现阶段插秧机的主要特点及研究进展

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现阶段插秧机的主要特点及研究进展

引言

2011 年，我国城镇化率达到 51 ．27% ; 2012 年，达到 52 ．57% ; 2013 年，中国城镇化率竟高

达53 ．73% 。

我国农村劳动力持续下降，且由于我国耕地面积有限，生产技术相对落后，病虫害及气候原因

等影响，如何保证粮食供给、避免粮食危机成为亟待解决的问题。水稻约占我国粮食总产量的

40% ，是我国第一大粮食作物，提高其机械化生产程度意义重大。

插秧机作为水稻机械化生产过程中的重要产品，能在品种、气候、栽培技术及克服自然灾害等

条件相对稳定情况下，进一步提高水稻劳动生产率及水稻综合生产能力。而在机插秧技术相对

成熟的国家，插秧机的品种及品类则相对成熟。现阶段，国内外对插秧机产品的研究主要为独

轮乘坐式插秧机、手扶步进式插秧机及乘坐式高速插秧机 3 大类。本文论述了现阶段这 3 类插

秧机的主要特点及其技术适用范围; 国内外主流插秧机各自主要存在的不足和问题及机插质量

不高原因分析; 最终对插秧机的发展趋势研究方向进行分析和论述。

1 国内外发展动态

20 世纪 80 年代末，日本水稻种植机械化达 98% 。

韩国、美国、意大利等国家的水稻生产机械化水平也达到 97% 以上。多年来，水、旱田栽植

机械高端技术分别被日韩及欧美垄断。其中，日本、韩国以育苗机械移栽为主，即主要利用插

秧机、抛摆机、喷苗器等设备，是将适龄秧苗按农艺要求和规范，移栽到田间的一种水稻栽培

方式。通常机械移栽主要是指机械插秧。欧美国家则多见机械直播方式，有旱整地旱直播、水

整地水直播、旱整地水直播等播种方法，且较适合粳稻和早稻品种。因为直播不需要育秧，简

化了农艺流程，且秧苗分蘖成穗率高、总穗数多、生育期短，做好除草防害防倒伏后，利于增

产。由于移栽机械属于复杂精准动作农业机械，研究难度大，传统研究方法周期长，成功率也

较低。

近年来，国内开始出现理论研究与计算机技术相结合。在理论创新和方法创新基础上，通过建

立栽植机械创新优化设计平台等先进方法，大大缩短了研发周期等先进进展。2008 年，由我国

水稻所自主研发的水稻钵苗机插技术，采用钵形毯状秧盘育秧，秧盘上的秧苗呈上毯下钵，根

部被一格格分开。其不仅可以做到定量、定位按钵取秧，且培育出的秧苗综合素质好，克服了

毯苗机插技术取秧不均、伤秧伤根严重、漏秧率高及插后返青慢等问题［4］。伴随着双膜育

秧、软盘育秧、拌浆育秧、机插旱育秧等技术兴起，国内水稻插秧机产品更接近实际生产，可

靠性及经济性都得到提高。

1 ．1 国内水稻插秧机产品现状国内自引进日韩技术以来，企业和农机研究所等加快了自主产

品的研发。相比前期国内产品呈现的整体实力不强、产品差异化、系列化程度不高，核心部件

仍需进口及产品技术集中度不高等现状，已获得进展。

现技术较成熟产品以独轮乘坐式为主，常见的 6 行机，行距在200 ～300mm 可调。一般株距

在120 ～220mm 范围内分几档可调，性能及稳定性均能满足主流需求，如春苗2ZT －9356B

型、华裕 2ZB －630 型独轮乘坐式水稻插秧机等。而因手扶式利润相对较低，且效率偏低，

较后出现如碧浪 2ZF －430 型、富来威2Z －455 型、富尔代2ZS －4A 型、潍泰 430 型等手扶

式四行插秧机产品。乘坐式高速插秧机因结构系统复杂，科技含量高，产品研发难度大。后期

才出现如现代农装公司的2ZG630A 型、碧浪 2ZG630A、2ZG824 型等乘坐式高速插秧机，以

及常州亚美柯机械设备有限公司生产的国内最先进的 2ZB －6( RX －60AM) 型钵苗乘坐式高

速插秧机等产品。

近年来，农艺专家多年来提出的宽窄行插秧，具有避免病害、提高产量、减少倒伏的优点; 但

由于没有宽窄行插秧机而只能采用人工拉线插秧。为此，赵匀［5］、武传宇等人的项目组发

明的多种形式的宽窄行插秧机［6］，在不改变秧箱以及育秧装置的前提下，实现了宽窄行的

