黑龙江省水稻生态育秧装置及全程机械化工程技术研究中心研制了全自动智能化秧盘成型机，该机可实现原料粉碎-搅拌-过滤-秧盘成型，一体式加工水稻秸秆营养秧盘（秧盘规格：580mm×273mm×16mm，钵孔数量：612个），成品合格率达到96.7%，纯工作小时生产率74.3个/小时，成型机外形尺寸为1800mm×2900mm×2380mm。本成果从气力式成型技术角度出发，创新提出全自动智能化秧盘成型机的概念。

成型机主要由智能控制系统、成型模具、传动系统、气动系统和制浆系统等组成。制浆系统主要包括制浆罐、储浆池、浆槽和管路等。成型模具凸模（主模具）为网状结构，能够保证水和空气通过将浆液中的固体物质留在模板表面，凹模（副模具）为中心通孔的实体结构，通过通孔实现配气腔与室外的气流交换，且与凸模啮合。将粉碎后的水稻秸秆、添加剂和水按照比例在制浆罐中混合搅拌，制成浆液储存在储浆池中，浆液在浆泵的作用下通过管路输送至浆槽中，浆槽中设有溢流口，当浆液液面高于溢流槽时，浆液会通过回流管路回流至储浆池，以此方式保持浆槽中的浆液始终流动且保持均匀、无沉淀。启动成型机，调整模具处于初始状态，此时主模具通过模具支架固定在浆槽内浸于浆液中，副模具位于浆槽上放与主模具对应的位置。开始工作时，主模具与真空泵相连，腔体内产生负压，产生的吸附力将浆液中固体物质吸附在网状模板表面，主模具在纵向气缸的作用下向上提升至液面上，此时依靠吸附力对模板表面的吸附物进行保压操作。一定时间后继续提升，与副模具啮合。吸附物在两模具挤压的作用下进一步定型，与此同时与空气压缩机相连的主模具模板表面产生气吹力，与真空泵相连的副模具模板表面产生吸附力，吸附物在合力的作用下与主模具分离而吸附在副模具表面。之后，主模具回到初始位置以待下一个工作循环的开始，副模具在横向气缸的作用下水平前移至载物台正上方，此时与副模具相连的空气压缩机启动，模板表面产生气吹力，吸附物在气吹力和自身重力的作用下落至载物台，既完成一个水稻秸秆营养秧盘坯盘的生产循环。其中，真空泵和空气压缩机通过通气管道与模具相连，通过电磁阀的控制实现模具配气腔内正、负压的转换，最终表征为模板表面的气吹力和吸附力。整个生产过程在智能控制系统的作用下可实现全程自动化，无需人工操作。

水稻秸秆营养秧盘（生物质育秧盘）具有钵苗整体移栽、可生物降解、不伤根无缓苗等优良特性，且可消耗水稻生产过程中产生的大量秸秆废弃物，降低环境污染和减少资源浪费，平替市面上绝大多数以化工材料为原料的塑料秧盘进行钵育秧。但目前还未有相配套的专属生产装备，限制了生物质育秧盘的大面积推广与应用。本成果旨在解决以水稻秸秆和生物添加剂为主料的生物质秧盘生产设备短缺问题，填补市场空白；并间接性地解决了水稻收获后秸秆再利用的问题；同时秧盘生产可安排在秋收冬闲之时，增添了多个就业岗位，为水稻户提供了额外再就业的机会，本成果具有巨大的经济效益、社会效益和生态效益。

基于气动成型机理研发了全自动智能化秧盘成型机，对成型机的传动系统和控制系统进行了设计，采用流体力学仿真分析的方法对模具进行了优化设计，确定模具最优结构参数为腔体厚度：120mm，通气孔直径：10mm，底角角度：0°，此时配气腔内空气速度不均匀系数为11.37%。性能试验结果表明，秧盘秧孔质量和底面厚度变异系数分别为10.2%和9.81%，秧盘质量分布均匀，整机结构设计合理，满足秧盘生产要求。在对水稻秸秆营养秧盘气动成型的深入研究基础上，创新提出了水稻秸秆营养秧盘气动成型工艺，并搭建相应成型设备，通过试验分析得到秧盘生产最优原料配比和最佳成型工艺，明确了水稻秸秆营养秧盘制备技术，并通过生产试验和田间试验进行了验证。研究结果为水稻秸秆营养秧盘的标准化生产提供了前提条件和理论基础。

