油菜移栽式樣的YRD插秧機方案設計

吳榮和

（洋馬農機（中國）有限公司 江蘇 無錫214028）

1 現狀

1.1 中國油菜市場狀況

中國是油菜生產和消費大國。1985年以來，油菜種植面積和總產量均居世界首位，2013年種植面積已達7,531,000hm2，總產量1400.7萬噸，占世界油菜種植面積和總產量的30%左右[1]。

進口油菜籽完稅之后售價為3.6元/kg，低于國家掛牌收購價格5.1元/kg。為了應對國際油菜籽的低價，國家推行了七年的扶植政策（油菜籽臨時收儲政策）也已于2015年取消，加之油菜生產機械化程度低，主要依賴人工作業，費工費時。從2005年起，油菜的生產成本逐年上升，大大影響了農民的種植積極性。

1.2 油菜移植機械化狀況

長江流域的油菜種植面積占全國種植面積的約90%，其中一半為移植油菜。播種與移植相比，移植的產量大、收益高，雖耗人手但是較多農戶都選擇移植。另外，油菜與水稻的輪作作業期短，推遲移植的的話油菜產量會大幅下降，需要在短時間內高效地移植。這就產生了油菜的移栽機械的急迫需求。

中國的油菜移植機械化尚未普及，多以直播機械和半自動移植機械為主。中國油菜栽培面積廣闊，但移植作業機械化率較低，油菜移植機有較大的潛在市場。移植機的較直播機的成苗期短，苗的存活率高，且移栽產量較直播更高。我司根據這樣的市場前景準備展開了油菜移栽技術的研究開發。

1.3 式樣設定目的

這款油菜移栽機是以YRD插秧機為基礎，次商品化屬于設計改良的范疇，相應的開發投資、模具投資都較少。

油菜多作為水稻的輪作作物。同時使用地域也與插秧機本機使用區域相同或相近，故插秧機原機型的銷售網絡也可加以利用。機器研發基于插秧機，如果油菜育苗使用毯式育苗，栽插方式將與插秧機相同。

綜上所述，提出了使用了由南京農業機械化研究所和揚州大學共同開發研制的育苗、移植技術的以乘坐式插秧機為基礎的油菜移植機商品化提案。投資回收周期目標：售價設定為與YRD接近或略高，因為在YRD平臺基礎上進行開發。年間使用期間：油菜移植的最佳時期為10月中旬，約20天。移植機的效率為平均1天40畝的話，就可以作業800畝。

∑a總作業面積＝E單日效率×（D天數－T非作業時間/D）

按照旱地里YR60D插秧機的插植效率70%來試算（按油菜毯式苗移栽需要的行走速度最高值），約6畝/h。一天連續作業8小時，可作業達到1天40畝的作業量以上。整機使用壽命參考插秧機（在4～5年左右），油菜在旱田消耗快，壽命也按70%算，約3～4年，全周期2000畝以上壽命。

∑a'單日作業面積＝E小時效率×k效率限值×（H作業時間－T非作業時間/D）

機型使用壽命3年期預期回本，并產生使用利潤收益。

2 市場調查

2.1 移植費用比較

人工移栽成本：育苗費用+人工費用+整地費用，合計350元/畝。機器移栽成本：購苗成本+機器使用費用+人工費用，合計187元/畝。人工移栽成本和機械移栽成本相減，即得每畝節省費用為163元/畝·季。

2.2 投資回收周期試算

零售價格：售價設定為與YRD相同11.5萬元（不計補貼）。

插秧機插秧回本年限：平均50元/畝以上作業收益，每年作業約300畝，4年可收回成本。（插秧機入手價格=插秧機售價-購置補貼）

油菜移栽機回本年限：年間使用期油菜移植的最佳時期為10月中旬，約20天。移植機的效率為平均1天40畝的話，就可以作業800畝。若油菜移栽機在每年只作業300畝，2.5年即可回收投資。若用戶在兩年收回成本的投資預期下，只需提高收割面積，同時穿插改造成插秧機增收即可。核算總收益高于單一的插秧機是可以實現的。

3 設計參數設定

3.1 插秧機移栽原理探討

3.1.1 采用插秧機底盤的理由

正在研究的移栽機還需解決的課題是要擴大對土壤、田塊的適應性。現在的油菜栽種作業體系是水稻收割后的田塊是人工插植。因此，田塊表面并不平坦，需要適應這一點。和復合移栽機一樣，利用旋耕機進行移栽的方式（拖拉機配套的式樣），利用插秧機的枕地整地裝置，使各栽種行分別獨立在田面上運轉方案等進行檢討。如果用拖拉機做底盤的話，因為PTO轉速和車速不一致，株距會隨著車速而變化，做成移栽機的株數會不穩定。有必要對使用插秧機的栽插采用車速同調，栽插株距有優劣

