蔬菜自动嫁接机研究现状与发展分析_唐鹏飞.pdf

第47卷 第7期 中国农机化学报 Vol 47 No 7 2026年7月 Journal of Chinese Agricultural Mechanization Jul 2026 DOI 10 13733 j jcam issn 2095 5553 2026 07 017 唐鹏飞 文韬 龚中良 等 蔬菜自动嫁接机研究现状与发展分析 J 中国农机化学报 2026 47 7 122 130 Tang Pengfei Wen Tao Gong Zhongliang et al Research status and development analysis of vegetable automatic grafting machines J Journal of Chinese Agricultural Mechanization 2026 47 7 122 130 蔬菜自动嫁接机研究现状与发展分析 唐鹏飞 1 文韬 1 龚中良 1 李大鹏 1 杨福强 2 潘俊荣 1 1 中南林业科技大学机械与智能制造学院 长沙市 410000 2 长沙市农业科学研究院 长沙市 410000 摘要 蔬菜嫁接自动化技术是提高生产效率和嫁接成功率的一项现代化农业技术 通过综述国内外蔬菜嫁接机近40年 的研究情况 分析各种类型嫁接机的工作原理 性能特点和技术参数 研究蔬菜自动嫁接机的研发现状及应用前景 探讨 存在的问题 研究发现 尽管国内外蔬菜自动嫁接机的研发已有较长时间 但商用嫁接机仍较少 且面临作业效率低 单 机产量低 生产制造成本高 适应性和灵活性差等问题 基于此 从4个方面提出蔬菜嫁接机未来的发展方向 包括提高 自动化程度 往一人一机 一人多机方面发展 尽量减少或完全无需人工干预 研究多株或整盘嫁接机 提高效率和单机产 量 开发小型嫁接机 以满足农场需求 降低成本 并增强设备的适应性和灵活性 使其能够适应不同品种和类型的蔬菜嫁 接需求 建立标准化育苗体系与自动化嫁接配套生产体系 加快嫁接机研发进程 关键词 蔬菜嫁接 自动化技术 嫁接机 农业现代化 中图分类号 S233 74 文献标识码 A 文章编号 2095 5553 2026 07 0122 09 Research status and development analysis of vegetable automatic grafting machines Tang Pengfei 1 Wen Tao 1 Gong Zhongliang 1 Li Dapeng 1 Yang Fuqiang 2 Pan Junrong 1 1 School of Machinery and Intelligent Manufacturing Central South University of Forestry and Technology Changsha 410000 China 2 Changsha Agricultural Science Research Institute Changsha 410000 China Abstract Vegetable grafting automation technology is an important component of modern agricultural production offering significant advantages in improving grafting efficiency enhancing graft survival rates and reducing labor requirements This paper systematically reviews the research and development of vegetable grafting machines over the past 40 years both in China and internationally The working principles structural characteristics technical parameters and performance of various types of grafting machines were analyzed and compared Furthermore the current state of