1. 2. 3 插秧机底盘的性能及技术
日本插秧机采用四轮驱动底盘是实现高速插秧的关键技术,与回转式高速插植技术互为前提,相辅相成。它的主要技术有: ①采用洋马 RR6、久保田SPA65,其变速箱采用了机械式无级变速箱。其基本原理是通过液压油缸改变主、被动皮带轮的有效半径来改变传动比,实现无级变速,使整机质量减轻,操作简便。②洋马、久保田最新研制的高速插秧机底盘,采用了液压无级变速技术( HST) 。其操作性能更加简单,质量更小,没有主离合器,由一操纵杆即可实现插秧机的前进、倒退和停车。③方向控制采用液压技术,操作轻便灵活。采用与拖拉机相同的技术,在后桥中设有差速锁,以提高插秧机在稻田中的通过性能。④制动器分左制动和右制动。作业时,为了缩小地头转弯半径,踩一边制动可实现原地转向。左右制动也可通过一连接卡板方便地连接起来,实现左右轮同时制动。日本乘座式插秧机全部采用了这种制动方式。久保田最新研制的 SPU -68型高速插秧机左右制动器不分开,在稻田转弯时,为了防止一侧后轮因制动原地转向搅烂稻田,影响插秧质量,采用了左右后驱动轮差速调头转弯技术,即内侧后驱动轮只做很小的转动,外侧后驱动轮转速比较快。这样既不会使稻田不平,又能实现小半径转弯。此控制靠方向盘来实现,调头转弯时把方向盘打死即可自动实现驱动轮差速调头转弯,并且调头转弯后正好是下一幅的作业方向。四轮驱动技术提高了插秧机在稻田的通过性能。⑤取秧量、插秧深度、穴距和液压感知度都可进行调节,可以满足不同水稻品种的农艺要求。⑥这种高速插秧机功能齐全、操作简便、控制机构复杂,可实现功能间的联动和互锁。
2 我国水稻种植机械化技术的发展研究
20 世纪 80 年代,黑龙江省方正县开始引进日本水稻寒地旱育稀植技术,1982 年日本无偿援助黑龙江省水稻插秧机 400 台,其中方正县 100 多台,而后又引进 1510 台,方正县每年派出 1500 多名技术人员在全国各地担当水稻寒育稀植技术员,使水稻种植技术有了新的突破,90 年代又在方正引进了日本水稻生产全程机械化技术获得成功,推动了黑龙江省水稻生产的快速发展。发展阶段分为: 20 世纪50—70 年代,通过模拟人工插秧方式研制出的插秧机,要求秧苗大且干净,但由于机械的质量和适应性等问题没有推广开来。80 年代,主要试验示范工厂化育秧,用国外引进的插秧机来栽植,效果很好,但成本太高,不适应一家一户的种植和经营模式。1995—2000 年,黑龙江推广了大中棚工厂化钙塑纸盘育苗技术及配套技术。江苏省坚持农机与农艺结合,引进与消化吸收再创新相结合,从解决育秧的经济化和方便化入手,成功摸索出了一套双膜育秧、软盘育秧的技术模式,与引进国外成熟机具相结合,形成了一套适合我国农村实际情况的机械化育插秧模式。
2. 1 水稻种植机械保有量及机型
到 2005 年底我国插秧机保有量已达到 7. 9 万台,浅栽机 1. 57 万台,直播机 0. 69 万台。其中份额最大的是江苏东洋 PF455S 手扶式步行 4 行机和延吉 2ZT -9356 型乘座式独轮驱动 6 行机。近几年研制开发投入市场,具有完全自主知识产权的江苏南通柴油机股份有限公司生产的 2Z - 455 富来威牌 4行手扶式步行插秧机,年产量在 200 台以上。黑龙江省依兰插秧机厂生产的 2ZZA -6 型 6 行乘座式插秧机,江苏东洋插秧机厂生产的 P600 高速乘座式 6行插秧机,浙江湖州现代农装联合收割机有限公司开发生产的 2ZG630A 高速乘座式插秧机,都占有一定的市场份额。目前正在研制开发插秧机的厂家风起云涌,我国自主知识产权的插秧机会越来越多,市场份额会越来越大。
2. 2 我国水稻种植机械的技术水平及性能
我国水稻种植机械的技术水平近几年有了很大提高,比如延吉 2ZT -9356 型、东洋 PF455 型占有的份额比较大。但和国外比还有很大差距,无论是设计水平、材质、加工工艺、装配水平及自动化和智能化程度都远远比不上国外机型,具体表现有以下几方面:
一是水稻种植机械技术含量低,价格高,适应性比较差,质量不稳定,农民自制的直播机结构简单,质量不稳定,厂家生产的市场上很少见,直播机只能完成播种作业,价格也较高,而水稻秧机,品种较少,作业质量应需提高。二是水稻种植机械机型单一,不配套,适应性差,故障率高,使用水稻人力直播机劳动强度大,播量不易调整,有的是用旱田直播机的排种器,排种质量不高,而且型号也少,机动直播机也存在播量不精,配套不佳的问题。抛秧机、行抛机效率较高,但供秧的辅助时间长,用工量也大,而且机型单一,抛秧质量受风向和秧苗的质量影响较大,用的不多。三是自动化、智能化、系列化、乘座化、复式化水平低。四是成本高,材质差,加工工艺和装配水平不高。以上因素导致进口机在我国占有很大的市场份额。
3 水稻工厂化育苗技术发展研究
插秧机应用的好与坏在很大程度上取决于育苗质量的好与坏,育苗质量好插秧质量就好,育苗质量不好插秧质量就差,机械化插秧推广的难度就大。搞好水稻工厂化育苗是发展机械化插秧技术的关键一环。
3. 1 日本育苗技术的发展研究
日本水稻育苗全部实现了工厂化,一是当地农协育苗中心育苗,二是农户自己育苗。经营土地面积多的农户全部是自己育苗,经营少的农户和兼职农户就从当地农协育苗中心购买商品苗,约占水稻种植面积的 70%。因育苗中心育苗设备投入多,规模大,自动化程度高,用工量大,管理人员多,成本高,因此有 30% 的经营大户自己育苗,成本比较低,能满足自己需求即可。日本水稻育苗设备完全实现了流水作业,几个重要环节实现了机械化。比如,育苗盘播种复土后,由自动摞盘机械手从播种机生产线上抓起,摆放在车上,每摞 20 盘,6 摞为一大箱,够一大箱后,由铲车送到催芽室催芽。出芽后由全自动秧盘机分 8 行同时摆放在大棚内。一个育苗中心的生产规模一般在 10 ~12 万盘,每天播种在 0. 8 万盘,季节育苗次数 5 ~7 次,每个中心育苗可插秧 500hm2。工厂化育苗实现了标准化,并已形成了产业化。一是床土标准化,由专门生产厂家供应; 二是棚盘标准化,全国通用; 三是育苗农艺要求标准化; 四是育苗生产商品化。也进行无土育苗,即营养液育苗,育苗规格相同,育成后卷起来,放在冷藏箱 0℃储藏,待农户用时再起运。工厂化育出的秧苗质量好,达到了壮秧标准,即秧苗均匀整齐,高度一致,抗病能力强,满足了插秧机械的作业要求,使插秧技术在日本得到了迅猛发展,机械化插秧程度达到了100% ,没有人力插秧。