我國水稻栽植機(jī)械化研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

馬 旭，李澤華，梁仲維，譚永炘，江立凱

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，廣州 510642；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)南方農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備關(guān)鍵技術(shù)教育部重點(diǎn)實驗室，廣州 510642）

我國水稻栽植機(jī)械化研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

馬 旭1，2，李澤華1，梁仲維1，譚永炘1，江立凱1

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，廣州 510642；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)南方農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備關(guān)鍵技術(shù)教育部重點(diǎn)實驗室，廣州 510642）

水稻種植機(jī)械化是我國水稻生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展中的“瓶頸”問題，栽植機(jī)械化已成為我國水稻種植機(jī)械化發(fā)展的主攻方向。本文在收集、整理我國水稻栽植機(jī)械裝備與技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出了我國現(xiàn)有栽植裝備的不足之處，并總結(jié)了水稻栽植機(jī)械化發(fā)展的主要制約因素，提出發(fā)展我國水稻栽植機(jī)械化、尤其是突破雜交稻和超級雜交稻機(jī)械栽植問題的方法，最后指出我國水稻種植機(jī)械化發(fā)展趨勢。

水稻 栽植機(jī)械化 插秧機(jī) 育秧 雜交稻

0 引言

水稻是我國三大糧食作物之一，常年種植面積約3000萬hm2，在我國糧食生產(chǎn)中占有十分重要的地位。發(fā)展水稻生產(chǎn)機(jī)械化對減輕勞動強(qiáng)度、提高勞動生產(chǎn)率、增強(qiáng)抗災(zāi)能力、確保穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)和保障國家糧食安全具有重要的意義。2012年，我國水稻耕種收綜合機(jī)械化水平為69.04%，其中機(jī)耕水平和機(jī)收水平分別為93.59%和73.59%，已具備相對較高的水平，但機(jī)械種植水平嚴(yán)重滯后，為31.77%。水稻種植機(jī)械化是我國水稻生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展中的“瓶頸”問題[1]。

目前，水稻種植方式主要有直播和移栽2種形式。直播分為人工撒播、機(jī)械直播和飛機(jī)直播等，移栽分為人工移栽和機(jī)械移栽，機(jī)械移栽主要包括機(jī)插秧、機(jī)拋秧和缽體苗移栽3類。盡管直播具有節(jié)本增效、不占秧田和投入產(chǎn)出高等優(yōu)點(diǎn)[2]，但由于直播的出苗受環(huán)境條件影響大和成熟期等限制[3]，在我國只有部分地區(qū)適應(yīng)。隨著水稻種植機(jī)械化的發(fā)展，在我國大部分地區(qū)，主要采用水稻機(jī)械移栽，尤其是機(jī)插秧作為發(fā)展水稻種植機(jī)械化的主推技術(shù)，其主體地位也得到了進(jìn)一步的確立[4]。然而，多年來，我國水稻機(jī)械化栽植技術(shù)依然沒有完全攻克，水稻種植機(jī)械化的發(fā)展速度盡管最近幾年較快，但總體水平仍然很低。本文將介紹我國水稻栽植機(jī)械裝備與技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并展望其發(fā)展趨勢。

1 我國水稻栽植機(jī)械裝備研究現(xiàn)狀

1.1 育秧機(jī)械

水稻機(jī)械化育插秧技術(shù)是水稻栽植機(jī)械化的核心，其中育秧技術(shù)是實現(xiàn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的關(guān)鍵之一。目前，我國水稻機(jī)械化育秧技術(shù)主要采用秧盤育秧

方式，包括工廠化育秧和田間育秧2種形式。我國北方主要采用工廠化育秧技術(shù)及裝備，南方則主要采用田間育秧技術(shù)及其裝備。國外，歐美、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家采用直播種植，無須育秧；亞洲的日本、韓國等國家主要采用工廠化育秧技術(shù)及裝備。

