目前，自动化育苗设备的研究和应用己经涉及育苗生产的多个环节，包括穴盘播种、嫁接、秧苗分选移栽、基质处理、秧苗传送装置等。应用于不同环节的装备在国内研究应用的发展水平各不相同，其中穴盘播种机及其配套生产线在专业育苗基地己经初步达到产业化应用，其他环节作业机械仍处于研究和示范应用阶段。

1.1穴盘播种设备

穴盘育苗技术是国际上兴起时间比较早的一种育苗技术，具有出苗快、成苗率高及节省播种时间等优点。穴盘育苗的关键在于幼苗播种阶段，穴盘育苗技术对播种要求很高，要求每穴进行单粒播种，漏播和多粒种子的穴数尽可能少，同时要保证出苗整齐一致，群体结构合理。因此，精密播种技术成为蔬菜工厂化育苗环节的重中之重。播种质量的好坏直接决定了秧苗品质和作物产量，蔬菜精量播种还可以节省大量种子。   

穴盘播种机是起步最早、应用最广的蔬菜育苗设备，国内多家企业己经具备了相关产品的量产制造能力。国内比较常见的穴盘播种机，如SF小型针式穴盘播种机，此设备体积小，方便现场作业，配置了气动系统，可自行播种，工作效率达到了160孔穴盘为100盘/h。基于负压吸种、正压吹种工作方式的BZ200型针式精量播种机，通过机电一体化的工作模式来准确地控制穴盘的排数和播种量，全自动实现打孔、播种等功能，播种速度可达到200盘/h。 2BQ一D型气吸式穴盘育苗精量播种机采用负压吸种、整盘对穴播种的工作原理，通过更换不同规格和形式的吸种盘，来满足不同规格的育苗穴盘及不同作物育苗精量播种的要求。该设备工作效果稳定，便于人工操作，播种速度可达到120一180盘/h。

穴盘播种机就其播种装置特征可分为板式、单排吸针式和滚筒式3类。其中，板式播种是通过播种板上与穴盘穴孔对应分布的吸孔，受磁力或负压驱动将种粒吸附，对穴盘进行单次整盘播种。其作业效率较高，但对种粒一致性要求高，漏播情况比较严重，对特殊或规格不一的种子的播种精度不高，且针对不同规格的穴盘或种子需要配置附加播种盘等设备，成本较高，少量播种无法进行。单排吸针式和滚筒式均为逐行播种方式，单排吸针式播种装置随穴盘移动往复运动于穴盘和种盘之间，进行排种和吸种；滚筒式播种装置的种粒吸附部件圆周分布于滚筒外侧，滚筒随穴盘移动而同步旋转进行逐行播种。上述两类逐行播种方式，因其对种粒外形适应性相对较好，适用播种范围广，且更容易与播种生产线配套，逐步成为主流。滚筒式在作业效率方面更优，可达800盘/h以上。

播种设备就操作方式分为手动、半自动和全自动。其中，半自动和手动操作设备通常仅用于种粒播施环节，作业效率不高；但购置使用成本低，适用于小规模育苗农户。全自动方式主要应用于播种生产线，具备基质装填、压实、播种、覆土及淋水等作业功能，生产效率高，适用于大型工厂化育苗公司，采购价格相对较高。

1.2蔬菜秧苗嫁接机

现阶段，随着设施面积的进一步扩大，为克服连续作业的障碍，蔬菜嫁接技术得到不断发展，蔬菜嫁接需要较高技术性。传统人工嫁接可根据嫁接苗的实际情况灵活搭配，嫁接利用率比较高；而手工嫁接育苗存在工作效率低、嫁接苗成活率低、作业质量不高等问题，严重降低了蔬菜育苗嫁接的工作效率。

嫁接机是工厂化嫁接育苗生产的关键设备，其大量应用不仅可以提高嫁接作业工作效率和嫁接苗成活率，而且可以提高生产水平、降低嫁接过程难度、提高嫁接苗的成活率、保证嫁接苗均匀生长，有效地提升了嫁接作业的生产和管理水平。

嫁接机是一种集机械、自动控制与园艺技术于一体的机器。它根据不同嫁接方法，在极短的时间内将接穗和砧木接合为一体，嫁接速度得到大幅度提高；同时，由于接穗与砧木接合迅速、操作规范，避免了切口长时间暴露氧化和嫁接苗内液体的流失，降低了病菌的传播，可以显著提高嫁接成活率。

