CN101642031A - 无绑扎嫁接及作业器械 - Google Patents

Abstract

一种木本植物嫁接方法，其特征在于，用成孔装置在砧木上形成与接穗轴径相适应的定位孔；用切削装置使接穗(芽接)或其根部插入端(枝接)形成与定位孔相配合的定位轴；定位轴插入定位孔锁定使接穗与砧木的形成层靠近或接触。能有效提高作业效率和降低嫁接作业强度。是经济地实现木本植物嫁接作业机械化自动化的有效途径。采用孔轴定位方式比起手工绑扎更容易保障连接对象的相对位置关系。能使嫁接作业质量不依赖于作业者的经验、技术和作业时的精心等不可控因素，从而实现嫁接作业质量的稳定和提高可依赖于机械化自动化程度等可控因素得到可靠保障。本发明的广泛应用可使嫁接绑扎所广泛使用的塑料带绳在嫁接植株成活后去除带来的环境污染减少。

Description

无绑扎嫁接及作业器械

技术领域

本发明涉及一种植物嫁接方法，特别涉及提高木本植物嫁接作业效率的嫁接方法。

背景技术

嫁接是利用植物受伤后具有愈伤的机能来进行的。嫁接时，使接穗和砧木两个伤面的形成层靠近并绑扎在一起，因细胞增生彼此愈合形成维管组织连接在一起，使接穗砧木成为一个生命体。

于是绑扎就成了嫁接作业中决定成败的关键工序。绑扎作为一种临时固定措施在接穗砧木成为一个生命体成活后还要去除，不然将影响嫁接生命体的后期生长。绑扎作业涉及绑扎前使接穗和砧木两个加工伤面的形成层对准和靠近，绑扎时须控制绑扎对象的相对位移在允许范围，绑扎后绑扎对象一定时间段内也不产生因自然力发生的相对位移。绑扎作业的质量依赖于作业者的经验、技术和作业时的精心。绑扎作业作为嫁接中决定成败的关键实现于手工作业；所带来的效率低下对农林业发展的限制影响是显而易见和不容忽视的。

虽然在藤本、草本植物的嫁接中引入嫁接夹这一绑扎替代工具，为藤本、草本植物嫁接作业的机械化自动化提供了实现途径，但木本植物的嫁接仍停留在几千年一贯制的手工作业水平，与工业革命已有几百年的现代化要求相去甚远，亟待改良。

发明内容

传统的木本植物嫁接方法因绑扎存在而成为实现嫁接作业机械化自动化的障碍，绑扎对象属自然物难以标准化，使绑扎作业机械化自动化实现的经济性基本不存在，因此，寻找不绑扎实现嫁接功能的技术方案就成为实现木本植物嫁接作业机械化自动化的最有效途径。

本发明提供的替代嫁接中绑扎的方法，乃是中国古代工匠发明的榫卯连接法，只不过古代工匠发明的榫卯连接多是方形，而本发明接穗与砧木连接的榫卯均呈圆形，借用机械工业的孔轴配合原理，使其更能保障所连接的木本植物接穗与砧木的形成层较准确的对接和靠近。

榫卯连接法从鲁班师徒起就是连接木本植物遗体(木材)的可靠方法，将其用于木本植物活体的连接(嫁接)仍是利用了木本植物木质部坚韧致密的物理特性，尤其木本植物中的果树，其木质部更为致密适宜于机械加工。

现代机械工业的发展使钻孔装置应用已非常普及，木本植物嫁接中在砧木上钻孔将是轻而易举的实现手段，嫁接用的接穗乃是树枝，其外形轮廓和木质部的横截面一般也呈圆形，其湿活的状态更适于旋切或套削加工。

将旋切或套削加工后的接穗插入相应孔径的砧木上所钻孔内，则只剩孔轴向方向的一个自由度来调整接穗和砧木的相对位置，只要采取适当方式保障接穗在插入砧木孔中锁定其轴向位移，就能保障接穗和砧木的相对位置可靠固定。