秧盤育秧中，秧盤是秧苗生長的重要載體。按材料分類，水稻育秧秧盤主要有軟盤、硬盤和植質(zhì)盤等多種類型秧盤；按秧苗種類分，主要有缽體盤、缽體毯狀盤和毯狀盤（含窄行秧盤）。根據(jù)栽植要求和使用育秧秧盤種類不同，育成的秧苗分為缽體苗、缽體毯狀苗和毯狀苗3種。

在工廠化育秧中，目前都是采用流水線進(jìn)行作業(yè)，基本上實現(xiàn)了秧盤供送、鋪底土、壓實、播種、覆表土、淋灑水、取秧盤等關(guān)鍵工序一次性完成，秧盤育秧流水線是水稻工廠化育秧的主要裝備。按播種方式分類，秧盤育秧流水線主要有撒播播種流水線、穴播播種流水線和條播播種流水線等。按播種裝置的結(jié)構(gòu)形式和工作原理分類，秧盤育秧流水線主要有機(jī)械式播種流水線、振動式播種流水線和氣力式播種流水線等。機(jī)械式包括槽輪式、窩眼輪式、型孔式、凸棒式和抽板式等；氣力式包括氣吸式和氣吹式，氣吸式主要有吸針式、吸盤式和滾筒式等。

圖1是富昌農(nóng)機(jī)有限公司與農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)機(jī)化研究所聯(lián)合研制的2BLY-280B型全自動高速螺旋播種育秧流水線，該機(jī)采用高效大寬度螺旋播種機(jī)構(gòu)進(jìn)行播種，5，7，9寸秧盤都可以使用。在不提高機(jī)具轉(zhuǎn)速、不傷稻種的情況下，實現(xiàn)了高速播種，提高了播種均勻度、工作效率。

圖1 2BLY-280B型全自動高速螺旋播種育秧流水線

圖2為臺州市一鳴機(jī)械設(shè)備有限公司研制的精量氣吸氣吹式水稻育秧播種流水線。該機(jī)是根據(jù)雜交稻種植要求而生產(chǎn)的條播、散播兩用式水稻播種流水線，尤其是條播，更節(jié)約稻種（每0.067 hm2約用種0.6 kg），秧苗壯。

圖2 氣吸氣吹式水稻育秧播種流水線

圖3為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的2SJB-500型水稻秧盤育秧精密播種流水線，該機(jī)適用于超級稻、雜交稻、常規(guī)稻的缽體盤、缽體毯狀盤和毯狀盤工廠化秧盤育秧流水作業(yè)，因采用振動原理，通過更換振盤能實現(xiàn)撒播、條播和穴播精播。其主要生產(chǎn)工藝為鋪底土、壓平土、淋灑水、精密播種、覆表土和清掃等多項作業(yè)一次完成。

圖3 2SJB-500型水稻秧盤育秧精密播種流水線

在田間育秧中，早期的裝備有農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)機(jī)化所研制的能適應(yīng)不同規(guī)模的系列化小中大型2BTP-56型、2BTP-84型和2BTP-120型水稻田間育秧播種機(jī)[5]，該系列機(jī)型都是采用窩眼輪滾播的排種方式進(jìn)行播種。2BTP-56型和2BTP-84型小型設(shè)備的播種性能較好，2BTP-120型大型設(shè)備能夠在田間苗床上快速連接活動式組合軌道，進(jìn)行擺盤(鋪膜)、鋪土、播種和覆土聯(lián)合作業(yè)。該機(jī)適用于水稻田間軟盤育秧和雙膜育秧配套機(jī)插秧技術(shù)的應(yīng)用，可供農(nóng)場以及水稻種植專業(yè)戶使用。近期的裝備主要有華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的水稻田間育秧播種機(jī)[6]，該

