西瓜育苗嫁接技术分析论文

|摘要|蔬菜嫁接机器人是工厂化育苗发展的迫切需要和必然趋势，被公认为是能够最先投入实际生产应用的设施园艺机器人。今天小编为大家精心挑选了关于《西瓜育苗嫁接技术分析论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

西瓜育苗嫁接技术分析论文 篇1：

穴盘与营养钵育苗对西瓜幼苗质量的影响

摘 要： 为了研究集约化育苗模式、降低农户劳动量，开展西瓜穴盘育苗和营养钵育苗对西瓜幼苗生长和质量影响的试验研究。结果表明：穴盘育苗嫁接工效高于营养钵育苗24%。各个苗龄的干物质含量均是穴盘育苗表现较好；根冠比只在苗龄50 d后营养钵育苗优于穴盘育苗；穴盘育苗在育苗初期和50 d后的壮苗指数分别高于营养钵育苗69%和3.76%。因此，综合嫁接工效、干物质含量和根冠比、各个苗龄壮苗指数的数据，穴盘育苗优于营养钵育苗，表现出较大优势。

关键词： 穴盘； 营养钵； 嫁接工效； 西瓜幼苗质量

Key words： Plug； Pot； Grafting efficiency； Watermelon seedling quality

西甜瓜尤其是西瓜连作栽培生产中受到枯萎病等土传病害严重危害[1]，采用嫁接栽培是目前防控西甜瓜土传病害最简单有效的措施[2]。但我国工厂化嫁接育苗的发展相对于其他一些国家的推广普及速度还相对落后，未形成集约化、产业化和规模化。而近年来随着西瓜生产的发展，集约化育苗亦有了长足发展。西瓜和甜瓜是重要的瓜果类作物，北京市大兴区西瓜种植面积较大，对种苗需求量也随之加大[3]，而集约化育苗技术具有节种、节能、省时省工、提高土地利用率等优点。因此，集约化育苗生产成为西瓜产业发展的必经之路。近几年由于人工成本由最初的每天 80元增加到现在每天120元，已经成为农业种植中较高的成本投资，所以在育苗中提高工作效率、降低劳动成本成为大兴区西瓜产业未来的发展趋势。海南是我国重要的冬季瓜菜生产基地，使用穴盘育苗采用顶插接方式可嫁接3 000株/天，不仅效率高并且大大节约了劳动成本，因此将提高嫁接效率、降低劳动成本的穴盘嫁接育苗方式引用到我区。大兴区西瓜育苗多以营养钵育苗为主，穴盘育苗为辅。营养钵育苗具有钵体体积大，育苗土多，营养供给充足，且定植后缓苗快等优点，但是营养钵育苗需配置大量营养土，费工费时，占用面积较大，且采用当地贴接方法嫁接每天800～1 000株；而穴盘育苗省工省力，节省能源、种植和育苗场地，且成本较低，采用当地贴接方法嫁接每天1 200～1 300株，但是当地农户认为穴盘育苗具有苗龄短，苗弱且定植后不易缓苗等缺点。因此为研究适合大兴区当地的育苗方式，就穴盘与营养钵育苗对西瓜幼苗质量的影响进行试验，为当地西瓜生产提供理论和技术支撑。

1 材料和方法

1.1 试验地点

地点设在北京市大兴区庞各庄镇李家巷村，占地面积：50 m×15 m=750 m2

1.2 供试材料

供试作物：接穗为‘超越梦想’，北京市农业技术推广站选育的小果型西瓜杂种1代。植株生长势中等，第一雌花平均节位8.5节，生育期约90天，果实发育期27天左右，抗病性强。嫁接砧木：‘京欣砧2’，印度南瓜与中国南瓜杂交的西瓜砧木1代杂种，嫁接亲和力好，共生亲和力强，成活率高，发芽容易且整齐，芽势好，出苗壮，对果实品质影响小。

采用40孔穴盘和9 cm× 9cm的营养钵。穴盘育苗土配置为V基质∶V土=3∶1；营养钵育苗土配置为V土∶V基质∶V农家肥=3∶1∶1。

1.3 试验设计

采用贴接法嫁接，对营养钵育苗和穴盘育苗进行贴接工效测定，设3次重复，每次测定0.5 h；对嫁接苗1叶1心、2叶1心、3叶1心3个生理苗龄进行测定。分别测定营养钵与穴盘的嫁接苗50 d后的根系情况。

1.4 取样测定与分析方法

分别于嫁接苗1叶1心、2叶1心、3叶l心3个生理苗龄时期取样，每次取样时，从苗床中随机取3盘西瓜断根嫁接苗作为样本。从每盘中取2株嫁接苗，共6株，用于苗期形态的测定。

测定方法：取回西瓜嫁接苗样品后，小心洗去根部的基质，用吸水纸吸干植株上的水分，将嫁接苗从上至下分为接穗、砧木茎（包括砧木子叶）和根3部分，用米尺测量接穗和砧木茎的高度，游标卡尺测量接穗和砧木茎的茎粗度，用电子天平分别称取各部分的鲜质量，剪下叶片，量取叶面积。将各部分分别装入不同的纸袋中，放入烘箱105 ℃杀青15 min，75 ℃烘干至恒重，用电子天平称取各部分的干质量。