自20世纪90年代开展相关技术研究以来，目前我国半自动嫁接机己经达到了产品化示范应用阶段，其由1-2人操作，嫁接效率约600 -800株，然而其嫁接效果容易受秧苗个体形态差异影响，嫁接成功率在60%一80%之间。

根据自动嫁接作业方式可分为贴接式[Ds-zol和插接式两类，半自动嫁接作业流程主要包括人工上苗、秧苗切削、对接及输送固定夹进行夹持(贴接)。贴接式嫁接机可满足对瓜、茄两类大宗蔬菜苗的自动嫁接作业，嫁接速度块，接口愈合好且成长较快，嫁接成活率较高，更容易被用户接受；缺点在于需要选择合适的育种时机进行砧木和接穗的嫁接，同时贴接固定夹需要在愈合之后人工去除。插接式嫁接机通常只应用于瓜类秧苗嫁接，插接法工序简便，不需要嫁接夹，可以有效地降低病害的侵害；但由于此方法在砧木生长点切除、打孔及插接等工序对机械定位精度要求较高，操作相对严格，不容易被掌握，相对贴接法实施的可靠性较差。

当前半自动嫁接机需要操作者逐一从穴盘取出秧苗，并在愈合后去除固定夹，在嫁接效率和节省人力方面进一步提升空间有限，通过开发自动上苗机构和采用橡胶套管取代传统嫁接夹，有望实现蔬菜秧苗全自动嫁接。这是一种全新的作业模式，需要很少的人员管理，操作便捷，工作效率大幅度提升的同时对嫁接用苗的培育质量要求非常严格，因此需要投入大量的资金。

1.3秧苗分选移栽设备

现代化蔬菜育苗体系以穴盘育苗为主要手段，穴盘苗的分选移栽是育苗生产过程中至关重要的环节，而人工作业的分选移栽方式需要大量的人力资源供应，同时工人作业水平不一也导致生产作业效率降低，难以实现工厂化生产的要求，对于穴盘育苗技术的发展有一定程度的阻碍。   

随着育苗生产的集约化和自动化，农户对商品苗的一致性要求逐步提高。为了使苗整齐统一，需要进行筛选，以剔除缺苗和劣苗穴孔同时进行补栽。20世纪90年代以来，荷兰、美国、韩国等研制了具有幼苗分选移栽功能的自动化设备，并进行了产业应用。然而，其主要针对特定幼苗个体进行移栽，对于不同穴盘规格和不同作物幼苗移栽缺乏通用性；同时，由于其主要应用于大型集约化农业生产模式，采购成本高，对我国现阶段设施农业生产模式适应性差。国内对穴盘育苗分选移栽技术的研究还处于初级阶段，2003年才开始穴盘苗自动移栽机的研究，落后于国外成熟的技术体系。目前，国内邱立春、辜松等也针对蔬菜钵苗自动移栽机进行了相关研究，但相对产业化应用要求仍存在诸多技术瓶颈需要突破，穴盘苗分选移栽机目前还处于试验样机阶段，在移栽夹持手爪、种苗质量识别和对不同操作对象通用性3个关键技术方面表现较为突出。

穴盘苗呈簇生密植状态，叶片粘连重叠，基于机器视觉技术秧苗形态信息的在线获取方法主要分为3类:叶片冠层二维图像分析、融合立体信息图像分析及秧苗侧视图像分析。因此，通过融合多种技术手段多视角获取穴盘苗图像信息，以实现对秧苗形态的精确识别和测量是未来的研究趋势。

分选移栽部件主要包括移栽手爪和移栽定位机构。移栽定位机构驱动移栽手爪在不同穴孔之间移动；移栽手爪采用2一4组夹持针插入并夹持根部基质的方式对秧苗进行提取和移栽。移栽定位部件分为二自由度和三自由度两类构型:二自由度移栽机构需要依靠穴盘传送带的间歇移动，以实现对秧苗的逐行移栽，作业效率较低；三自由度移栽机构可以在穴盘传动带定位停止后对整盘穴苗进行移栽，作业效率达900盘。

