談我國水稻育苗自動化生產技術

趙裕明 高云茜 魏樹成 孔慶玲 黃瑞海

摘 要：水稻生產過程中大部分環節已實現了機械化，但育苗環節的自動化程度較低。介紹了幾類應用較為成熟的水稻育苗設備，通過對設備的結構、原理和功能特點分析得出，雖然我國水稻育苗機械化使用率較低，隨著該方面研究的不斷深入和規模化種植的推廣，未來水稻育苗技術必將朝著機械化、自動化和智能化的方向快速發展。

關鍵詞：水稻育苗；擺盤機；育苗設備；工廠化育苗

中圖分類號：S23371 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.05.001

基金項目：牡丹江市科學技術計劃項目（Z2017n0092）

作者簡介：趙裕明（1983-），男，工學碩士，工程師，黑龍江農業經濟職業學院教師。Email：420798@qq.com。

0 引言

我國作為世界上最大的水稻生產國之一，截至到2017年底，我國水稻種植面積已經達到3000萬hm2，占全國糧食種植面積的34%。我國主要水稻種植區基本實現插秧、田間管理、收割環節的機械化，然而由于水稻種植規模、密集程度等原因，部分區域內仍然存在人工育苗或簡單機械參與的育苗生產，育苗環節自動化程度低已經成為制約整體機械化、自動化發展的主要因素，水稻育苗機械化、自動化已經成為亟待解決的重要問題[1]。

目前，小規模的水稻種植仍然采用傳統的人工方式完成育苗全過程，擺盤、播土、播種作業都需要人工來完成，存在生產效率低、作業時間長和人工投入大等問題；中等種植規模多數采用半機械化或自動化育苗方式，大規模水稻種植基本采用自動化水稻育苗設備。因此，水稻育苗自動化、機械化生產是未來發展的必然趨勢。

1 我國水稻育苗自動化技術應用現狀

1.1 手推無軌道式育苗擺盤機

圖1 手推無軌道式育苗擺盤機

如圖1所示的手推無軌道式育苗擺盤機[2]，主要由覆土裝置、秧盤輸擺裝置、行走輪、傳動機構、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動輸出，覆土裝置將土料均勻播撒到下方的秧盤上，隨著設備的行走運動，盛滿土料的秧盤整齊擺放到地面上。設備使用時先將導軌鋪放到苗床上，行走輪沿導軌行走，一人將秧盤連續擺放在秧盤傳送帶上，一人往土箱內裝土，擺好一行后移動導軌進行下一行的操作。手推無軌道式育苗擺盤機結構簡單、技術程度及生產效率較低、價格低廉、播土量可調，能夠實現播土、擺盤功能，適用于小規模水稻種植生產，目前農業生產中仍然有少部分農戶使用該類設備。

1.2 電動有軌道式播土播種機

圖2 電動有軌道式播土播種機

如圖2所示的電動有軌道式播土播種機[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、播土機構、傳動機構、行走輪、電動機、蓄電池組成。工作時播土車體縱向行走，同時連續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，手動將橫向框架軌道移動到下一工位，重復上述操作；播種車體由種箱、播種機構、傳動機構、行走輪、電動機、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車體的設備。電動有軌道式播土播種機通過程序或者遙控器控制，基本可以實現水稻自動化育苗，該類設備結構簡單、造價較低、生產效率高、運行平穩、重量小、便于運輸及操作，適用于中等規模或大規模水稻種植生產，是目前應用較廣泛的一類水稻育苗設備，但由于采用蓄電池作為動力源，續航能力一般。

1.3 電動有軌道式播土播種擺盤機

圖3 電動有軌道式播土播種擺盤機

如圖3所示的電動有軌道式播土播種擺盤機[5]主要由橫向行走軌道、車架和主機架組成，車架設置于縱向行走軌道上，可以縱向行走，主機架設置于車架的橫向行走軌道上，可以橫向行走。主機架設有播種播土一體箱、播土箱、送盤裝置、行走電機、操作臺和座位。電動有軌道式播土播種擺盤機相比圖2所示的電動有軌道式播土播種機主要優點為：增加了擺盤功能，實現播土、播種、覆土、擺盤一次完成，自動化程度高；缺點為設備尺寸和重量有所增加，運輸及移動性較差。該類設備適用于中等規模或大規模水稻種植生產，是目前應用較廣泛的一類水稻育苗設備。

1.4 汽油機驅動無軌道式播土播種擺盤機

圖4 汽油機驅動無軌道式播土播種擺盤機

如圖4所示的汽油機驅動無軌道式播土播種擺盤機[6，7]主要由扶手、汽油發動機、行走機構、擺盤機構、播士播肥機構組成。行走機構包括行走輪及履帶，行走速度可調；擺盤機構由秧盤滑道和輸送裝置組成，實現秧盤的連續輸送；播土機構由土箱、土量調整刷、送土同步輪以及送土同步膠帶組成，實現土料均勻播撒；播種機構與播土機構相似，落下的土料或種子恰好落到下方傳輸的秧盤中；發動機通過傳動機構帶動行走機構、擺盤機構和播土播種機構工作。可同時實現擺盤、播土、播種、覆土功能。較電動有軌道式播土播種擺盤機相比，具有續航能力強，無軌道結構簡單、便于運輸等優點，但發動機振動大，易導致播土（種）量變化，行走路線需要隨時人工修正。該類設備適用于中等規模或大規模水稻種植生產，是目前應用較廣泛的一類水稻育苗設備。

1.5 工廠化育苗

水稻工廠化育苗設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動，各項功能裝置布置在輸送帶上方，依次完成鋪底土、耙平壓實底土、對底土澆水、播種、覆土等工序。水稻工廠化育苗采用流水線式作業，需要多人聯合操作完成。該育苗方式生產效率高、播土（種）量和噴水量精確，但需要操作工人較多，適合大規模水稻種植生產，是大型農場或農業合作社常用的水稻育苗方式[8，9]。

2 結論

水稻育苗經歷了人工育苗、半機械化半人工育苗、自動化設備育苗三個階段。通過以上機械設備及介紹可以看出，自動化水稻育苗技術在規模化種植生產中的應用是未來發展的必然趨勢。隨著機器人技術和人工智能的不斷普及，智能化育苗在不久的將來也會應用于水稻生產之中。

參考文獻：

[1] 任永存. 探究我國水稻育插秧機械化制約因素[J].農民致富之友， 2019（4）：102.

[2] 祖慶. 手動水稻育苗擺盤機：CN203761956U[P]. 2014-8-13.

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[4] 程虎. 一種水稻育苗覆土機：CN205657992U[P]. 2016-10-26.

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[6] 趙志強. 多功能水稻育苗擺盤機：CN206302843U[P]. 2017-7-7.

[7] 劉東. 一種水稻育苗擺盤機：CN207885167U[P]. 2018-9-21.

[8] 程晉， 馮帆， 王福義，等. 水稻高速精量秧盤播種機研究與試驗[J].農業科技與裝備， 2014（11）：12-14.

[9] 陳邦奎， 鄺偉儒， 吳松澤，等. 水稻拋秧工廠化育苗設施及其應用[J].農業工程學報， 1994，10（2）：35-40.