美国现代化温室考察（二）｜ 花卉种植自动化生产线
在美国考察GreenCircleGrower农场期间，参观了该农场的花卉栽培的过程，目美国考察GreenCircleGrower农场期睹了该农场如何利用自动化生产线完成日最高产30万盆（袋）鲜花的生产任务。
基质准备及花卉植物育苗
该农场花卉种植所采用的基质原料主要为草炭、木屑和珍珠岩。草炭为加拿大进口（图1），珍珠岩是现成的工业产品，木屑是该农场自行粉碎加工的。在该农场，根据花卉植物的生长习性与需要，每种花卉都有专门的基质配方。
如蝴蝶兰栽培所需的基质主要是木屑，颗粒相对较粗，而其他的花卉多为草炭与珍珠岩的混合物。基质中还根据花卉需要加入一些调节营养和pH的物质，如Gypsumlimeblend等。该农场配有专门的基质破碎和运输设备来拆封、搅拌草炭和珍珠岩等物料（图2~3），形成混合基质（图4），并通过传送带运输线将混合后的基质输送到基质装填设备（图5）。
花卉移栽自动化生产线
由于该农场主要以花卉种植和育苗为主，花卉的品种较多，因此针对不同品种的移栽作业采用了不同的移栽生产线。
基质装填/穴盘苗自动移栽生产线
图6为基质装填与穴盘苗自动移栽生产线，该条生产线可实现穴盘的移栽作业，自动装填机将基质输送线运送来的基质装填到花盆中，实现基质的定量装盆，并通过传送带输送至移栽机，由移栽机将穴盘中的穴盘苗移植到花盆中。整个生产过程全部通过计算机控制系统实现自动控制（图7），仅需1个工人查看机器的作业状态即可。
自动装盆移栽/人工摆苗生产线（蝴蝶兰）
图8为自动装盆移栽生产线，该条生产线包括自动传输花盆、基质自动装盆、人工放苗、自动移栽、自动检测等。首先由花盆分离机构将装有蝴蝶兰的塑料硬质小花盆自动放入盆架中，通过传输带将花盆传输到一个大型的外部圆筒形的装料、移栽一体机上，每个盆上对应一个夹苗机构（图8），由2名工人将放置在传送带上的蝴蝶兰幼苗轻轻放入到夹苗机构中，夹苗机构、花盆随着圆筒匀速转动，当夹苗机构和花盆转动到另一侧时，有偏心轮转动式基质装填装置将基质装入花盆中，同时夹苗机构自动将幼苗栽到花盆中，同步实现了基质的装填、花盆移动、移栽等作业。栽好幼苗的花盆又随着传送带往回输送，经过检测箱自动检测花盆是否完好，完好的花盆在传送带的终点被人工搬入到带有凹座的塑料盘中，待塑料盘装满后再放到运输车中，运往温室栽培床。
转盘型自动基质装料传输/人工栽苗生产线（凤梨）
该条生产线中核心部件的外形与蝴蝶兰生产线相似，是一个圆形的底座，通过转盘来实现基质自动装料、自动压实、人工栽苗、人工压实等过程。在自动旋转的转盘上，安装着许多放有小花盆的架子，花盆由花盆分离机构自动安放，随着传送带移动到基质出料口，将花盆填满基质。通过压实装置做垂直往复运动，把盆中蓬松的基质略作压实并打孔。随后由1名工人以1棵/s的速度将凤梨幼苗放入花盆中，随后2名工人交替将花盆中的基质压实，随后花盆进入到传送带，在传送带的终点由人工将其装入有花盆底座凹座的塑料盘中，将凤梨苗通过专门的运输车送到温室栽培床中。
直线型自动上料/人工栽苗生产线（菊花）
图10为直线型自动上料喷淋传输/人工栽苗生产线，该条生产线用于较大型花卉（花盆高度和直径25cm）幼苗的栽插，包括人工摆盆、基质自动装盆、人工移栽幼苗、自动基质喷淋、自动传输花盆等几个环节。首先由一名工人以2个/s的速度将塑料花盆依次放入到传送带中，传送带将花盆传送至基质装填机中，基质从基质装填机上部料箱的出料口自动下落，依次将基质装满花盆。随后3名工人将穴盘中的菊花幼苗依次栽入到花盆中。移栽过幼苗的花盆被传送到喷淋机内。该喷淋机有4个喷洒面积略大于花盆面积的喷头垂直往下喷水，两边有透明覆盖材料防止水渗漏和溅到外面。浇完水的花盆被传送到终点，由工人将其直接装载到运输车上。