干物质含量%=干质量/鲜质量×100

根冠比=根干质量/（砧木茎干质量+接穗干质量）

壮苗指数=接穗茎粗/接穗高度×全株干质量

试验数据统计采用Excel图表分析。

2 结果与分析

2.1 穴盘与营养钵嫁接工效比较分析

采用贴接法嫁接，对穴盘和营养钵育苗进行嫁接工效统计和比较分析（表1）。营养钵育苗30 min嫁接96株，折合192株·h-1；穴盘育苗30 min嫁接119株，折合238株·h-1；嫁接成活率均达到100%。穴盘育苗比营养钵育苗嫁接工效高24%。因此，不同育苗方式会对嫁接工效产生明显影响，穴盘育苗比营养钵育苗效率更高，更加省时省工。

2.2 嫁接苗生理苗龄测定结果分析

本试验在营养钵嫁接苗、穴盘嫁接苗苗龄基本一致的条件下，分别于1叶1心、2叶1心、3叶1心及嫁接50 d后4个苗龄时期对两种育苗方式的嫁接苗取样，对应的嫁接后日历苗龄见表2。

2.2.2 不同西瓜育苗方式对嫁接苗根冠比的影响

由图2所示：随着嫁接苗龄增长，嫁接苗根冠比逐渐下降。根冠比的大小反映了植物地下部分与地上部分的相关性，以及根系周围水分情况；在作物苗期，为了给作物创造良好营养生长条件，要促进根系生长，增大根冠比。从嫁接苗龄15 d到嫁接苗龄30 d，穴盘育苗根冠比大于营养钵育苗，根系洁白；嫁接苗龄30 d后营养钵育苗根冠比逐渐超过穴盘育苗。分析认为是由于穴盘育苗含水量较营养钵低，因此前期根冠比穴盘育苗大于营养钵育苗，后期随着水分消耗，营养因素成为限制条件，营养钵营养物质含量较穴盘高，因此营养钵育苗根冠比大于穴盘育苗。

在育苗30 d时，两种育苗方式根冠比发生变化，到苗龄50 d时，随着苗龄的增长，根冠比最低，两种育苗方式的嫁接苗均出现根系发黄现象，分析认为是由于根系生长受到育苗器皿体积限制，根系变黄，不利于后期定植。因此，采用穴盘育苗选择3叶1心时定植比较合适，而采用营养钵育苗则可适当延长苗龄进行定植。

2.2.3 不同西瓜育苗方式对嫁接苗壮苗指数的影响 研究壮苗指数对优化育苗方式和管理环境具有重要作用。随着嫁接苗龄增长，两种育苗方式嫁接苗壮苗指数随着苗龄增长逐渐增大；营养钵育苗的嫁接苗壮苗指数从苗龄15～30 d呈上升趋势，苗龄30 d后开始下降，至苗龄50 d时与穴盘育苗基本持平。苗龄30 d时嫁接苗为3叶1心，营养钵育苗壮苗指数在此时期开始下降，说明嫁接苗的纵向生长速度大于横向生长速度，幼苗茎杆逐渐变纤细。穴盘育苗在育苗初期和50 d后的壮苗指数分别高于营养钵育苗69%和3.76%，且壮苗指数持续增长，说明嫁接苗横向生长速度始终大于纵向生长速度，幼苗茎杆逐渐粗壮（图3）。

在整个试验过程中，营养钵育苗壮苗指数在初期小于穴盘育苗，从2叶1心开始壮苗指数逐渐大于后者，分析可能是由于穴盘育苗嫁接苗叶片相互遮挡，造成幼苗株间缺光，茎杆快速生长，从而使壮苗指数下降。

3 讨论与结论

3.1 讨论

本文针对北京地区穴盘和营养钵2种育苗方式展开研究。南方地区采用顶插接方式，试验采用本地区较为普遍的贴接方法[4]，较南方地区嫁接速度稍慢，降低了嫁接工效。后续试验可采用顶插接的嫁接方式，以期找到更适合北京地区的集约化育苗方式。壮苗指数能比较客观的反映种苗的生长状况和质量，一般壮苗指数越大种苗质量越好[5]，苗龄30 d时，营养钵育苗的壮苗指数开始出现下降趋势，并在苗龄50 d时与穴盘育苗出现交点，而本研究对嫁接苗苗龄的统计分析进行至苗龄50 d，未继续研究下一苗龄嫁接苗的生长情况，无法更准确的分析壮苗指数变化，下一步试验应延长苗龄进行相关数据统计分析。在配制育苗基质时，按照瓜农常规配置方法穴盘育苗土未加入农家肥，可能造成穴盘育苗营养物质提供较营养钵差些，后续研究可加入适量农家肥，但要注意不要加入过量，以免影响出苗[6]。

3.2 结论

综合分析2种育苗方式不同苗龄的干物质含量、根冠比和壮苗指数，穴盘育苗表现出较大优势。穴盘育苗省工省力，节省能源、种子和育苗场地，便于规范化管理和远距离运输幼苗[7]。本文研究亦表明穴盘育苗较营养钵育苗更有优势，因此，在集约化育苗的大趋势下推广前景更广阔。

参考文献

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[5] 杨鹏鸣，周修任. 不同施肥水平对南瓜根冠比和壮苗指标的影响[J].西南农业学报，2010（23）： 115-118.

