我国苗木换床移植技术现状与发展趋势

我 国 苗 木 换 床 移 植 技 术 现 状 与 发 展 趋 势吴 兆 迁1 ， 2， 王 述 洋1， 刘 明 刚2（ 1 . 东 北 林 业 大 学 ， 黑 龙 江 哈 尔 滨 1 5 0 0 4 0 ； 2 . 国 家 林 业 局 哈 尔 滨 林 业 机 械 研 究 所 ， 黑 龙 江 哈 尔 滨 1 5 0 0 8 6 ）摘 要 ： 介 绍 了 我 国 苗 木 换 床 移 植 技 术 的 发 展 过 程 和 现 状 ， 指 出 了 目 前 存 在 的 问 题 并 分 析 其 原 因 。 提 出 了 解 决问 题 的 基 本 思 路 和 我 国 苗 木 换 床 移 植 技 术 的 发 展 趋 势 ： 改 变 传 统 的 机 械 化 作 业 方 式 ， 结 合 国 情 进 行 技 术 创 新 ， 采 用新 的 横 格 式 苗 木 移 植 技 术 ， 尽 快 实 现 我 国 苗 木 换 床 移 植 机 械 化 。关 键 词 ： 林 业 育 苗 ； 苗 木 移 植 技 术 ； 苗 木 换 床 机 ； 发 展 趋 势中 图 分 类 号 ： S 7 7 6 . 2 4 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ： 1 0 0 1 - 4 4 6 2（ 2 0 0 6 ） 0 6 - 0 0 0 4 - 0 3除 了 热 带 、 亚 热 带 地 区 外 ， 对 于 针 叶 树 种 而 言 ， 自 从有 了 大 面 积 人 工 造 林 生 产 ， 就 有 了 苗 木 换 床 移 植 这 道 作业 工 序 。 在 我 国 辽 阔 的 北 方 林 区 ， 由 于 受 气 候 条 件 的 影响 ， 1 2 年 生 针 叶 树 种 （ 松 属 、 落 叶 松 属 、 云 杉 属 、 冷 杉 属 ）苗 木 还 不 能 直 接 上 山 造 林 ， 只 能 通 过 换 床 移 植 促 进 根 系生 长 、 提 高 根 茎 比 、 扩 大 营 养 吸 收 面 积 、 提 高 造 林 成 活 率和 生 长 量 。 按 照 林 区 育 苗 技 术 规 程 的 要 求 ， 移 植 的 苗 木要 直 立 ， 不 窝 根 、 不 伤 苗 ， 株 行 距 尽 量 均 匀 ， 密 度 为 1 6 0 2 2 0 株 / m2， 移 植 季 节 在 春 季 苗 木 萌 芽 期 前 进 行 。 对 于 苗圃 来 说 ， 春 季 是 使 用 劳 动 力 的 高 峰 （ 正 是 农 业 春 播 、 林 业造 林 季 节 ） ， 由 于 手 工 移 植 效 率 太 低 ， 劳 动 强 度 大 ， 一 般工 人 的 平 均 生 产 率 为 4 0 0 0 株 / 日 。 而 移 植 季 节 只 有 1 5 天左 右 ， 因 而 只 好 雇 用 大 量 的 临 时 工 进 行 换 床 移 植 作 业 ，在 作 业 中 苗 木 经 常 因 窝 根 而 影 响 根 系 的 生 长 ， 质 量 和 进度 都 得 不 到 保 证 。 我 国 北 方 针 叶 树 种 育 苗 的 基 本 流 程是 ： 种 子 处 理 床 式 条 状 散 播 1 2 年 培 育 换 床 移植 1 2 年 培 育 上 山 造 林 。 其 中 换 床 移 植 作 业 是 育 苗生 产 中 劳 动 强 度 最 大 、 耗 费 人 力 和 资 金 最 多 的 一 项 。 长期 以 来 ， 这 个 问 题 一 直 困 扰 着 育 苗 生 产 。党 的 “ 十 六 大 ” 以 来 ， 科 学 发 展 观 催 生 了 我 国 新 的 林业 可 持 续 发 展 的 战 略 布 局 。 