水稻机械化插秧技术及机具

王盛春,张 迪,王广成,田 雨，安龙哲

(黑龙江省农业机械工程科学研究院 牡丹江分院，黑龙江 牡丹江 157100)

0 引言

黑龙江省是我国水稻主产区，全省有70多个市县种植水稻，国有农场已形成规模化、集约化水稻产区。据统计，2021年黑龙江省水稻种植面积已突破400万hm2，水稻已成为黑龙江省经济发展，粮食高产稳产、优质高效的重要支拄。当前黑龙江省水稻种植模式主要是棚盘育秧机械化插秧模式，在水稻生产过程中机械化插秧技术及配套机具是关键的环节之一。因此，重点对水稻机械化插秧技术及在黑龙江省广泛应用的插秧机类型、结构、参数和性能特点等进行阐述和分析。

1 水稻插秧机发展概述

我国从1952年开始研究人力插秧机，1967年东风-2型动力插秧机通过农业部鉴定，1982年，改进设计的2ZT-935型连杆式动力插秧机，经机械工业部农机工业总局鉴定定型，并相应发展了育秧机械技术设备。

目前，国内市场上独轮乘坐式插秧机以国产机型为主，高速插秧机以日本独资企业生产机型为主，步行式插秧机国内、国外及合资企业生产的机型各有一定市场份额。

随着水田农机合作社和土地流转形成的水田种植大户数量增加，乘坐式四轮驱动式水稻插秧机将会代替步行式插秧机，四轮驱动乘坐式高速插秧机的比例会逐渐增加，促进我国农机市场插秧机产品的系列化和多样化[1]。

2 水稻机械化生产技术

水稻机械化生产技术及实施流程如图1所示。

图1 水稻机械化生产技术流程图

3 插秧机的主要技术特点

使用插秧机时，可根据本地的农艺要求对秧苗的密度、插深及株距等参数进行调整。插秧机安装有液压仿形机构，插秧机作业时，插秧工作部件随着地面上下仿形运动，使插深保持一致。同时也排除了机组前进时产生壅泥、壅水现象，保证了插秧质量。安装有机电一体化设备，使操作简单快捷。通过同一操作杆实现调节速度、油门、液压升降、插值离合等功能。作业质量好，工作效率高，节本、增效具有较高经济效益和社会效益。

4 插秧机作业所需基本条件

机插秧作业时，秧苗和本田的整地质量都有一定的要求，整地质量将直接影响插秧机的工作质量。

1)水田整地质量。要求耕整耙平后的本田，每块本田的高度差小于3 cm，田面清洁、沉实。2)秧苗质量。要求秧苗根系发达，盘根好、秧苗装入秧箱后不松散。育秧块的尺寸标准为(长×宽×厚)58 cm×28 cm×3 cm。秧块的长×宽规格用标准化的盘来控制；机插秧所用的秧苗为中小苗。

5 插秧机的作业质量

水稻插秧机作业时必须达到或满足如下作业质量指标：漏插率≤5%，伤秧率≤4%，漂秧率≤3%，勾秧率≤4%，翻倒率≤3%，秧苗均度合格率≥85%。

6 插秧机的结构及工作原理

6.1 结构

插秧机主要由发动机、底盘、机架、电器系统、液压仿形机构、插秧工作部件及操控系统组成。

6.2 工作原理

插秧机是采用对秧块进行均匀切块的原理来实现分秧与插秧，达到定行、定深、定穴和定苗栽插的目的。只要秧盘上秧苗分布均匀，秧针切下的定量面积土块上的秧苗(即每穴秧苗)的数量就是相对均匀的，由于秧爪主要是分离秧块，不是针对秧苗，所以伤苗率很低。插秧机作业时，秧爪抓取定量秧块，下移至规定的插秧深度时，插秧工作部件中的推秧器将秧苗从秧针上推出，插入本田中，完成一个工作循还。

7 插秧机的机型分类

插秧机的机型主要有步行式和乘坐式两种[1]。下面主要介绍步行式插秧机、独轮乘坐式插秧机和高速乘坐式插秧机。

7.1 步行式插秧机

目前，黑龙江省内市场上的步行式插秧机主要包括久保田SPU-48C型、SPW-68C/SPW-68CM型，井关PC6型，东洋PF455S型，南通柴油机公司2Z-455型，福田雷沃重工2Z-6S型，桦联国际RR-4C/6C型产品等。