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[7] 武征远. 蔬菜集约化育苗技术的应用[J]. 理论研究，2014（7）：21-22.

作者：陈宗光

西瓜育苗嫁接技术分析论文 篇2：

国外蔬菜嫁接机器人研究动态

|摘要|蔬菜嫁接机器人是工厂化育苗发展的迫切需要和必然趋势，被公认为是能够最先投入实际生产应用的设施园艺机器人。本文概述了国外蔬菜嫁接机器人的研究动态和应用现状，通过分析不同类型嫁接机器人的技术特点、工作原理和性能参数，总结了国外嫁接机器人的应用难点和制约因素，分析了嫁接机器人未来的发展方向，为中国育苗企业和研发机构开发和使用嫁接机器人提供技术参考和借鉴思路。

全球蔬菜集约化种植引发的连作障碍和病虫害问题十分严重，一旦种植作物染病将造成减产甚至绝收。由于作物抗病品种选育周期长且过程复杂，特效农药研制难度较大且污染环境和农作物，实行大面积轮作更加不现实。当前，蔬菜种苗嫁接技术成为解决连作障碍问题的绿色、生态、可持续性重要措施，在世界范围内得到广泛应用[1]。据测算，嫁接作业占蔬菜种苗生产全过程用工量的20%～30%，属于劳动密集型工种，对精细化作业和时间节点要求非常高[2]。

近20年，国外蔬菜工厂化育苗发展迅速，育苗产业的工业化发展思维基本成型，在穴盘精量播种、种苗分选移植、水肥一体化管理、精准施药等环节已经实现了自动化和智能化作业。而人工嫁接仍是国内外育苗企业普遍采用的生产方式，说明机械自动化嫁接的难度确实很大。许多国家都面临农村人口老龄化加剧、人工成本逐年攀升的双重压力，农业机器人研究作为解决该问题的突破口，一直是农业领域的研究热点[3]。嫁接机器人是现代机器人和自动化技术在农业领域中的集成创新，融合了机械、电子、计算机、智能控制、园艺等多领域交叉学科的技术知识。嫁接机器人在解决用工短缺、提高种苗生产质量和效率、保障嫁接生产的时效性等方面具有重要意义，其市场需求潜力巨大，应用前景非常广阔[4]。

自20世纪80年代初，日本农村人口老龄化问题凸显，农机企业及科研单位积极开展自动嫁接技术攻关，以日本井关、洋马、三菱等大型农机公司为主[5]。到90年代末达到第一个发展高峰，出现了一批嫁接机器人样机产品，以日本井关公司研制的嫁接机器人最具代表性。随后，韩国、荷兰、意大利、西班牙等设施农业发达国家也开始嫁接机器人技术的研究[6]，相继开发出基于不同类型固定物的商品化嫁接机器人，其中荷兰ISO公司的技术较为先进。

日本嫁接机器人

日本是嫁接机器人技术研究的起源地，其设施园艺机器人技术处于国际领先水平，显著特点在于科研单位与农机企业的密切合作，能够将先进的技术成果迅速转化。贴接法嫁接能够精准控制秧苗切口角度和对接贴合精度，嫁接切口质量更加标准，适合工厂化育苗生产，成为国内外机械嫁接技术研究的发展方向。

2011年，日本井关公司与生研机构联合推出了型号为GRF800-U的瓜类全自动嫁接机[7]，如图1所示。该机适用于瓜类作物，以节省人工为研发目标，开发出基于穴盘苗的自动上苗装置代替人工上苗作业，具有穴盘内缺苗自动检测功能，仅需一人供给穴盘上苗，生产效率可达800株/h，嫁接成功率为95%。利用末端上苗执行机构对穴盘内秧苗进行扶苗、切断与柔性夹持，然后利用直线移动平台将末端上苗执行机构和秧苗输送至上苗工位;根据砧木子叶生长特点研究了子叶碰撞调向方法和调向执行机构，在秧苗搬运过程中完成砧木子叶的方向调整，以及将秧苗送入上苗定位机构。该机沿用原来的GRF803-U型半自动嫁接机的核心嫁接执行部件（图2），采用瓜类砧木断根贴接法，使用塑料夹固定嫁接苗切口，需要人工将嫁接苗回栽至穴盘内进行愈合管理。自动上苗装置的出现使單株作业类型嫁接机的生产效率提高了一倍，将节省人工做到极致，但嫁接苗回栽环节仍需人力，可以看出嫁接不是单一化作业，是多环节复杂的系统工程，需要全面加以研究。

日本洋马公司与生研机构联合推出的AG1000型嫁接机是茄类全自动嫁接的代表机型，如图3所示，它的技术特点是多株同步嫁接，砧木和接穗均采用穴盘方式上苗作业，需一人上机供给穴盘，生产效率可达1000株/h，嫁接成功率为97%。该机结构相对庞大，机架上设有3条输送带，用于完成砧木、接穗和嫁接苗的穴盘输送，秧苗夹持、切削和对接上夹环节均是6株同步作业。作业时，砧木和接穗输送带将穴盘精准输送至上苗工位，夹持机构分别将砧木和接穗夹持并提升至切削工位，砧木和接穗切削机构分别对砧穗茎秆进行夹持定位和切削作业;然后，搬运机构将切削好的砧木和接穗搬运至对接工位，将砧木和接穗切口精准对接，自动上夹装置输出嫁接夹完成嫁接苗的切口固定;最后，接穗夹持手打开、砧木夹持手下行将嫁接苗放入新穴盘内完成回栽作业。该机单次作业可完成6株嫁接苗，对砧木和接穗的嫁接匹配度要求很高，嫁接质量受秧苗的株高和茎粗影响很大，因当时育苗技术水平尚未实现标准化，该产品问世以后在日本全国仅销售4台，说明全自动嫁接机的研发难度很大。

