贵州3 轮4 行水稻钵苗乘坐式移栽机作业质量研究

袁 旭 ，郭林杰 ，韩忠禄 ，周 奇

（贵州省农业机械技术推广总站，贵州 贵阳 550003）

0 引言

近年来，我国水稻机械化生产发展迅速，截至2021 年，我国水稻耕种收综合机械化率已经达到85.59%，随着大量耕整地机械和收获机械投入市场，机耕和机收环节已基本成熟，然而机械化种植机械种类仍较少，市场应用少，导致水稻机种率仅为59.11%，是明显短板[1]。

水稻机械化种植最主要的模式是机械栽植，主要分为毯状苗插秧和钵苗移栽[2]。毯状苗在插秧过程中由秧爪将秧苗根部撕开，秧苗根系受到损伤，栽植后存在一周左右的缓苗期，会影响秧苗的生长发育。而钵苗是按钵移栽，钵体中的营养土能提供育秧前期生长所需的营养，秧龄弹性大，秧苗素质好，且在移栽过程中按钵取秧，基本无根伤，移栽后的秧苗无返青期、出穗早，增产效果明显[3]。钵苗移栽还能缓解茬口矛盾，能有效减少“倒春寒”的侵害。但是钵苗移栽机结构复杂、价格昂贵，长期以来一直是水稻机械化栽植研究的热点和难点。马瑞峻等[4]采用机械手夹持秧苗、分秧滑道送秧的方式实现钵苗摆栽。宋建农等[5]通过对辊式取秧和导管式送秧等方式，将钵苗有序移栽在大田中。叶秉良等[6]利用齿轮啮合传递的方式，通过移栽臂实现钵苗机械化栽植。但是，这些研究大多数停留在取送秧机构研究、试验室样机开发和小面积试验示范阶段，尚未制成产品进行大面积推广。

由于丘陵山区特殊的地形地貌，移栽机械不配套、不适应的问题更突出，可选用的机型受到了很大限制，而传统的钵苗移栽机由于机身重且大、价格高等因素，推广极其困难。贵州詹阳动力重工有限公司（以下简称詹阳重工）结合丘陵山区地形特点，研制出一款车身小、重量轻、能爬坡，还能原地掉头的3 轮4 行式2ZB-4B（JYNBY-4B）型水稻钵苗移栽机，但其具体的作业质量如何还需开展进一步研究。因此，为加快该机型在丘陵山区的推广应用，研究小组对其开展了田间试验，测试其作业质量，为下一步的推广应用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验机械

被试机械为詹阳重工2ZB-4B 型3 轮4 行式水稻钵苗移栽机，其标定技术参数如表1所示。

表1 主要技术参数

1.2 试验条件

试验地点位于贵州省贵定县盘江镇金海雪山坝区，试验区域总长30 m，宽30 m，试验前需打田、沉实，做好移栽前的准备，试验时间是2023 年5 月20日，试验依据DG/T 102—2019《水稻钵苗移栽机》[7]，试验用秧苗为同一品种，长势良好。为保证插秧密度不少于11 000 穴/666.7 m2，试验时将种植穴距调整为180 mm。

1.3 作业指标与试验方法

采用5 点取样法选取5 个测区，作业前，测量秧苗质量和泥脚深度。秧苗质量主要是每钵株数和移栽前均匀度合格率，随机抽取待移栽的5 盘秧苗，在每盘秧苗中随机选取20 钵，记录每钵中的秧苗株数[8]。在每个测区随机选取20 个点，以60 kg 左右的人在水田中踩踏时脚底到水田表面的高度尺寸作为泥脚深度[9]。

移栽后，测量并计算作业质量，在每个测区随机选取50 穴测算，伤秧率=（受伤秧苗株数／测定总株数）×100%；漂秧率=（漂浮在水面的秧苗株数／测定总株数）×100%；漏插率=（空穴数／测定总穴数）×100%；移栽前（后）均匀度合格率=（合格穴数/测定总穴数）×100%[10-11]。在每个测区连续测取一行20穴秧苗的平均栽秧深度作为栽植深度（秧苗底部与泥面的距离），栽插深度合格率=（栽插深度合格的穴数／测定总穴数）×100%[12]。当地农艺要求移栽前每钵有秧苗2～7 株，移栽后每穴有秧苗2～7 株，栽插深度30±8 mm为合格。