只要其相对位置固定于形成层对接和靠近位置，就可以发挥植物的愈伤机能而实现嫁接的成活。

芽接是嫁接技术发展的产物，芽接接穗虽可以不带木质部组织，但仍可以用孔轴配合的过盈配合替代绑扎。榫卯连接法不仅适用于木本植物的枝接，也适用于木本植物的芽接。

本发明公开的榫卯连接替代绑扎的连接方法，比起绑扎连接方法更可能实现机械化作业，以钻孔为例，利用现有机械技术便可以轻易实现，能有效提高作业效率和降低嫁接作业强度。是经济地实现木本植物嫁接作业机械化自动化的有效途径。

采用孔轴定位方式比起手工绑扎更容易保障连接对象的相对位置关系。并且这种连接无须去除，能使植物嫁接生命体的外皮、韧皮以及形成层及愈合组织自由生长不受绑扎束缚，这种由外部绑扎的临时固定改为内部的永久固定还可以提高嫁接植物嫁接疤痕的连接强度以提高嫁接植物抵抗风力破坏的能力。能使嫁接作业质量不依赖于作业者的经验、技术和作业时的精心等不可控因素，从而实现嫁接作业质量的稳定和提高可依赖于机械化自动化程度等可控因素得到可靠保障。

本发明比绑扎连接方法还能减少嫁接植株成活后去除绑扎或去除嫁接夹的作业工序，更不会产生因遗忘解绑而造成对嫁接生命体后期生长带来的不利。使嫁接的作业周期脱离生物周期而大为缩短。

本发明比绑扎连接方法使接穗的选材范围更广，细到嫩枝，粗到可成活的多年生老枝均可作为枝接接穗使用，新枝芽、多年生老枝上的潜伏芽均可作为芽接接穗使用，可有效提高生物资源的利用率。

本发明比绑扎连接方法可使嫁接作业对机械化自动化的利用超越育苗环节而更广泛地应用于大田野外以提高现有园林的生产能力和生产效率。

本发明使嫁接的高空作业使用机械化自动化的机械手成为可能，减少人工高空嫁接作业的支出和风险，可使果树不因人的身高限制而成为果材两用林，并能间接扩大林地的林下利用空间，提高林业经济效率。

本发明的广泛应用可使嫁接绑扎所广泛使用的塑料带绳在嫁接植株成活后去除带来的环境污染减少。

附图说明：

图1是砧木1与接穗2榫卯连接部位的沿砧木生长方向的纵剖示意图。图示砧木1上用成孔装置加工的定位孔3与接穗2根部插入端加工形成的定位轴4呈孔轴配合，使接穗2与砧木1的形成层6靠近或接触，并用扩大轴端径向尺寸的装置5实现轴孔位置锁定。图2是砧木1与接穗2榫卯连接部位的砧木横截剖面示意图。图中的h是指接穗2形成层与砧木1形成层从点接触到线贴合的理论行程。

图3是接穗2根部插入端定位轴4的纵剖示意图。D是指接穗2根部的带皮外径，d2是指接穗2根部木质部外径，d1是指接穗2根部插入端所加工形成的定位轴4外径，L2是定位轴d1的长度。h是指接穗2皮下刻槽的宽度，L1是指接穗2皮下刻槽的深度。

图4是砧木1的定位孔3的纵剖示意图。定位孔径d与定位轴d1图3呈配合关系，定位孔深L与图3定位轴长L2+L1呈相应关系，孔口砧木1树皮倒角嵊胪？定位轴接穗2树皮倒角相同。