機(jī)能根據(jù)不同地區(qū)水稻育秧工藝的要求，分別采用凸棒式、槽式勺輪和螺旋勺輪3種不同排種方式進(jìn)行播種，如圖4所示。該機(jī)工作時由人力推動推桿進(jìn)行作業(yè)，驅(qū)動輪在機(jī)架上行走時驅(qū)動與其同軸的飛輪工作，飛輪通過鏈條傳動帶動排種軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)育秧播種機(jī)排種輪的播種；當(dāng)驅(qū)動輪在機(jī)架上往反方向行走時，另一側(cè)的飛輪將通過鏈傳動帶動換向軸旋轉(zhuǎn)，換向軸經(jīng)過齒輪連接排種軸，使排種輪轉(zhuǎn)動實現(xiàn)雙向播種。該育秧播種機(jī)在種箱中安裝了一個換向軸，利用飛輪的單向傳動的特性，實現(xiàn)種箱無論前進(jìn)還是后退時，排種輪始終往一個方向旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了育秧播種機(jī)的連續(xù)播種，大大提高了播種效率。

圖4 水稻田間育秧播種機(jī)結(jié)構(gòu)圖

總之，國內(nèi)現(xiàn)有的播種流水線，大多數(shù)是撒播育秧，秧苗成毯效果好，但用種量相對較大，適應(yīng)于常規(guī)稻育秧后機(jī)插；穴播育秧機(jī)也是如此，秧苗成穴性好，同樣存在用種量較大，適應(yīng)于常規(guī)稻育秧后移栽；相比而言，精密播種能實現(xiàn)低播量培育壯秧，既能適應(yīng)于常規(guī)稻，也適于雜交稻和超級雜交稻的育秧工作，尤其是雜交稻的栽插，更需要低播量精密育秧。田間育秧裝備體積小、操作簡單、價格低廉、性能穩(wěn)定，在南方具有較好的推廣應(yīng)用前景，但田間機(jī)械化育秧中，秧苗較軟、泥漿含根茬和雜草量較大，影響插秧質(zhì)量，需要改進(jìn)和提高。

1.2 插秧機(jī)械

機(jī)插秧是目前我國水稻栽植機(jī)械化的主攻方向，其主要裝備是插秧機(jī)。我國是世界上較早研制插秧機(jī)的國家，1967年推出了我國自行研制的第一臺東風(fēng)-2S型自走式機(jī)動水稻插秧機(jī)，但由于各種原因，該插秧機(jī)并未得到普遍推廣。20世紀(jì)70年代末，我國從日本引進(jìn)了秧盤育秧機(jī)插水稻種植技術(shù)，解決了育秧與機(jī)插秧的配套問題。在此基礎(chǔ)上研制出國產(chǎn)2ZT系列水稻插秧機(jī)[7]，對我國機(jī)插秧發(fā)展起到了較大的促進(jìn)作用。目前，我國生產(chǎn)和使用的插秧機(jī)，按操作方式分類，主要有步進(jìn)式和乘坐式兩大類，乘坐式又分為獨(dú)輪乘坐式和四輪乘坐式2種產(chǎn)品。按插秧速度分類，主要有普通插秧機(jī)和高速插秧機(jī)。步進(jìn)式均為普通插秧機(jī)，乘坐式有普通插秧機(jī)，也有高速插秧機(jī)。

圖5為洋馬農(nóng)機(jī)（中國）有限公司生產(chǎn)的洋馬AP4水稻插秧機(jī)，該機(jī)為手扶步進(jìn)式，機(jī)身重145 kg，采用曲柄搖桿式插植秧苗，適用于幼苗和中苗，苗高8～25 cm，插植株距有12 cm，15 cm，17 cm和22 cm四檔可調(diào)，栽插速度0.38～0.76 m/s，作業(yè)效率最大達(dá)到0.14 hm2/h（2.09畝/h）。

圖5 洋馬AP4水稻插秧機(jī)