technological development practical applications and future prospects of automatic vegetable grafting machines are comprehensively evaluated The review indicates that although substantial progress has been achieved in the development of automatic vegetable grafting equipment the commercialization and large scale adoption of automatic grafting machines remain limited Existing systems continue to face several challenges including low operational efficiency limited single machine productivity high manufacturing and operational costs and poor adaptability and flexibility to accommodate different crop varieties and grafting requirements To address these challenges several future development directions are proposed First the level of automation should be further enhanced to minimize or eliminate manual intervention and enable efficient operation through one person one machine or one person multiple machines management modes Second research should focus on the development of multi seedling and tray based grafting systems to improve operational efficiency and increase throughput Third compact and low cost grafting machines should be developed to meet the needs of small and medium sized farms while improving equipment adaptability and flexibility for different vegetable species and grafting techniques Finally establishing standardized seedling cultivation protocols and integrated automated grafting production 收稿日期 2024年9月2日 修回日期 2025年11月26日 录用日期 2026年5月20日 基金项目 湖南省2023年智能农机装备创新研发项目 第一作者 唐鹏飞 男 1999年生 深圳人 硕士 研究方向为农业机器人 E mail 1183239213 通讯作者 文韬 男 1983年生 长沙人 博士 教授 研究方向为农业机器人 E mail twen 第7期 唐鹏飞 等 蔬菜自动嫁接机研究现状与发展分析 systems is essential for accelerating the industrialization and widespread adoption of vegetable grafting technology Overall the development of intelligent efficient and highly adaptable automatic grafting machines will play a critical role in advancing vegetable