尤 其 是 以 中 共 中 央 国 务 院关 于 加 快 林 业 发 展 的 决 定 的 颁 布 和 全 国 林 业 工 作 会 议的 召 开 为 标 志 ， 我 国 林 业 结 束 了 以 木 材 生 产 为 主 的 时代 ， 进 入 了 以 生 态 建 设 为 主 的 新 时 代 。 加 快 造 林 速 度 、 提高 育 苗 质 量 和 生 产 效 率 、 改 变 陈 旧 落 后 的 生 产 方 式 、 提升 机 械 化 营 造 林 水 平 是 实 现 国 家 生 态 环 境 大 改 观 和 森林 资 源 良 性 循 环 的 重 要 保 证 。 可 以 说 ， 探 索 新 的 苗 木 换床 移 植 技 术 是 林 业 育 苗 生 产 的 迫 切 需 要 。1 我 国 苗 木 换 床 移 植 技 术 现 状我 国 在 2 0 世 纪 8 0 年 代 就 制 定 了 林 业 育 苗 技 术规 程 （ G B 6 0 0 1 - 8 5 ） ， 对 苗 木 的 换 床 移 植 作 业 提 出 了 具体 要 求 。 各 省 区 都 根 据 各 自 所 在 的 不 同 区 域 和 主 要 造林 树 种 制 定 了 相 应 的 育 苗 技 术 规 程 ， 苗 木 换 床 移 植 的工 艺 流 程 见 图 1 。在 换 床 移 植 季 节 ， 人 们 都 是 “ 天 亮 就 下 地 ， 天 黑 才回 家 。 ” 为 的 是 抢 农 时 ， 也 为 了 多 挣 点 工 钱 。 起 初 的 很 长一 段 时 期 ， 作 业 人 员 两 人 一 组 分 别 在 苗 床 的 两 侧 ， 采 用刀 铲 进 行 开 沟 植 苗 ， 配 以 小 矮 凳 ， 开 始 时 坐 着 干 活 ， 过一 段 时 间 累 了 就 蹲 着 干 ， 再 过 一 段 时 间 就 要 跪 着 干 活了 ， 效 率 很 低 ， 辛 苦 至 极 。2 0 世 纪 8 0 年 代 发 明 了 换 床 板 ， 其 功 能 为 ： 苗 木定 位 ： 既 可 保 证 苗 木 在 挖 好 的 沟 中 不 倒 斜 ， 又 可 保 证 株收 稿 日 期 ： 2 0 0 6 - 0 3 - 0 1林 业 机 械 与 木 工 设 备综 述2 0 0 6 年 第 6 期 第 3 4 卷4S1 - 0或 S2 - 0播 种 苗秋 起 苗 秋 整 地 春 作 床 春 换 床 田 间 管 理越 冬 苗 窖 储 苗 选 苗 分 级 剪 根 S1 - 0、 S1 - 2S2 - 1、 S2 - 2换 床 苗 出圃 造 林图 1 苗 木 换 床 移 植 工 艺 流 程 框 图图 3 三 人 组 合 换 床 作 业行 距 。 辅 助 压 实 ： 把 它 放 在 覆 土 上 再 用 开 沟 铲 敲 击 ， 从而 实 现 覆 土 的 压 实 。 提 高 作 业 质 量 和 生 产 率 。 尽 管 如此 ， 还 是 没 有 从 根 本 上 改 变 坐 、 蹲 、 跪 的 原 始 劳 作 方 式 。2 0 世 纪 9 0 年 代 发 明 了 换 床 开 沟 器 ， 其 实 就 是 一 种宽 幅 双 柄 平 板 铁 锹 ， 由 1 人 操 作 ， 可 以 连 续 完 成 开 沟 、覆 土 两 道 工 序 。 作 业 时 由 原 来 的 2 人 组 合 变 成 了 3 人组 合 ， 而 且 也 不 用 再 配 小 凳 ， 不 用 坐 、 蹲 、 跪 了 。 生 产 率略 有 提 高 ， 劳 动 强 度 有 所 降 低 。我 国 目 前 各 地 国 有 林 区 大 中 型 苗 圃 的 苗 木 换 床 移植 作 业 几 乎 全 部 采 用 上 述 的 2 人 或 3 人 组 合 的 作 业 方式 ， 见 图 2 和 图 3 。 作 业 效 率 还 是 很 低 ， 劳 动 强 度 仍 然 较大 ， 作 业 质 量 不 能 保 证 的 局 面 也 没 有 得 到 根 本 改 善 ， 还是 处 于 劳 动 密 集 型 的 人 工 作 业 阶 段 。