全自动智能化秧盘成型机可快速一次性加工一个水稻秸秆营养秧盘，具有成型稳定、操作简单和生产效率高等特点，极大地降低了生产成本和加工强度。可拉动相关产业快速发展，与本项目密切相关的机械加工、化工材料、生物技术等产业得到较大的发展。在水稻秸秆营养秧盘生产中可带动农民就业，增加百余人就业岗位。促进了农民的增收，通过加工而成的生物质秧盘的应用，种植户们节约了更新插秧机的生产投入，降低了生产成本，又提高了水稻产量，实现增产增收。解决了水稻收获后秸秆的处理问题，避免焚烧改善了环境，减轻了秸秆处理的压力。

本成果实现了以水稻秸秆为主要原料的水稻秸秆营养秧盘的工厂化生产，解决了北方寒地水稻难以大幅增产以及秸秆增值还田等关键问题，是水稻机械化生产史上的一次重要创新，本项目具有广阔的应用前景。

团队现有固定人员23人，其中高级职称18人，中级职称3，初级职称2人，博士学位16人，硕士学位7人，成员博士化率为69.6%。团队成员多年来，累计发表各类论文100余篇，专著9部，各类科研项目累计75项，获得各级奖项13项，所获知识产权45项。科研成果显著的专家下到基层解决农业生产实际问题，开展技术培训，先后培养一线技术人员500余人次，选送2人作为服务“三农”专家，3人作为服务“三区”人才，分别下派到训大庆市林甸县，齐齐哈尔市依安县等地，累计培训100余人次，科技咨询220余人次。

团队负责人衣淑娟教授，省级领军人才梯队带头人，黑龙江省现代产业技术协同创新体系岗位专家。现担任中国农业工程学会常务理事、中国农业机械学会收获加工机械分会副主任委员、中国农垦农机化分会副秘书长、黑龙江省农业机械学会副理事长、黑龙江省计算机学会常务理事、学术期刊《International journal ofagricultural and biological engineering》、《农业工程学报》、《农业机械学报》、《农机化研究》编委等社会工作。衣淑娟教授带领团队创新性地研究出了国内首创、具有自主知识产权、核心技术达到国际领先水平、整体技术达到国际先进水平的水稻秸秆营养秧盘全程机械化栽培技术。该技术以生态循环农业为目标，以水稻秸秆营养秧盘为核心，研发了水稻秸秆营养秧盘生产设备、秧盘精量播种机、秧育秧苗栽植机的关键装置等核心技术，集成了水稻育秧、移栽和本田管理等农艺技术，实现了水稻生产全程机械化、水稻病虫害数字化监测预警及综合防控、水稻数字化生产与管理等。

团队其他成员，不同程度地参与了核心技术的研发工作，以及成果应用示范，团队与齐齐哈尔通力农业科技有限公司合作进行水稻秸秆营养秧盘生产中试。团队依托“寒地水稻提质增效技术集成推广项目”，与八五〇农场、富裕牧场、黑龙江省繁荣种畜场和齐齐哈尔种畜场合作，进行技术示范。

为了研发该成果所投入的各类经费，由于是高校科研项目，前期重在应用示范，未取得直接的经济收益。针对目前需要完善的技术问题，主要存在于制浆系统和控制系统的优化上，因此再投入的经费金额预计在8-10万左右，时间为1-2年。该成果的技术成熟可推动水稻秸秆营养秧盘的工厂化生产，为实现水稻钵育机械化栽植技术的应用推广保驾护航，水稻秸秆的再利用可解决农业生产废弃物处理的问题，有利于水稻生产的可持续发展。同时，该成果的投入使用，可加快水稻生物质秧盘的大面积推广使用，减少塑料秧盘的随意丢弃，保护生态环境，与现有任何机型的插秧机配套使用，减少农民生产设备投入的同时，在保证稳产高产的基础上，可带来更高的经济回报。在该成果投入生产应用过程中，需要大量的人工，可解决剩余劳动力再就业的问题，为农民增收。综上表明，该成果可带来巨大的经济效益、社会效益和生态效益。

本项目拟采用技术合作的转化方式，以市场为导向，通过合作开发的转化方式，寻求合作企业与本团队以合作开发的形式进行新技术的研究开发。由于本技术成熟度和市场成熟度均处于较低的程度，希望通过双方协商的方式，共同享受转化收益。