圖6為久保田NSPU-68C型乘坐式高速插秧機(jī)，該機(jī)采用四輪驅(qū)動，液壓轉(zhuǎn)向式轉(zhuǎn)向，旋轉(zhuǎn)式強(qiáng)制插秧方式栽插秧苗，適用帶墊秧苗，苗高8～25 cm，每次栽插6行，株距10 cm，12 cm，14 cm，16 cm，18 cm和21 cm五檔可調(diào)，插秧速度0～1.62 m/s，作業(yè)效率介于0.2～0.6 hm2/h（3.0～9.15畝/h）之間。

圖6 久保田NSPU-68C型乘坐式高速插秧機(jī)

國產(chǎn)機(jī)中，較典型的有江蘇省南通市柴油機(jī)股份有限公司研制的Z-455手扶步進(jìn)式插秧機(jī)、中機(jī)南方機(jī)械股份有限公司生產(chǎn)的碧浪2ZG824（630A）高速插秧機(jī)和延吉插秧機(jī)制造有限公司生產(chǎn)的2ZT型系列機(jī)動水稻插秧機(jī)[8]。2010年，為了適應(yīng)寬窄行插秧方式，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)成功研制了高速寬窄行插秧機(jī)，該機(jī)型已由南通富來威農(nóng)業(yè)裝備有限公司生產(chǎn)銷售。另外，無人駕駛水稻插秧機(jī)也得到了一些發(fā)展，例如，久保田研究的無人駕駛插秧機(jī)能實現(xiàn)直線跟蹤的平均誤差小于0.02 m，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的無人駕駛插秧機(jī)能實現(xiàn)直線跟蹤的平均誤差小于0.14 m，最大誤差不超過0.41 m，轉(zhuǎn)彎半徑小于1 m。

近年來，在插秧機(jī)的研究設(shè)計與創(chuàng)新方面，主要體現(xiàn)如下幾個特點(diǎn)[9]：

1）加大動力和行走驅(qū)動輪。例如步進(jìn)四行機(jī)動力達(dá)4 kW，乘坐六行機(jī)動力為12 kW，八行機(jī)達(dá)到15 kW。步進(jìn)式行走驅(qū)動輪直徑加大到660mm，乘坐式后驅(qū)動輪直徑加大到900～950mm，并發(fā)展四輪獨(dú)立懸掛。

2）為了提高水田通過能力，發(fā)展高地隙機(jī)型。例如步進(jìn)式驅(qū)動輪與浮板距離最大可達(dá)400mm，乘坐式的離地間隙可達(dá)460mm。

3）為了使多行機(jī)插秧深度一致性，提升水稻淺插的優(yōu)勢，研制了水平擺動仿形機(jī)構(gòu)及高速行進(jìn)中插深的自動平衡裝置。

4）傳動可靠性得到進(jìn)一步提升。步進(jìn)式機(jī)型均以錐齒輪替代鏈傳動，解決中心距過長，鏈條伸長所造成的傳動故障；乘坐高速機(jī)采用踏板式無級變速結(jié)構(gòu)。

5）應(yīng)用高強(qiáng)度合金及復(fù)合材料減輕整機(jī)質(zhì)量。例如四行步行機(jī)降至145 kg，乘坐六行機(jī)減至490 kg。

6）為了適應(yīng)不同地區(qū)、不同品種和不同種植模式發(fā)展的要求，開發(fā)了多品種機(jī)型。例如，機(jī)插的株距由以前的3檔發(fā)展到6個以上的檔位，調(diào)整范圍擴(kuò)大為10～30 cm；行距由以前的固定30 cm行距，發(fā)展到23.8 cm（7寸）、25 cm和30 cm等規(guī)格。為了適應(yīng)雜交稻制種的需要，有的還推出18 cm的窄行距插秧機(jī)；為了適應(yīng)雜交稻低播量擴(kuò)大取秧面積的需求，取秧面積最大由2.8 cm2擴(kuò)大到3.6 cm2。

