技 术 简 报
第 07 期
国家苹果产业技术体系 2022 年 3月 25 日
苹果苗木春季机械化起收作业技术要求
机械化研究室 杨欣 李建平 王鹏飞 刘洪杰 冯晓静
起苗（Nursery tree harvest）是苹果种苗繁育出圃的重要关键环节，起苗质量的好坏直接关系到建园栽植后的生长情况和结果时间。采用机械化起苗不但能有效保证苗木质量，统一标准，而且可以大大提高起苗效率，免去苗木假植，随栽植随起苗，缩短苗木转运周期，节省劳动力和用工成本，提高树苗栽植成活率。
本团队根据我国苹果苗木规格的不同，研制出实生苗（Seeding）起苗机和成品苗（Finished nursery tree）起苗机两种实用机型，通过了国家农机具质量监督检验中心的检测。苹果苗木机械化起收机组由拖机和起苗机构成，通过三点悬挂装置进行连接，起苗机主要由悬挂架、主机架、限深轮、起苗铲、传动装置、振动松土装置、平衡铲等组成（见图 1）。苹果成品优质大苗出圃一般要求直径≥1.6cm，高度≥2.0m，侧分枝≥10 个。为保证苗木不受损伤和机组顺利通过，起苗铲侧置切入苗垄土壤，宽度 50cm，深度 25～35cm 可调，切开并抬起土垡，通过振动栅使土垡松碎，然后由人工捡拾收集苗木，作业效率为 4～8km/h，折合挖掘树苗 10～18 棵/s。
图 1 苹果苗木机械化起收机组结构组成
为保证苹果成品苗起收质量，在配套动力和悬挂、万向轴连接、
平衡铲调整、起苗深度控制等方面，应满足以下技术要求。
1. 配套拖拉机及悬挂参数。起苗机设计按 GB/T 1539-2015 规定的农业轮式拖拉机 2 类和 3 类机型，动力为 80～160 马力四驱轮式。起苗机与拖拉机通过三点悬挂装置的上、下拉杆连接。起苗机的上、下悬挂点均设置有 2～3 个孔位，以适应不同马力拖拉机对立柱高度的调整需求。起苗机按苗木行距为 65cm，标配拖拉机轮距为 195cm出厂装配悬挂架，挖掘铲侧板偏离拖拉机右后轮外边缘 15±5cm。若苗木行距和拖拉机轮距不是该数据，可松开悬挂架与主机架的 U 型螺栓，调整悬挂架（下、下悬挂点）在主机架上的横向位置，达到起苗铲正确偏距后紧固 U 型螺栓。作业过程中还可通过调整左下悬挂点的耕宽调节器，实现起苗机悬挂姿态调整。
2. 万向轴连接。万向轴是将拖拉机动力传递给起苗机的连接部件，工作中受力很大。若安装不当，往往会损坏万向轴或拖拉机动力输出轴。正确安装方法是：方轴夹叉装在起苗机的动力输入轴端，方套夹叉装在拖拉机动力输出轴端，方轴和方套两夹叉的开口位于同一平面内。否则万向轴工作时会发出响声，机具振动大，易造成轴损坏；转弯时起苗机不能提升过高，如果万向轴倾角超过 30°，容易引传动轴损坏。一般提升时能使起苗铲尖离开地面 15～20cm 即可；在机组起步时应先接合动力输出轴，再挂入适当的挡位，然后慢慢松开离合器，同时操纵液压手柄，使起苗铲逐渐入土，接着加大油门，直至达到正常起苗深度后，再匀速行驶作业；要定期向万向轴加注黄油，工作期间每个班次要加注黄油一次，保证其得到充足的润滑。
3. 机组平衡调整。由于起苗铲在主机架的一侧，机组所受扭转力矩较大，易造成偏牵引、斜牵引或偏斜牵引，起苗铲容易产生跑偏出垄、漏起、伤苗等现象。为保证成品苗起苗机正常作业，提高直线行驶性和作业稳定性，在安装起苗铲的对侧（机具左侧）配置一组（1个或 2 个）平衡铲。拖拉机前轮平衡力、起苗机地轮平衡力、平衡铲附加平衡力与挖掘铲阻力共同构成水平面内平衡力系，使拖拉机牵引线靠近或通过拖拉机动力中心（见图 2）。当机组发生偏转时，可以通过增大前轮转角（向左打方向盘）从而增大前轮平衡力，保持机组直线行驶。但增大前轮转角也使得机组的前进阻力增加，而且操向比较困难，所以前轮转角要适度。平衡铲通过 U 型螺栓联接于主机架左侧的前后横梁上，根据不同苗圃土质情况，调节平衡铲在主梁上的位置及入土深度，可有效改善平衡作用，便于机组直线行走。
图 2 起苗机作业水平面内受力示意图
4. 起苗深度质量控制。起苗深度应符合苹果成品苗出圃技术要求，可通过调节限深轮，调整起苗铲挖掘深度在 30cm，起苗铲底面与沟底平面间工作隙角 5°左右，确保挖掘深度稳定性。保证切口整齐，不可有撕断根系现象，不可产生土垡翻转和土壤拥堵现象，以免埋苗和伤苗。振动松土装置由传动轴、减速器、链轮和链条、偏心轮和摇杆、松土栅条等结构组成。作业时，动力由拖拉机动力输出轴经万向轴传递给减速器，经减速器侧边输出轴带动链轮和链条，进而带动偏心轮摇杆机构，使松土栅上下往复振动。三根松土栅长度不同，内侧栅条长，外侧栅条短，使振动松土后的苗木直立在松碎土壤中且略有向外倾斜，便于捡拾收集。河北农业大学合作企业高碑店市宝忠农具厂建立了苗圃机械生产线，截止到 2022 年 3 月，起苗机已在河北、陕西、山东、甘肃、新疆等地的苹果种苗繁育企业和大户中应用 120 多台，累积作业面积超过 55000 亩。据统计，起苗机作业效率是人工起苗的 50 倍，一级苗木出圃率提高 13 个百分点，达到 97.8%，苗木定植后缓苗期短，成活率高。图 3 所示是河北蠡县苹果苗圃基地起苗作业情况，每年春季同时有 2 台起苗机作业，可以做到树苗随栽随起及时供应。
