粳稻育插秧机械化技术
(一)主要技术内容和优势
粳稻育插秧机械化技术主要包括集中育秧技术和机械化插秧技术。
豫南稻区由于“籼改粳”播种期晚,气温高,不适合工厂化育秧,应当采用“泥质法”大田露天集中育秧。其技术路线是:改营养土为泥浆作育秧基质,改工厂内育秧为大田露天育秧。
“泥质法”育秧技术操作简便,安全高效,无须投资建立育秧工厂,大大降低了育秧成本,而且秧苗素质好。据测算,豫南稻区800万亩水稻,如果全部采用“泥质法”育秧技术,至少节约建立育秧工厂4万亩,节约投资超过40亿元;按水稻每亩增产3%计算,每年增产1.25亿千克。
水稻“泥质法”育秧技术改变了传统机插秧育秧模式,推动了豫南水稻机械插秧大田露天育秧的兴起,迅速改变着豫南水稻机械插秧由工厂化育秧向大田露天育秧的转变,有力地推动了豫南机械插秧技术的应用,机插秧面积由2010年的11%迅速发展到2014年的30%,其中“泥质法”育秧技术面积超过40%,露天育秧面积超过65%。
豫南“籼改粳”的核心技术是大幅度推迟粳稻的抽穗灌浆期和播种期。而播种期的推迟也优化了豫南稻-麦耕作制度,解决了机插秧、抛秧技术难以在麦茬水稻生产中的应用问题,成为豫南“籼改粳”的重要支点技术。
豫南“籼改粳”将机插秧、抛秧作为技术支点有其重要的理论意义和现实意义,有利于实现豫南“籼改粳”先进技术的高度集成。
水稻机插秧技术是一项集农机、农艺于一体的综合性、系统性技术,既克服了人工插秧的缺点,又兼备了直播的优点,具有每亩基本苗数稳定,比手工插秧分蘖快,有效穗多,宽行密株、通风透光,便于施肥打药以减轻病虫害,抗倒伏及稳产高产等优点。水稻机插秧的好处主要有:
1.提高生产率,降低劳动强度 采用机械代替人工插秧,极大地减轻了劳动强度,具有明显的省工节本优势。一般人工手插水稻1亩需1~1.5个工作日,采用插秧机栽插每亩只需0.05~0.2个工作日,提高工效10倍以上,降低成本,提高劳动生产率,增加农民收入。
2.适时栽插,不误农时 水稻栽插要适时,机械化插秧速度快,不误插秧时节,做到耕一块、泡一块,耙一块、栽一块,缩短栽插时间,增加水稻大田生长时间,促进水稻分蘖,提高成穗率,增加农民收入。
3.省工节本,增加经济效益 首先,人工插秧每亩成本在150元左右,而采用机械插秧,每亩插秧成本50元左右,极大地降低了农民插秧的成本,并且每亩减少1~2个劳动力,省工、省本、省时。其次,机械化插秧的行直、浅栽、定穴、定苗、密植、宽行,能充分利用土表温度、土壤透性及光合作用等资源优势,促进水稻生长,满足群体栽培要求,符合水稻生长规律,抗逆能力明显强于其他栽培方式,有增产效果。第三,机插秧采用毯状秧苗,播种密度较高,提高了秧田利用率,秧田和大田比例达1∶100,秧田利用率比常规育秧提高了10倍,节约耕地、种子、农药、肥料和用工,从而增加农民收入。
总之,应用水稻机插秧技术,将能培养出大量的育秧专业户、机插专业户等服务组织,利于形成标准化、规模化生产,促进水稻生产技术装备和总体水平的进一步提升;应用水稻机插秧技术有利于改善农业生产条件,提高农业综合生产能力,尤其是粮食生产能力;机插秧效率比人工插秧有很大的提高,能解决农村有效劳动力供给不足,争劳力、抢农时的矛盾。
(二)水稻机插秧的几种形式
水稻机械插秧按操作方式分为步行式与乘坐式两大类。