勢。

3.1.2 采用毯狀育苗方式的理由

油菜栽培主要分布在長江沿岸，種植體系比率為——直播：移栽=50：50。相比直播，移栽的產量更多。移栽的機械化尚未普及。直播基本上也是手播。油菜的播種、移栽時期對產量有很大的影響，所以很重要。

（例）某地水稻收割開始時間10月20日，油菜播種的最佳時期10月23日，移栽的最佳時期10月30日，機械移栽可為水稻收割和油菜種植爭取銜接的時間，油菜種植時間上相差1個月的話，平均每畝的產量會減少50～100kg以上；最佳移栽株數為7500～8000株/畝，通過人工插植的話，很難找出最合適的密度。此次開發的育苗系統，有一項優勢就是可以利用水稻的育苗裝置。播種密度是800～1000 粒/箱（0.16m2），移栽時的苗高是 8～10cm。費用節省優勢明顯。人工移栽時的費用是多少？含播種、育苗，到移栽，400元/畝。新式苗盤育苗，估算的成本價格是從播種-育苗，費用為200元/畝。

3.2 新商品的基本技術概要

基于水稻插秧機（YRD）的高速油菜移植機。可一次性完成開溝、取苗、栽插、覆土、鎮壓等作業，作業效率達4～6畝/小時。

3.3 本機設計概要

①走行部：YRD式樣共用本機底盤，行距：60cm/30cm株距15～20cm。②橫送12回移箱：改裝YRD的插植部（橫送12回取苗、秧針寬度20mm、取苗口寬度擴大等）適合抓取毯式油菜苗。追加開槽圓盤、覆土板、整地輪、灌水箱裝備等。③秧針寬度：20mm，推桿寬幅加寬式樣。④取苗板的取苗口寬度變寬。⑤延長插植機架（單側20cm）。

4 改造設計展開

根據設計概要，YRD變更內容如下：1、插植部變更（增加取苗量），插植臂總成變更秧爪寬度，橫送絲桿動作行程變更（螺紋部長度265.4→258.4），插植中間殼體總成齒速比相應變更，插植支架長度變更（組裝樹脂滾輪用）。2、取苗導軌變更（增加取苗量），取苗板口部變大，側支架L，R形狀變更調整，浮船取消（不需要），插植深度調節取消（不需要），電動劃線桿總成取消（不需要），限速裝置追加。

改造項目效果圖例：（本機+專用移栽部）

5 改造效果及驗證試驗確認

2012年，YANMAR開展相關課題的研發探討。同年末，樣機改造成1.0版狀態進行下田試運行。2013、14年在多地試點栽插和收獲。并取得初收成功。

2014年的驗證試驗中已經確認可以增加產量。2015年7月份進行了研究成果報告會，2015年10月17日對油菜移栽機作了現場作業確認，判斷育苗、移栽技術可以商品化。

2016年在江蘇等多地示范田塊進行試種試驗。并申請農業機械型式鑒定。試驗綜合結果，相對于江蘇省的平均產量為170kg/畝[2]，本機開發的移栽機產量為250kg/畝。本研發機的作業效率為5～8畝/小時。

油菜移栽成長效果圖例：

6 式樣定型

本機是國內第一款毯式育苗油菜移栽插秧機，具有里程碑意義。已申請江蘇省農業機械型式鑒定（2018年取得）。設定完成企業標準Q/320292ABGF16-2016《2ZYG油菜毯狀苗移栽機》。

7 改進課題

不同品種油菜毯式育苗的效果持續確認。不同土質、田塊條件下的機器開溝效果的改善。

移栽后為了生長立苗需要馬上灌水，由于移栽作業田塊并不蓄水，所以需要施灌水。但大田灌水作業量大，時間長，灌水量不需要太大，很難控制灌水均勻。否則會造成淹苗情況。如果機器邊移栽邊灌水就能省工省時的精準灌水。但是機器負載大，同時會降低效率。灌水方式還需要探討改善。

各地苗栽插適應性效果也要持續跟蹤改善。

8 將來展望

（1）中國油菜種植面積廣。中國油菜常年種植面積約接近1億畝，菜籽油是中國自產的第一大植物油，機械化移栽化率需求至少50%空間。廣闊的市場前景使得油菜移栽機的研發和推廣成為必然。

（2）設計方案商用化高。本油菜移栽機研發以插秧機（YRD）為基礎，此次商品化屬于設計改良的范疇，相應的開發投資，模具投資都較少。插秧和油菜移栽的無縫連接，節時節本增效，一機多用，生產和銷售、使用沒有門檻。今后還需要推廣毯式油菜苗的育苗方法普及。