步行式插秧机主要是行距为300 mm的4/6行机型，由于步行式插秧机相对比较简单，国内企业经过消化、吸收各产品的优点，技术和质量水平相差不大。

以久保田SPW-68C型插秧机为例(同类机型参考)介绍其技术参数及性能特点。

7.1.1 技术参数

机体尺寸(长×宽×高)：2 370 mm×1 930 mm×910 mm；

机体重量：185 kg；

发动机型式: 风冷4冲程OHV汽油发动机；

功率：4.0 kW；

转速：3 600 r·min-1；

行走轮直径:660 mm；

插秧速度: 0.28～0.77 m·s-1；

路上行走速度: 0.55～1.48 m·s-1；

变速方式:采用齿轮变速；

变速挡数：前进2挡、倒退1挡；

插秧行数：6 行；

插秧行距：30 cm；

插秧株距：12 cm，14 cm，16 cm，18 cm，21 cm；

插秧深度：10～35 mm；

插秧效率：1 000.5～3 201.6 m2·h-1。

7.1.2 性能特点

1)插秧机动力。配置有风冷4冲程4.0 kW汽油发动机，具有高效、低油耗、低噪音的特点，动力充足，可保证插秧机在作业时不陷车，适应能力强。

2)传动系。底盘采用全齿轮传动方式，传动精准、可靠、效率高。

3)机组仿形机构。机体安装有自动仿形平衡装置，保证了插秧机作业时的插深一致。

4)纵向送秧机构。在秧箱内部设计有双排送秧轮，增强了纵向送秧的能力。

5)株距5挡可调。采用5挡株距可调，从密植到疏植自如调节，适应性高。

6)取秧量调节。根据农艺要求，可轻松调节横向传送次数、纵向取苗量及栽插穴数。

7)不锈钢秧爪。耐磨损，抗腐蚀，减少了勾秧、伤秧、漏秧、漂秧和漏插现象的发生。

8)设计了手柄一体操作机构，使变速、插秧、液压升降等操作便利、高效。

7.2 独轮乘坐式插秧机

延吉插秧机厂生产的2ZT-935型水稻插秧机是该机型的代表，有6行和8行两种。类似机型的插秧机在国内还有许多厂家生产，其性能、特点相差无已。

独轮乘坐式插秧机有普通型和快速型两种。

7.2.1 普通型插秧机

采用曲柄式插秧机构，配套动力为2.94 kW，行数6行,工作幅宽为1.8 m,工作效率为0.13～0.20 hm2·h-1。

7.2.2 快速型插秧机

采用回转式插秧机构，配套3.68 kW动力, 插秧行数6～8行,工作幅宽为1.8～2.4 m,工作效率为0.2～0.6 hm2·h-1。

独轮乘坐式插秧机舒适性优于手扶式,性价比较高，已成为国内重要机型。

7.3 高速乘坐式插秧机

黑龙江省市场上的高速乘座式插秧机主要有日本进口的久保田、洋马、井关公司生产的6～8行机型。东洋的P600型，现代农装的2ZG630型等产品也有少数地区在应用。

以井关PZ80型乘座式高速插秧机(图2)为例，介绍其技术参数及性能特点[2]。

图2 井关 PZ80型高速乘座式插秧机

7.3.1 性能特点

1)插秧机的作业质量高,秧苗的插深、苗距及秧箱横向移动量，可根据农艺要求进行快速调整。插秧工作部件安装有电子平衡系统，使插秧机在不同条件的水田地块中保持秧苗的插深相同。

2)插秧机工作速度可达1.8 m·s-1，装有30 L的燃料箱，连续作业时间长，提高了插秧机利用率。

3)简单快捷的操作方式，自动升降、自动插秧、自动划线，一个操作杆就能调节速度、油门、液压升降、插值离合。

4)动力强劲，配备了水冷3气缸、16.97 kW(23马力)柴油发动机。适用于大规模作业，满足专业大户的需要。

5)安装有智能报警装置控制系统，可实时监控机组的工作状态，防止故障的发生。

7.3.2 技术参数

机体尺寸(长×宽×高)：3 130 mm×2 220 mm×2 470 mm；

机重：830 kg；

发动机型式：立式水冷3缸4冲程电起动柴油发动机；

功率：16.9 kW；

回转速度：2 600 r·min-1；

前轮直径：650 mm；

后轮直径：950 mm；

变速方式：液压无级变速(HST)；

变速挡数：前进2挡、后退2挡；

驱动方式：四轮驱动；

插秧方式：旋转强制式；

插秧行数：8行；

插秧行距：30 cm；

插秧株距：25 cm，21 cm，18 cm，17 cm，14 cm，12 cm(6挡)；

插秧深度：2.0 cm，2.5 cm，3.0 cm，3.5 cm，4.0 cm，4.5 cm，5.0 cm(7挡)；

插秧速度：0～1.8 m·s-1；

横向送苗：18 mm,20 mm,24 mm(3挡)；

作业效率：4 002～8 671 m2·h-1。

8 插秧机发展趋势

8.1 性能多样化

插秧机一次作业即可完成耕地、插秧、施肥、喷药等多项作业。

8.2 技术先进化

将新技术引入到插秧机上,如激光平地装置、太阳能发电照明装置、激光测距扫描器、悬臂式喷雾装置、精密播种器及少耕、免耕机等，使插秧机的功能更强大。

8.3 控制精准化及智能化

带精确导航与定位的精细控制插秧机，具有智能应变能力、可无人操控的智慧型插秧机将成为主流产品。

9 结语

1)黑龙江省水稻插秧机械化，应以每个水稻产区的具体情况和经济条件为依据，以高产、高效、低碳、环保可持续发展为总体目标，建立具有本地特色的水稻插秧机械化模式。2)为提高生产率、降低成本，水稻插秧机械应向高速、精准方向发展，向系列化、乘座化、复式作业方向发展。3)水稻插秧机械化作为系统工程，需要全社会关心和支持，政策、资金上需持续倾斜，并结合产学研精准合作及加强农机管理和服务等措施来保障。