貴州3 輪4 行水稻缽苗乘坐式移栽機(jī)作業(yè)質(zhì)量研究

袁 旭 ，郭林杰 ，韓忠祿 ，周 奇

（貴州省農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)推廣總站，貴州 貴陽 550003）

0 引言

近年來，我國(guó)水稻機(jī)械化生產(chǎn)發(fā)展迅速，截至2021 年，我國(guó)水稻耕種收綜合機(jī)械化率已經(jīng)達(dá)到85.59%，隨著大量耕整地機(jī)械和收獲機(jī)械投入市場(chǎng)，機(jī)耕和機(jī)收環(huán)節(jié)已基本成熟，然而機(jī)械化種植機(jī)械種類仍較少，市場(chǎng)應(yīng)用少，導(dǎo)致水稻機(jī)種率僅為59.11%，是明顯短板[1]。

水稻機(jī)械化種植最主要的模式是機(jī)械栽植，主要分為毯狀苗插秧和缽苗移栽[2]。毯狀苗在插秧過程中由秧爪將秧苗根部撕開，秧苗根系受到損傷，栽植后存在一周左右的緩苗期，會(huì)影響秧苗的生長(zhǎng)發(fā)育。而缽苗是按缽移栽，缽體中的營(yíng)養(yǎng)土能提供育秧前期生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)，秧齡彈性大，秧苗素質(zhì)好，且在移栽過程中按缽取秧，基本無根傷，移栽后的秧苗無返青期、出穗早，增產(chǎn)效果明顯[3]。缽苗移栽還能緩解茬口矛盾，能有效減少“倒春寒”的侵害。但是缽苗移栽機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，長(zhǎng)期以來一直是水稻機(jī)械化栽植研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。馬瑞峻等[4]采用機(jī)械手夾持秧苗、分秧滑道送秧的方式實(shí)現(xiàn)缽苗擺栽。宋建農(nóng)等[5]通過對(duì)輥式取秧和導(dǎo)管式送秧等方式，將缽苗有序移栽在大田中。葉秉良等[6]利用齒輪嚙合傳遞的方式，通過移栽臂實(shí)現(xiàn)缽苗機(jī)械化栽植。但是，這些研究大多數(shù)停留在取送秧機(jī)構(gòu)研究、試驗(yàn)室樣機(jī)開發(fā)和小面積試驗(yàn)示范階段，尚未制成產(chǎn)品進(jìn)行大面積推廣。

由于丘陵山區(qū)特殊的地形地貌，移栽機(jī)械不配套、不適應(yīng)的問題更突出，可選用的機(jī)型受到了很大限制，而傳統(tǒng)的缽苗移栽機(jī)由于機(jī)身重且大、價(jià)格高等因素，推廣極其困難。貴州詹陽動(dòng)力重工有限公司（以下簡(jiǎn)稱詹陽重工）結(jié)合丘陵山區(qū)地形特點(diǎn)，研制出一款車身小、重量輕、能爬坡，還能原地掉頭的3 輪4 行式2ZB-4B（JYNBY-4B）型水稻缽苗移栽機(jī)，但其具體的作業(yè)質(zhì)量如何還需開展進(jìn)一步研究。因此，為加快該機(jī)型在丘陵山區(qū)的推廣應(yīng)用，研究小組對(duì)其開展了田間試驗(yàn)，測(cè)試其作業(yè)質(zhì)量，為下一步的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)機(jī)械

被試機(jī)械為詹陽重工2ZB-4B 型3 輪4 行式水稻缽苗移栽機(jī)，其標(biāo)定技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 主要技術(shù)參數(shù)

1.2 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)地點(diǎn)位于貴州省貴定縣盤江鎮(zhèn)金海雪山壩區(qū)，試驗(yàn)區(qū)域總長(zhǎng)30 m，寬30 m，試驗(yàn)前需打田、沉實(shí)，做好移栽前的準(zhǔn)備，試驗(yàn)時(shí)間是2023 年5 月20日，試驗(yàn)依據(jù)DG/T 102—2019《水稻缽苗移栽機(jī)》[7]，試驗(yàn)用秧苗為同一品種，長(zhǎng)勢(shì)良好。為保證插秧密度不少于11 000 穴/666.7 m2，試驗(yàn)時(shí)將種植穴距調(diào)整為180 mm。

1.3 作業(yè)指標(biāo)與試驗(yàn)方法

采用5 點(diǎn)取樣法選取5 個(gè)測(cè)區(qū)，作業(yè)前，測(cè)量秧苗質(zhì)量和泥腳深度。秧苗質(zhì)量主要是每缽株數(shù)和移栽前均勻度合格率，隨機(jī)抽取待移栽的5 盤秧苗，在每盤秧苗中隨機(jī)選取20 缽，記錄每缽中的秧苗株數(shù)[8]。在每個(gè)測(cè)區(qū)隨機(jī)選取20 個(gè)點(diǎn)，以60 kg 左右的人在水田中踩踏時(shí)腳底到水田表面的高度尺寸作為泥腳深度[9]。

移栽后，測(cè)量并計(jì)算作業(yè)質(zhì)量，在每個(gè)測(cè)區(qū)隨機(jī)選取50 穴測(cè)算，傷秧率=（受傷秧苗株數(shù)／測(cè)定總株數(shù)）×100%；漂秧率=（漂浮在水面的秧苗株數(shù)／測(cè)定總株數(shù)）×100%；漏插率=（空穴數(shù)／測(cè)定總穴數(shù)）×100%；移栽前（后）均勻度合格率=（合格穴數(shù)/測(cè)定總穴數(shù)）×100%[10-11]。在每個(gè)測(cè)區(qū)連續(xù)測(cè)取一行20穴秧苗的平均栽秧深度作為栽植深度（秧苗底部與泥面的距離），栽插深度合格率=（栽插深度合格的穴數(shù)／測(cè)定總穴數(shù)）×100%[12]。當(dāng)?shù)剞r(nóng)藝要求移栽前每缽有秧苗2～7 株，移栽后每穴有秧苗2～7 株，栽插深度30±8 mm為合格。