2 结果与分析

2.1 育苗质量与移栽后每穴株数质量

移栽前每钵秧苗株数、移栽后每穴秧苗株数分布情况分别如图1、图2 所示，移栽前秧苗质量如表2 所示，移栽后每穴株数质量如表3 所示。结果显示：移栽前每钵秧苗的平均株数为3.3 株，空格率为0，平均均匀度合格率为97.2%，表明秧苗质量好，能满足机械化移栽的标准。但移栽前每钵株数变异系数为26.3%，呈正态分布，说明每钵株数分布较为分散，这可能是由于播种不均匀和发芽率不一致造成的。

图1 移栽前每钵秧苗株数分布情况

图2 移栽后每穴秧苗株数分布情况

表2 移栽前秧苗质量

表3 移栽后每穴株数质量

由图2 和表3 可知，移栽后每穴秧苗平均株数为3.2 株，移栽后均匀度合格率为96.0%，移栽后株数变异系数为29.5%，也呈正态分布，说明移栽后秧苗质量未发生明显变化，证明该款式移栽机能相对精准地将秧盘中的秧苗移栽到大田中。同时，育苗质量直接影响移栽效果，机械化移栽必须要培育出高质量的秧苗。

2.2 泥脚深度与栽植深度

泥脚深度与栽植深度情况试验结果如表4 所示，试验区泥脚深度平均值为242 mm，泥脚深度平均变异系数为7.8%，相对较小，表明该试验区泥脚深度均匀性较好。栽植深度平均值为34.7 mm，略高于当地农艺要求，栽植深度合格率为100%，栽植深度平均变异系数为27.3%，表明该机型栽植的深度符合要求，但是栽植的均匀度略差。

表4 泥脚深度与栽植深度情况

栽植深度的均匀度可能会受到泥脚深度均匀度的影响，为了进一步分析栽植深度均匀度与泥脚深度均匀度的关系，根据试验结果建立函数模型，如图3 所示。在该模型中，R2=0.996 7，说明该模型中泥脚深度变异系数和栽植深度变异系数的相关性很好，且呈指数关系，表明该机型在移栽过程中，移栽前的泥脚均匀性直接关系到栽植深度的均匀性。因此，为了保证泥脚深度的均匀性在要求的范围内，必须把田块整平，可采用水田激光平地机，同时建议使用履带式拖拉机进行耕整地，以减少作业机械对泥脚深度的影响。

图3 函数模型

2.3 穴距、伤秧率、漂秧率和漏插率

具体试验结果如表5 所示，移栽后平均穴距为182.5 mm，穴距变异系数为5.4%，说明穴距均匀性好；伤秧率为0，漂秧率为0.8%，漏插率为2.0%，均符合DG/T 102—2019《水稻钵苗移栽机》的要求。穴距略大于180 mm 可能是受机械打滑系数等因素影响；秧苗空格率为0，而漏插率为2.0%，说明该机型在取秧、送秧和机械化移栽过程中不可避免要遗漏少数秧苗，但是影响不大，符合要求。

表5 穴距、伤秧率、漂秧率和漏插率情况

3 结论

1）试验结果表明，2ZB-4B 型水稻钵苗移栽机的每穴株数、伤秧率、漂秧率、漏插率、移栽后均匀度合格率、穴距、栽插深度和栽插深度合格率等主要性能指标均符合农业机械推广鉴定大纲和当地农艺要求。

2）通过分析育苗质量与移栽后每穴株数质量之间的关系，发现该款钵苗移栽机性能良好，移栽后，秧苗的株数分布、株数均匀度合格率和移栽后株数变异系数均未发生明显变化，但与此同时，必须提高育苗质量来确保该机型的移栽质量。

3）通过建立泥脚深度变异系数和栽植深度变异系数的函数模型，发现在机械化移栽过程中，随着泥脚深度变异系数的增加，栽植深度变异系数呈指数增加趋势，因此，必须提高耕整地质量，把泥脚深度稳定在要求的范围内。