1.3 缽體苗栽植機(jī)械

國外，最早研究和使用缽體苗栽植機(jī)的國家是日本，后來有印度、韓國和尼日利亞等國。在日本，實產(chǎn)業(yè)、井關(guān)公司都有缽體苗移栽機(jī)產(chǎn)品，但由于缽體苗移栽機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格高和使用成本高等綜合效益不佳問題，未能得到推廣[10]，其它國家水稻拋秧栽培的面積也不大。

我國從20世紀(jì)80年代初開始研究缽體苗機(jī)械栽植技術(shù)，“九五”期間曾被列為國家重點(diǎn)推廣項目。但由于技術(shù)原因，至今尚無成熟的機(jī)型。通常按是否能自動輸送秧苗分類，現(xiàn)有的缽體苗栽植機(jī)械主要有兩類：一類是人工取苗放入拋秧裝置和導(dǎo)苗管實現(xiàn)缽苗移栽；另一類是整盤秧苗由自動輸秧機(jī)構(gòu)輸送，再由導(dǎo)苗裝置分行栽植或?qū)Ｓ迷灾矙C(jī)構(gòu)栽插。

早期研究的機(jī)具[11]，主要有1990年延邊農(nóng)學(xué)院研制出第一臺人力水稻缽苗拋插機(jī)、1992年北京市農(nóng)機(jī)研究所研制的PY-3型帶錕式拋秧機(jī)、1994年中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的2ZPY系列旋轉(zhuǎn)錐盤式拋秧機(jī)、1995年北京市農(nóng)機(jī)研究院研制的PY-3型揚(yáng)場式拋秧機(jī)和沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的以氣吸方式取苗、投苗

的水稻缽苗有序移栽機(jī)[12]等。這些機(jī)具隨著栽培技術(shù)的改進(jìn)得到了不斷的發(fā)展，但后期隨著插秧技術(shù)的成熟，沒有發(fā)展起來。

近期的缽苗移栽機(jī)研究，主要有黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研制的機(jī)械手式拋秧機(jī)[13]、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的夾子式機(jī)械手式缽苗移栽機(jī)[14]、中國農(nóng)大采用對輥式拔秧機(jī)構(gòu)研制的2ZPY-H 530型水稻缽苗行栽機(jī)[15]、南京農(nóng)機(jī)化研究所設(shè)計的頂桿推出式2ZU-6型播秧機(jī)[16]和浙江理工大學(xué)提出的旋轉(zhuǎn)式[17]和頂出式[18]有序拋秧機(jī)等。這些裝備在實際應(yīng)用中都還存在一些問題。例如，氣吸式移栽機(jī)利用氣流作用于缽苗，雖然不會存在傷秧或傷盤問題，但需要配備額外的風(fēng)機(jī)和控制系統(tǒng)等裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且容易引起機(jī)器的振動，影響作業(yè)。機(jī)械手式和對輥式移栽機(jī)，采用機(jī)械夾持形式，強(qiáng)制拔出秧苗，對秧苗的培育要求很高。因為水稻秧苗個體的大小、粗壯度以及秧苗在缽盤中的位置等都會影響取苗的準(zhǔn)確性。提高整機(jī)的可靠性和作業(yè)效率，是這些機(jī)械在進(jìn)入實用推廣前必須解決的問題。

最近的缽苗移栽機(jī)研究，主要有黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研制的水稻植質(zhì)缽體苗育插秧機(jī)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)和吉林鑫華裕研制水稻缽體苗插秧機(jī)、黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院研制的缽體苗擺栽秧機(jī)、以及常州亞美柯機(jī)械設(shè)備有限公司引進(jìn)日本實產(chǎn)業(yè)公司的缽體苗擺栽機(jī)等。這些機(jī)具都具有顯著的增產(chǎn)效果，尤其是東北農(nóng)業(yè)大學(xué)和吉林鑫華裕研制水稻缽體苗插秧機(jī)，雖然效率低，但具有結(jié)構(gòu)簡單、投入成本低等優(yōu)點(diǎn)，是今后發(fā)展雜交稻機(jī)械化栽插突破的關(guān)鍵。

