谈我国水稻育苗自动化生产技术

    赵裕明 高云茜 魏树成 孔庆玲 黄瑞海

    摘 要：水稻生产过程中大部分环节已实现了机械化，但育苗环节的自动化程度较低。介绍了几类应用较为成熟的水稻育苗设备，通过对设备的结构、原理和功能特点分析得出，虽然我国水稻育苗机械化使用率较低，随着该方面研究的不断深入和规模化种植的推广，未来水稻育苗技术必将朝着机械化、自动化和智能化的方向快速发展。

    关键词：水稻育苗；摆盘机；育苗设备；工厂化育苗

    中图分类号：S23371 文献标识码：A

    doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.05.001

    基金项目：牡丹江市科学技术计划项目（Z2017n0092）

    作者简介：赵裕明（1983-），男，工学硕士，工程师，黑龙江农业经济职业学院教师。Email：[email protected]。

    0 引言

    我国作为世界上最大的水稻生产国之一，截至到2017年底，我国水稻种植面积已经达到3000万hm2，占全国粮食种植面积的34%。我国主要水稻种植区基本实现插秧、田间管理、收割环节的机械化，然而由于水稻种植规模、密集程度等原因，部分区域内仍然存在人工育苗或简单机械参与的育苗生产，育苗环节自动化程度低已经成为制约整体机械化、自动化发展的主要因素，水稻育苗机械化、自动化已经成为亟待解决的重要问题[1]。

    目前，小规模的水稻种植仍然采用传统的人工方式完成育苗全过程，摆盘、播土、播种作业都需要人工来完成，存在生产效率低、作业时间长和人工投入大等问题；中等种植规模多数采用半机械化或自动化育苗方式，大规模水稻种植基本采用自动化水稻育苗设备。因此，水稻育苗自动化、机械化生产是未来发展的必然趋势。

    1 我国水稻育苗自动化技术应用现状

    1.1 手推无轨道式育苗摆盘机

    图1 手推无轨道式育苗摆盘机

    如图1所示的手推无轨道式育苗摆盘机[2]，主要由覆土装置、秧盘输摆装置、行走轮、传动机构、扶手及箱体板材组成。秧盘沿着秧盘输摆装置从上至下倾斜匀速运动输出，覆土装置将土料均匀播撒到下方的秧盘上，随着设备的行走运动，盛满土料的秧盘整齐摆放到地面上。设备使用时先将导轨铺放到苗床上，行走轮沿导轨行走，一人将秧盘连续摆放在秧盘传送带上，一人往土箱内装土，摆好一行后移动导轨进行下一行的操作。手推无轨道式育苗摆盘机结构简单、技术程度及生产效率较低、价格低廉、播土量可调，能够实现播土、摆盘功能，适用于小规模水稻种植生产，目前农业生产中仍然有少部分农户使用该类设备。

    1.2 电动有轨道式播土播种机

    图2 电动有轨道式播土播种机

    如图2所示的电动有轨道式播土播种机[3，4]主要由播土（播种）车体、扶手、车体行走轮、横向框架行走轮、横向框架轨道组成。播土车体由土箱、播土机构、传动机构、行走轮、电动机、蓄电池组成。工作时播土车体纵向行走，同时连续均匀地将土料播撒到地面上摆好的秧盘中，之后返回到初始位置，手动将横向框架轨道移动到下一工位，重复上述操作；播种车体由种箱、播种机构、传动机构、行走轮、电动机、蓄电池组成，工作原理与播土车体相同。目前也有播土和播种使用一个车体的设备。电动有轨道式播土播种机通过程序或者遥控器控制，基本可以实现水稻自动化育苗，该类设备结构简单、造价较低、生产效率高、运行平稳、重量小、便于运输及操作，适用于中等规模或大规模水稻种植生产，是目前应用较广泛的一类水稻育苗设备，但由于采用蓄电池作为动力源，续航能力一般。

    1.3 电动有轨道式播土播种摆盘机

    图3 电动有轨道式播土播种摆盘机

    如图3所示的电动有轨道式播土播种摆盘机[5]主要由横向行走轨道、车架和主机架组成，车架设置于纵向行走轨道上，可以纵向行走，主机架设置于车架的横向行走轨道上，可以横向行走。主机架设有播种播土一体箱、播土箱、送盘装置、行走电机、操作台和座位。电动有轨道式播土播种摆盘机相比图2所示的电动有轨道式播土播种机主要优点为：增加了摆盘功能，实现播土、播种、覆土、摆盘一次完成，自动化程度高；缺点为设备尺寸和重量有所增加，运输及移动性较差。该类设备适用于中等规模或大规模水稻种植生产，是目前应用较广泛的一类水稻育苗设备。

    1.4 汽油机驱动无轨道式播土播种摆盘机

    图4 汽油机驱动无轨道式播土播种摆盘机

    如图4所示的汽油機驱动无轨道式播土播种摆盘机[6，7]主要由扶手、汽油发动机、行走机构、摆盘机构、播士播肥机构组成。行走机构包括行走轮及履带，行走速度可调；摆盘机构由秧盘滑道和输送装置组成，实现秧盘的连续输送；播土机构由土箱、土量调整刷、送土同步轮以及送土同步胶带组成，实现土料均匀播撒；播种机构与播土机构相似，落下的土料或种子恰好落到下方传输的秧盘中；发动机通过传动机构带动行走机构、摆盘机构和播土播种机构工作。可同时实现摆盘、播土、播种、覆土功能。较电动有轨道式播土播种摆盘机相比，具有续航能力强，无轨道结构简单、便于运输等优点，但发动机振动大，易导致播土（种）量变化，行走路线需要随时人工修正。该类设备适用于中等规模或大规模水稻种植生产，是目前应用较广泛的一类水稻育苗设备。

    1.5 工厂化育苗

    水稻工厂化育苗设备主要由播土覆土装置、耙平装置、洒水装置、播种装置、输送装置组成。秧盘随输送带从前至后运动，各项功能装置布置在输送带上方，依次完成铺底土、耙平压实底土、对底土浇水、播种、覆土等工序。水稻工厂化育苗采用流水线式作业，需要多人联合操作完成。该育苗方式生产效率高、播土（种）量和喷水量精确，但需要操作工人较多，适合大规模水稻种植生产，是大型农场或农业合作社常用的水稻育苗方式[8，9]。

    2 结论

    水稻育苗经历了人工育苗、半机械化半人工育苗、自动化设备育苗三个阶段。通过以上机械设备及介绍可以看出，自动化水稻育苗技术在规模化种植生产中的应用是未来发展的必然趋势。随着机器人技术和人工智能的不断普及，智能化育苗在不久的将来也会应用于水稻生产之中。

    参考文献：

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    [2] 祖庆. 手动水稻育苗摆盘机：CN203761956U[P]. 2014-8-13.

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    [4] 程虎. 一种水稻育苗覆土机：CN205657992U[P]. 2016-10-26.

    [5] 唐玉辉. 一种智能型水稻播土摆盘机：CN204929805U[P]. 2016-1-6.

    [6] 赵志强. 多功能水稻育苗摆盘机：CN206302843U[P]. 2017-7-7.

    [7] 刘东. 一种水稻育苗摆盘机：CN207885167U[P]. 2018-9-21.

    [8] 程晋， 冯帆， 王福义，等. 水稻高速精量秧盘播种机研究与试验[J].农业科技与装备， 2014（11）：12-14.

    [9] 陈邦奎， 邝伟儒， 吴松泽，等. 水稻抛秧工厂化育苗设施及其应用[J].农业工程学报， 1994，10（2）：35-40.