水稻机械化生产主要环节配套机具的选型

王盛春，李 宁，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 157011)

0 引言

水稻是我国最重要的粮食作物，黑龙江省是我国最大的水稻生产基地，是我国粮食生产和供应的压舱石。黑龙江省水稻种植地域广，除北部高寒地区，近90%的市县种植水稻，常年种植面积近400万hm2，产量在0.5亿t以上。黑龙江省的水稻生产种植方式主要有两种：一是水稻育秧移栽方式；二是水稻直播种植方式。水稻直播种植方式因寒地种子的培育成功，种植面积有发展趋势[1]。水稻机械化生产主要有水田整地、育苗、移栽、田间管理和收获五大环节。每个环节都有不同的作业方式并有多种型号的水田机具需要选型与之配套。因地制宜地选择适合本地区的水稻生产机械化模式及配套机具，才可以充分发挥机械化的优势，提高生产效率，提升黑龙江省水稻种植技术水平，提高产量，达到节本增效、绿色环保可持续发展。目前，黑龙江省水稻生产机械化程度为水田整地98%、育苗85%、移栽99%、田间管理80%、收获96%。

1 水田机械化整地配套机具选型研究

水田机械化整地技术是通过机械将水田进行耕翻、平整以利于水稻机械化插秧的作业技术。水田整地是水稻移栽的基础，整地质量直接影响水稻移栽的质量。

水稻育苗机械插秧作业对水田整地作业的质量要求是田面平整、洁净、细碎、沉实、耕深均匀一致，田面高低差小于3 cm，水稻插秧机作业时不陷车、不壅泥。

水田机械化整地模式从时间节点上可分为秋整地和春整地，从整地方法上可分为旱耕水耙和水整水耙两种方式。

1.1 旱耕水耙整地法

水田旱耕水耙整地工艺路线是首先耕翻水田地，然后灌水泡田、耙地、平整。主要包括翻地、旋耕、旱耢平、激光平地、搅浆平地等作业方式。水田旱耕水耙整地法优点是抢农时和节省泡田用水。水田旱耕水耙整地法比较适合黑龙江省国营农场、水稻生产合作社及水稻生产农机大户等具有大型动力及机具的地区。旱耕时间通常在水稻收获后直接进行秋耕地，等到第二年春季再进行水耙地。动力可选用66.15 kW以上四轮驱动轮式拖拉机，如东风1354系列拖拉机、雷沃1354系列拖拉机；经济条件较好的地区可选用国外进口的如纽荷兰、美国凯思等大马力拖拉机。配套的耕整地机具可选用悬挂五铧犁、1L5-35偏置调心液压翻转犁(图1)、1GQN-320型旋耕机、1LG-360搅浆平地机等。1L5-35偏置调心液压翻转犁的主要技术参数为：配套动力119～134 kW，耕幅175 cm，工作效率1.0～1.2 hm2·h-1。

图1 1L5-35 偏置调心液压翻转犁

1.2 水耕水耙整地法

水田水耕水耙整地法工艺路线是春季先进行灌水泡田，5～7 d后，用拖拉机配套水田耕整地机具进行整地耙平作业方式。水耕水耙整地法较适合水稻种植规模较小，经济条件一般的农户。动力可选用67.5 kW拖拉机，配套机具可选用1BPQ320型旋耕搅浆平地机(图2)等。1BPQ320型旋耕搅浆平地机的主要技术参数为：套动力67.5 kW，耕幅360 cm，作业速度2.0～4.0 km·h-1。

图2 1BPQ260旋耕打浆平地机

2 水稻育秧机械化配套机具的选型研究

黑龙江省水稻育秧主要有工厂化育秧和半机械化育秧两种方式。黑龙江省垦区和水田合作社及经济条件好的地区可选择工厂化育秧技术，其配套的设备主要有大型日光温室、水稻钢骨架育秧标准大棚(图3)、育秧营养土混合机、稻种脱芒机、育苗催芽车间、秧盘播种生产线、苗期管理设备及秧盘秧苗运送设备等。

图3 水稻钢骨架育秧标准大棚

水稻种植面积小于100 hm2的农户可选用半机械化育秧作业方式，即可选用中小型塑料大棚，小型床土混拌机，简易催芽机和育秧播种机，可显著节省水稻生产的成本。

水稻钢骨架育秧标准大棚规格(长×宽×高)60 m×(6～6.5)m×(2.3～2.4)m。每个大棚育秧面积可插秧3.3～4.0 hm2。水稻集中秧田适宜规模为每个基地30～50栋育秧标准大棚。

3 水稻插秧机械化配套机具的选型研究

目前，黑龙江省水稻种植方式以育秧机械插秧为主。使用的插秧机机型按操作方式可分为手扶式和乘坐式两大类；按工作速度可分为普通型和高速型两大类。在黑龙江省垦区、水田合作社和水稻生产大户，可选用日本、韩国进口或合资生产的6～8行四轮驱动乘坐式高速插秧机(图4)，因其工作效率高，不误农时可增产增收，可做到节本增效、低碳环保。PZ80型四轮驱动乘坐式高速插秧机的主要技术参数为：配套动力16.9 kW柴油发动机，插行数为6～8行, 作业效率0.6～1.3 hm2·h-1。

