談我國水稻育苗自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)

趙裕明 高云茜 魏樹成 孔慶玲 黃瑞海

摘 要：水稻生產(chǎn)過程中大部分環(huán)節(jié)已實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，但育苗環(huán)節(jié)的自動(dòng)化程度較低。介紹了幾類應(yīng)用較為成熟的水稻育苗設(shè)備，通過對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理和功能特點(diǎn)分析得出，雖然我國水稻育苗機(jī)械化使用率較低，隨著該方面研究的不斷深入和規(guī)模化種植的推廣，未來水稻育苗技術(shù)必將朝著機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化的方向快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水稻育苗；擺盤機(jī)；育苗設(shè)備；工廠化育苗

中圖分類號(hào)：S23371 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.05.001

基金項(xiàng)目：牡丹江市科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目（Z2017n0092）

作者簡介：趙裕明（1983-），男，工學(xué)碩士，工程師，黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)學(xué)院教師。Email：420798@qq.com。

0 引言

我國作為世界上最大的水稻生產(chǎn)國之一，截至到2017年底，我國水稻種植面積已經(jīng)達(dá)到3000萬hm2，占全國糧食種植面積的34%。我國主要水稻種植區(qū)基本實(shí)現(xiàn)插秧、田間管理、收割環(huán)節(jié)的機(jī)械化，然而由于水稻種植規(guī)模、密集程度等原因，部分區(qū)域內(nèi)仍然存在人工育苗或簡單機(jī)械參與的育苗生產(chǎn)，育苗環(huán)節(jié)自動(dòng)化程度低已經(jīng)成為制約整體機(jī)械化、自動(dòng)化發(fā)展的主要因素，水稻育苗機(jī)械化、自動(dòng)化已經(jīng)成為亟待解決的重要問題[1]。

目前，小規(guī)模的水稻種植仍然采用傳統(tǒng)的人工方式完成育苗全過程，擺盤、播土、播種作業(yè)都需要人工來完成，存在生產(chǎn)效率低、作業(yè)時(shí)間長和人工投入大等問題；中等種植規(guī)模多數(shù)采用半機(jī)械化或自動(dòng)化育苗方式，大規(guī)模水稻種植基本采用自動(dòng)化水稻育苗設(shè)備。因此，水稻育苗自動(dòng)化、機(jī)械化生產(chǎn)是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 我國水稻育苗自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 手推無軌道式育苗擺盤機(jī)

圖1 手推無軌道式育苗擺盤機(jī)

如圖1所示的手推無軌道式育苗擺盤機(jī)[2]，主要由覆土裝置、秧盤輸擺裝置、行走輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、扶手及箱體板材組成。秧盤沿著秧盤輸擺裝置從上至下傾斜勻速運(yùn)動(dòng)輸出，覆土裝置將土料均勻播撒到下方的秧盤上，隨著設(shè)備的行走運(yùn)動(dòng)，盛滿土料的秧盤整齊擺放到地面上。設(shè)備使用時(shí)先將導(dǎo)軌鋪放到苗床上，行走輪沿導(dǎo)軌行走，一人將秧盤連續(xù)擺放在秧盤傳送帶上，一人往土箱內(nèi)裝土，擺好一行后移動(dòng)導(dǎo)軌進(jìn)行下一行的操作。手推無軌道式育苗擺盤機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)程度及生產(chǎn)效率較低、價(jià)格低廉、播土量可調(diào)，能夠?qū)崿F(xiàn)播土、擺盤功能，適用于小規(guī)模水稻種植生產(chǎn)，目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中仍然有少部分農(nóng)戶使用該類設(shè)備。

1.2 電動(dòng)有軌道式播土播種機(jī)

圖2 電動(dòng)有軌道式播土播種機(jī)

如圖2所示的電動(dòng)有軌道式播土播種機(jī)[3，4]主要由播土（播種）車體、扶手、車體行走輪、橫向框架行走輪、橫向框架軌道組成。播土車體由土箱、播土機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走輪、電動(dòng)機(jī)、蓄電池組成。工作時(shí)播土車體縱向行走，同時(shí)連續(xù)均勻地將土料播撒到地面上擺好的秧盤中，之后返回到初始位置，手動(dòng)將橫向框架軌道移動(dòng)到下一工位，重復(fù)上述操作；播種車體由種箱、播種機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走輪、電動(dòng)機(jī)、蓄電池組成，工作原理與播土車體相同。目前也有播土和播種使用一個(gè)車體的設(shè)備。電動(dòng)有軌道式播土播種機(jī)通過程序或者遙控器控制，基本可以實(shí)現(xiàn)水稻自動(dòng)化育苗，該類設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、生產(chǎn)效率高、運(yùn)行平穩(wěn)、重量小、便于運(yùn)輸及操作，適用于中等規(guī)?；虼笠?guī)模水稻種植生產(chǎn)，是目前應(yīng)用較廣泛的一類水稻育苗設(shè)備，但由于采用蓄電池作為動(dòng)力源，續(xù)航能力一般。