基于营养钵的嫁接育苗模式，日本三菱公司为日本农业协同组织联合会（JA）定制开发出型号为MGM600的半自动嫁接机，适用于茄类作物，生产效率可达600株/h，嫁接成功率为95%，如图4所示。由于营养钵苗比穴盘苗的单株重量大，人工上苗劳动强度大且不方便，因此，开发了砧木和接穗的带式单列钵苗输送上苗装置，可将钵苗精准输送至上苗工位。接穗完成切削后由夹持搬运机构将其搬运至砧木上方进行对接，通过硅胶夹固定嫁接苗切口，自动输出嫁接苗和接穗营养钵废料。营养钵嫁接育苗模式在机器上运输工作量大，且砧木和接穗匹配度要求高，现阶段穴盘标准化育苗基本取代了营养钵育苗方式。

上述日本研制的嫁接机自动化程度非常高，系统结构相对复杂，价格昂贵，全自动嫁接机售价达到100万元人民币以上，用户难以接受，并且该嫁接机对秧苗的标准化要求很高，推广应用难度很大，因此，至今尚未实现真正意义上的商品化和实用化。日本一些企业和研究所意识到全球育苗市场对嫁接设备的需求程度日渐高涨，又重新投入到新型嫁接机器人的研发当中，预计在3～5年内将出现一批全新嫁接机器人产品。

韩国嫁接机器人

韩国对蔬菜自动嫁接技术的研究稍晚于日本，Helper Robotech公司从韩国农村振兴厅获得自动嫁接系统技术转让，并形成商业化的产品，推出型号为AFGR-800CS的超精密嫁接机器人系统[8]，生产效率可达800株/h，嫁接成功率为95%，2013年被韩国政府指定为世界级产品，如图5所示。与国外其他嫁接设备不同，该机适用于西瓜、黄瓜、甜瓜等葫芦科和番茄、茄子、辣椒等茄科作物。此外，该公司开发出一套秧苗切面信息实时获取系统，如图6所示。该系统可对砧木和接穗的横切面进行实时拍摄，找到横切面的中心线，误差小于1/100 mm，保证嫁接切口对位精度。利用机器视觉摄像机实时获取每株秧苗的切面图像，确定出苗茎横切面偏离设定中心线的程度，通过图像处理进行精密计算，使切口表面可以完全对接贴合而没有任何误差。通过摄像机进行实时观察并显示在监视器上，标识出对接切口上下位置偏差值及基准中心线的偏差值，即使茎秆弯曲的秧苗也可使其中心基准线精确对位。该机需2人上机操作，夹持、切削、对接和上夹作业均自动完成，通过输送带将嫁接苗排出。

韩国Ideal System公司开发出一种横断面为五棱形状的陶瓷针和茄果类平接嫁接方法，并研制出平接法全自动嫁接机，生产效率可达1200株/h，嫁接成功率为95%（图7）。该机采用穴盘上苗模式，每个作业循环可完成5株嫁接苗，机架上设有砧木和接穗穴盘输送机。作业时，砧木输送机将砧木穴盘输送至切削定位导向板内，切削气缸带动切刀水平快速移动，可将一行砧木苗茎秆全部横向切断，砧木穴盘继续被向前输送至插针工位，砧木插针机构先排出5根陶瓷针并向下移动将陶瓷针插入砧木茎中一段距离。与此同时，接穗穴盘输送机将接穗穴盘输送至夹持工位中，2根拢苗杆伸出将5株接穗茎秆水平方向定位。随后，具有拢苗对中结构的夹持机构对接穗夹持固定，切削机构完成接穗茎秆横向切削。最后，接穗夹持机构水平移动至砧木苗上方，下行将陶瓷针上部插入接穗茎内，使得砧木和接穗切面紧密贴合，完成嫁接作业，砧木输送机输出一行嫁接苗，以此类推，完成整盘嫁接苗作业。平接法嫁接对秧苗标准化程度要求很高，嫁接苗切面对接贴合的紧密度和稳定性难以保证，苗茎尺寸要保证基本一致，该机在实际生产中尚未得到验证。

荷兰嫁接机器人

荷兰设施园艺自动化生产装备技术世界领先[9]。ISO Group公司从2006年开始研究嫁接机技术，可嫁接番茄、辣椒和茄子，利用天然橡胶管固定嫁接苗。2007年开发出Graft1000全自动嫁接机，生产效率可达1000株/h，嫁接成功率为99%，如图8所示。该机设有秧苗信息图像识别系统和秧苗输送系统，利用输送系统将穴盘中秧苗取出并单向输送排列，通过图像采集相机精准获取秧苗子叶和茎部参数，为切削机构提供切削基准，并实现砧木和接穗匹配嫁接选择。橡胶套管为三角耳结构，利用特制的套管夹持撑开部件将套管撑开（图9），将切削好的砧木和接穗上下对接插入套管内，完成一个嫁接循环。该机将图像识别技术应用于秧苗信息获取实现匹配嫁接，技术先进性不言而喻，可以为实现秧苗标准化处理提供技术参考。