1.4 存在的主要問題

目前，在水稻栽植機(jī)械化中存在的主要問題如下：

1）缺少適合于我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件的、性能較好，并能與直播、插秧、擺栽、噴霧機(jī)等機(jī)具配套、性能接近日本機(jī)具的四輪獨(dú)立驅(qū)動底盤。

2）插秧機(jī)使用效率較低，插秧質(zhì)量較差。由于田塊小，田間轉(zhuǎn)彎、調(diào)整時間長，實際生產(chǎn)效率低；田間淤泥育秧中泥漿雜質(zhì)多，夾卡秧爪，田間停機(jī)多。由于育秧質(zhì)量差，主要是秧苗成毯性差或田間育秧秧苗軟等原因，易造成兩盤秧疊加或靠不攏，從而造成秧門堵塞，成行漏插，插秧質(zhì)量差。

3）缽體毯狀秧苗取秧面積不準(zhǔn)確，影響插秧質(zhì)量。最近缽體毯狀秧苗推廣應(yīng)用較快，但秧苗卷秧運(yùn)輸、擠壓或縮水等易使秧塊變形，實際生產(chǎn)不能保證每次取秧與原設(shè)計的取秧面積準(zhǔn)確切塊，精確的栽插得不到保障。

4）缺少適用雜交稻或超級雜交稻精準(zhǔn)育秧技術(shù)與裝備，利用現(xiàn)有育秧技術(shù)進(jìn)行機(jī)械化插秧產(chǎn)量降低?，F(xiàn)有的育秧技術(shù)主要是引進(jìn)日本的帶土小苗移栽技術(shù)，該技術(shù)是以常規(guī)稻為基礎(chǔ)，如雜交稻和超級雜交稻，則存在播種量大、秧苗株數(shù)多和素質(zhì)差等諸多問題，采用傳統(tǒng)育秧技術(shù)育秧，進(jìn)行機(jī)械化插秧產(chǎn)量明顯降低。

5）插秧機(jī)作業(yè)功能單一，缺少配套的施肥和施藥裝置，肥藥利用率低。隨著農(nóng)業(yè)可持續(xù)的發(fā)展，插秧機(jī)上需帶同步施肥和施藥裝置，這能有效地提高肥料和藥液利用率，減少環(huán)境污染；同時增設(shè)輪轍平地裝置，可保證插秧機(jī)田間工作質(zhì)量。

6）機(jī)械化插秧秧苗秧齡彈性小，缺少適應(yīng)我國雙季或連作晚稻的大苗插秧機(jī)。目前我國機(jī)插秧技術(shù)主要是中小苗機(jī)插，機(jī)械化插秧秧苗秧齡彈性小，一般秧苗株高要求在15～20 cm之間。如秧苗太高，機(jī)插對秧苗的損傷較大，且不利于插秧機(jī)操作。

7）農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合問題還沒有徹底解決。我國水稻種植制度多樣、品種和種植模式的變化也很快，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合問題需在實際生產(chǎn)中作進(jìn)一步的研究確定，不能只依靠農(nóng)民的經(jīng)驗選擇應(yīng)用，要逐漸規(guī)范化、統(tǒng)一化。

2 我國水稻栽植機(jī)械化發(fā)展的影響因素及發(fā)展趨勢

2.1 影響我國水稻栽植機(jī)械化發(fā)展的因素

2004年《中華人民共和國農(nóng)業(yè)機(jī)械化促進(jìn)法》頒布，當(dāng)年開始農(nóng)業(yè)機(jī)械購置補(bǔ)貼政策，至此我國水稻種植機(jī)械化有了較大發(fā)展。機(jī)械種植水平由2005年的7.14%發(fā)展到2012年的31.77%。但種植機(jī)械化水平依然很低，在三大糧食作物中是最低的。