图5是图6的右视图，6是砧木1与接穗2外皮相接线，7是砧木1外皮上的切痕，下部切痕有利于砧木1伤流的排出。

图6是实施例二中接穗2外皮带舌的榫卯连接部位的沿砧木生长方向的纵剖示意图。接穗2与砧木1的形成层6靠近或接触的接缝线比实施例一的接缝线有成倍增加。

图7是实施例三砧木1与接穗2榫卯连接部位的沿砧木生长方向的纵剖示意图。

图8是芽接时砧木上定位孔3的纵剖示意图。

图9是接穗芽片2安入定位孔3时在外力作用下的变形示意图。

图10是接穗芽片2安入定位孔3撤去变形外力后，芽片在自身弹性恢复力作用下，使芽片2在定位孔3内实现固定的状态示意图。

具体实施方式

实施例一：

接穗的采集

根据嫁接的需要，采集用作接穗的树枝，可结合接穗树的修剪进行，一般来说修剪去除的枝条，无论其是一年生还是多年生，均可作为接穗使用，接穗长度根据嫁接工作需要选取，一般不宜超过200mm且枝条上应有满足嫁接要求的芽眼。

接穗的分级

将选好的接穗材料按外径分级，其分级方法与成孔装置成孔的直径相关，如孔径分级为4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm共7个级别。则将接穗木质部附图3上d2直径小于6mm的归入4mm级，大于6mm小于8mm的归入6mm级，余则依次类推，大于16mm的小于20mm的归入16mm级。而大于20mm的枝条一般不作为接穗使用，即使使用可按实施例三方式使用。

接穗的备用

将分级完毕的接穗材料按上述7个级别分别存放入合适容器，运送到加工场所或嫁接砧木所在地现场进行加工。

砧木上的成孔

进行嫁接时，到砧木生长现场(不起砧)砧木嫁接部位的直径选取成孔级别和相应的接穗，一般砧木嫁接部位直径应为定位孔直径三倍或以上。

在砧木嫁接部位用成孔装置形成如附图4所示形成的定位孔，孔深L应为直径d的2倍左右，砧木孔的树皮部应有引导接穗插入的倒角α或扩口，倒角α一般应为45°或以上，扩口直径应与接穗外径D的最小尺寸相适应。

接穗的加工

接穗可在专门的接穗加工场所进行，也可在砧木成孔的现场进行。加工的部位是接穗的根部插入端，加工可用旋切装置或套削装置进行。将接穗的根部插入端加工成如附图3所示的定位形状，施切装置的加工如机械加工中的车床车削轴类工件一样，套削装置的加工如小学生卷笔刀削铅笔一样，如此将接穗插入端加工成与定位孔了相适应的是孔轴配合的定位轴4。轴长L2(图3)应小于孔深L(图4)，轴长L2加上皮下刻槽深度L1应大于孔深L(图4)，接穗轴端有髓心孔的，在其中插入椎形劈尖，无髓心孔的在端部正中劈开夹入楔形劈尖5。

连接固定

在砧木上定位孔形成后的短时时内，将刚加工好的接穗定位轴连同劈尖一同插入定位孔，沿定位轴轴向向孔内施加外力，使定位轴位移至定位孔底，并使劈尖移动扩大定位轴轴端锁定于定位孔内，同时接穗的外皮进入定位孔口倒角或扩口内与砧木孔口外皮相压坚并贴合。撤去所施外力，定位轴已牢牢锁定于定位孔内，接穗的外皮与定位孔口的砧木外皮相压坚并贴合不因撤去外力而改变，或改变很小。

喷涂石蜡

随着上步外力撤除，无绑孔嫁接可认为已经完成。为进一步保障嫁接成活，在砧木接穗相接的外表面喷涂一层石蜡，减少连接部位的水分蒸腾损失，有利于嫁接部位愈伤组织迅速形成，石蜡的喷涂要保持距离，石蜡在喷涂设备内呈熔融状态，温度约在90~110℃之间，喷出的液态经空气冷却到达树皮时约为40℃左右凝结于表面，既能提高嫁接部位的温度，又能保温保湿，当然以其它方式涂布隔水剂的方法也可作为替代。

