王盛春，李 寧，張 迪，王廣成，田 雨，安龍哲

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院 牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157011)

0 引言

水稻是我國最重要的糧食作物，黑龍江省是我國最大的水稻生產(chǎn)基地，是我國糧食生產(chǎn)和供應(yīng)的壓艙石。黑龍江省水稻種植地域廣，除北部高寒地區(qū)，近90%的市縣種植水稻，常年種植面積近400萬hm2，產(chǎn)量在0.5億t以上。黑龍江省的水稻生產(chǎn)種植方式主要有兩種：一是水稻育秧移栽方式；二是水稻直播種植方式。水稻直播種植方式因寒地種子的培育成功，種植面積有發(fā)展趨勢[1]。水稻機(jī)械化生產(chǎn)主要有水田整地、育苗、移栽、田間管理和收獲五大環(huán)節(jié)。每個(gè)環(huán)節(jié)都有不同的作業(yè)方式并有多種型號的水田機(jī)具需要選型與之配套。因地制宜地選擇適合本地區(qū)的水稻生產(chǎn)機(jī)械化模式及配套機(jī)具，才可以充分發(fā)揮機(jī)械化的優(yōu)勢，提高生產(chǎn)效率，提升黑龍江省水稻種植技術(shù)水平，提高產(chǎn)量，達(dá)到節(jié)本增效、綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展。目前，黑龍江省水稻生產(chǎn)機(jī)械化程度為水田整地98%、育苗85%、移栽99%、田間管理80%、收獲96%。

1 水田機(jī)械化整地配套機(jī)具選型研究

水田機(jī)械化整地技術(shù)是通過機(jī)械將水田進(jìn)行耕翻、平整以利于水稻機(jī)械化插秧的作業(yè)技術(shù)。水田整地是水稻移栽的基礎(chǔ)，整地質(zhì)量直接影響水稻移栽的質(zhì)量。

水稻育苗機(jī)械插秧作業(yè)對水田整地作業(yè)的質(zhì)量要求是田面平整、潔凈、細(xì)碎、沉實(shí)、耕深均勻一致，田面高低差小于3 cm，水稻插秧機(jī)作業(yè)時(shí)不陷車、不壅泥。

水田機(jī)械化整地模式從時(shí)間節(jié)點(diǎn)上可分為秋整地和春整地，從整地方法上可分為旱耕水耙和水整水耙兩種方式。

1.1 旱耕水耙整地法

水田旱耕水耙整地工藝路線是首先耕翻水田地，然后灌水泡田、耙地、平整。主要包括翻地、旋耕、旱耢平、激光平地、攪漿平地等作業(yè)方式。水田旱耕水耙整地法優(yōu)點(diǎn)是搶農(nóng)時(shí)和節(jié)省泡田用水。水田旱耕水耙整地法比較適合黑龍江省國營農(nóng)場、水稻生產(chǎn)合作社及水稻生產(chǎn)農(nóng)機(jī)大戶等具有大型動(dòng)力及機(jī)具的地區(qū)。旱耕時(shí)間通常在水稻收獲后直接進(jìn)行秋耕地，等到第二年春季再進(jìn)行水耙地。動(dòng)力可選用66.15 kW以上四輪驅(qū)動(dòng)輪式拖拉機(jī)，如東風(fēng)1354系列拖拉機(jī)、雷沃1354系列拖拉機(jī)；經(jīng)濟(jì)條件較好的地區(qū)可選用國外進(jìn)口的如紐荷蘭、美國凱思等大馬力拖拉機(jī)。配套的耕整地機(jī)具可選用懸掛五鏵犁、1L5-35偏置調(diào)心液壓翻轉(zhuǎn)犁(圖1)、1GQN-320型旋耕機(jī)、1LG-360攪漿平地機(jī)等。1L5-35偏置調(diào)心液壓翻轉(zhuǎn)犁的主要技術(shù)參數(shù)為：配套動(dòng)力119～134 kW，耕幅175 cm，工作效率1.0～1.2 hm2·h-1。

圖1 1L5-35 偏置調(diào)心液壓翻轉(zhuǎn)犁

1.2 水耕水耙整地法

水田水耕水耙整地法工藝路線是春季先進(jìn)行灌水泡田，5～7 d后，用拖拉機(jī)配套水田耕整地機(jī)具進(jìn)行整地耙平作業(yè)方式。水耕水耙整地法較適合水稻種植規(guī)模較小，經(jīng)濟(jì)條件一般的農(nóng)戶。動(dòng)力可選用67.5 kW拖拉機(jī)，配套機(jī)具可選用1BPQ320型旋耕攪漿平地機(jī)(圖2)等。1BPQ320型旋耕攪漿平地機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：套動(dòng)力67.5 kW，耕幅360 cm，作業(yè)速度2.0～4.0 km·h-1。

圖2 1BPQ260旋耕打漿平地機(jī)

