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嫁接机器人技术发展情况简要介绍

  • 来源:百蔬网
  • 编辑:百蔬
  • 时间:2016-02-22 21:53
摘要:嫁接的定义与优点 在茂密的森林中,由于树木生长比较稠密,枝条经常相互碰撞、摩擦、有时分发现有两株靠得很近的树木或花草的枝条,竟然舍二为一了,成为人们常说的连理枝,并且它们能继续生长下去。人们把植物这种天然靠接法应用于生产实践,就是人工繁殖植
 

嫁接的定义与优点

   
           在茂密的森林中,由于树木生长比较稠密,枝条经常相互碰撞、摩擦、有时分发现有两株靠得很近的树木或花草的枝条,竟然舍二为一了,成为人们常说的连理枝,并且它们能继续生长下去。人们把植物这种天然靠接法应用于生产实践,就是人工繁殖植物的一种方式——嫁接。
  
          嫁接是将优良品种的芽或枝移接到另一个生长健壮、对当地自然条件适应性强的植株上,使之成为一个新的优良品种植株的方法。
  
          在嫁接方法中,取用的枝或芽称为接穗,承受接穗的植株称为砧木。砧木的强大根系吸收水分和无机盐,接穗的叶子制造有机物;接穗的枝上生长接穗那个品种的果实。接穗受到野生砧木强大生活力的影响,使它发育得更良好。如栽培“红玉”苹果是用“红玉”树上的枝作接穗,而用山荆子或海棠作砧木;栽培柑桔,常以柑桔作接穗,而用枳作砧木。
  
          嫁接能否成活,关键在于砧木和接穗间的亲和力强弱。一般亲缘关系越近,亲和力越强,嫁接越易成活。如同种间、同品种间进行嫁接,较易成活。另外,还要注意嫁接时的季节,落叶树在春季枝条发芽前嫁接最适当;常绿树在发芽后的生长旺盛时嫁接最适当。
  
          嫁接的优点是能保持花卉、果树的优良品质。通过嫁接花卉可提早开花,果树可提前结果;通过嫁接可以增进植物的抗寒性、抗旱性、抗病虫害的能力和改良果实的品质等。如我国北方地区通过矮生砧木的嫁接,改良苹果的品质,使果树植株矮化,便于管理和提高单位面积的产量。对胡桃及枣树也通          过嫁接改良品质,已经取得了良好的成果。嫁接尤其对不产生种子的果木,如无核葡萄、无核蜜桔的繁殖有着重大的意义。
  
          嫁接法已成为繁殖果树、花卉最普遍的一种方法。嫁接的方法很多,有切接法、劈接法、舌接法、皮接法、芽接法、根接法等等。( 中国公众科技网)
 

 嫁接机器人简单介绍          

       
       我的导师张铁中教授是国内研究嫁接机器人的第一人,多年的辛勤研究取得了大量的成果。下面将对嫁接机器人做一下简单介绍。
         
       提起机器人,人们马上会想到什么迎宾机器人、消防机器人以及近两年出尽风头的足球机器人。但谁会想到,一种被叫作蔬菜嫁接机器人的高科技蔬菜自动嫁接机出现在“国家863计划十五周年成就展”上,博得了前来参观的观众们的啧啧赞叹声。
       
        嫁接栽培是克服瓜菜连茬病害和低温障碍的最有效的途径,抗病、增产效果显著,广泛用于黄瓜、西瓜、甜瓜、茄子、西红柿栽培,但人工嫁接速度慢、效率低、费工费时。嫁接机器人技术是近年来在国际上出现的一种集机械、自动控制与设施园艺技术于一体的高新技术,它可以大幅度提高嫁接速度,明显降低劳动强度,并可提高嫁接成活率。
 
        据了解,中国农业大学率先在我国开展了蔬菜自动嫁接机器人技术,解决了蔬菜幼苗的柔嫩性、易损性和生长的不一致性等难题,实现了蔬菜幼苗嫁接的精确定位、快速抓取、良好切削。嫁接机器人能完成砧木、穗木的取苗、切苗、接合、固定、排苗等嫁接过程的自动化作业。操作者只需把砧木和穗木放到相应的供苗台上,其余嫁接作业均由机器人自动完成。
 
    据中国农业大学机械工程学院副院长张铁中教授介绍,蔬菜嫁接机器人采用独特的嫁接方法,用穴盘所育砧木苗可直接带根和土团嫁接,嫁接速度达到600棵/小时,成功率为95%以上,可大大促进果蔬生产规模化、产业化。
        