production mechanization and supporting the modernization of agriculture Keywords vegetable grafting agricultural automation automatic grafting machine agricultural modernization 0 引言 近年来 我国蔬菜生产和消费长期居于世界首位 蔬菜生产供应仅次于粮食生产 蔬菜生产规模不断扩 大 随之而来的问题也日益显现 如土壤的连作障碍 蔬菜产量和品质低下等 与此同时 随着现代社会生 活质量的提高 人们对蔬菜的需求不仅在数量上增加 对品质也提出了更高要求 在这种背景下 蔬菜嫁接 技术成为解决这些问题的关键 蔬菜嫁接技术利用某些蔬菜品种的发达根系 抗 病力强 耐热和吸肥力强等优势 将它们作为砧木在不 同品种的蔬菜间进行嫁接 优化蔬菜的生长和繁殖 该技术不仅能够有效克服瓜菜连茬引发的病害和蔬菜 在低温环境下的生长障碍 还能显著提升蔬菜的抗逆 性和抗病能力 同时减少肥料使用量 促进幼苗健壮生 长 蔬菜嫁接技术的这些优势使其在蔬菜生产中发挥 了重要作用 成为提高蔬菜产量和品质的重要手段 目前 国内在蔬菜嫁接苗的生产中仍然依赖于人 工嫁接 这种方式不仅作业速度慢 而且对嫁接工人 的技术水平要求较高 技术差异也使得生产效率和嫁 接质量难以统一 随着农村人口老龄化加剧 嫁接工 人匮乏等问题日益凸显 育苗产业过度依赖人工已成 为制约蔬菜嫁接技术推广和应用的瓶颈问题 为应对 这些挑战 研制了蔬菜自动嫁接机 蔬菜自动嫁接机 利用精密机械在生产过程中实现上苗 取苗 切苗 嫁 接贴合 嫁接苗移栽等过程的自动化作业 通过部分或 全部流水线的自动化生产 提高嫁接效率 本文对国内外蔬菜嫁接机的研发情况和应用现状 进行综述 分析典型蔬菜嫁接机的工作原理 性能特点 和技术参数 剖析蔬菜嫁接机存在问题 并对未来发展 方向提出建议 以期为我国蔬菜自动嫁接机的研发提供 技术参考和借鉴 推动蔬菜嫁接技术的发展和应用 1 国外蔬菜嫁接机研究现状 蔬菜自动嫁接机的研究先开始于一些农业发达国 家 日本 韩国 荷兰 意大利 西班牙等国家对蔬菜自 动嫁接机的研究起步较早 对蔬菜自动嫁接机的研发 主要由专业科研机构 涉农高校和大型农机企业承担 已经研发出很多种系列化嫁接机产品 为蔬菜嫁接自 动化做出贡献 1 1 日本蔬菜嫁接机 早在20世纪80年代 日本就开始对蔬菜嫁接机 进行研究 经过近40年的研究 日本的科研机构先后 研制出多种不同类型的蔬菜自动嫁接机 1 1 1 GRF800 U型和GRF803 U型蔬菜嫁接机 GRF800 U型和GRF803 U型蔬菜嫁接机是适 用于瓜科蔬菜作业的代表机型 GRF800 U型是全自 动蔬菜嫁接机 采用贴接法进行嫁接 使用塑料嫁接夹固 定嫁接苗的切口 能够完成自动取苗 切削 贴接包扎 下 苗等嫁接过程 嫁接时 扶苗机构将穴盘内的幼苗扶正 夹持机构柔性夹持幼苗 同时切根机构将幼苗切下 并将 断根幼苗通过直线移动平台运送至嫁接前的上苗工位 该机的砧木子叶调向装置可以在输送过程中调整砧木子 叶的方向 调整位置后将砧木送入上苗定位机构 GRF800 U型嫁接机的优点是各个嫁接过程均实现了 全自动化 缺点是成品苗回栽穴盘仍然需要人工处理 该机的嫁接效率为800株 h 嫁接成功率为95 GRF803 U型是半自动机型 与GRF800 U型 嫁接机的核心嫁接执行部件相同 不同之处是 GRF803 U 型嫁接机的自动取苗功能改为人工供 应 砧木与接穗的上苗采用2个工人分别供应 由于 自动取苗的一些技术难题尚未解决 人工供苗反而比 自动取苗快 生产效率达900株 h 但人均效率不如 GRF800 U型嫁接机 综上 GRF800 U型嫁接机具有显著优势 其自 动上苗装置使人均嫁接效率提高1倍 但嫁接苗的回 栽环节仍需人工处理 表明嫁接后处理依然是一个需 要解决的问题 因此 开发的嫁接机不仅要完成嫁接 作业 还需要涵盖整个嫁接过程 此外 这两款机型都 采用人机交互技术 机器的调试与操作都通过触摸屏 来实现 在嫁接生产过程中 嫁接机能够自动记录和存 储数据 方便数据调取与管理 1 1 2 UPS T2000型蔬菜嫁接机 UPS T2000型蔬菜嫁接机也是适用于瓜科蔬菜 作业的半自动嫁接机 但该机采用插接法进行嫁接 需手动对砧木和接穗进行断根处理 机器自动完成后 续的嫁接作业 与其他类型的嫁接机需要斜切除一片 