由于天然橡胶受基础材料偏差和环境偏差影响导致降解不稳定，2010年ISO Group公司开始停止使用天然橡胶套管，开发出一种单侧开口的硅胶套管夹，简化了自动上夹机构，研制出Graft 1200自动嫁接机，生产效率可达1050株/h，嫁接成功率为99%，如图10所示。砧木苗盘通过苗茎切削机进行断茎处理，然后将砧木整盘推送至上苗工位，人工将接穗从穴盘中取出放置于供苗转台上，转台上设有12个柔性夹苗手爪，且机架上设有激光发射器，通过激光发射器在夹苗手爪上的投影位置来确定上苗高度，如图11所示。嫁接作业时，首先通过顶苗机构将一行砧木苗从穴盘中顶出，嫁接执行机构将一株接穗从供苗转台上取下与一株砧木同时抓取定位，切削机构完成砧穗同步切削作业，保证切削角度一致性;嫁接执行机构将接穗和砧木切口对接，套管处理单元输送并切断一段套管，后将套管撑开夹持固定住嫁接苗，完成一次嫁接循环。嫁接执行机构安装于四轴机械臂末端，利用四轴机械臂可以实现嫁接执行机构的快速移动和精准定位。

Graft 1200自动嫁接机售价约150万元人民币，为降低生产成本，ISO公司开发出砧木和接穗单株人工上苗的Graft 1100半自动嫁接机，生产效率可达1000株/h，嫁接成功率为98%，如图12所示。接穗供苗采用单臂旋转夹苗手爪，旋转臂旋转180°将接穗苗从上苗工位搬运至嫁接取苗工位，在上苗过程中人工调整接穗高度，如图13所示;砧木供苗采用具有12个夹持手的供苗转台，人工将砧木土坨放入转台的定位座内，转台可间歇旋转，为嫁接取苗工位每次提供一株砧木，如图14所示;嫁接执行机构位于砧木和接穗供苗单元之间，可将接穗夹持切断并搬运至砧木取苗工位，再将砧穗同步夹持，利用切削机构完成砧穗同步切断，待嫁接执行机构将砧穗切口对接后，套管处理单元输出套管固定住嫁接苗，如图15所示。套管处理单元能够将呈卷狀的套管定距输送与切断，并自动完成套管撑开和嫁接苗夹持。

意大利嫁接机器人

意大利TEA Project公司基于一种特殊胶粘剂开发出GRAFT 1000自动嫁接机，如图16所示。这种胶粘剂是Henkel公司研发的专利产品，用来快速粘合切口而不改变茎秆内部结构，被称为嫁接领域的一场革命性技术。粘合剂的型号为Loctite 4309，专门用于嫁接苗茎秆对接的粘合，在紫外线光源灯照射下能够快速固化，并且具有生物可降解的特性，如图17所示。该机需二人上机作业，生产效率可达1000株/h，一个嫁接循环时间约为4 s，分为6个阶段，利用转盘工作台将每株嫁接苗带入不同工作站。在转盘工作台一侧设有砧木和接穗的切削单元，用于完成秧苗的切断工作。创新设计出负压吸附定位模块，具有两路独立的吸附系统，将砧木和接穗切口对接后柔性固定茎部，为喷胶工序做准备，如图18所示。作业过程如下，第一步：踩下机器脚踏开关，砧木苗茎切断后放入定位模块的对接槽内，并吸附固定。第二步：踩下第二个机器脚踏开关，接穗苗茎切断后放入定位模块的对接槽内与砧木切口对接，并吸附固定。第三步：嫁接苗移动至粘合剂分配器下，检测到嫁接苗后分配器精准喷出粘合剂。第四步：上部雾化喷阀喷出雾化水与下部吸气系统相结合，将粘合剂360°均匀分布围绕在嫁接苗切口周围完成密封。第五步：利用两个紫外线光源灯使粘合剂迅速变干而硬化，同时启动雾化水降温。第六步：机械臂将嫁接苗取出放入穴盘内，如图19所示。据笔者咨询了解到，该机尚未实现商品化，所使用的粘合剂无法找到供应商，可能是粘合剂研发成本过高限制了推广应用，TEA公司已不再继续研究。但粘合剂无毒、可降解的技术特性，对保护种植生态环境的确是非常好的技术创新，值得学习借鉴来继续研发新型环保材料。

西班牙嫁接机

西班牙Conic System公司开发出一种硅胶夹，并研制出型号为EMP 300的单人作业半自动嫁接机[10]，生产效率300～400株/h，嫁接成功率为98%，如图20所示。砧木和接穗的夹持切削与对接机构结构相同且对称布局安装，能够保证切削角度一致性和切口对接精准性。开发出卷状硅胶夹自动供给单元，具有硅胶夹定长输送与切断以及自动上夹功能，如图21所示。作业时，人工将砧木和接穗分别放入定位槽内，踩下机器踏板，夹持手爪下压固定住砧穗苗茎，切刀伸出将砧穗苗茎切断;对接机构伸出使砧木和接穗切口对接贴合，上夹機构输出硅胶夹将嫁接苗固定;取苗手爪在机械臂带动下将嫁接苗取出并搬运放置于输送带上，人工取下嫁接苗并放回穴盘内。该机操作简单，但效率不高，仅适用于小型育苗企业。

