贵州3轮4行水稻钵苗乘坐式移栽机作业质量研究.pdf

2023 年 11 月上75Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺贵州 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）摘要：【目的】加快推进适宜农机具在丘陵山区的推广应用，进一步提高水稻机械化栽植水平。【方法】研究小组通过田间试验，对詹阳重工2ZB-4B型水稻钵苗移栽机的作业质量进行研究；采用5点取样法选取5个测区，测量并计算了作业前的秧苗质量和泥脚深度以及移栽后的作业质量。【结果】1）移栽前，每钵秧苗平均株数为3.3株，平均均匀度合格率为97.2%，空格率为0，泥脚深度平均值为242 mm，泥脚深度平均变异系数为7.8%。2）移栽后，每穴秧苗平均株数为3.2株，平均均匀度合格率为96.0%，株数变异系数为29.5%，栽植深度平均值为34.7 mm，栽植深度合格率为100%，平均穴距为182.5 mm，穴距变异系数为5.4%，伤秧率为0，漂秧率为0.8%，漏插率为2.0%。【结论】该型号水稻钵苗移栽机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，未来应进一步提高耕整地质量和育苗质量，把泥脚深度和移栽质量稳定在要求的范围内。关键词：水稻钵苗移栽机；3轮4行式；伤秧率；漏插率；漂秧率中图分类号：S223.92 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2023.21.0200 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主要技术参数项目参数种植行数/行4种植行距/mm330种植穴距/mm180、190、210、220、240、260作业速度/（m/s）01.5种植深度/mm10401.2 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作者简介：袁旭（1979），男，贵州盘州人，硕士研究生，高级农艺师，研究方向为农业机械技术推广。通信作者：郭林杰（1992），男，河南林州人，硕士研究生，助理农艺师，研究方向为农业机械技术推广。762023 年 11 月上Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺日，试验依据DG/T 1022019 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27株，移栽后每穴有秧苗27株，栽插深度308 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。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。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移栽前秧苗质量秧盘号每钵平均株数/株移栽前均匀度合格率/%移栽前每钵株数变异系数/%空格率/%A3.298.026.30B3.298.025.80C3.596.028.20D3.298.026.50E3.496.024.70平均3.397.226.30表3移栽后每穴株数质量测区每穴平均株数/株移栽后均匀度合格率/%移栽后株数变异系数/%13.598.030.723.196.037.032.996.021.743.294.027.853.296.030.5平均3.296.029.5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2023 年 11 月上77Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺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。表4泥脚深度与栽植深度情况测区泥脚深度/mm泥脚深度变异系数/%栽植深度/mm栽植深度变异系数/%栽植深度合格率/%12357.534.026.110022538.234.826.810032286.335.625.510042479.835.232.210052457.334.125.8100平均2427.834.727.3100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 1022019 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测区平均穴距/mm穴距变异系数/%伤秧率/%漂秧率/%漏插率/%1181.54.500.02.02181.55.801.22.03183.86.300.02.04182.35.201.32.05183.65.301.32.0平均182.55.400.82.03 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。参考文献：1 2021年全国农业机械化发展统计公报J.农业科技与装备，2023(1)：3.2 蔡金平，肖丽萍，刘木华，等.水稻机械化移栽技术发展现状与展望J.农机化研究，2018，40(10)：6-10+81.3 何井瑞，陈之政，姜雪照，等.水稻品种南粳 9108 和甬优2640钵苗机插试验研究J.农业科技通讯，2014(5)：66-69.4 马瑞峻，区颖刚，赵祚喜，等.水稻钵苗机械手取秧有序移栽机的改进J.农业工程学报，2003(1)：113-116.5 宋建农，黄育仕，魏文军，等.水稻钵苗对辊式拔秧机构J.江苏大学学报（自然科学版），2006(4)：291-296 叶秉良，吴国环，俞高红，等.非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构优化设计与试验J.农业机械学报，2016，47(11)：68-73+67.7 农业农村部农业机械试验鉴定总站.水稻钵苗移栽机：DG/T 1022019Z/OL.（2019-03-08）.http:/ 孙超，陈兴和，叶宗照，等.水稻钵苗移栽机作业质量测试方法研究J.农机化研究，2019，41(8)：196-199+205.9 辛明金，邬立岩，宋玉秋，等.VP6型水稻插秧机作业质量试验研究J.中国农机化学报，2016，37(4)：19-23+48.10 陈惠哲，徐一成，张玉屏，等.超级早稻钵形毯状秧苗机插效果及产量形成J.中国农业科学，2019，52(23)：4240-4250.11 李春元.插秧机主要项目测定与数据处理J.农机科技推广，2010(11)：44-46.12 李泽华，马旭，谢俊锋，等.双季稻区杂交稻机插秧低播量精密育秧试验J.农业工程学报，2014，30(6)：17-27.