在乘坐式插秧机中,根据栽插机构的不同形式、插秧作业效率可将插秧机分为普通型与高速型。高速插秧机包含了更多的高新技术内涵,液、电、信息技术更加完善,操作更向汽车的驾乘方便化、舒适化方向发展。乘坐式插秧机可增加施肥、铺纸、施药、免耕部件,实现复合作业。
按栽插机构分曲柄连杆式与双排回转式两类。曲柄连杆式被用于手扶及普通乘坐插秧机上,高速插秧机均采用双排回转式插秧机构。
按插秧机栽插行数分,步行式分2、4、6行,乘坐式有4、5、6、8、10行等类型。
按栽植秧苗分为毯状苗及钵体苗两种,由于钵体苗插秧机结构较复杂,需专用秧盘,使用费用高,一般均为毯状苗插秧机。
(三)水稻高性能插秧机的特点
目前,国内外较为成熟并普遍使用的插秧机,其工作原理大体相同。发动机分别将动力传递给插秧机构和送秧机构,插秧机构的秧针插入秧块抓取秧苗,并将其取出下移,当移到设定的插秧深度时,由插秧机构中的插植叉将秧苗从秧针上压下,完成一个插秧过程。同时,通过浮板和液压系统,控制行走轮与机体的相对位置和浮板与秧针的相对位置,使得插秧深度基本一致。
高性能插秧机的主要技术特点:
1.基本苗及其栽插深度、株距等指标可以量化调节 插秧机所插基本苗由每亩所插的穴数(密度)及每穴株数所决定。根据水稻群体质量栽培扩行减苗等要求,插秧机行距固定为30厘米,株距有多挡或无级调整,达到每亩1万~2万穴的栽插密度。通过调节横向移动手柄(多挡或无级)与纵向送秧调节手柄(多挡)来调整所取小秧块面积(每穴苗数),达到适宜基本苗要求,同时插深也可以通过手柄方便地精确调节,能充分满足农艺要求。
2.具有液压仿形系统,提高水田作业稳定性 它可以随着大田表面及硬底层的起伏,不断调整机器状态,保证机器平衡和插深一致。同时随着土壤表面因整田方式而造成的土质硬软不同的差异,保持船形板一定的接地压力,避免产生强烈的壅泥排水而影响已插秧苗。
3.机电一体化程度高,操作灵活自如 高性能插秧机具有世界先进机械技术水平,自动化控制和机电一体化程度高,充分保证了机具的可靠性、适应性和操作灵活性。
4.作业效率高,省工节本增效 步行式插秧机的作业效率最高可达4亩/小时,乘坐式高速插秧机7亩/小时。在正常作业条件下,步行式插秧机的作业效率一般为2.5亩/小时,乘坐式高速插秧机为5亩/小时,远远高于人工栽插的效率。
(四)机插前的准备
机插前一般要做好以下六项准备工作:
(1)培训操作手、添秧手,使他们熟悉机具性能,熟悉田间操作,掌握机插的技术要求,能发现和排除常见故障。
(2)做好插秧机的安装、调试、检查和试车工作。新购置的插秧机在开箱后应检查各部件及零配件是否齐全,应清除旧机具的灰尘、油污和异物,然后进行装配,并对万向节、传动系、离合器、取秧量、分离针与秧门侧间隙、插秧深度、送秧器行程和秧箱进行调整,使其符合技术要求。对整机进行全面检查,在确认没有故障的情况下,才能进行试车。
(3)备足插秧机易损易坏的零配件。
(4)配足劳力,制定好插秧机作业路线。
(5)前茬小麦或者油菜收获后,抢早耕翻、耙平机插大田。
(6)加强秧田管理,育成符合机插要求的壮秧。
(五)正确选择插秧机
1.检验机器合格证 在选购机器前首先应该了解该产品是否合格品,检查机器是否有厂家出厂的合格证。
2.确认补贴 一般质量好的插秧机在走向市场前都自愿接受农机主管部门的推广鉴定,通过推广鉴定后的插秧机都会贴有“农业机械推广鉴定证”的标牌。取得农业机械推广鉴定证书的产品大多进入农机购置补贴目录。所以在选购插秧机前,应该了解是否列入农业部、省级农机购置补贴范围(目的:享受政府补贴,降低购机成本)。