子叶不同 UPS T2000型蔬菜嫁接机保留所有子叶 提高嫁接苗的成活率 该机的中央设置了一个转台 转台上均匀分布4个夹具 嫁接时 手动将砧木放置 123 中国农机化学报 2026年 在转台上的柔性夹具上 中央转台顺时针旋转 依次进 行砧木打顶 砧木打孔 接穗切削与插接的作业 由于 需要人工进行砧木和接穗的处理与上苗 该机效率较 低 嫁接效率为200株 h 成功率为95 1 1 3 SG400型蔬菜嫁接机 SG400型茄科蔬菜嫁接机是处理茄科苗的半自 动嫁接机 该机由单人操作 砧木和接穗的夹持机构 分别布置在同一条竖直线上 确保切削后的砧木和接 穗能够精准对接 嫁接时 操作人员同时将砧木和接 穗放置在夹持装置上 侧边的切削机构会自动完成幼 苗的切削作业 搬运机构向下搬运接穗 与砧木进行 初步对接 然后 左右两侧的对接辅助装置合拢 包裹 住幼苗切口 搬运机构再向下移动一小段距离 完成精 准对接 随后对接辅助装置分开 上夹机构完成上夹固 定 该机的嫁接效率为400株 h 成功率为95 1 1 4 AG1000型蔬菜嫁接机 AG1000型蔬菜嫁接机是适用于茄科苗的全自动 嫁接机 该机能够实现多株幼苗同步嫁接 自动完成 6株幼苗的同步夹持 切削 对接 上夹和成品苗回栽 作业 机架上设有用于传送砧木 接穗和嫁接成品苗 穴盘的三条输送带 只需一人操作即可完成砧木 接穗 穴盘及嫁接夹的供应 嫁接时 装有砧木和接穗的穴 盘通过传送带输送到上苗工位处 夹持机构每次能将 6株砧木和6株接穗同步夹持并送至切削工位进行切 削 切削好的砧木和接穗由搬运机构横向搬运至对接 工位进行精准对接 对接后的蔬菜苗由自动上夹装置 固定切口 最后 完成的嫁接苗被搬运至对接工位下 方的空穴盘中 夹持机构松开 完成回栽作业 尽管该 机能够实现多株幼苗的同步嫁接 但对苗的标准化程 度要求较高 该机规定了可处理苗形状的标准 偏离 此标准会逐渐降低嫁接成功率 该机嫁接效率为 1 000株 h 嫁接成功率为97 此外 日本的公司还基于营养钵的嫁接育苗模式 研发出MGM600型茄科半自动嫁接机 1 该机嫁接 效率为600株 h 嫁接成功率为95 目前 穴盘标 准化育苗基本已经取代了营养钵育苗方式 1 2 韩国蔬菜嫁接机 韩国在蔬菜自动嫁接机的研究起步晚于日本 最 具代表性的是AFGR 800CS型蔬菜嫁接机 该机 适用于瓜科和茄科蔬菜作业 需2人操作 能够实现 夹持 搬运 切削 对接和上夹作业的自动化 并通过输 送带将嫁接成品苗排出 为更好地保证嫁接精度 还 开发了一套幼苗切面信息实时监控系统 如图 1所 示 该系统可实时监控整个嫁接过程 通过摄像机进 行监控并显示在显示屏上 利用图像处理技术精密计 算贴合偏差 通过反馈机制指导机器动作 完成嫁接苗 之间的精准对接和完美贴合 该机的生产效率可达 800株 h 嫁接成功率为95 图 1 幼苗切面信息实时监控系统 Fig 1 Real time monitoring system for seedling section information 1 3 荷兰蔬菜嫁接机 荷兰在设施园艺自动化生产装备技术方面处于世 界领先地位 研发多款蔬菜自动嫁接机 代表机型 ISO Graft 1000 1100 1200型系列茄科蔬菜嫁接机 ISO Graft 1000型嫁接机采用平接法嫁接 2 对 接时采用套管进行贴合与固定 该机应用图像处理技 术 能够在嫁接前剔除不合格的幼苗并获取幼苗精准 的子叶和茎部参数 为后续嫁接作业做准备 该机的 嫁接效率为1 000株 h 嫁接成功率为99 由于采 用的套管为降解不稳定的天然橡胶材料 目前该机型 已停止使用 荷兰的研发机构在ISO Graft 1000型嫁接机基础 上改进并研制出Graft 1200型自动嫁接机 该机采用 平接法 单人操作 人工进行接穗的供给 其余作业由 嫁接机自动完成 嫁接机设计有接穗供苗转台 转台 上均匀分布有12个柔性夹持手 机架上设有激光发射 器 通过激光确定上苗高度 如图2所示 嫁接时 先 由砧木预处理机构对整盘砧木进行去头处理 将处理 后的整盘砧木由人工送至上苗工位 操作人员将接穗 放置于供苗转台的夹持手上 随后 顶苗机构将一排 砧木从穴盘中顶出 接穗取苗夹持手从转台上取下一 株接穗搬运至砧木处并同时夹持住砧木 切削机构同 步完成砧木与接穗的平切作业 夹持手将砧木和接穗 进行对接 上夹机构将嫁接夹输送至切口处进行贴合 固定 最后 顶苗机构下移 将成品苗回栽至穴盘中 