2 水稻育秧機(jī)械化配套機(jī)具的選型研究

黑龍江省水稻育秧主要有工廠化育秧和半機(jī)械化育秧兩種方式。黑龍江省墾區(qū)和水田合作社及經(jīng)濟(jì)條件好的地區(qū)可選擇工廠化育秧技術(shù)，其配套的設(shè)備主要有大型日光溫室、水稻鋼骨架育秧標(biāo)準(zhǔn)大棚(圖3)、育秧營養(yǎng)土混合機(jī)、稻種脫芒機(jī)、育苗催芽車間、秧盤播種生產(chǎn)線、苗期管理設(shè)備及秧盤秧苗運(yùn)送設(shè)備等。

圖3 水稻鋼骨架育秧標(biāo)準(zhǔn)大棚

水稻種植面積小于100 hm2的農(nóng)戶可選用半機(jī)械化育秧作業(yè)方式，即可選用中小型塑料大棚，小型床土混拌機(jī)，簡易催芽機(jī)和育秧播種機(jī)，可顯著節(jié)省水稻生產(chǎn)的成本。

水稻鋼骨架育秧標(biāo)準(zhǔn)大棚規(guī)格(長×寬×高)60 m×(6～6.5)m×(2.3～2.4)m。每個(gè)大棚育秧面積可插秧3.3～4.0 hm2。水稻集中秧田適宜規(guī)模為每個(gè)基地30～50棟育秧標(biāo)準(zhǔn)大棚。

3 水稻插秧機(jī)械化配套機(jī)具的選型研究

目前，黑龍江省水稻種植方式以育秧機(jī)械插秧為主。使用的插秧機(jī)機(jī)型按操作方式可分為手扶式和乘坐式兩大類；按工作速度可分為普通型和高速型兩大類。在黑龍江省墾區(qū)、水田合作社和水稻生產(chǎn)大戶，可選用日本、韓國進(jìn)口或合資生產(chǎn)的6～8行四輪驅(qū)動(dòng)乘坐式高速插秧機(jī)(圖4)，因其工作效率高，不誤農(nóng)時(shí)可增產(chǎn)增收，可做到節(jié)本增效、低碳環(huán)保。PZ80型四輪驅(qū)動(dòng)乘坐式高速插秧機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：配套動(dòng)力16.9 kW柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，插行數(shù)為6～8行, 作業(yè)效率0.6～1.3 hm2·h-1。

圖4 PZ80型四輪驅(qū)動(dòng)乘坐式高速插秧機(jī)

在一家一戶水稻種植面積和水田地塊較小的地區(qū)可選用步進(jìn)式4～6行插秧機(jī)(圖5)和2ZT-935型6行插秧機(jī)(圖6)作業(yè)。該種機(jī)型轉(zhuǎn)彎半徑小，作業(yè)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，田角地頭均可栽插，一人即可完成作業(yè)，性價(jià)比較高。RR-46C型插秧機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：配套動(dòng)力4.0 kW汽油發(fā)動(dòng)機(jī),插行數(shù)為6行, 作業(yè)效率0.15～0.4 hm2·h-1。2ZT-935型6行水稻插秧機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：配套動(dòng)力3.68 kW柴油機(jī)，插行數(shù)為6行，作業(yè)效率0.3～0.9 hm2·h-1。

圖5 RR-46C型插秧機(jī)

圖6 2ZT-935型6行水稻插秧機(jī)

4 水稻機(jī)械化田間管理配套機(jī)具選型

水稻的田間管理，就是根據(jù)機(jī)械插秧后水稻秧苗的生長發(fā)育規(guī)律，采取科學(xué)的施肥、施藥、除草、管水等植保技術(shù)，促進(jìn)秧苗的早發(fā)育、快生長，發(fā)揮機(jī)械插秧的優(yōu)勢，提高秧苗的分蘗及成穗率，實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)、高效。

目前，黑龍江省用于水稻田間管理的植保機(jī)械類型較多，應(yīng)根據(jù)本地具體情況合理選用適合的配套機(jī)具，發(fā)揮其最大的功效。

黑龍江省墾區(qū)、水田合作社及水稻種植大戶，水稻種植規(guī)模大、地塊大且連片，可選用農(nóng)用植保飛機(jī)，大型植保無人機(jī)和四輪驅(qū)動(dòng)寬幅高效射程遠(yuǎn)的噴藥車。上述機(jī)型具有施藥噴灑均勻、節(jié)省農(nóng)藥、工作效率高、環(huán)保及節(jié)本增效等特點(diǎn)，因此，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

對于種植面積較小且不連片的水稻種植農(nóng)戶，可選用配套動(dòng)力為36.75 kW左右柴油機(jī)的小型自走式噴桿噴霧機(jī)(圖7)，該機(jī)的工作幅寬10～16 m；作業(yè)速度12 km·h-1?？梢猿浞职l(fā)揮其作業(yè)效率，又因其價(jià)格相對較低，可減少資金的投入，并很快收回投入的成本。

圖7 自走式噴桿噴霧機(jī)