3.适应性 插秧机的性能应该满足豫南稻区的使用条件。用户关注插植质量(漏插、漂秧和伤秧等)、动力大小与形式(汽油机、柴油机)、插植性能参数(行距、株距和单株取秧量等),所以,选择一台性能稳定、操作简便的机器尤为重要。目前豫南稻区使用较多且性能好的插秧机主要以东洋PF455S插秧机为主。
4.确认售后服务 机器在使用中,难免会有故障发生,厂家的服务是很重要的。所以在选购机器时,应该先了解厂家的服务质量以及服务网点的建设是否健全。
5.选择品牌机具 因为生产品牌机具的厂家其综合水平较高,包括产品的质量、产品的售后服务能力、配件的供应是否及时等。东洋是第一家进入中国的生产高性能插秧机的企业,其综合实力较强。
6.机型的选择 根据豫南稻区的田块特点选择机型。山区、田块小的地方,选购机器时应注意机器搬运的方便,选择小型的、重量轻、操作方便的机型。
种粮大户、农机大户、农机专业合作社、大中型农场因为田块较大,需要大面积作业,选择的机器应考虑作业效率较高,性能稳定可靠,可以选择6行、8行高速乘坐式插秧机如东洋P600、洋马VP6等。
(六)插秧机的农艺标准
插秧机必须保证一定的插秧质量,每穴苗数均匀,深浅一致,一般漏插率≤5%,伤秧率≤4%,漂秧率≤3%,均匀度合格率≥85%,插秧深度在1~2厘米,以浅栽为宜,提高低节位分蘖。
根据水稻品种、栽插季节、插秧机选择适宜种植密度。豫南地区常规粳稻30厘米行距插秧机株距为11~20厘米,每穴3~5株,密度为1.1万~2.0万穴/亩。
(七)插秧机基本苗的调节(以江苏东洋PF455S插秧机为例)
每亩大田基本苗由行距、株距和每穴株数决定,插秧机的行数为30厘米,固定不变,株距分16厘米、14厘米、12厘米三格调整,对应的每亩插秧密度约为1.4万穴、1.6万穴、1.8万穴。为了确保每亩达到适宜的基本苗数,通过株距来确定每亩栽插穴数,再通过调整秧爪的取秧量(每穴株数)来实现基本苗数。东洋PF455S插秧机的纵向取秧量的调节范围为8~17毫米,共有10个挡位,每格1毫米,手柄向左调,取秧量增多;手柄向右调,取秧量减少。横向移动调节装置在插植部支架圆盘上,上面标有“26”“24”“20”三个位置,分别表示秧箱移动10.8毫米、11.7毫米、14毫米。横向与纵向的匹配调节,可形成30种不同的小秧块面积,最小的取秧面积为0.86平方厘米,最大取秧面积为2.38平方厘米。这样,在每个小秧块上的秧苗株数多少,通过调节秧块的大小来确定每穴株数。通过调整每亩穴数、每穴株数达到适应不同品种的基本苗。
(八)切实提高机插秧整地质量
插秧机的作业性能和秧苗特点,决定了大田整地要达到以下要求:一是田平如镜,栽秧寸水棵棵到。二是田面整洁,对秸秆还田且灭茬效果欠佳的田块,务必要在耙地时结合人工踩埋,清除田间残物。三是上细下粗,细而不糊,上烂下实,插秧作业时不陷机不壅泥。四是泥浆沉淀达到泥水分清,沉淀不板结,水清不浑浊。
目前,豫南稻区大田整平有旱整平和水整平两种方法。旱整平因田间没有水,便于发挥机械效率,但平整度不易达标;水整平是泡田后进行,高低差明显,易于耙碎整平,但带水作业,机械效率低,磨损大。因此,先旱整后水整,水旱结合,易提高工效和整地质量。
(九)机插秧大田生长发育特点