以上七个步骤描述了木本植物无绑扎嫁接的全过程，通过以上七个步骤不难看出，第一步接穗的采集以及砧木的存在是嫁接的必备条件，任何嫁接工作都必须具备这些条件，第二步接穗的分级才是本发明的无绑扎嫁接的必要准备阶段，按照要求分径级是无绑扎嫁接作业的必要准备工作，也是适宜于机械化自动化操作的基本要求，并且分径级工作也可以用机械化自动化手段实现。

第四步到第六步是有别于传统嫁接作业的无绑随机嫁接的关键工序，在砧木上形成定位孔是传统嫁接加工砧木工作的替代，定位孔的形状并不复杂，其尺寸要求本领域技术人员不难领会，属于机械化非常容易实现的常规技术手段，在接穗的根部插入端加工定位轴也属传统嫁接加工接穗工作的替代，一般都在接穗生长方向的根部进行，弄反了方向将违背嫁接作业应遵循的基本生物学规律。

加工定位轴以符合与孔的配合原理，其基本要求一般技术人员都能掌握，采用基孔制配合，是考虑成孔的加工比起定位轴表面加工要复杂一些、相应工具的径级太多不经济且不利用降低设备成本，这也属于机械加工领域里的常识，第六步插入定位轴既要保障锁定，又要保障连接件的形成层对准和靠近，已经由前两步定位孔轴加工时的尺寸精度控制所保障，技术人员不难由实验手段获得满足要求的技术要求。

第七步是嫁接后处理工序，从第四步到第七步的机械化自动化都不难在现有技术中找到解决方案，因此本实施例说明无绑扎嫁接法是经济地实现木本植物嫁接作业机械化自动化的有效途径，也同时说明本发明无绑扎实现嫁接功能的技术方案就成了实现木本植物嫁接作业机械化自动化的有效解决方案，更说明不摆脱传统嫁接的绑扎固定方式就无法实现木本植物嫁接作业机械化自动化，即使实现也无经济性可言。

砧木的定位孔成孔和接穗定位轴的切削，都可以利用现代机械的回转作业，可使嫁接作业摆脱对刀、斧、锯、绳等传统工具的依赖，而利用孔轴配合理论可使连接定位通过孔轴加工中的形状可靠保障而摆脱作业者的主观判断，从而为嫁接作业机械化自动化的提高作业效率提供发展空间。

实施例二

图5是实施例2中接穗2外皮带舌的榫卯连接部分的纵剖示意图，图六是其右视图。

实施例2比起实施例1在接缝线长有成倍的增加是其根本区别，传统的嫁接习惯认为，接缝线的增加有利于嫁接的成活，但微接技术的发展已对这种认识形成挑战；发明人认为在传统嫁接中用刀削方式加工接穗，从削切省力的角度出发以及最早的劈接、靠接都不得不采用穗接口的斜面方式是其根本原因，即工艺限制是主因，接缝线长只是工艺限制下的客观存在，并不当然成为有利于嫁接成活的主因。实施例2的实施虽有可能提高嫁接成活率，但孔口皮层的加工和接穗皮层的加工都复杂不少，虽可实现但增加了机械加工的复杂程度，实施例1中的简洁高效优势完全可以弥补传统认识所认为按缝长度短所带来的成活率低。实施例二完全是为了迎合传统认识所认为的接缝线长能带来成活率高的解决方案，只是说明机械化自动化也能实现。

实施例三

图7是实施例1中所提到径级大于20mm时的枝接技术方案。当枝径大于20mm时，用实施例1中的劈尖实现锁定较为困难，孔深是其孔径的二倍带来钻孔切削工作量成倍增加的情况下，实现孔轴定位后的锁定完全可以用木螺钉固定的方式更经济地实现。这个技术方案比起实施例1来说，对于20mm以上以至100mm以上径级的枝接更经济，也不影响机械化自动化手段的应用。在接穗上钻制光孔5穿插木螺钉，用木螺钉将按穗压入钻木定位孔内固定其位置也属可充分利用现有技术的成熟解决手段。