影響我國水稻栽植機(jī)械化發(fā)展的因素有很多，除上面提到的技術(shù)原因外。歸納起來，主要有如下幾個方面：

1）我國水稻種植方式多樣，品種多，種植制度復(fù)雜。各地區(qū)在發(fā)展水稻種植機(jī)械化的過程中，技術(shù)路線不明確，直到近幾年，隨著發(fā)展插秧機(jī)械化主體地位的逐步確立，一些地區(qū)才定下自己的方向。

2）我國現(xiàn)有的土地政策與發(fā)展機(jī)械化生產(chǎn)也不協(xié)調(diào)?，F(xiàn)有的土地政策導(dǎo)致農(nóng)田細(xì)碎化嚴(yán)重，土地流轉(zhuǎn)不暢。由于水稻種植規(guī)模化發(fā)展有諸多不便，個體小農(nóng)戶對購買栽植機(jī)械不感興趣，而農(nóng)機(jī)社會化服務(wù)水平也不高，整個農(nóng)機(jī)化服務(wù)體系建設(shè)還急待加強(qiáng)。

3）水稻栽植技術(shù)不配套。我國水稻插秧技術(shù)主要是引進(jìn)日本的帶土小苗移栽技術(shù)，該技術(shù)對常規(guī)稻適應(yīng)，但對雜交稻和雙季晚稻及連作晚稻還存諸多技術(shù)問題。而雜交稻栽插需要少本稀植，培育壯苗，依靠強(qiáng)大的分蘗來增加產(chǎn)量，但低播種量下會出現(xiàn)漏秧率高和秧苗成毯難等問題，限制機(jī)械化使用；還有雙季稻區(qū)晚稻及稻麥油多熟制地區(qū)的連作晚稻,由于生長季節(jié)限制,需要插大秧苗，這也制約了插秧機(jī)械化的發(fā)展。

4）現(xiàn)有的插秧機(jī)及其與機(jī)插秧配套的相關(guān)技術(shù)也不過關(guān)，國產(chǎn)插秧機(jī)以步進(jìn)式或獨(dú)輪式為主，生產(chǎn)效率低，可靠性差；進(jìn)口插秧機(jī)價格高、投入多，效益差，農(nóng)民難以接受。

2.2 我國水稻栽植機(jī)械化的主要發(fā)展趨勢

未來，我國水稻栽植機(jī)械化的主要發(fā)展趨勢主要有：

1）自主開發(fā)水田四輪獨(dú)立驅(qū)動地盤。開展適于我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件的、性能優(yōu)良的四輪獨(dú)立驅(qū)動底盤研制。該底盤不僅能與直播、插秧和擺栽機(jī)等配套，也具有高地隙的底盤與智能噴霧機(jī)相配套。

2）突破雜交稻和超級雜交稻機(jī)械化栽插的關(guān)鍵技術(shù)，研制配套裝備。雜交稻和超級雜交稻占我國種植面積的60%左右，解決其機(jī)械化栽插是突破我國水稻種植機(jī)械化的關(guān)鍵；現(xiàn)有的機(jī)械化育秧裝備主要適應(yīng)常規(guī)稻，用于雜交稻育秧時播種量大，秧苗素質(zhì)差，產(chǎn)量低；解決其機(jī)械化栽插的關(guān)鍵是采用低播量精密播種，以保證少本稀植，培育壯秧；但是降低播量，將使秧苗的成毯性差、漏秧率增加；所以，機(jī)械化栽植的首要問題是解決精密播種與低播量成毯技術(shù)問題。此外，采用結(jié)構(gòu)簡單、投入成本低的缽體苗栽植機(jī)也是解決雜交稻和超級雜交稻的主要方法之一。