该机的嫁接效率为1 050株 h 嫁接成功率为99 图 2 接穗供苗转台 Fig 2 Scion seedling supply turntable 1 柔性夹持手 2 激光发射器 124 第7期 唐鹏飞 等 蔬菜自动嫁接机研究现状与发展分析 为降低生产成本 荷兰又开发出结构更加简单的 Graft 1100型半自动嫁接机 该机需要2人分别供给 砧木和接穗 接穗供苗采用单臂旋转夹持手 砧木供苗 采用具有12个夹具的供苗转台 嫁接时 人工将接 穗放置在旋转臂的柔性夹持手上 并根据激光在幼苗 上的投影位置调整上苗的高度 同时 人工将带土的 砧木放置在转台上的夹具上 旋转臂旋转180 将接 穗搬运至嫁接工位 并夹持住转台上的砧木 切削机 构对砧木和接穗进行同步平切作业 夹持手进行对接 调整后 上夹机构输送嫁接夹完成砧穗的贴接紧固 该机的嫁接效率为1 000株 h 嫁接成功率为98 此外 荷兰的研发机构还设计了ISO graft Semi 1500型全自动砧木苗处理设备 该设备能够自动预切 割砧木幼苗 并将嫁接夹放在砧木上 设备搭配视觉 系统 能够按照设定的切削方式切割砧木 每小时可处 理1 500株砧木 同时 还设计了嫁接苗分级设备 能 够将嫁接苗分成不同等级 方便进行嫁接作业 1 4 意大利蔬菜嫁接机 意大利研发了GR300型和GR300 3型嫁接机 两种嫁接机结构类似 主要区别在于切削机构 GR300型针对茄科嫁接苗 GR300 3型针对瓜科嫁接 苗 GR300型和GR300 3型嫁接方式相同 嫁接时 由单人供苗 机器自动完成切削与贴合工作 再由人工 进行上夹固定 这两款机的嫁接效率均为300株 h 此外 意大利还研制了GRAFT 1000型自动嫁接机 1 该机采用Loctite4309胶粘剂 能够粘合嫁接苗之间的 茎秆 且具有生物可降解性 然而 该胶粘剂成本过 高 限制了其推广应用 尽管如此 这种胶粘剂在嫁接 育苗领域具有革命性意义 省去了嫁接机上夹的步骤 值得研发机构在新型环保材料的应用上学习和借鉴 1 5 西班牙蔬菜嫁接机 西班牙研制了EMP300型半自动嫁接机 该机 由单人操作 砧木和接穗的夹持切削机构对称布局 保 证了切削角度的一致性和切口的精准对接 如图3所 示 切削机构可以调整切削角度 适应不同苗径的蔬 菜苗嫁接 此外 还开发了一种卷状的硅胶嫁接夹 并 设计了具有嫁接夹输送 切断和自动上夹功能的机 构 嫁接时 作业人员用左右手分别将砧木和接穗放 置到对应的夹持切削槽中 机器自动完成夹持和切 削 随后 砧木和接穗相向输送并完成贴接 供夹机构 从下向上自动供夹 完成嫁接苗的紧固 最后 取苗机 械手将嫁接完成的成品苗取出送到输送带 并由人工 取下放回穴盘内 该机只需简单培训即可操作 由于 单人需同时放置砧木和接穗 速度较慢 该机的嫁接 效率为300株 h 成功率为98 图 3 EMP300型夹持切削机构 Fig 3 EMP300 clamping cutting mechanism 1 接穗夹持切削机构 2 砧木夹持切削机构 综上 日本 韩国和荷兰的嫁接机具有高度自动化 的特点 但适用范围有限 因此仅在一定范围内得到应 用 国外嫁接机的性能参数总结见表1 表 1 国外蔬菜嫁接机相关信息 Tab 1 Information on foreign vegetable grafting machines 国家 日本 日本 日本 日本 日本 日本 韩国 荷兰 荷兰 荷兰 意大利 意大利 意大利 西班牙 型号 GRF800 U GRF803 U AG1000 UPS T2000 SG400 MGM600 AFGR 800CS ISO Graft 1000 ISO Graft 1200 ISO Graft 1100 GR300 GR300 3 GRAFT 1000 EMP300 自动化 程度 全自动 半自动 半自动 半自动 半自动 半自动 半自动 半自动 全自动 半自动 手动 手动 半自动 半自动 嫁接效率 株 h 1 800 900 1 000 200 400 600 800 1 000 1 050 1 000 300 300 900 300 成功率 95 95 95 95 95 95 95 99 99 98 95 98 人数 人 2 3 2 1 1 1 2 2 1 2 1 1 2 1 嫁接 方法 贴接法 贴接法 贴接法 插接法 贴接法 贴接法 贴接法 平接法 平接法 平接法 贴接法 贴接法 贴接法 贴接法 夹持物 