2 国 外 机 械 化 苗 木 换 床 移 植 技 术国 外 林 业 发 达 国 家 早 在 2 0 世 纪 6 0 年 代 就 已 经 实现 了 苗 木 换 床 移 植 机 械 化 。 9 0 年 代 初 ， 原 国 家 林 业 部 利用 世 界 银 行 贷 款 ， 引 进 奥 地 利 生 产 的 苗 木 换 床 移 植 机 ，经 过 大 兴 安 岭 林 管 局 塔 河 林 业 局 中 心 苗 圃 的 性 能 和 生产 试 验 表 明 ， 由 于 植 苗 密 度 达 不 到 育 苗 技 术 规 程 的 要求 ， 无 法 在 我 国 推 广 应 用 。近 年 来 国 外 苗 木 换 床 机 的 发 展 已 经 相 当 完 善 ， 除 在个 别 结 构 、 附 属 配 件 、 外 观 设 计 上 有 所 变 化 外 ， 作 业 方 式 、工 作 原 理 并 无 大 的 改 变 。 美 国 M e c h a n i c a l T r a n s p l a n t e rC o m p a n y 最 新 型 换 床 密 度 最 大 的 5 2 5 型 苗 木 换 床 机 一次 可 栽 植 6 行 苗 木 ， 最 小 行 距 2 3 0 m m ， 最 小 株 距 6 3 . 5 m m ，换 床 密 度 1 0 0 株 / m2左 右 ， 根 本 达 不 到 我 国 育 苗 技 术 规程 的 要 求 。3 我 国 机 械 化 苗 木 换 床 移 植 技 术 的 发 展 过 程我 国 苗 木 换 床 移 植 机 械 的 研 究 工 作 是 从 2 0 世 纪7 0 年 代 开 始 的 ， 原 国 家 林 业 部 曾 经 拨 款 立 项 进 行 苗 木移 植 机 的 研 究 工 作 ， 由 于 受 到 当 时 政 治 等 诸 多 因 素 的影 响 ， 研 究 工 作 被 迫 中 断 ， 但 也 为 后 来 的 研 究 工 作 积 累了 大 量 的 资 料 和 经 验 。从 2 0 世 纪 8 0 年 代 开 始 ， 牡 丹 江 林 业 科 学 研 究 所的 科 研 人 员 吸 收 国 外 先 进 技 术 ， 经 过 多 年 的 潜 心 研 究 ，研 制 出 了 H C - 6 A 型 苗 木 移 植 机 。 其 主 要 技 术 性 能 参 数如 下 ：开 沟 器 调 节 范 围 8 0 2 0 0 m m ； 行 距 1 8 0 m m ； 株 距3 3 .5 2 4 0 m m ； 换 床 密 度 2 4 1 6 0 株 / m2； 生 产 率 1 4 2 0 0 2 6 3 5 0 株 / h ； 配 套 动 力 为 上 海 - 5 0 拖 拉 机 。其 植 苗 密 度 由 于 拖 拉 机 的 低 速 性 能 所 限 无 法 达 到育 苗 技 术 规 程 的 要 求 ， 没 有 推 广 应 用 。这 期 间 辽 宁 省 辽 阳 市 林 科 所 探 索 了 另 外 一 种 苗 木换 床 移 植 技 术 。 他 们 研 制 的 4 J - 2 型 卷 苗 机 把 换 床 苗 按照 一 定 的 规 格 连 接 起 来 做 成 苗 卷 ， 通 过 机 械 或 人 工 栽植 到 苗 床 上 。 由 于 工 艺 复 杂 、 成 本 较 高 ， 最 后 也 没 能 推广 应 用 。2 0 世 纪 9 0 年 代 初 ， 牡 丹 江 林 业 科 学 研 究 所 又 研 制出 了 新 型 的 4 Y K - 2 0 0 型 床 作 苗 木 移 植 机 ( 专 利 ：9 1 2 1 9 3 8 2 . 4 ) 。 