產(chǎn)出專門用于嫁接苗的育苗營(yíng)養(yǎng)缽盤。在歐洲，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家如意大利、法國(guó)等，蔬菜的嫁接育苗相當(dāng)普遍，大規(guī)模的工廠化育苗中心全年向用戶提供嫁接苗。由于這些國(guó)家尚未有自己的嫁接機(jī)器人，所以嫁接作業(yè)，一部分仍采用手工嫁接，一部分采用日本的嫁接機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)。

　　方法

　　嫁接苗的砧木苗直徑在3～4mm左右，穗木苗直徑只有1～2mm，加之幼苗脆嫩細(xì)弱，所以嫁接起來(lái)很耗費(fèi)精力。而且，每個(gè)人所掌握的嫁接技術(shù)要領(lǐng)、手法及熟練程度不同，難以保證高的嫁接質(zhì)量和高的成活率。由于費(fèi)工費(fèi)時(shí)，在有些地區(qū)，又出現(xiàn)了放棄嫁接栽培的現(xiàn)象，取而代之的是大量施用農(nóng)藥、殺蟲(chóng)劑、殺菌劑。這樣，不但造成了資財(cái)浪費(fèi)，更嚴(yán)重的是污染了蔬菜，破壞了環(huán)境，對(duì)人類健康構(gòu)成威脅。蔬菜的手工嫁接，效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、嫁接苗成活率低，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求。因此，在我國(guó)發(fā)展機(jī)械化、自動(dòng)化的嫁接技術(shù)勢(shì)在必行。

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)率先在我國(guó)開(kāi)展了自動(dòng)化嫁接技術(shù)的研究工作，先后研制成功了自動(dòng)插接法、自動(dòng)旋切貼合法嫁接技術(shù)，填補(bǔ)了我國(guó)自動(dòng)化嫁接技術(shù)的空白，形成了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)化嫁接技術(shù)。如利用傳感器和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了嫁接苗子葉方向的自動(dòng)識(shí)別、判斷。嫁接機(jī)器人能完成砧木、穗木的取苗、切苗、接合、固定、排苗等嫁接過(guò)程的自動(dòng)化作業(yè)。操作者只需把砧木和穗木放到相應(yīng)的供苗臺(tái)上，其余嫁接作業(yè)均由機(jī)器自動(dòng)完成，從而大大提高了作業(yè)效率和質(zhì)量，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。嫁接機(jī)器人可以進(jìn)行黃瓜、西瓜、甜瓜苗的自動(dòng)嫁接，為蔬菜、瓜果自動(dòng)嫁接技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化提供了可靠條件。

　　推廣

　　我國(guó)各地農(nóng)村正在積極調(diào)整種植結(jié)構(gòu)。北京、上海、廣州、沈陽(yáng)、廣州等城市率先建立起工廠化農(nóng)業(yè)高效示范園區(qū)。山東、安徽、浙江、海南等地，正在興建嫁接育苗場(chǎng)。這些大規(guī)模的嫁接育苗場(chǎng)，只有通過(guò)高速、高質(zhì)、自動(dòng)化的嫁接機(jī)器人技術(shù)才能在短時(shí)間內(nèi)完成優(yōu)質(zhì)的商品化嫁接生產(chǎn)。可以說(shuō)，我國(guó)蔬菜、瓜果的生產(chǎn)和設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)具備了大力發(fā)展自動(dòng)嫁接機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)和條件，因此，發(fā)展自動(dòng)化嫁接技術(shù)，有利于高新技術(shù)迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的跨越式發(fā)展。