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 三角套管 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 粘合剂 嫁接夹 适用对象 瓜科 瓜科 茄科 瓜科 茄科 茄科 瓜科 茄科 茄科 茄科 茄科 茄科 瓜科 茄科 茄科 单次嫁接循环 成品苗数量 株 1 1 6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 125 中国农机化学报 2026年 2 国内蔬菜嫁接机研究现状 我国在20世纪90年代开始蔬菜嫁接机的研究 和开发 虽然起步较晚 但随着国家和农业生产企业对 设施农业的重视 蔬菜嫁接机的研发迅速步入正轨 我国在单株和多株嫁接机方面均有研究 开发出多款 具有自主知识产权的嫁接机 2 1 单株蔬菜嫁接机 中国农业大学是国内最早开展蔬菜嫁接机研究的 高等院校之一 1998年 张铁中 3 成功研制出2JSZ 600型单臂半自动瓜科蔬菜嫁接机 该机采用单子叶贴 接法 需要2人分别进行砧木和接穗的上苗 采用旋切 法进行砧穗木的切削 可直接带土嫁接 嫁接时 人工 将幼苗放置在上苗夹具上 砧木和接穗的旋转臂柔性 夹持手分别从各自的上苗夹具上取下幼苗 然后旋转 到切削工位进行切削作业 随后再旋转至对接工位 供 夹机构输送嫁接夹至切口处进行贴接紧固 该机嫁接 效率为600株 h 成功率为95 在此基础上 又研制 出适用于更多种类的瓜科蔬菜苗的2JSZ 600 型嫁 接机 4 为提高嫁接速度 进一步开发出采用双臂方 式的蔬菜嫁接机型 5 该机型采用对称分布 安装方向 相反的双工位机械手臂结构来实现砧 穗木的搬运 对 接与取苗由两个臂分别同步完成作业 该机的嫁接效 率为854株 h 成功率为93 3 随后 为提高嫁接机 的人均操作效率以及自动化水平 在2JSZ 600 型蔬 菜嫁接机的基础上进行优化改进 开发出单人操作的 瓜科蔬菜嫁接机 6 该机采用单人操作进行砧木与接穗 的上苗作业 其余步骤均由机器自动完成 单人操作 减少人力需求 提升作业效率 熟练工人操作设备时 生产效率可达600株 h 成功率提升至95 此外 中国农业大学还针对瓜科 茄科营养钵苗的 嫁接机开展研究 研制出针对营养钵苗的 BMJ 500型茄科嫁接机 该机采用劈接法嫁接 需2人操 作 嫁接效率为420株 h 7 在此基础上 开发针对营 养钵苗的单人操作的BMJ 500III型瓜科嫁接机 8 该机改用了贴接法 1人完成砧木和接穗的上苗作业 嫁接后的成品苗由设备自动摆放后输出 该机的嫁接 效率为285株 h 成功率为92 东北农业大学辜松 9 针对瓜类蔬菜嫁接机进行了 深入研究 并成功研制出2JC 350型嫁接机 该机 采用插接法 能够自动完成砧木与接穗的夹持 砧木打 孔 生长点切除 接穗切削及对接固定 其嫁接效率为 350株 h 成功率为92 在此基础上 研制出效率更 高 的 2JC 500 型 嫁 接 机 嫁 接 效 率 提 升 至 450株 h 10 11 为进一步提高小型瓜科自动嫁接机的 生产效率 改进设计了 2JC 600型自动嫁接机 12 该机的特点是使用了气吸方式吸附子叶 增加自动卸 苗机构 节省作业时间 提高嫁接效率至600株 h 嫁 接成功率为90 在此基础上 又研制了2JC 600B 型瓜科蔬菜嫁接机 13 14 该机更新了嫁接方法 用斜 插法替代了之前的直插法 在很大程度上化解了瓜类 嫁接中接穗容易插入砧木髓腔的问题 增加了嫁接机 对瓜类幼苗的适应范围 降低了机械嫁接难度 提高了 嫁接效率该机嫁接效率为600株 h 此外 辜松团队与北京农业智能装备技术研究中 心合作 针对茄科蔬菜开展具体研究 成功研发出 2JP 1000A型全自动嫁接机 15 该机的中心设有旋 转盘 末端安装8对接穗砧木夹持手 采用流水线作业 方式 实现了嫁接过程中切削 对接 嫁接苗固定的全 自动化作业 该机嫁接效率为1 000株 h 嫁接成功 率为90 其后 又合作研制出2JC 1000A型瓜科 全自动嫁接机 嫁接速度同样达到1 000株 h 华南农业大学刘凯等 16 研制了2JT 1600型茄 科蔬菜嫁接机 该机采用劈接法进行嫁接作业 设置了 多个工位 采用流水线的作业模式 其生产率达 1 600株 h 但需要4人进行上苗作业 人均效率仅为 400株 h 在此基础上 彭玉平等 17 增设上苗装置 研 制出2JT 1600B型嫁接机 