其 主 要 技 术 性 能 参 数 如 下 ：连 接 形 式 为 三 点 式 悬 挂 连 接 ； 最 小 栽 植 行 距 1 6 0 m m ；株 距 3 0 、 4 0 、 5 0 、 6 0 m m ； 换 床 密 度 1 0 0 ， 1 4 0 ， 1 6 0 ， 1 8 0 ， 2 0 0株 / m2； 栽 植 行 数 4 ， 5 ， 6 ， 7 ； 作 业 速 度 8 0 2 0 0 m / h ； 最 大 开沟 深 度 1 5 0 m m ； 栽 植 深 度 调 整 范 围 5 0 1 5 0 m m ； 适 应 移植 苗 木 直 径 1 . 5 5 m m ； 生 产 率 1 8 0 0 0 2 2 5 0 0 株 / h ； 配 套动 力 为 铁 牛 - 5 5 拖 拉 机 （ 需 配 置 超 低 速 减 速 装 置 ） 。其 植 苗 密 度 可 达 到 育 苗 技 术 规 程 的 要 求 ， 整 机 技术 性 能 指 标 已 经 达 到 或 接 近 国 际 同 类 机 型 的 先 进 水平 ， 但 由 于 机 组 成 本 较 高 等 多 方 面 因 素 的 影 响 ， 还 是 无法 大 面 积 推 广 应 用 。4 存 在 问 题 的 原 因既 然 国 内 外 现 有 的 苗 木 移 植 机 在 技 术 上 已 经 相 当成 熟 和 先 进 ， 为 什 么 在 我 国 的 林 业 育 苗 生 产 上 还 是 得不 到 推 广 应 用 ， 笔 者 认 为 主 要 有 以 下 几 个 方 面 的 原 因 。2 0 0 6 年 第 6 期第 3 4 卷5林 业 机 械 与 木 工 设 备综 述图 2 两 人 组 合 换 床 作 业4 . 1 市 场 方 面从 2 0 世 纪 8 0 年 代 后 期 到 9 0 年 代 ， 由 于 受 我 国 林业 产 业 结 构 的 调 整 和 林 业 资 源 危 机 、 资 金 危 困 （ 简 称“ 两 危 ” ） 的 影 响 ， 绝 大 多 数 的 林 业 苗 圃 无 力 购 置 新 的 设备 。 大 批 的 林 业 机 械 制 造 企 业 转 产 、 停 产 、 破 产 ， 到 目 前为 止 ， 我 国 专 门 生 产 制 造 营 林 机 械 的 企 业 超 过 百 人 规模 的 没 有 几 家 。 以 前 计 划 经 济 时 期 配 置 的 大 量 的 机 械设 备 开 始 陈 旧 报 废 ， 连 配 件 都 无 处 购 买 。 森 林 采 伐 作 业9 0 % 以 上 又 回 到 了 “ 牛 马 套 ” 的 原 始 方 式 ， 苗 圃 播 种 、 换床 移 植 作 业 几 乎 全 部 采 用 手 工 作 业 方 式 。4 . 2 国 情 方 面我 国 林 区 的 苗 圃 用 地 相 对 （ 与 国 外 林 业 先 进 国 家比 ） 较 少 ， 林 业 育 苗 技 术 规 程 都 是 由 林 学 专 家 制 定 的 ，他 们 对 于 植 苗 密 度 的 要 求 主 要 考 虑 单 位 面 积 产 苗 量 的最 大 化 ， 而 没 有 兼 顾 现 有 机 械 的 适 应 性 。4 . 3 技 术 方 面国 内 外 现 有 的 苗 木 换 床 机 的 原 理 是 通 过 铧 式 开 沟器 顺 着 苗 床 方 向 纵 向 开 沟 ， 人 工 分 苗 投 苗 ， 采 用 圆 盘 式苗 夹 将 苗 送 到 栽 植 部 位 ， 然 后 覆 土 压 实 。 由 于 受 到 机 械结 构 和 作 业 空 间 的 限 制 ， 其 换 床 密 度 难 以 满 足 林 区 育苗 技 术 规 程 的 要 求 。另 外 ， 由 于 受 人 工 递 苗 速 度 和 递 苗 人 数 的 限 制 ， 机组 作 业 速 度 被 限 制 在 1 0 0 1 5 0 m / h 之 间 ， 所 以 需 要 配 备具 有 超 低 速 行 走 功 能 的 较 大 功 率 的 拖 拉 机 牵 引 或 悬挂 ， 我 国 目 前 还 没 有 能 够 满 足 这 一 要 求 的 配 套 动 力 。