图4 PZ80型四轮驱动乘坐式高速插秧机

在一家一户水稻种植面积和水田地块较小的地区可选用步进式4～6行插秧机(图5)和2ZT-935型6行插秧机(图6)作业。该种机型转弯半径小，作业灵活，适应性强，田角地头均可栽插，一人即可完成作业，性价比较高。RR-46C型插秧机的主要技术参数为：配套动力4.0 kW汽油发动机,插行数为6行, 作业效率0.15～0.4 hm2·h-1。2ZT-935型6行水稻插秧机的主要技术参数为：配套动力3.68 kW柴油机，插行数为6行，作业效率0.3～0.9 hm2·h-1。

图5 RR-46C型插秧机

图6 2ZT-935型6行水稻插秧机

4 水稻机械化田间管理配套机具选型

水稻的田间管理，就是根据机械插秧后水稻秧苗的生长发育规律，采取科学的施肥、施药、除草、管水等植保技术，促进秧苗的早发育、快生长，发挥机械插秧的优势，提高秧苗的分蘖及成穗率，实现水稻高产、高效。

目前，黑龙江省用于水稻田间管理的植保机械类型较多，应根据本地具体情况合理选用适合的配套机具，发挥其最大的功效。

黑龙江省垦区、水田合作社及水稻种植大户，水稻种植规模大、地块大且连片，可选用农用植保飞机，大型植保无人机和四轮驱动宽幅高效射程远的喷药车。上述机型具有施药喷洒均匀、节省农药、工作效率高、环保及节本增效等特点，因此，具有较高的经济效益及社会效益。

对于种植面积较小且不连片的水稻种植农户，可选用配套动力为36.75 kW左右柴油机的小型自走式喷杆喷雾机(图7)，该机的工作幅宽10～16 m；作业速度12 km·h-1。可以充分发挥其作业效率，又因其价格相对较低，可减少资金的投入，并很快收回投入的成本。

图7 自走式喷杆喷雾机

5 水稻收获机械化配套机具选型

5.1 水稻收获方式

黑龙江省水稻收获主要有两种方式。一是联合收获法，用联合收获机将成熟的水稻在田间一次完成切割、脱粒、茎秆分离、谷粒清选等作业，其特点是生产率高，劳动强度低，收获损失小。二是分段收获法，首先用水稻割晒机将成熟的水稻割倒、放铺；其次是打捆、晾晒；然后用水稻脱粒机进行脱粒清选完成水稻的收获作业。此方法的特点是使用的机具结构简单，投资少，但劳动强度大，生产效率低，收获损失大，因此，水稻分段收获法在黑龙江省水稻主产区应用越来越少。

5.2 水稻收获机的类型

目前，黑龙江省水稻产区广泛应用的水稻联合收获机主要有两大类型，一是大、中、小型轮式全喂入联合收获机，二是中、小型半喂入履带式联合收获机。

5.3 水稻收获机性能特点及适用范围

5.3.1 大、中型轮式全喂入联合收割机

黑龙江省市场上国外进口机型以凯斯2388、纽荷兰TC56、CS6080为代表，国内生产的机型以佳联迪尔1075、SE514等为代表。上述机型的功率在110～206 kW之间、工作幅宽在4～7 m、喂入量在5～20 kg·s-1。机型特点为生产效率高、作业质量好、可靠性高、自动化程度高、操作舒适。该类机型对运输及作业时地块转移的道路有很高的要求，因此黑龙江省垦区、水稻种植特大户且土地连片及经济条件好的水稻种植区可选用该种机型。

5.3.2 中小型半喂入履带式联合收获机

中小型半喂入履带式联合收获机在黑龙江省市场上以日、韩进口及国内合资企业生产的机型(图8)为主，配套的功率为27～32 kW，工作幅宽为1.5 m，割台为半喂入立式割台，脱粒形式为轴流滚筒式，行走机构为橡胶履带形式，该机型的特点为作业质量好，损失率低，不易堵塞，可靠性高。黑龙江省水田合作社、水稻种植大户、水稻良种场及经济条件较好但水稻种植规模不大的水稻种植地区可配套选用此类机型。

图8 久保田 PRO588 联合收获机

久保田 PRO588 联合收获机的主要技术参数为：配套动力44.1 kW柴油机，工作幅宽1.5 m，作业效率0.45～0.75 hm2·h-1。

5.3.3 小型轮式全喂入联合收获机

小型轮式全喂入联合收获机在黑龙江省市场上大多为国产机型，其功率在44.1 kW以下，工作幅宽在2.5 m以下，脱粒分离机构为轴流滚筒式(图9)。该机型的特点是体形小，操作灵活，价格低适合于水稻种植规模小、地块小及经济不发达的地区。LZ-2.3双滚筒联合收获机的主要技术参数为：配套动力44.1 kW柴油机，工作幅宽2.3 m，作业效率0.4～0.8 hm2·h-1。

图9 LZ-2.3双滚筒联合收获机

6 结论

水稻生产环节多，配套使用的机具多而复杂，应根据每个环节的农艺要求，选择使用适合的机具与农艺要求相适应。本文从水稻种植模式、规模及本地经济情况等因素，针对水稻机械化生产的整地、育秧、插秧、田间管理及收获五大环节配套机具的选型等问题进行了研究、分析，并根据具体情况给出了不同的选用方案。

综上所述，水稻机械化生产的全面实现，需要有先进适合的农机装备做支撑，需要国家政策的支持，农机推广部门的指导、培训和服务，产、学、研三方友好结合创新研发出更多的先进的农机装备。使各个不同的水稻产区都能因地制宜地选出最佳的农机装备与之配套，更加精准地实现水稻生产全程机械化。