90年代初,张铁中老师从日本学成回国,并且率先在国内开展了蔬菜嫁接机器人的研究。
         
         嫁接机器人技术,是近年在国际上出现的一种集机械、自动控制与园艺技术于一体的高新技术,它可在极短的时间内,把蔬菜苗茎杆直径为几毫米的砧木、穗木的切口嫁接为一体,使嫁接速度大幅度提高;同时由于砧、穗木接合迅速,避免了切口长时间氧化和苗内液体的流失,从而又可大大提高嫁接成活率。因此,嫁接机器人技术被称为嫁接育苗的一场革命。
  
            日本西瓜的100%,黄瓜的90%,茄子的96%都靠嫁接栽培,每年大约嫁接十多亿棵。从1986年起日本开始了对嫁接机器人的研究,以日本"生物系特定产业技术研究推进机构"为主,一些大的农业机械制造商参加了研究开发,其成果已开始在一些农协的育苗中心使用。由于看到了蔬菜嫁接自动化及嫁接机器人技术在农业生产上的广阔前景,日本一些实力雄厚的厂家如YANMA、MITSUBISHI等也竟相研究开发自己的嫁接机器人,嫁接对象涉及西瓜、黄瓜、西红柿等。总体来讲,日本研制开发的嫁接机器人有较高的自动化水平,但是,机器体积庞大,结构复杂,价格昂贵。90年代初,韩国也开始了对自动化嫁接技术进行研究,但其研究开发的技术,只是完成部分嫁接作业的机械操作,自动化水平较低,速度慢,而且对砧、穗木苗的粗细程度有较严格的要求。在蔬菜嫁接育苗配套技术方面,日本、韩国已生产出专门用于嫁接苗的育苗营养钵盘。在欧洲,农业发达国家如意大利、法国等,蔬菜的嫁接育苗相当普遍,大规模的工厂化育苗中心全年向用户提供嫁接苗。由于这些国家尚未有自己的嫁接机器人,所以嫁接作业,一部分仍采用手工嫁接,一部分采用日本的嫁接机器人进行作业。
  
          1997年,我国设施栽培面积达到120万公顷,成为世界上最大的设施栽培国家。特别是以日光温室为代表的具有中国特色的保护地蔬菜栽培和塑料大棚的发展尤为迅速,目前已突破1000万亩。它缓解了蔬菜淡季的供需矛盾,同时也成为我国农民致富的重要途径。但由于蔬菜的生物特性和生长环境特性,连茬病害和低温障碍一直是严重影响设施蔬菜生产的主要问题。对这些病害的防治,无论从选育抗病品种,或是施用药剂,防治效果都不够理想。
 
  80年代初期,出现了把黄瓜、西瓜嫁接到云南黑籽南瓜的栽培方法,提高了抗病和耐低温能力。实践证明,嫁接是目前克服设施瓜菜连茬病害和低温障碍的最有效方法。
         
         除了黄瓜、西瓜外,通过嫁接,茄子、青椒、西红柿都可明显地防止土传病害,如枯萎病、黄萎病、青枯病的发生。嫁接苗根系发达,具有抗逆、壮根、增强植株长势、延长生长期与减轻地表上部病害的优点,可大幅度增产。因此,大力推广嫁接栽培技术,对我国日光温室、大棚等设施园艺蔬菜栽培具有十分重要的意义。
 
  嫁接苗的砧木苗直径在3~4mm左右,穗木苗直径只有1~2mm,加之幼苗脆嫩细弱,所以嫁接起来很耗费精力。而且,每个人所掌握的嫁接技术要领、手法及熟练程度不同,难以保证高的嫁接质量和高的成活率。由于费工费时,在有些地区,又出现了放弃嫁接栽培的现象,取而代之的是大量施用农药、杀虫剂、杀菌剂。这样,不但造成了资财浪费,更严重的是污染了蔬菜,破坏了环境,对人类健康构成威胁。蔬菜的手工嫁接,效率低、劳动强度大、嫁接苗成活率低,已远远不能适应我国农业生产的要求。因此,在我国发展机械化、自动化的嫁接技术势在必行。
 
  中国农业大学张铁中教授率先在我国开展了自动化嫁接技术的研究工作,先后研制成功了自动插接法、自动旋切贴合法嫁接技术,填补了我国自动化嫁接技术的空白,形成了具有我国自主知识产权的自动化嫁接技术。如利用传感器和计算机图像处理技术,实现了嫁接苗子叶方向的自动识别、判断。嫁接机器人能完成砧木、穗木的取苗、切苗、接合、固定、排苗等嫁接过程的自动化作业。操作者只需把砧木和穗木放到相应的供苗台上,其余嫁接作业均由机器自动完成,从而大大提高了作业效率和质量,减轻了劳动强度。 嫁接机器人可以进行黄瓜、西瓜、甜瓜苗的自动嫁接,为蔬菜、瓜果自动嫁接技术的产业化提供了可靠条件。






 
 
责任编辑:百蔬
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