5 我 国 机 械 化 苗 木 换 床 移 植 技 术 的 发 展 趋 势前 面 我 们 分 析 了 国 内 外 已 有 的 机 械 化 苗 木 换 床 移植 技 术 无 法 在 我 国 推 广 应 用 的 主 要 原 因 ， 其 实 还 有 一个 深 层 次 的 原 因 就 是 缺 乏 技 术 创 新 意 识 。 既 然 传 统 的（ 也 是 经 典 的 ） 纵 向 开 沟 植 苗 方 式 不 能 满 足 要 求 ， 局 限于 这 种 方 式 的 再 多 努 力 也 无 济 于 事 ， 必 须 探 索 新 的 技术 来 解 决 问 题 。2 0 世 纪 9 0 年 代 初 ， 笔 者 就 提 出 了 新 的 横 格 式 苗 木移 植 方 法 ， 并 且 进 行 了 相 关 的 试 验 和 研 究 。 由 于 经 费 等问 题 ， 研 究 工 作 被 迫 中 断 。 “ 十 五 ” 期 间 ， 国 家 专 门 立 项进 行 这 方 面 的 研 究 ， 目 前 在 关 键 技 术 上 已 经 取 得 了 多项 突 破 。新 的 横 格 式 苗 木 移 植 技 术 可 从 三 个 方 面 解 决 传 统的 机 械 化 苗 木 换 床 移 植 技 术 所 存 在 的 问 题 。 通 过 机 构 运 动 ， 模 仿 人 工 换 床 的 作 业 过 程 ， 采 用横 向 开 沟 、 平 动 式 送 苗 的 作 业 方 式 ， 避 免 纵 向 开 沟 因 行距 太 近 而 造 成 的 后 面 壅 土 ， 影 响 前 面 苗 木 直 立 的 现 象 。解 决 换 床 密 度 无 法 满 足 林 区 育 苗 技 术 规 程 的 问 题 。 采 用 集 约 化 人 工 给 苗 的 作 业 方 式 ， 提 高 机 组 生 产率 。 所 谓 集 约 化 人 工 给 苗 就 是 作 业 人 员 集 中 在 作 业 机构 周 围 ， 同 时 给 一 个 或 几 个 苗 夹 按 照 约 定 的 位 置 递 苗 。特 点 是 可 以 改 善 工 作 环 境 ， 减 轻 劳 动 强 度 ， 容 易 操 作 ，提 高 生 产 率 。 鉴 于 我 国 目 前 还 没 有 林 业 苗 圃 通 用 底 盘 定 型 产品 ， 也 没 有 能 够 满 足 要 求 的 农 用 拖 拉 机 作 为 配 套 动 力 ，为 了 增 大 机 组 的 附 着 力 ， 减 小 打 滑 率 ， 换 床 机 采 用 通 用可 拆 动 力 履 带 自 走 的 形 式 。综 上 所 述 ， 改 变 传 统 的 作 业 方 式 ， 采 用 横 向 开 沟 、集 约 化 给 苗 的 作 业 方 式 ， 通 过 机 构 运 动 ， 模 仿 人 工 换 床的 作 业 过 程 ， 既 能 满 足 林 区 育 苗 技 术 规 程 的 要 求 ， 又 能大 幅 度 降 低 机 组 成 本 的 新 型 苗 木 换 床 机 ， 将 成 为 我 国苗 木 换 床 机 未 来 的 发 展 趋 势 。 我 们 相 信 ， 经 过 “ 十 一 五 ”期 间 的 进 一 步 研 究 和 熟 化 ， 实 现 我 国 林 业 苗 木 换 床 移植 机 械 化 将 为 时 不 远 。主 要 参 考 文 献 ： 1 杜 令 银 . 十 五 种 营 林 机 械 的 研 究 、 试 验 、 改 进 和 推 广 J . 林 业 机械 ， 1 9 9 0 ，（ 4 ） ： 5 . 2 封 俊 . 树 苗 移 栽 好 帮 手 导 苗 管 式 移 栽 机 J . 农 业 工 程 ，1 9 9 8 ，（ 2 ） ： 4 8 . 3 林 业 部 林 产 工 业 司 . 林 业 技 术 装 备 调 研 报 告 R . 