存在问题和发展方向

存在问题

蔬菜嫁接机器人从出现至今已有30多年的历史[11-12]，但目前仍未形成可商业化的成熟产品。大部分研究仍处于试验或样机阶段，所表现出来的应用缺点比较明显，包括以下几个方面。

（1）作业效率低。机器嫁接一般要完成夹持、搬运、切削、对接和上夹作业，每个节拍动作不可缺少，生产效率600～1200株/h，至少需要2人操作，与纯人工作业相比效率提升不显著，育苗企业无法接受机器换人。

（2）生产制造成本高。嫁接机器人是自动化技术及设备的系统集成和创新，结构和控制系统复杂，国外各类型嫁接机器人售价约35～150万元人民币，在中国市场推广难度很大。

（3）生产模式不匹配。国外嫁接机器人是基于国外育苗企业生产模式开发的，育苗使用的穴盘、基质、种植品种以及培育方法与我国育苗企业的生产模式均有所不同，机器直接拿来应用完全行不通，若改变传统育苗生产模式又需要投入大量资金。

上述问题也是我国蔬菜嫁接机器人尚未大面积推广应用的主要原因。

制约嫁接机器人发展的因素是多方面的，在中国从生产模式和嫁接方法上做到统一难度极大，发展嫁接机器人必须要结合国情研究出一条适合的生产模式，这是嫁接机器人实现应用的前提条件。嫁接机器人研究尚有很多关键技术亟待解决，也是未来的发展方向，具体表现在以下几个方面。

（1）机械嫁接标准苗生产体系的建立。秧苗培育的标准化是实现自动化嫁接的关键，通过标准化生产体系培育出适合机械嫁接的标准苗，需要对作物培育方法和环境调控等方面进行大量试验与总结，是农机农艺深度融合的集中体现。

（2）柔性上苗执行器。蔬菜幼苗的茎叶细小柔嫩，嫁接过程中的秧苗损伤将影响愈合效率和成活质量，对秧苗的柔性处理是机器人作业的基础，要保证秧苗柔性安全作业;另外，柔性上苗执行器可代替人工上苗，成倍提高机器人生产效率，实现减工降本。

（3）构建自动化嫁接配套生产系统。嫁接不是单一化作业，在嫁接前后环节都需要辅助配套设备，实现嫁接一体化作业，例如瓜类砧木定向播种、秧苗匹配嫁接智能检测、嫁接苗自动回栽，以及温室物流等配套系统开发，都是构建自动化配套嫁接生产系统的重要内容。

总结与分析

国外研究机构对嫁接机技术研究较早，产学研结合非常密切，并且企业参与研发较多，因此，技术成果转化很快，开发出多种类型的商品化蔬菜嫁接机器人。嫁接机器人的应用需要育苗各环节技术和装备配套，国外设施园艺发达国家的生产模式完备且配套设施设备齐全，另外，国外嫁接育苗品种单一，育苗设施均具备环境精准调控功能，易于实现机械嫁接标准苗培育，具备了嫁接机器人的应用条件。但嫁接机器人系统结构复杂，属于工业化高技术产品且价格昂贵，只有少数的大型育苗工厂有实力购买和使用。

反观中国现阶段育苗行业设施设备配套情况，以及果蔬产品价格较低的现状，构建完整的生产模式需要投入大量资金，育苗企业难以承受。但是面对劳动力老龄化、用工短缺、甚至无人可用等社会难题，育苗企业对嫁接机器人的需求极为迫切，也表现出对新技术、新生产模式的渴望。国外嫁接机器人技术固然先进，但未必适合我国实际育苗生产，究其原因主要是生产模式和育苗技术的差异化。中国嫁接机器人技术研究要结合国情，从育苗生产模式入手，完善并建立一套适合工厂化嫁接的生产模式，尚需要较长发展过程，要正视育苗行业发展现状。因此，中国嫁接机器人技术研究要从简入繁逐步推进，机器换人是终极目标，人机协作是必经之路，轻简省力化是当务之急，要紧密结合国情敢于创新，确保嫁接装备高技术与实用化协同发展，解决育苗产业多年无机可用的瓶颈问题。

参考文献

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作者：姜凯 冯青春 王秀

西瓜育苗嫁接技术分析论文 篇3：

小果型西瓜最佳嫁接方法筛选试验

摘 要： 为了筛选小果型西瓜最佳嫁接方法，对小果型西瓜5种嫁接方法在嫁接工效、田间长势、果实品质和667 m2产量及效益方面进行综合比较。结果表明，在营养钵育苗的条件下贴接法的嫁接工效高，长势较好，果实品质好，667 m2产量和效益在5种嫁接方法中占优势;顶插接法综合表现仅次于贴接法，贴接法和顶插接法应作为西瓜向集约化育苗方向发展主要推广的嫁接方法;劈接法和靠接法的嫁接工效低，断根嫁接法的嫁接苗成活率最低，不能满足北京地区小果型西瓜的育苗发展现状。因此，小果型西瓜最佳嫁接方法为贴接法。