5 水稻收獲機(jī)械化配套機(jī)具選型

5.1 水稻收獲方式

黑龍江省水稻收獲主要有兩種方式。一是聯(lián)合收獲法，用聯(lián)合收獲機(jī)將成熟的水稻在田間一次完成切割、脫粒、莖稈分離、谷粒清選等作業(yè)，其特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，收獲損失小。二是分段收獲法，首先用水稻割曬機(jī)將成熟的水稻割倒、放鋪；其次是打捆、晾曬；然后用水稻脫粒機(jī)進(jìn)行脫粒清選完成水稻的收獲作業(yè)。此方法的特點(diǎn)是使用的機(jī)具結(jié)構(gòu)簡單，投資少，但勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，收獲損失大，因此，水稻分段收獲法在黑龍江省水稻主產(chǎn)區(qū)應(yīng)用越來越少。

5.2 水稻收獲機(jī)的類型

目前，黑龍江省水稻產(chǎn)區(qū)廣泛應(yīng)用的水稻聯(lián)合收獲機(jī)主要有兩大類型，一是大、中、小型輪式全喂入聯(lián)合收獲機(jī)，二是中、小型半喂入履帶式聯(lián)合收獲機(jī)。

5.3 水稻收獲機(jī)性能特點(diǎn)及適用范圍

5.3.1 大、中型輪式全喂入聯(lián)合收割機(jī)

黑龍江省市場上國外進(jìn)口機(jī)型以凱斯2388、紐荷蘭TC56、CS6080為代表，國內(nèi)生產(chǎn)的機(jī)型以佳聯(lián)迪爾1075、SE514等為代表。上述機(jī)型的功率在110～206 kW之間、工作幅寬在4～7 m、喂入量在5～20 kg·s-1。機(jī)型特點(diǎn)為生產(chǎn)效率高、作業(yè)質(zhì)量好、可靠性高、自動(dòng)化程度高、操作舒適。該類機(jī)型對運(yùn)輸及作業(yè)時(shí)地塊轉(zhuǎn)移的道路有很高的要求，因此黑龍江省墾區(qū)、水稻種植特大戶且土地連片及經(jīng)濟(jì)條件好的水稻種植區(qū)可選用該種機(jī)型。

5.3.2 中小型半喂入履帶式聯(lián)合收獲機(jī)

中小型半喂入履帶式聯(lián)合收獲機(jī)在黑龍江省市場上以日、韓進(jìn)口及國內(nèi)合資企業(yè)生產(chǎn)的機(jī)型(圖8)為主，配套的功率為27～32 kW，工作幅寬為1.5 m，割臺(tái)為半喂入立式割臺(tái)，脫粒形式為軸流滾筒式，行走機(jī)構(gòu)為橡膠履帶形式，該機(jī)型的特點(diǎn)為作業(yè)質(zhì)量好，損失率低，不易堵塞，可靠性高。黑龍江省水田合作社、水稻種植大戶、水稻良種場及經(jīng)濟(jì)條件較好但水稻種植規(guī)模不大的水稻種植地區(qū)可配套選用此類機(jī)型。

圖8 久保田 PRO588 聯(lián)合收獲機(jī)

久保田 PRO588 聯(lián)合收獲機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：配套動(dòng)力44.1 kW柴油機(jī)，工作幅寬1.5 m，作業(yè)效率0.45～0.75 hm2·h-1。

5.3.3 小型輪式全喂入聯(lián)合收獲機(jī)

小型輪式全喂入聯(lián)合收獲機(jī)在黑龍江省市場上大多為國產(chǎn)機(jī)型，其功率在44.1 kW以下，工作幅寬在2.5 m以下，脫粒分離機(jī)構(gòu)為軸流滾筒式(圖9)。該機(jī)型的特點(diǎn)是體形小，操作靈活，價(jià)格低適合于水稻種植規(guī)模小、地塊小及經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū)。LZ-2.3雙滾筒聯(lián)合收獲機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：配套動(dòng)力44.1 kW柴油機(jī)，工作幅寬2.3 m，作業(yè)效率0.4～0.8 hm2·h-1。

圖9 LZ-2.3雙滾筒聯(lián)合收獲機(jī)

6 結(jié)論

水稻生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，配套使用的機(jī)具多而復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)每個(gè)環(huán)節(jié)的農(nóng)藝要求，選擇使用適合的機(jī)具與農(nóng)藝要求相適應(yīng)。本文從水稻種植模式、規(guī)模及本地經(jīng)濟(jì)情況等因素，針對水稻機(jī)械化生產(chǎn)的整地、育秧、插秧、田間管理及收獲五大環(huán)節(jié)配套機(jī)具的選型等問題進(jìn)行了研究、分析，并根據(jù)具體情況給出了不同的選用方案。

綜上所述，水稻機(jī)械化生產(chǎn)的全面實(shí)現(xiàn)，需要有先進(jìn)適合的農(nóng)機(jī)裝備做支撐，需要國家政策的支持，農(nóng)機(jī)推廣部門的指導(dǎo)、培訓(xùn)和服務(wù)，產(chǎn)、學(xué)、研三方友好結(jié)合創(chuàng)新研發(fā)出更多的先進(jìn)的農(nóng)機(jī)裝備。使各個(gè)不同的水稻產(chǎn)區(qū)都能因地制宜地選出最佳的農(nóng)機(jī)裝備與之配套，更加精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化。