一種烤煙漂浮育苗抽水式晾盤裝置的研發(fā)與應(yīng)用

王藝焜，祖慶學(xué)，聶忠揚，牟道靜

（貴州省煙草公司貴陽市公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

漂浮育苗是目前我國煙草育苗大棚里采用的最廣泛的育苗方式，育苗過程中，煙苗一直生活在適宜的“人造環(huán)境”里，因與外界接觸少、缺乏抗逆鍛煉而抗逆性極差，若不進(jìn)行晾盤直接移栽，會造成煙苗弱不禁風(fēng)，略有風(fēng)吹日曬就萎蔫，嚴(yán)重影響其在大田的生長，移栽后成活率偏低[1]。晾盤是烤煙漂浮育苗的重要技術(shù)環(huán)節(jié)，是對移栽前的煙苗人工施加適度的水分、養(yǎng)分脅迫，以增加煙苗角質(zhì)化程度，促進(jìn)莖稈木質(zhì)化，提高煙苗壯苗率，同時可使煙苗建立對水分、養(yǎng)分脅迫因子的忍耐和抵抗力，盡快適應(yīng)移栽后的大田環(huán)境。較多研究表明，晾盤環(huán)節(jié)對煙苗素質(zhì)的影響至關(guān)重要，晾盤可以更好地協(xié)調(diào)煙苗株高、莖圍及根系的科學(xué)生長[2-5]，提高煙苗壯苗率、移栽成活率和縮短煙苗還苗時間[6-7]。

目前，常見的晾盤方式有架桿晾盤、撤水晾盤、鐵絲加竹竿晾盤，這些晾盤方式操作耗時長，投入用工多，勞動強(qiáng)度極大，現(xiàn)如今烤煙生產(chǎn)勞動人力極度短缺，給煙葉生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重威脅[8]。為此，筆者基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計了一種抽水式晾盤裝置，有效縮短晾盤操作耗時，提高晾盤效率，從而減少用工投入，進(jìn)而達(dá)到晾盤環(huán)節(jié)省工降本、提質(zhì)增效的目的。

1 系統(tǒng)組成

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計一套烤煙漂浮育苗抽水式晾盤裝置的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)由帶泡沫支腳的漂盤、雙向自吸泵、智能電控柜、攝像頭、云平臺、移動端模塊構(gòu)成。攝像頭將大棚內(nèi)煙苗的信息通過移動網(wǎng)絡(luò)上傳至云平臺并保存到數(shù)據(jù)庫中，用戶通過移動端模塊獲取信息，經(jīng)用戶決策后，發(fā)送操作指令，指揮智能電控柜控制雙向自吸泵的啟停，詳見圖1、圖2。

圖1 抽水式晾盤裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 移動端模塊遠(yuǎn)程智能監(jiān)控、控制圖

1.2 系統(tǒng)參數(shù)

聯(lián)系廠家按照設(shè)計圖定制帶泡沫支腳的漂盤，漂盤尺寸為540 m m×343 m m×58 mm，單孔尺寸27 mm×27 mm×55 mm，支腳20 mm×20 mm×40 mm（見圖3）。雙向自吸泵為凱發(fā)電器有限公司BEM-30-4P型，功率800 W，攝像頭型號為海康C3C，智能電控柜為廣州賽通科技有限公司定制設(shè)計的S7200型。

圖3 帶泡沫支腳的漂盤實物圖

1.3 工作流程

育苗池在抬水平時，苗池底部向放置雙向自吸泵的一端傾斜并低于相對的另一端。育苗池包括多組，每組由二個育苗池A、B組成，雙向自吸泵位于二個育苗池A、B之間，用于實現(xiàn)將育苗池A的營養(yǎng)液抽往育苗池B，每個育苗池內(nèi)有多個帶有泡沫支腳的漂盤。在移栽前2～3周，先將苗池A的營養(yǎng)液全部抽出廢棄，通過攝像頭觀察苗池A的煙苗情況，當(dāng)煙苗的狀態(tài)為中午發(fā)生萎蔫，早晚能恢復(fù)時[9]，從移動端模塊發(fā)送操作指令，通過智能電控柜控制雙向自吸泵將苗池B的營養(yǎng)液全部抽到苗池A中，待苗池B達(dá)到晾盤目的后，再將苗池A的營養(yǎng)液全部抽到苗池B中，如此反復(fù)操作直至移栽。