该机型增加嫁接用苗输 送链和转接手 将原本需要 4人的上苗操作减少至 2人 实现减员与效率提升的双重效果 北京农业智能装备技术研究中心在双臂嫁接技术 上取得进展 2012 年 该中心成功研制出 2JT 800型蔬菜嫁接机 18 该机由2人操作 采用双旋转臂 的方式搬运幼苗 砧木和接穗分别设置2个切削工位 双臂在2个切削工位轮流作业 节省时间 提高作业效 率 该机的作业效率为800株 h 嫁接成功率为95 适用于瓜科和茄科苗的嫁接作业 随后 研究人员在 此基础上设计了单人操作的2TJGQ 800型嫁接机 浙江农林大学陈喜庭等 19 设计了一种贴接式瓜 科蔬菜嫁接机 该机与韩国AFGR 800CS型嫁接机 类似 但其设计了一个接穗储苗装置 能够储存多株接 穗苗 该机效率为600株 h 成功率为95 上海帅耀诺机械科技有限公司研制了 SOP TJ800型半自动蔬菜嫁接机 该机适合瓜科和茄科作 物的嫁接作业 采用旋切方式切削幼苗 切削质量优 良 需要2人进行上苗操作 嫁接效率为800株 h 嫁 接成功率为98 合肥佳富特机器人科技有限责任公司是我国设施 农业装备研发的先进企业 推出多款国内领先的嫁接 机型 代表产品是JFT A1500T型半自动卧式蔬菜 126 第7期 唐鹏飞 等 蔬菜自动嫁接机研究现状与发展分析 嫁接机 20 该机采用贴接法进行嫁接 可用于瓜科和 茄科作物 分为上苗 切削 贴接包扎和下苗4个工位 各工位协同作业且互不干扰 加快嫁接速度 采用卧 式嫁接方法 中央有一个旋转轴 轴上均匀分布4组夹 持与切削装置 如图 4所示 每旋转 90 即为一个工 位 嫁接时 两人分别将砧木和接穗放置在相应的夹 持机构上 旋转轴旋转至切削工位进行切削作业 由 于砧木和接穗的夹持机构在同一直线上 接穗通过直 线运动与砧木切口贴合 然后旋转轴转至贴接包扎工 位进行贴接包扎 并用嫁接夹固定切口 嫁接机使用 振动盘对嫁接夹进行排序和输送 最终 旋转轴转至 下苗工位 将成品苗掉落至传送带上 需要人工将嫁接 成品苗回栽至穴盘内进行愈合管理 该机的嫁接效率 为 1 500 株 h 嫁接成功率为 98 嫁接精度达到 0 2 mm 目前该机型已投入实际生产应用 图 4 JFT A1500T 型夹持切削机构 Fig 4 JFT A1500T clamping cutting mechanism 1 接穗切削机构 2 接穗夹持机构 3 砧木切削机构 4 砧木夹持机构 此外 合肥佳富特机器人科技有限责任公司还研 制了JFT B1200T型果蔬全自动嫁接机 21 该机能 够实现砧木和接穗的上苗 切削 贴接包扎以及成品苗 码盘等全自动化操作 并且多工位协同作业 机械手 分别完成砧木和接穗的自动上苗 该机设计2个立 式转轴 转轴上分布多组夹持与切削装置 机械手将 蔬菜苗运输至转轴上的夹持机构后 2个旋转轴转至 切削工位进行切削作业 然后 旋转轴转至贴接包扎 工位 接穗的夹持机构向前推送 完成与砧木的贴接 嫁接夹输送机构则完成嫁接苗的紧固 最后 旋转轴 转至下苗工位 由机械手将成品苗放置到穴盘内 完成 成品苗的回栽作业 该机的嫁接效率为1 200株 h 成功率为98 能够24 h连续工作 此外 该机还搭 载机器视觉和人工智能算法 并支持远程检测及调试 功能 进一步提升智能化水平 2 2 多株 整盘蔬菜嫁接机 国内高校也行了多株 整盘嫁接机的相关研究 但 大多处于样机阶段 且成功率不高 中国农业大学李军等 22 23 研制了茄科整排全自 动蔬菜嫁接机 该嫁接机能够一次嫁接5株苗 具备自 动上下苗 拢苗 夹持 切削和嫁接夹自动输送等功能 嫁接效率为1 003株 h 嫁接成功率为98 此外 中国农业大学褚佳等 24 25 还研究了一种适 用于茄科穴盘苗的整盘嫁接机 该机器采用套管法作 为嫁接方法 设计了自动输送套管装置 能够完成整盘 幼苗的夹持和套管操作 其夹持手抓设计能够精确定 位整盘幼苗 嫁接过程 砧木与接穗穴盘苗自动输送 至上苗工位 夹持手抓组件进行拢苗与定位 切削装置 同步完成整盘苗的自动切削 套管自动输送装置将套 管插入砧木上 搬运机构将接穗搬运至砧木上方并完 成嫁接 最后自动排苗装置将成品苗移除 该机器的 工作效率为2 000株 h 但系统可靠性尚需提高 嫁接 成功率为70 青岛农业大学研制了2JS 6型蔬菜嫁接机 采用 劈接法进行自动嫁接作业 主要用于茄科蔬菜的嫁 接 26 27 该机以穴盘苗为作业对象 能够同步嫁接穴 盘中一排6株苗 设置2条输送带 分别用于输送砧 