关键词： 小果型西瓜; 嫁接方法; 嫁接工效; 筛选

The best grafting method of small fruit watermelon

CHEN Zongguang， GAO Huifang， XIANG Yumiao

（Daxing Agricultural Technology Extension Station， Beijing， 102600， China）

Key words： Small Fruit Watermelon; Grafting method; Grafting efficiency; Screening

现有研究已证实西瓜嫁接栽培是克服连作障碍和控制枯萎病发生的最有效技术措施之一[1-4]，已得到广大瓜农的认可。大兴区作为北京西瓜的主要产区，现已有90% 以上的西瓜采用嫁接栽培。随着北京市民观光采摘需求的不断增大，瓜农种植小果型西瓜的热情也在逐步提高。瓜农针对小果型西瓜采用的嫁接方法多样，一家一户单独育苗易出现问题。同时，分散育苗占用土地较多，对煤炭等能源相对浪费，这些情况的出现势必要求筛选最佳的西瓜嫁接技术，推动西瓜育苗向集约化和规模化发展。西瓜断根嫁接能有效防止嫁接西瓜苗期根系老化，促进其根系发达[5]，但在大兴区应用较少。本试验比较了包括断根嫁接的5种嫁接方法对小果型西瓜嫁接速率、嫁接成活率、田间长势和果实品质及产量的影响，以期为小果型西瓜高效集约的嫁接方法选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2014年2-6月在北京市大兴区庞各庄小李瓜王温室和塑料大棚内完成。试验所用小果型西瓜接穗为‘L600’，砧木品种为‘京欣砧4号’。

1.2 试验方法

试验共设5个处理，分别是贴接法、断根嫁接法（顶插接法同时将砧木断根）、顶斜插接法、靠接法、劈接法（各种嫁接方法的具体操作技术从略）[5-6]。试验采用营养钵育苗，2月25日嫁接，为避免误差，嫁接过程均由1个熟练的工人完成。每种嫁接方法各嫁接200株，嫁接苗管理方法按照常规进行。断根嫁接法使用的为商品基质，除断根嫁接法之外的4种嫁接法使用的为育苗土（土∶发酵蘑菇渣∶发酵鸡粪=6∶1∶1），3月27日，将合适的各处理西瓜嫁接苗移栽到同一塑料大棚内，双行定植，株行距为0.66 m×1.8 m，定植棚面积为530 m2，全棚定植640株，折合667 m2定植805株。各处理栽培管理方法一致，采用地爬栽培，3蔓整枝，使用蜜蜂授粉，浇水采用滴灌方法。

1.3 测定指标与方法

计算每种嫁接方式的嫁接时间，分别计10次后平均，以获得各嫁接方法的平均嫁接速率。嫁接工效=（嫁接速率×嫁接成活率）/100。3月4日，嫁接成活后调查各处理100株苗的嫁接成活率。定植后分别于4月17日（伸蔓期）、5月6日（开花期）、5月14日（坐果期）和5月21日（果实膨大期）在各处理中取样10株，测量各处理的田间长势情况，包括植株的主蔓长度、茎粗度和叶片数度，所用工具为游标卡尺和卷尺。5月21日调查各处理的单株结瓜数量，每处理调查50株。6月29日，果实成熟期每个处理随机取成熟果实10个，用直尺测定西瓜果实的果皮厚度，采用电子折光仪（TD-45）测量西瓜中心和边部可溶性固形物含量，用电子称称量单瓜质量，进而计算折合667 m2产量。数据统计应用Excel2003软件分析。

2 结果与分析

2.1 不同嫁接方法对小果型西瓜嫁接工效的影响

从表1可以看出，西瓜贴接法在平均嫁接速率和嫁接工效均高于其他4种嫁接方式，分别达到了184.6株·h-1和176.1，其次是顶插接法和断根嫁接。但嫁接成活率断根嫁接法较差，仅为88.6%。劈接法和靠接法的嫁接成活率在5种嫁接方法中较高，其中靠接法的嫁接成活率达到了100%，但二者的平均嫁接速率和嫁接工效均为5种嫁接方法中的较低水平，可见靠接法和劈接法在生产中操作较慢，效率较低。综合考虑平均嫁接速率、嫁接成活率和嫁接工效3方面，贴接法和顶插接法的表现较好。

表1 不同嫁接方法对西瓜嫁接工效的影响

[注] 嫁接工效=嫁接速率×嫁接成活率。

2.2 不同嫁接方法对小果型西瓜田间长势的影响

2.2.1 不同嫁接方法对小果型西瓜主蔓长度的影响 由图1可知，随着小果型西瓜植株的生长，各处理主蔓长均成增长趋势。开花期前，小果型西瓜劈接法和靠接法的主蔓长度增长幅度较大，开花期后，小果型西瓜顶插接法和劈接法的增长幅度明显高于其他3个处理。整个测量时期中主蔓长增长幅度最大的是顶插接法，增长幅度最小的是断根嫁接法。