2 應(yīng)用效果

2.1 試驗設(shè)計

試驗于2021年以QC課題的形式注冊實施，實施地點為貴州省貴陽市開陽縣馮三鎮(zhèn)毛坪育苗工廠，與開陽縣煙草專賣局（分公司）共同實施。試驗設(shè)2個處理，分別為傳統(tǒng)架竹竿晾盤（CK）和抽水式晾盤裝置晾盤，每處理1個大棚，其它管理措施按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)育苗操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2.2 測定項目

成苗期移栽前1天分別從兩個大棚內(nèi)隨機(jī)抽取漂盤調(diào)查壯苗率，每處理10盤，重復(fù)3次，共計30盤。壯苗標(biāo)準(zhǔn)為莖稈粗壯、柔韌，纖維木質(zhì)化程度高，不易折斷，莖圍2.2～2.5 cm，莖高10.0～15.0 cm，主根粗壯，側(cè)根發(fā)達(dá)，無螺旋根，無病蟲害，群體整齊一致[10]。測定傳統(tǒng)架竹竿晾盤（CK）、抽水式晾盤裝置晾盤的操作耗時及成本。傳統(tǒng)架竹竿晾盤（CK）操作耗時的測定，按照如下流程進(jìn)行。

2.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel2013 繪制圖表和SPSS17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行方差分析。

2.4 結(jié)果分析

2.4.1 不同晾盤方式對晾盤操作耗時的影響。由表1、表2可知，傳統(tǒng)架竹竿晾盤（CK）操作1次，總耗時為16.12 h，單盤操作耗時為11.6 s；抽水式晾盤裝置晾盤操作1次，總耗時為3.4 s，單盤操作耗時為0.0007 s，效率提升約1 600 000%。

表1 傳統(tǒng)架竹竿晾盤耗時統(tǒng)計表

表2 抽水式晾盤裝置晾盤耗時統(tǒng)計表

2.4.2 不同晾盤方式對壯苗率的影響。由圖4可知，常規(guī)架竹竿晾盤（CK）與抽水式晾盤裝置晾盤的煙苗壯苗率分別為86.23%和86.11%，兩者間無明顯差異。

圖4 不同處理煙苗壯苗率

2.4.3 不同晾盤方式的成本。由表3可知1個育苗大棚傳統(tǒng)架竹竿晾盤（CK）投入的成本是7 600元，抽水式晾盤裝置晾盤的成本是3 370元，節(jié)約了4 230元。

表3 不同晾盤方式成本投入統(tǒng)計表

3 結(jié)論

與傳統(tǒng)架竹竿晾盤（CK）相比，抽水式晾盤裝置晾盤操作效率提升了約1 600 000%，單棚減少用工投入23個，節(jié)約成本4 230元，且兩種晾盤方式壯苗率差異不大。若擴(kuò)大推廣面積，將會節(jié)約更多的成本，建議在有條件的煙區(qū)進(jìn)行推廣。抽水式晾盤裝置的一個核心組成部分是帶泡沫支腳的漂盤，若選擇普通漂盤，無法將營養(yǎng)液抽干，達(dá)不到晾盤的效果。因為合作社每年都要購買新漂盤，若要推廣該裝置，可以逐年進(jìn)行替換，不會增加成本。此外，帶泡沫支腳的漂盤可以用于淺水育苗、濕潤育苗等，不浪費，同時可以改進(jìn)育苗技術(shù)。