1.3 電動(dòng)有軌道式播土播種擺盤機(jī)

圖3 電動(dòng)有軌道式播土播種擺盤機(jī)

如圖3所示的電動(dòng)有軌道式播土播種擺盤機(jī)[5]主要由橫向行走軌道、車架和主機(jī)架組成，車架設(shè)置于縱向行走軌道上，可以縱向行走，主機(jī)架設(shè)置于車架的橫向行走軌道上，可以橫向行走。主機(jī)架設(shè)有播種播土一體箱、播土箱、送盤裝置、行走電機(jī)、操作臺(tái)和座位。電動(dòng)有軌道式播土播種擺盤機(jī)相比圖2所示的電動(dòng)有軌道式播土播種機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)為：增加了擺盤功能，實(shí)現(xiàn)播土、播種、覆土、擺盤一次完成，自動(dòng)化程度高；缺點(diǎn)為設(shè)備尺寸和重量有所增加，運(yùn)輸及移動(dòng)性較差。該類設(shè)備適用于中等規(guī)?；虼笠?guī)模水稻種植生產(chǎn)，是目前應(yīng)用較廣泛的一類水稻育苗設(shè)備。

1.4 汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)無軌道式播土播種擺盤機(jī)

圖4 汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)無軌道式播土播種擺盤機(jī)

如圖4所示的汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)無軌道式播土播種擺盤機(jī)[6，7]主要由扶手、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、行走機(jī)構(gòu)、擺盤機(jī)構(gòu)、播士播肥機(jī)構(gòu)組成。行走機(jī)構(gòu)包括行走輪及履帶，行走速度可調(diào)；擺盤機(jī)構(gòu)由秧盤滑道和輸送裝置組成，實(shí)現(xiàn)秧盤的連續(xù)輸送；播土機(jī)構(gòu)由土箱、土量調(diào)整刷、送土同步輪以及送土同步膠帶組成，實(shí)現(xiàn)土料均勻播撒；播種機(jī)構(gòu)與播土機(jī)構(gòu)相似，落下的土料或種子恰好落到下方傳輸?shù)难肀P中；發(fā)動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)行走機(jī)構(gòu)、擺盤機(jī)構(gòu)和播土播種機(jī)構(gòu)工作?？赏瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)擺盤、播土、播種、覆土功能。較電動(dòng)有軌道式播土播種擺盤機(jī)相比，具有續(xù)航能力強(qiáng)，無軌道結(jié)構(gòu)簡單、便于運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，但發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)大，易導(dǎo)致播土（種）量變化，行走路線需要隨時(shí)人工修正。該類設(shè)備適用于中等規(guī)模或大規(guī)模水稻種植生產(chǎn)，是目前應(yīng)用較廣泛的一類水稻育苗設(shè)備。

1.5 工廠化育苗

水稻工廠化育苗設(shè)備主要由播土覆土裝置、耙平裝置、灑水裝置、播種裝置、輸送裝置組成。秧盤隨輸送帶從前至后運(yùn)動(dòng)，各項(xiàng)功能裝置布置在輸送帶上方，依次完成鋪底土、耙平壓實(shí)底土、對(duì)底土澆水、播種、覆土等工序。水稻工廠化育苗采用流水線式作業(yè)，需要多人聯(lián)合操作完成。該育苗方式生產(chǎn)效率高、播土（種）量和噴水量精確，但需要操作工人較多，適合大規(guī)模水稻種植生產(chǎn)，是大型農(nóng)場(chǎng)或農(nóng)業(yè)合作社常用的水稻育苗方式[8，9]。

2 結(jié)論

水稻育苗經(jīng)歷了人工育苗、半機(jī)械化半人工育苗、自動(dòng)化設(shè)備育苗三個(gè)階段。通過以上機(jī)械設(shè)備及介紹可以看出，自動(dòng)化水稻育苗技術(shù)在規(guī)?；N植生產(chǎn)中的應(yīng)用是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著機(jī)器人技術(shù)和人工智能的不斷普及，智能化育苗在不久的將來也會(huì)應(yīng)用于水稻生產(chǎn)之中。

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