图1 不同嫁接方法对小果型西瓜主蔓长度的影响

2.2.2 不同嫁接方法对小果型西瓜叶片数量的影响 由图2可知，开花期之前小果型西瓜各处理的叶片数量呈快速增加阶段，其中劈接法和顶插接的叶片数量增长幅度最大，分别达到276% 和260%。开花期以后，各处理的叶片数量处于缓慢增长阶段，果实膨大期各处理的叶片数量最多的为顶插接法，叶片数量最少的是靠接法。可以发现顶插接法在整个测量期内的叶片数量较多，断根嫁接法的叶片数量在前期一直较少，只在果实膨大期表现居中。

图2 不同嫁接方法对小果型西瓜叶片数量的影响

2.2.3 不同嫁接方法对小果型西瓜茎粗度的影响

由图3可知，小果型西瓜各处理的茎粗度在整个测量时期整体呈增长的趋势，坐果期之前茎粗度增长幅度较大，之后缓慢增长。在小果型西瓜伸蔓期，茎粗度较大的是断根嫁接、顶插接法和贴接法，较小的是劈接法和靠接法。果实膨大期茎粗度较大的为顶插接法和断根嫁接法，茎粗度最小的为靠接法。在整个测量期内，小果型西瓜断根嫁接的茎粗度总保持着较大的水平，高于其他处理，靠接法的茎粗度基本保持在较小的水平。

图3 不同嫁接方法对小果型西瓜茎粗度的影响

2.3 不同嫁接方法对小果型西瓜果实品质和产量的影响

2.3.1 不同嫁接方法对小果型西瓜果实品质影响

表2 显示，小果型西瓜嫁接方法的各处理中心和边部可溶性固形物含量相差较小，中心可溶性固形物含量均在11%左右，边部可溶性固形物含量均在8%以上，说明各处理对果实的可溶性固形物含量影响无明显差异。5种嫁接方法的果皮厚度均在0.88 cm以下，区别不大，贴接法的果皮厚度最小为0.62 cm。从果形指数上看，5种嫁接方法的果形指数均属于长椭圆形果。果实的纤维含量和口感无变化，均为纤维含量少，口感优。

表2 不同嫁接方法对小果型西瓜果实品质的影响

2.3.2 不同嫁接方法对小果型西瓜坐果、667 m2产量和效益的影响 从表3可以看出，小果型西瓜5种嫁接方式在单株结瓜数量方面表现较一致，均在每株1.8～1.9个之间。断根嫁接法和靠接法的西瓜始瓜节位靠前，均在11节之前，始瓜节位靠后的为劈接法，在13节以后。5种嫁接方法对西瓜单瓜质量方面表现最好的是顶插接法和劈接法，为1.94 kg，表现最差的是靠接法，为1.87 kg，两者相差0.07 kg，相差不大。计算折合667 m2产量后得出，贴接法的667 m2产量最高为2 936.64 kg，其次是断根嫁接法，最低的为靠接法2 709.63 kg，贴接法和断根嫁接法的667 m2产量分别比靠接法的增加了227.01 kg和196.42 kg，按照2014年春季西瓜市场价格2.6元·kg-1计算，贴接法和断根嫁接法的效益较好，分别比靠接法667 m2提高收益590.2元和510.7元。

表3 不同嫁接方法对小果型西瓜

坐果和 667 m2产量的影响

3 讨论与结论

通过对小果型西瓜5种嫁接方法的比较试验，得出小果型西瓜贴接法和顶插接法在嫁接速率、嫁接成活率和嫁接工效方面表现较好，劈接法和靠接法虽然在嫁接成活率方面表现较好，但是嫁接速率和嫁接工效方面表现较差。断根嫁接法的嫁接速率和嫁接工效在5种嫁接方法中居中，但其嫁接成活率在5种嫁接方法中最低，仅为88.6%，这与张荣风，杨旭[7]研究结果相一致。综合茎粗度、主蔓长度和叶片数量3方面的因素，表现较好的是顶插接法，其次是贴接法和劈接法，表现一般的是断根嫁接法和靠接法。5种嫁接方法的果实品质包括可溶性固形物含量、果皮厚度、果形指数、纤维含量和口感均无明显差异，与华斌等[8]研究的插接苗和断根嫁接苗定植后果实品质指标无显著差异的研究结果相一致。断根嫁接和靠接法的始瓜节位早于其他3种嫁接方法，劈接法的始瓜节位较高。单株结瓜数量和单瓜质量方面，5种嫁接方法差异不大，但表现在667 m2产量和效益方面，贴接法和断根嫁接法较好。

综上所述，小果型西瓜育苗最佳的嫁接方法为贴接法。在营养钵育苗的条件下相对于其他4种嫁接方法贴接法的嫁接工效更高，嫁接成活率也高，田间生长势较强，果实品质好，667 m2产量和效益在5种嫁接方法中占优势，总体表现较好的还有顶插接法。靠接法和劈接法的嫁接工效低，在西瓜育苗向集约化发展的趋势下应逐渐淘汰，选择嫁接工效更高的方法。由于当地不习惯采用穴盘育苗，断根嫁接法的嫁接工效方面没有体现出优势，同时嫁接成活率较低，与前人认为断根嫁接嫁接工效高的研究结果不同，可能与嫁接习惯和嫁接苗管理方面有关。本试验仅体现了早春季节小果型西瓜嫁接方法的数据，对夏季小果型西瓜最佳嫁接方法还需进一步研究。

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作者：陈宗光 高会芳 相玉苗