木和接穗 嫁接时 砧木和接穗穴盘苗通过输送带相 向运动至对应的上苗工位 夹持切削机构对穴盘内的 1排6株幼苗进行夹持固定 随后 砧木通过平切与 劈切机构形成劈缝 接穗通过推切机构形成楔形切 面 然后 夹持机构将切断后的接穗搬运至砧木上方 进行插接 同时 振动盘将排序好的嫁接夹输送至上 夹机构 并由上夹机构送到切口贴合处进行夹紧固 定 该机效率为720株 h 成功率为97 1 华中农业大学付小虎 28 对整盘式嫁接机进行研 究 专门针对瓜类蔬菜穴盘苗 设计一种整盘嫁接机 该机设计了一种夹持板 能够完成整盘幼苗的夹持 嫁接时 将安装有夹持板的一盘砧木和一盘接穗放置 到对应的穴盘定位装置中 然后定位装置推动夹持板 完成幼苗的夹持定位 并将接穗的夹持板抬升 同步 切削装置完成整盘接穗与砧木的切削 随后 将带有接 穗上半部分的夹持板移动至砧木上方并下移 完成整 盘苗的贴接 虽然该机的夹持方式能够一次性夹持整 盘幼苗 但容易损伤幼苗 且夹持板不易取出 该机的 嫁接效率可达2 134株 h 但成功率仅为67 浙江大学李兴 29 研发了针对茄科的针接式蔬菜 嫁接机 采用针接的嫁接方法 能够一次性完成6株苗 的嫁接 嫁接效率为1 000株 h 成功率为90 此 外 浙江大学还研究了针对瓜科蔬菜的斜插式嫁接机 但这两款机型仍处于试验阶段 综上 合肥佳富特机器人科技有限责任公司研制 的嫁接机在一定范围内得到应用 但大部分蔬菜嫁接 机的研究主要由高等院校和农机装备研究机构承担 研发的产品大多停留在样机阶段 尚未在实际生产中 广泛应用 国内嫁接机的相关信息总结见表2 127 中国农机化学报 2026年 表 2 国内蔬菜嫁接机相关信息 Tab 2 Information on domestic vegetable grafting machines 研发机构 中国农业大学 中国农业大学 中国农业大学 中国农业大学 东北农业大学 华南农业大学 华南农业大学 华南农业大学 北京农业智能装备技术 研究中心 北京农业智能装备技术 研究中心 华南农业大学 北京农业智能装备技术 研究中心 华南农业大学 北京农业智能装备技术 研究中心 青岛农业大学 华中农业大学 浙江农林大学 上海帅耀诺机械科技 有限公司 合肥佳富特机器人科技 有限责任公司 合肥佳富特机器人科技 有限责任公司 型号 2JSZ 600 BMJ 500 2JC 500 2JC 600B 2JT 1600 2JT 1600B 2TJ 800 2TJGQ 800 2JP 1000A 2JC 1000A 2JS 6 SOP TJ800 JFT A1500T JFT B1200T 自动化 程度 半自动 半自动 全自动 全自动 半自动 半自动 半自动 半自动 半自动 半自动 全自动 全自动 全自动 全自动 半自动 半自动 半自动 全自动 嫁接效率 株 h 1 600 420 1 000 2 000 450 600 1 600 1 600 800 400 1 000 1 000 720 2 134 600 800 1 500 1 200 成功率 95 92 78 70 90 90 92 92 95 95 95 95 97 1 67 95 98 98 98 人数 人 2 2 0 0 2 2 4 2 2 1 0 0 0 0 2 2 2 0 嫁接 方法 贴接法 劈接法 贴接法 套管法 插接法 插接法 劈接法 劈接法 贴接法 贴接法 劈接法 劈接法 劈接法 贴接法 贴接法 贴接法 贴接法 贴接法 夹持物 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 套管 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 嫁接夹 适用 对象 瓜科 茄科 茄科 茄科 瓜科 瓜科 茄科 茄科 瓜科 茄科 瓜科 茄科 茄科 瓜科 茄科 瓜科 瓜科 瓜科 茄科 瓜科 茄科 茄科 单次嫁接循环 成品苗数量 株 1 1 5 72 1 1 1 1 1 1 1 1 6 25 1 1 1 1 3 存在问题与发展方向 3 1 存在问题 1 作业效率低 目前 国内外蔬菜嫁接机普遍存 在作业效率较低的问题 尽管部分高端嫁接机的效率 可以达到1 000株 h以上 但大多数设备的效率仍维 持在每小时几百株 难以满足大规模生产的需求 蔬 菜嫁接机需要完成取苗 夹持 搬运 切削 对接和上夹 等一系列操作 目前的嫁接机多处于半自动状态 虽然 能够自动