葡萄硬枝嫁接機器人技術

暢東升

【摘要】葡萄（Vitis vinifera L.）是人們日常生活中常見的水果之一，其風味絕佳，品種多樣，食用方法以鮮食最為常見。除此以外，葡萄還用來釀酒，目前，全球已經有成千上萬種葡萄酒，同時還可以加工成甜味類飲品和罐頭，另外很多地方還制成葡萄干等。葡萄作為當今世界分布最大、產量最高的果樹之一，葡萄為人類的發展做出了很多良好的貢獻，比如在創造經濟價值、改良生態環境從而創造社會效益方面發揮了十分重要的作用。其種植技術多種多樣，其中，有些地區，硬枝嫁接技術現如今已經十分成熟，硬枝嫁接是指做為接穗的枝條全部成熟而木質化，并在休眠期中進行的嫁接技術。在對陜西等地區葡萄硬枝嫁接技術的現狀研究過程中發現，葡萄種植過程中嫁接分為人工嫁接和機器嫁接兩種重要方式，無論是人工嫁接還是機器嫁接技術，砧木的選擇和接穗的收集是必不可少的工作，我們通常將葡萄硬枝嫁接根據生長環境的不同分為溫室嫁接和室外嫁接。嫁接機器人技術近幾年發展迅速，最值得注意的是苗木嫁接機器人，尤其是在蔬菜嫁接領域，例如：中國農業大學研制的2JSZ-600型蔬菜自動嫁接機。葡萄硬枝嫁接機一般是采用計算機控制技術，實現從砧木和接穗的取苗，到切苗，結合，固定，排苗均有機器完成。在嫁接機嫁接過程中，操作者需要把砧木和接穗放到相應的供苗臺上。其他嫁接作業，例如砧木生長點切除、接穗切苗、接合、固定、排苗均由機器自動完成。山東煙臺農業科學研究所研制出一種機械式葡萄嫁接機，湖南農業大學研究基于Plug-in的葡萄苗木嫁接機，中國農業大學研制出一種無毒葡萄苗木機械嫁接機構，以及其他研機機構的研究成果已取得進展，高等院校和科研院所也在嫁接機器人方向上取得了諸多成就。

【關鍵詞】葡萄；硬枝嫁接；機器人

1、本次葡萄硬枝嫁接技術調查本研究針對陜西省的葡萄栽培技術展開調查，調查內容主要分為葡萄苗木栽培標準、產業帶葡萄品種配置、育苗標準及其栽培技術調查、葡萄保護地栽培標準管理調查、日光溫室延遲技術，大棚栽培以及避雨技術調查。本次調查以文獻檢索，大田實踐，設施農業實地調查相結合的方法進行，調查前期通過文獻檢索，上網閱相關文獻，專利，論文，等資料。來了解葡萄生物學特性，栽培特性，嫁接技術現狀。調查中期進行實地調查，在陜西省各大農貿批發市場，超市，實地調查了解不同品種的產量，品質優劣，以及植物，生物學特性，結合書籍文獻資料對于對象物的理化特性有一個了解。并且進行大田設施調查，對葡萄嫁接的關鍵技術以及嫁接技術對葡萄成活率，抗病蟲草害的能力是否有提高作用，為機械化作業進行硬枝嫁接技術的應用廣泛性，可行性進行分析。調查后期進行查缺補漏，對比不同的研究方法，結合問題再回到大田設施進行調研，再進行優化，綜合多方意見進行匯總分析。如下圖為本研究的調查路線。

2、本次調查范圍選擇在陜西省，陜西省地理優勢明顯，區域優勢也極其明顯。本地區的氣候為典型的大陸性氣候，夏季炎熱、冬季寒冷，四季分明。地形多樣，高差懸殊，尤其特別的是不但有緯度地帶性氣候，而且有明顯的垂直變化。近年來，由于葡萄種植管理技術和葡萄新品種的引進和栽培效益的提高，栽培面積逐年擴大。葡萄產業化水平有了比較明顯的提高。形成了以戶太 8 號、巨峰為主栽品種的多個葡萄生產區域。經調查，下表為陜西省葡萄產量情況，其產量在過去十幾年間有較大增幅。

3、結合實地在秦嶺北麓葡萄種植的調查結果，秦嶺北麓的葡萄種植的優選區域，但葡萄種植過程中嫁接仍然以人工居多，嫁接難度相對于瓜科，蔬菜類難度大。但是，我國葡萄種植面積和產量的大，機器進行硬枝嫁接提高嫁接效率，降低勞動強度，提高嫁接成活率。相比新疆種植面積大特點，關中地區以精細種植為主，用途也以鮮食為主，又有像“戶太8號”這種享譽陜西的優良農產品品種，產品價值高，農民尤其是農合社更愿意引進新技術改進原有手工嫁接的技術，有較好的市場基礎。因此，形成了諸如戶縣的集種植，采摘，旅游，休閑于一身的的葡萄種植基地，吸引了一大批游客，體驗采摘的樂趣。對所調查的園區嫁接設備和基礎條件，對硬枝嫁接機器的型號，功率，使用環境，成本進行分析，調查了葡萄嫁接過程中亟待解決的問題，對大田，設施農業裝備的未來前景進行分析，和當地村民就水肥調控，苗木嫁接定植，苗木選育及選擇以及嫁接品種葡萄應對逆境的適應性進行研討，提出一些硬枝嫁接田間管理，設備運營的建議和措施。

4、葡萄硬枝嫁接技術有較大的應用前景，葡萄嫁接砧木和接穗的理化性質變化以及通過同位素失蹤的方法進行組織學觀察。對比法發現機器硬枝嫁接的效果比手工嫁接的質量高。在嫁接速度方面，機器硬枝嫁接更是比手工嫁接效率高。從存活率方面看，機器嫁接的質量與機器的性能，和對象物的品種有關，人工嫁接以經驗為主，缺乏統一流程，管理不標準。同時，我們研究發現葡萄嫁接技術實際推廣和實際操作因對象物砧木接穗切口形狀各異不易自動識別，工作環境復雜多變，嫁接難度比蔬菜仍然比較大，全自動葡萄嫁接機器人的研究還有不足。綜上所研究，葡萄硬枝嫁接嫁接技術在關中地區應用有一定規模，將來機器人嫁接是大勢所趨，也是各大科研院所，研究機構正在解決的課題。

結束語

綜上研究，我們得出結論，葡萄嫁接機器人發展前景廣闊，加之葡萄產品附加價值高，鮮食用市場大，產品加工后用于釀酒，可進一步提高價值。適合精細化管理，規模化種殖可用機器人代替人工降低成本，未來還可以引進相關的諸如3S技術，實現精準農業。endprint