3）機(jī)插秧育秧技術(shù)向可持續(xù)方向發(fā)展，保證良性循環(huán)。我國北方機(jī)插秧采用旱田土壤育秧，這種育秧方法對耕地的破壞較大，是一種不可持續(xù)的育秧技術(shù)；為保障機(jī)插秧技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，需要開發(fā)無污染土壤的基質(zhì)或無土育秧技術(shù)。在我國南方現(xiàn)有的田間淤泥育秧技術(shù)，符合可持續(xù)發(fā)展，但育秧質(zhì)量差，影響插秧質(zhì)量，也應(yīng)逐步采用可持續(xù)的、標(biāo)準(zhǔn)的工廠化育秧，以提高秧苗質(zhì)量，保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4）機(jī)械化插秧秧苗秧齡彈性小，要選育生育期適宜，并控制播種期，更需研制大苗插秧機(jī)。我國連作稻面積占水稻種植面積的49%，另外還有“油稻”和“麥稻”的種植面積也很大。發(fā)展連作晚稻機(jī)插秧的技術(shù)的關(guān)鍵是解決連作晚稻機(jī)插秧秧齡短的問題，目前我國機(jī)插秧技術(shù)主要是中小苗機(jī)插，一般秧苗株高要求在15～20 cm之間，秧苗太高機(jī)插對秧苗的損傷較大，且不利于插秧機(jī)操作，需研制大苗插秧機(jī)，以適應(yīng)雙季稻區(qū)晚稻的插秧要求。還有連作稻生育期短，有效穗數(shù)不足是限制產(chǎn)量的主要因素，希望將現(xiàn)有的30 cm（9寸）行距改為25 cm（7寸）行距，提高機(jī)插密度，以保證雙季稻機(jī)插秧的有效穗數(shù)，提高產(chǎn)量。制種田更需要窄行距插秧機(jī)（18 cm或20 cm)。

5）研制精準(zhǔn)縱橫向送秧的精準(zhǔn)插秧機(jī)，保證缽體毯狀秧準(zhǔn)確栽插。研究精準(zhǔn)縱向供秧機(jī)構(gòu)，改現(xiàn)有靠重力和強(qiáng)制帶動的供秧方式為以強(qiáng)制精準(zhǔn)縱向供秧為主，保證缽體毯狀秧苗精密切塊，使每次取秧與缽相同，準(zhǔn)確切塊；同時育秧播種最好要對行、對穴精密播種，而不是目前的撒播育秧，以減少主根系切斷、撕裂，降低機(jī)插傷秧，促進(jìn)秧苗早發(fā)。

6）研制多功能、自動化和智能化水田機(jī)械裝

備。為適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，以及不同水稻產(chǎn)區(qū)的需要，水田機(jī)械將向多功能、自動化與智能化發(fā)展，如自動化和智能化催芽機(jī)、激光平地機(jī)、自動化的精密播種育秧流水線、智能導(dǎo)航直播機(jī)和插秧機(jī)、智能變量噴霧機(jī)、智能化收獲機(jī)和自動化干燥機(jī)等。

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Li Zehua1,Ma Xu1※,2,Liang Zhongwei1,Tan Yongxin1,Jiang Likai1
(1.College of Engineering,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China；2.Key Laboratory of Key Technology on Agricultural Machine and Equipment(South China Agricultural University), Ministry of Education,Guangzhou 510642,China)

Rice planting mechanization is a bottleneck problem in the development of rice production mechanization in China.Rice transplanting mechanization has become the main development direction.The problems of rice transplanting machine were discussed and the major constraints of rice transplanting mechanization development were summarized in this paper,based on reviewing the present status of rice transplanting equipment and technolog.Some approaches for the development of rice transplanting mechanization,especially breakthrough of transplanting mechanization of hybrid rice and super hybrid rice were proposed.Finally,this paper showed the development trend of China's rice transplanting mechanization.

Rice,rice transplanting mechanization,rice transplanter,seeding raising

國家高技術(shù)計劃（863）課題資助（2012AA10A501）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金資助（CARS-01-33）；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項科研基金（20114404110004）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項資助（201203059）

馬旭（1959—），男，漢族，遼寧沈陽人，教授，博士生導(dǎo)師，農(nóng)業(yè)工程學(xué)會會員。主要從事現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備方面的研究。