旱作移栽及系列田间耕管装备

该项目属于农业机械化领域。旱作移栽是蔬菜等经济作物生产的重要环节，也是中国农业增收、确保农产品供给安全的精耕细作重要农艺措施，但因其栽植及配套环节的机械化技术理论缺乏、关键和共性技术尚未突破，导致机具装备支撑严重不足，成为制约中国经济作物产业发展的主要瓶颈之一。在河南省重点科技攻关、省高校重点科研及企业委托开发等项目支持下，针对苗床整备、种苗栽植、苗期管理等旱地移栽过程中存在的共性问题，项目组历时8年协同攻关与系统研究，实现了移栽及配套耕管环节机械化关键技术突破、成套装备研制与大面积推广应用，主要技术内容如下： 1、突破了种苗栽前低功耗碎土构型、垄肩仿形与变幅覆膜技术，实现了苗床土壤保温保墒的高效能耕整。发明了柔性仿鲨鱼齿起垄修形结构，突破了起垄构型土-机刚性接触限制，实现了垄型丰满圆润利于后续覆膜作业；创新设计了碎土消涡弯刀，降低了耕整作业能耗与扬尘；发明了基于弹性元件的轮杆组合式仿形机构，突破了覆膜机作业单元垄肩仿形与地形适应技术，实现了具备变幅仿形功能的侧边全埋入式覆膜。 2、突破了露地与覆膜种植模式下的种苗定位投送、低损栽植及精准栽插技术，解决了移栽作业机器伤苗、倒伏与撕膜问题。发明了多杯组合回转式送苗和弹性膜片定位自动投放装置，提升喂苗效率与精度，降低了重栽与漏栽；建立了基于移栽速度、栽插方式、栽植轨迹等融合的立苗位姿优化模型，研制了高速精准栽植机构；基于“零速打穴植苗”原理，优化了栽植器脱膜与驱动机构余摆线轨迹，研制了膜上高速栽植装置，解决了栽植器撕膜、刮膜问题。 3、创新研发了苗期信息快速获取与中耕管理技术装置，提升了栽后种苗生长田间管理效能。开发了以STM32单片机为核心的低功耗无线温湿度测量系统，集成CCD、温湿度传感器及GPS定位模块，研制了旋翼无人机农田信息采集平台与配套遥控植保喷雾机，信息传输误帧率＜1％，植保机有效载荷≥35kg，续航时间≥30min，作业效率≥3亩/min；研制了具备独立机械传动与动力输出的苗期中耕动力平台，创新设计出曲柄连杆式和曲柄滑块式2种配套农机具快速挂接与提升装置，整机模块化划分与系统优化，可有效减少作业振动，具备垄间稳定行走与地形良好适应。 4、构建了旱作机械化移栽成套技术装备体系，广泛应用于番茄、辣椒等大宗蔬菜和烟草等经济作物栽植。集成苗床整备、秧苗定植与田间管理机械化关键技术，研制了旱作移栽4大类12种系列作业装备，构建了集土壤耕整、起垄构型、覆膜保墒、种苗定植、苗期监测、中耕管理于一体的移栽作业成套技术装备体系，开展了大宗蔬菜和烟草的种植应用示范，提升移栽效率30％以上，取得了显著的经济社会效益。 项目授权发明专利20件、实用新型专利38件、软件著作权3项，发表SCI/EI论文28篇，出版专著3部，制定行业标准1项；总体技术达到国内领先水平。研发用于移栽及田间耕管的4大类12种装备，均已通过省级鉴定部门检测并推广应用。 近三年累计销售31552台，新增销售额68254万元，新增利润9674万元，新增税收8651万元。累计应用作业面积900万亩以上，节本增收近20.6亿元，培训农技人员1.37万人次，为实现旱作移栽机械化水平的提高和农民增收做出了重要贡献。