大型枝接在生产实践中虽不常用，并非不需要，此方案结合实施例1和实施例2可能会对某些特殊场合的嫁接工作有所启示。

本方案中的孔深只要满足孔轴接触面能实现定位要求即可。

实施例四

图8是芽接时砧木上定位孔3的纵剖示意图，这里木质部所切削的凹坑，只是为作为接穗及定位轴的芽片2实现定位所预留的变形空间。图9是接穗芽片2安入定位孔3时在外力作用下的变形示意图。图10是接穗芽片2安入定位孔3撤去变形外力后，芽片在自身弹性恢复力作用下，使芽片2在定位孔3内实现固定的状态示意图。这时接穗芽片与砧木定位孔口外皮对准。砧木外皮切口所形成的孔口与接穗芽片的外缘切口也呈孔轴配合，只是这种配合属过盈配合。在芽片接穗呈鲜活状态时，这种过盈配合利用芽片自身弹性恢复变形力使接穗与砧木的形成层贴近并压紧。接穗芽片安入定位孔内在过盈配合锁定下，牢固固定于弹力锁定位置，实现芽接的绑扎替代。

本例说明，替代绑扎的孔轴配合不仅能应用于枝接，同样也能应用于芽接。

以上通过四个实施例公开了木本植物无绑扎嫁接的方法。无绑扎嫁接的设计目的在于不违背植物嫁接成活原理而寻求实现嫁接作业机械化自动化的最经济途径。实现本嫁接方法的作业方式很多，使用手动工具、半机械化设备、全机械化自动化均可以实现，发明人无法有效的限制他人使用本嫁接方法获取商业利益，只能寄希望于对其作业器械的生产销售做出限制方能实现发明人的专利利益，不得不同时提出对作业器械的权利要求，由于实现本发明的作业器械太多，例如手电钻便可以随处买到用于本嫁接方法的使用，发明人也不可能对所有的钻孔机械提出要求，因而只能提出一个专用设备的要求，要求生产销售专门用于实现本嫁接方法的专用设备或专用工具的生产销售商承担代替发明人向使用本嫁接方法获取商业利益的人收取专利利益的职责，故本发明同时提出一项功能性权利要求，即：一种用于实现权利要求1嫁接方法的作业器械，其特征在于：至少包括一个或一套能在砧木上形成定位孔的成孔装置。

Claims (9)

1.一种木本植物嫁接方法，其特征在于：用成孔装置在砧木上形成与接穗轴径相适应的定位孔；用切削装置使接穗(芽接)或其根部插入端(枝接)形成与定位孔相配合的定位轴；定位轴插入定位孔锁定使接穗与砧木的形成层靠近或接触。

2.根据权利要求1所述定位孔，其特征在于，孔的横截面呈圆形。

3.根据权利要求1或2所述定位孔，其特征在于，孔的中心线与孔口形成层所在曲面呈垂直。

4.根据权利要求1所述定位孔与定位轴相配合，其特征在于，孔轴配合尺寸控制采用基孔制配合。

5.根据权利要求1所述定位轴插入定位孔锁定，其特征在于，用扩大轴端径向尺寸的装置实现轴孔位置锁定。

6.根据权利要求1所述定位轴插入定位孔锁定，其特征在于，用过盈配合方式实现轴孔位置锁定。

7.根据权利要求1所述嫁接方法，其特征在于，定位轴插入定位孔锁定后，在接穗砧木的接口外皮表面涂布一层隔水剂防止接口风干。

8.根据权利要求7所述在接穗砧木的接口外皮表面涂布隔水剂的一种具体方式，其特征在于，将固体石蜡加热液化喷涂于接穗砧木的接口周围外皮表面凝结成隔水剂层。

9.一种用于实现权利要求1嫁接方法的作业器械，其特征在于：至少包括一个或一套能在砧木上形成定位孔的成孔装置。

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