在全自动移栽机研究方面，主要是涉及计算机控制领域内实现的自动化移栽过程，如空气整根气吸式秧苗全自动移栽机。其运动部件不容易接触秧苗，对于秧苗伤害程度很低；同时，控制部分采用了单片机和步进电机装置，具有较高的精度和可靠性，但仅适用部分蔬菜育苗，应用广泛性受到了很大的限制。

1.4其他辅助设备

基质是决定秧苗根系环境的重要因素，也是病虫害传播繁殖的场所，对基质进行有效的消毒处理是其循环利用的前提。高温蒸汽消毒方式是将蒸汽锅炉产生的高温蒸汽通过导管通入到覆盖有保温膜的栽培基质中，使基质温度升高达到80℃以上，干预有害微生物积累和繁殖，杀死病原菌，具有无污染、操作安全、保持基质养分不流失及提高基质透气性等诸多优势，己成为当前基质消毒的主流技术。

清洗是穴盘重复利用的重要处理环节。手工作业需要耗费大量劳动力，在高成本的同时大大降低了工作效率。通过高压水流喷射的物理清理方式，相对电子清洗和化学清洗，是一种更加经济和环保的作业方式。穴盘清洗设备主要工作原理为在封闭空间内对传送带上的穴盘进行高压冲洗，并将废水收集过滤后由泵加压后循环利用。

根据育苗栽培管理不同环节的作业需要，穴盘、基质及相关工具设备等农资物料在不同区域之间进行运转，园艺工作者的负担越来越多地集中在投入大量劳动力进行穴盘花盆等搬运方面，对于集约化育苗生产模式，人工操作远远不能达到生产工作要求。当前在我国初步使用的温室物流装备主要有两类:一类是用于穴盘、盆花等作物的中小型传送带，安装使用方便、成本低，在不同区域之间进行穴盘花盆的传输，避免人工搬运的繁杂，完成这些作物在同一生产区域内不同生产环节之间的转移。这一类传送带以完成某两个或多个环节的工作衔接为目标，结构较为简单。另一类结构相对比较复杂，一部分部件可以协同作业，实现不同生产范围内的不同生产环节的作物搬运，同时配合生产栽培系统的利用，在一整套的生产工作环境内能够高效地完成生产作物运送的物流链。

现阶段，随着劳动力成本的增加及园艺工作者对作物生产工作效率要求的不断提升，为了更好地实现园艺工作的规模化、生产高效化及生产作物品质化的要求，越来越多的中小型传送带被引入到园艺工作环境中来；但鉴于目前资金投入有限，园艺工作设施面积不断增大，应用于整个生产区域物流输送的大型物流链并未有所普及。下面对这两类物流运送方式介绍如下。

第一类中小型传送带，分为带式和滚轮式两种工作方式，在进行盆花等单一物品的传送中存在运输效率过低等问题，因此在实际应用中并不常见。传送方式主要分为固定式和移动式两种，两种方式可以独自工作，同时也可与其他设备进行配套使用，简单方便，节省人力搬运。这两类传送带的工作方式都由动力装置和带式装置组成，带式装置由于机动性好，使得运送过程比较平稳，在工作过程中因传送带配有马达或者液压等动力供能装置，从而使得传送带的传送速度便于控制和调节，操作者可根据需要调整传送带的行进速度。由于移动式传送带具有结构简单、占用空间小等优点，普遍应用于园艺发达的国家，常用于播种车间、催芽室、生产区三者之间的穴盘、盆花的传送；当加强传送带的带强度后，也用于基质等物品的输送。而固定式传送带常用于固定的操作车间，完成大型设备或物品的传送，相对占用空间较大，操作流程复杂，因此广泛应用受到了限制。

随着园艺生产规模的扩大，与之所配套的温室生产面积也不断增加，随之而来的就是如何在大型温室间进行高效、稳定传输和方便管理等问题，因此物流传送链便被引入其中。传送链通过采用吊钩与轨道传送配合空中作业，其核心装置为皮带或滚轮式传送带，工作原理即是多个中小型传送带的拼接工作，同时增加了如检测设备、分级设备等多个环节设备。在实际生产过程中，物流传送链的应用极大地降低了种植生产对人工的依赖，提高了生产效率，进一步提升了大型温室生产作业产量。