水稻的生育特性除受遗传基因的控制外,常与环境条件和栽培方式密切相关。由于机插秧已改变了原有的栽培方式,因此,有其独特的生育规律。主要表现在以下4个方面。
1.植伤较重,返青期长 机插秧适宜的秧龄在20天左右,此时的叶龄基本处在3.5~4.5叶,由于播种密度大,根系盘根错节,机插时根系拉伤较重,栽后秧苗抗逆性较常规人工插秧弱。因此,机插秧的返青缓苗期较长,活棵返青期较常规人工手插秧迟2~3天,在栽后5~7天基本无生长量。
2.分蘖节多,分蘖期延长 同一水稻品种在同等栽培条件下,主茎叶龄相对稳定,机插秧的秧龄比常规人工手插秧叶龄少3.0~3.5叶,由于机插时返青缓苗期比人工常规手插秧长1.0~1.5叶龄,机插秧的大田有效分蘖期相应延长了2个叶位,为5~7天,因分蘖节位增多,分蘖期相应地延长。
3.分蘖起步缓,上升速度快 机插秧单株秧苗少,行距有所扩大,分蘖起步缓慢,但苗峰上升速度快,高峰苗数量大,高峰苗期比人工常规手插秧推迟3~4天。
4.成穗数多,结实率较高 机插秧与人工手插秧相比,播期推迟,幼穗分化受到影响,抽穗期推迟1~2天,但由于宽行栽培,通风透光条件好,养分积累多,故结实率、实粒数、千粒重均较高。
(十)东风井关2Z-6B2(PZ60-HDRT)乘坐式高速插秧机
(1)机体尺寸:3 180毫米×2 210毫米×2 425毫米。
(2)最小离地间隙:375毫米。
(3)机体重量:720千克。
(4)发动机型式:水冷3缸4冲程柴油发动机。
(5)总排气量:1.123升(1 123毫升)。
(6)输出功率/转速:13.2(18)/2 300千瓦(ps)/转/分。
(7)启动方式:电动马达启动。
(8)耗油量:262克/(千瓦/时)。
(9)作业速度:0~1.8米/秒。
(10)插植行数:6行。
(11)插植行距:30厘米。
(12)插秧株距:25厘米、21厘米、18厘米、17厘米、14厘米、12厘米、11厘米。
(13)插植株数:45株/3.3米2、55株/3.3米2、60株/3.3米2、65株/3.3米2、80株/3.3米2、90株/3.3米2、95株/3.3米2。
(14)插植深度:2.0~5.0毫米(7挡)。
(15)秧苗种类:块状秧苗。
(16)叶龄·苗高:2~4叶龄10~25叶·厘米。
(17)预备秧苗装载数量:8盘。
(18)作业效率:6~12亩/小时(随作物田间条件而变化)。
(十一)东洋PF455S手扶插秧机
(1)发动机型号:E130G型四冲程汽油机。
(2)标定功率/转速[千瓦/(r/分)]:1.7/3 600。
(3)启动方式:反冲式启动。
(4)送秧方式:单排星轮式。
(5)仿形机构:液压仿形。
(6)驱动轮数及车轮结构形式:2个、橡胶轮爪驱动轮。
(7)变速方式和级数:齿轮挂接变速、前进2挡,倒退1挡。
(8)主离合器形式:机械张紧式。
(9)过载保护装置形式:安全离合器。
(10)分插机构:曲柄式强制插秧。
(11)插秧频次(次/分):≤270。
(12)行数及行距(厘米):4行,30。
(13)株穴距(厘米):12、14、16、17、19、21。
(14)插秧密度(穴/米2):27、24、21、19、17、15。
(15)插秧深度(厘米):0.8~4.6可调。
(16)送秧移距(毫米):10.8、11.7、14。
(17)取秧深度(毫米):8~17。
(18)适应泥脚深度(厘米):≤30。
(19)整机结构形式:步行式。
(20)重量(千克):170。