貴州3 輪4 行水稻缽苗乘坐式移栽機作業質量研究

袁 旭 ，郭林杰 ，韓忠祿 ，周 奇

（貴州省農業機械技術推廣總站，貴州 貴陽 550003）

0 引言

近年來，我國水稻機械化生產發展迅速，截至2021 年，我國水稻耕種收綜合機械化率已經達到85.59%，隨著大量耕整地機械和收獲機械投入市場，機耕和機收環節已基本成熟，然而機械化種植機械種類仍較少，市場應用少，導致水稻機種率僅為59.11%，是明顯短板[1]。

水稻機械化種植最主要的模式是機械栽植，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，會影響秧苗的生長發育。而缽苗是按缽移栽，缽體中的營養土能提供育秧前期生長所需的營養，秧齡彈性大，秧苗素質好，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。但是缽苗移栽機結構復雜、價格昂貴，長期以來一直是水稻機械化栽植研究的熱點和難點。馬瑞峻等[4]采用機械手夾持秧苗、分秧滑道送秧的方式實現缽苗擺栽。宋建農等[5]通過對輥式取秧和導管式送秧等方式，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，通過移栽臂實現缽苗機械化栽植。但是，這些研究大多數停留在取送秧機構研究、試驗室樣機開發和小面積試驗示范階段，尚未制成產品進行大面積推廣。

由于丘陵山區特殊的地形地貌，移栽機械不配套、不適應的問題更突出，可選用的機型受到了很大限制，而傳統的缽苗移栽機由于機身重且大、價格高等因素，推廣極其困難。貴州詹陽動力重工有限公司（以下簡稱詹陽重工）結合丘陵山區地形特點，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，但其具體的作業質量如何還需開展進一步研究。因此，為加快該機型在丘陵山區的推廣應用，研究小組對其開展了田間試驗，測試其作業質量，為下一步的推廣應用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗機械

被試機械為詹陽重工2ZB-4B 型3 輪4 行式水稻缽苗移栽機，其標定技術參數如表1所示。

表1 主要技術參數

1.2 試驗條件

試驗地點位于貴州省貴定縣盤江鎮金海雪山壩區，試驗區域總長30 m，寬30 m，試驗前需打田、沉實，做好移栽前的準備，試驗時間是2023 年5 月20日，試驗依據DG/T 102—2019《水稻缽苗移栽機》[7]，試驗用秧苗為同一品種，長勢良好。為保證插秧密度不少于11 000 穴/666.7 m2，試驗時將種植穴距調整為180 mm。

1.3 作業指標與試驗方法

采用5 點取樣法選取5 個測區，作業前，測量秧苗質量和泥腳深度。秧苗質量主要是每缽株數和移栽前均勻度合格率，隨機抽取待移栽的5 盤秧苗，在每盤秧苗中隨機選取20 缽，記錄每缽中的秧苗株數[8]。在每個測區隨機選取20 個點，以60 kg 左右的人在水田中踩踏時腳底到水田表面的高度尺寸作為泥腳深度[9]。

移栽后，測量并計算作業質量，在每個測區隨機選取50 穴測算，傷秧率=（受傷秧苗株數／測定總株數）×100%；漂秧率=（漂浮在水面的秧苗株數／測定總株數）×100%；漏插率=（空穴數／測定總穴數）×100%；移栽前（后）均勻度合格率=（合格穴數/測定總穴數）×100%[10-11]。在每個測區連續測取一行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／測定總穴數）×100%[12]。當地農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 結果與分析

2.1 育苗質量與移栽后每穴株數質量

移栽前每缽秧苗株數、移栽后每穴秧苗株數分布情況分別如圖1、圖2 所示，移栽前秧苗質量如表2 所示，移栽后每穴株數質量如表3 所示。結果顯示：移栽前每缽秧苗的平均株數為3.3 株，空格率為0，平均均勻度合格率為97.2%，表明秧苗質量好，能滿足機械化移栽的標準。但移栽前每缽株數變異系數為26.3%，呈正態分布，說明每缽株數分布較為分散，這可能是由于播種不均勻和發芽率不一致造成的。

圖1 移栽前每缽秧苗株數分布情況

圖2 移栽后每穴秧苗株數分布情況

表2 移栽前秧苗質量

表3 移栽后每穴株數質量

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

2.2 泥腳深度與栽植深度

泥腳深度與栽植深度情況試驗結果如表4 所示，試驗區泥腳深度平均值為242 mm，泥腳深度平均變異系數為7.8%，相對較小，表明該試驗區泥腳深度均勻性較好。栽植深度平均值為34.7 mm，略高于當地農藝要求，栽植深度合格率為100%，栽植深度平均變異系數為27.3%，表明該機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受到泥腳深度均勻度的影響，為了進一步分析栽植深度均勻度與泥腳深度均勻度的關系，根據試驗結果建立函數模型，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和栽植深度變異系數的相關性很好，且呈指數關系，表明該機型在移栽過程中，移栽前的泥腳均勻性直接關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，必須把田塊整平，可采用水田激光平地機，同時建議使用履帶式拖拉機進行耕整地，以減少作業機械對泥腳深度的影響。

圖3 函數模型

2.3 穴距、傷秧率、漂秧率和漏插率

具體試驗結果如表5 所示，移栽后平均穴距為182.5 mm，穴距變異系數為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》的要求。穴距略大于180 mm 可能是受機械打滑系數等因素影響；秧苗空格率為0，而漏插率為2.0%，說明該機型在取秧、送秧和機械化移栽過程中不可避免要遺漏少數秧苗，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 結論

1）試驗結果表明，2ZB-4B 型水稻缽苗移栽機的每穴株數、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均符合農業機械推廣鑒定大綱和當地農藝要求。

2）通過分析育苗質量與移栽后每穴株數質量之間的關系，發現該款缽苗移栽機性能良好，移栽后，秧苗的株數分布、株數均勻度合格率和移栽后株數變異系數均未發生明顯變化，但與此同時，必須提高育苗質量來確保該機型的移栽質量。

3）通過建立泥腳深度變異系數和栽植深度變異系數的函數模型，發現在機械化移栽過程中，隨著泥腳深度變異系數的增加，栽植深度變異系數呈指數增加趨勢，因此，必須提高耕整地質量，把泥腳深度穩定在要求的范圍內。