运输装置和搬运机器人
牵引式物流运输装置
参观中发现该农场的苗木花卉运输是通过一个小型乘坐车来牵引花架，实现温室不同作业区域的物流运输作业。该农场花架有4层，每层均可以放育苗盘，菊花每层可放置24盆，该装置一次可牵引8个花架，即每次都可以运输将近800盆菊花。
栽培床运输机构
在运用栽培床栽培花卉的温室中，将移栽好的花盆放入温室入口的栽培床中，再通过栽培床运输机构将花盆运送到温室中。栽培床的运输机构有固定式和移动式两种，固定式运输机构和栽培系统是一体化的（图12），只需将栽培床运输至温室入口处，利用轨道安装的滚轮装置将栽培床输送至温室内的指定行，再通过换向机构将栽培床运输至该行的指定位置即可。移动式运输机构每一行的导轨是一样的，只是将横向移动装置换成移动升降式搬运车（图13），这样的好处就是运输方便，一次性投入相对较小。图12固定式栽培床运输机构图13移动式栽培床运输机构
搬运机器人
在地面栽培中，花盆搬运也会使用搬运机器人（图14），将温室中原本密集排列的花盆分散排列。搬运机器人由可以360°自由转弯的轮式车身、双目视觉传感器、两个上下移动和横向开闭的机械手臂组成。作业时以场地中间的一条黄色线条为基准进行排列，当机器开启时，它首先在离自身较近的地方搬起一盆花，然后向着黄线方向行进，到达黄线后90°转弯平行于黄线继续行走，即将到达摆放处后根据需要摆放的位置确定转弯的角度。
花卉包装生产线
参观中发现该农场的蝴蝶兰包装生产线（图15）主要为人工作业。在包装作业平台上蝴蝶兰花卉花盆仍然是整齐的放在移植时所放入的塑料盘中。蝴蝶兰的高度为60~70cm，花卉以粉红色与白色为主，每盆有两个花序；花盘旁边还有堆放了色泽鲜艳的硬质塑料空盆，用于盛放生产用的软质花盆。在每名工人的身旁有塑料包装袋提供机构，包装袋长度约为70~80cm。在包装作业平台的后边有自动旋转的传送平台，平台上有许多用于安插包装后的花盆底座，每个底座可以放置8个花盆。工人们从包装作业平台上将一个硬质塑料花盆套在原来白色软性的小花盆外面，然后放入塑料包装袋中，再一起插到后面的旋转花盆底座中。每装满一个花盆底座，工人会将底座取出，换上空底座继续摆放。插满花盆的底座被运到边上的场地中，然后被装箱运输。在该生产线的边上，看到有工人在包装小型的蝴蝶兰，这些蝴蝶兰颜色深红，株高40cm左右，只有1个花序。它们被装入瓷质的小花盆，放入到专门的底座中。
结语
笔者考察了美国俄亥俄州GreenCircleGrower农场的温室后，深切感受到他们的温室产业发达。一是规模大，既是指温室面积大，也是指花卉生产和供应量大；二是专业化程度高，如此大的规模，只种少数几种的花卉，因此在基质配方、营养液配方和栽培管理等方面积累了丰富的实际经验，专业化程度高；三是花卉种植生产的自动化程度高，在如此庞大的温室群中，除了运输人员、包装车间的人员外，生产过程中基本为自动化生产线作业。
作者：王纪章（江苏大学农业装备工程学院）
李萍萍（南京林业大学生物与环境学院）
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