2 結(jié)果與分析

2.1 育苗質(zhì)量與移栽后每穴株數(shù)質(zhì)量

移栽前每缽秧苗株數(shù)、移栽后每穴秧苗株數(shù)分布情況分別如圖1、圖2 所示，移栽前秧苗質(zhì)量如表2 所示，移栽后每穴株數(shù)質(zhì)量如表3 所示。結(jié)果顯示：移栽前每缽秧苗的平均株數(shù)為3.3 株，空格率為0，平均均勻度合格率為97.2%，表明秧苗質(zhì)量好，能滿足機(jī)械化移栽的標(biāo)準(zhǔn)。但移栽前每缽株數(shù)變異系數(shù)為26.3%，呈正態(tài)分布，說明每缽株數(shù)分布較為分散，這可能是由于播種不均勻和發(fā)芽率不一致造成的。

圖1 移栽前每缽秧苗株數(shù)分布情況

圖2 移栽后每穴秧苗株數(shù)分布情況

表2 移栽前秧苗質(zhì)量

表3 移栽后每穴株數(shù)質(zhì)量

由圖2 和表3 可知，移栽后每穴秧苗平均株數(shù)為3.2 株，移栽后均勻度合格率為96.0%，移栽后株數(shù)變異系數(shù)為29.5%，也呈正態(tài)分布，說明移栽后秧苗質(zhì)量未發(fā)生明顯變化，證明該款式移栽機(jī)能相對(duì)精準(zhǔn)地將秧盤中的秧苗移栽到大田中。同時(shí)，育苗質(zhì)量直接影響移栽效果，機(jī)械化移栽必須要培育出高質(zhì)量的秧苗。

2.2 泥腳深度與栽植深度

泥腳深度與栽植深度情況試驗(yàn)結(jié)果如表4 所示，試驗(yàn)區(qū)泥腳深度平均值為242 mm，泥腳深度平均變異系數(shù)為7.8%，相對(duì)較小，表明該試驗(yàn)區(qū)泥腳深度均勻性較好。栽植深度平均值為34.7 mm，略高于當(dāng)?shù)剞r(nóng)藝要求，栽植深度合格率為100%，栽植深度平均變異系數(shù)為27.3%，表明該機(jī)型栽植的深度符合要求，但是栽植的均勻度略差。

表4 泥腳深度與栽植深度情況

栽植深度的均勻度可能會(huì)受到泥腳深度均勻度的影響，為了進(jìn)一步分析栽植深度均勻度與泥腳深度均勻度的關(guān)系，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立函數(shù)模型，如圖3 所示。在該模型中，R2=0.996 7，說明該模型中泥腳深度變異系數(shù)和栽植深度變異系數(shù)的相關(guān)性很好，且呈指數(shù)關(guān)系，表明該機(jī)型在移栽過程中，移栽前的泥腳均勻性直接關(guān)系到栽植深度的均勻性。因此，為了保證泥腳深度的均勻性在要求的范圍內(nèi)，必須把田塊整平，可采用水田激光平地機(jī)，同時(shí)建議使用履帶式拖拉機(jī)進(jìn)行耕整地，以減少作業(yè)機(jī)械對(duì)泥腳深度的影響。

圖3 函數(shù)模型

2.3 穴距、傷秧率、漂秧率和漏插率

具體試驗(yàn)結(jié)果如表5 所示，移栽后平均穴距為182.5 mm，穴距變異系數(shù)為5.4%，說明穴距均勻性好；傷秧率為0，漂秧率為0.8%，漏插率為2.0%，均符合DG/T 102—2019《水稻缽苗移栽機(jī)》的要求。穴距略大于180 mm 可能是受機(jī)械打滑系數(shù)等因素影響；秧苗空格率為0，而漏插率為2.0%，說明該機(jī)型在取秧、送秧和機(jī)械化移栽過程中不可避免要遺漏少數(shù)秧苗，但是影響不大，符合要求。

表5 穴距、傷秧率、漂秧率和漏插率情況

3 結(jié)論

1）試驗(yàn)結(jié)果表明，2ZB-4B 型水稻缽苗移栽機(jī)的每穴株數(shù)、傷秧率、漂秧率、漏插率、移栽后均勻度合格率、穴距、栽插深度和栽插深度合格率等主要性能指標(biāo)均符合農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣鑒定大綱和當(dāng)?shù)剞r(nóng)藝要求。

2）通過分析育苗質(zhì)量與移栽后每穴株數(shù)質(zhì)量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)該款缽苗移栽機(jī)性能良好，移栽后，秧苗的株數(shù)分布、株數(shù)均勻度合格率和移栽后株數(shù)變異系數(shù)均未發(fā)生明顯變化，但與此同時(shí)，必須提高育苗質(zhì)量來確保該機(jī)型的移栽質(zhì)量。

3）通過建立泥腳深度變異系數(shù)和栽植深度變異系數(shù)的函數(shù)模型，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械化移栽過程中，隨著泥腳深度變異系數(shù)的增加，栽植深度變異系數(shù)呈指數(shù)增加趨勢(shì)，因此，必須提高耕整地質(zhì)量，把泥腳深度穩(wěn)定在要求的范圍內(nèi)。