中 国 林 业 出 版社 ， 1 9 9 6 ， 9 . 4 林 益 民 . 论 我 国 营 林 机 械 化 现 状 及 发 展 与 对 策 J . 林 业 科 技 情报 ， 2 0 0 2 ，（ 1 ） ： 8 1 . 5 刘 淑 清 . 浅 谈 林 业 育 苗 机 械 化 J . 林 业 机 械 与 木 工 设 备 ， 2 0 0 3 ，（ 1 1 ） ： 9 - 1 0 . 6 辽 宁 省 林 业 厅 . 林 木 育 苗 技 术 规 程 （ D B 2 1 / T 1 2 9 1 - 2 0 0 4 ） S . 沈阳 ： 辽 宁 大 学 出 版 社 . 7 金 泰 显 ， 高 士 杰 . H C - 6 型 悬 挂 式 移 植 机 通 过 鉴 定 J . 林 机 情 报资 料 ， 1 9 8 3 ，（ 1 0 ） ： 2 8 . 8 黑 龙 江 省 森 林 工 业 总 局 . 黑 龙 江 省 林 木 育 苗 技 术 规 程 （ D B 2 3 /T 3 1 8 - 2 0 0 3 ） S . 哈 尔 滨 ： 东 北 林 业 大 学 出 版 社 . 9 中 华 人 民 共 和 国 林 业 部 . 育 苗 技 术 规 程 （ G B 6 0 0 1 - 8 5 ） S . 北京 ： 中 国 标 准 出 版 社 . 1 0 张 玉 波 ， 等 . 苗 圃 机 械 通 用 底 盘 的 研 制 J . 林 业 机 械 与 木 工 设备 ， 2 0 0 2 ，（ 7 ） ： 1 9 - 2 0 . 1 1 张 名 振 . 国 内 外 营 林 机 械 化 现 状 和 发 展 趋 势 J . 林 业 机 械 ，1 9 9 0 ，（ 1 ） ： 2 - 5 . 1 2 王 存 德 ， 刘 学 龙 ， 等 . 4 Y K - 2 0 0 型 床 作 苗 木 移 植 机 的 研 制 J .东 北 林 业 大 学 学 报 ， 1 9 9 8 ，（ 1 ） ： 7 5 - 7 7 .林 业 机 械 与 木 工 设 备综 述2 0 0 6 年 第 6 期 第 3 4 卷6干旱地区植树造林技术装备的研究刘 静， 俞国胜（北京林业大学工学院，北京 100083 ）摘 要：阐述了国内外造林设备的发展及现状，分析了目前造林设备所存在的问题并对干旱地区的造林设备开沟插干深栽植树机进行初步研究与探讨。关键词：深栽造林；造林机械；开沟插干深栽植树机中图分类号：S776.26 文献标识码： 文章编号：1001-4462（2006）06-0007-04Installation System Research Used for Tree Planting in Arid AreaLIU Jing, YU Guo- sheng（ School of Technology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China ）Abstract ： This paper elaborated the development and current situation of the afforesting equipments both at homeand abroad ， analysed the questions that the afforesting equipments exist at present. What s more ， we conducted thepreliminary research and discussed on afforestation equipment the deeply transplanting the tree machine for gutteringand inserting does in arid area.Key words ： tree d