秧苗栽插，利于推广，属国际首创，有较大自主创新; 而其旱地全自动取出式钵苗移栽机［7

－8］，解决了移栽机创新的瓶颈即自动取苗机构。其利用高阶变形非圆齿轮行星系结构

［9 “ ”］，实现了机械式自动取苗的鹰嘴型理想轨迹，优化创新效果突出。另外，其水、旱田

全自动顶出式钵苗移栽机［10 －11］，发明了各种全自动顶出式钵苗移栽机构，具有钵盘连续

运动、效率高及不存在伤秧问题等优点。上述产品，多已授权国际专利及国家发明专利等，显

示了近年来国内插秧机产品研发实力。

总体来说，国内插秧机产品研究各品类均有自主技术，基本上能够满足大多数生产需求，技术

实力正不断加强。特别是乘坐式高速插秧机，采用技术创新，新结构、新工艺，增添新装置、

新功能。同时，出现了技术迁移型的新兴产品，可满足更高要求的实际生产使用需要，扩大其

应用范围等趋势较为突出。

1 ．1 ．1 独轮乘坐式插秧机国产独轮乘坐式插秧机是技术力量较为集中的类型产品，继承了国

内20 世纪 60 年代起的研发基础，吸取日本插秧部件特点。其行走采用单轮驱动和整体浮板组

合方式，陆地运输时加装 2 个尾轮，具有结构简单、操纵轻便、转弯性能良好等特点，一般可

分为普通型和快速型。

普通型插秧采用分置式曲柄连杆机构。此类型独轮乘坐式插秧机，插秧行数多为 6 行，作业幅

宽1 ．8m ，配套 2 ．94kW 左右，作业效率0 ．13 ～0 ．20 hm2/ h。

快速型插秧机采用回转式插秧机构，取秧深度8 ～16mm 、适应泥脚深度10 ～30cm，作业效

率提高至0 ．2 ～0 ．4hm2/ h 。其他参数与普通型类似，多数产品为 6 行或8 行。

由于其舒适性优于手扶式，价格远低于高速乘坐式，外加政府购机补贴，有一定性价比，因而

“ ”一度成为国内重要产品机型。前期吉林延吉公司的春苗2ZT 系列、潍坊禾田农业装备公司的

福禾 2Z －6300 型等较优; 后期出现配备3 ．68 kW 柴油机的液压过梗机型，动力强劲、操作

灵活、过梗轻松。例如，潍坊泰山厂生产的 2Z －6300BG2 型乘坐式液压过梗型水稻插秧机

等，属同类产品中的差异化产品; 潍坊潍佳农业装备公司生产的潍佳牌 2ZK －630/8300 型插秧

机，采用先进的非圆齿轮行星轮系双分插机构，分插频率提高较大，振动相对减少［12 －

14］; 还有针对特殊泥田的、适应深泥脚设计的插秧机产品等［15］。

1 ．1 ．2 手扶步进式插秧机手扶步进式插秧机多采用两轮汽油机驱动，并配有仿形平衡浮板、

曲柄摇杆式插秧机构，4 行300mm 行距居多; 也有适合丘陵山区作业的 2 行手扶式等机型，配

备单缸小型汽油机。其具有转弯半径小、作业灵活、适应性强等优点; 田角地头均可栽插，一

人即可完成作业，适于小田块作业，且具有适宜农时，整地后不需沉淀等特点。

目前，国内较先进的当属碧浪、松原丰谷农机等的 2ZF －430 型手扶插秧机，特点是具有左右

平衡功能( TBS 液压系统) ，整机水田通过性、适应性较高，精密切块技术确保了插秧均匀度，

液压升降自动仿形装置控制了插秧深度，可避免壅塞。

另外，利用变形椭圆齿轮具有非匀速传动且传动比调节范围大特点，设计出的具有变形椭圆齿

轮传动后插旋转式分插机构的手扶步进式插秧机，可形成尾部具有环扣的静轨迹，其插秧穴口

更小、更有利于保证秧苗的直立性［16 －18］。

近年来，新产品出现较快: 如江苏隆庆公司的新洋2ZS －4A 型，采用星辊式2 段秧苗移送机

构、胶带送秧机构新技术，作业轻便、效率高; 宇成公司的禾缘2ZS －466A 型等，采用前置

式往复滑杆、凸轮联动纵向送秧机构，具有秧苗送给精准的特点。这些产品插秧效率相差不

大，但技术偏重却不尽相同。

1 ．1 ．3 乘坐式高速插秧机乘坐式高速插秧机产品整体特点是作业效率高，舒适性、可靠性及

自动化程度均最高。近年来，多数产品开始出现差异化改进: 如加装弥雾机，节省动力，提高

效率; 部分产品配置有直播、除草、开沟、施肥、施药、铺纸及免耕等部件，实现了复合作

业，一机多用;甚至出现了搭载旋耕机的枪管式水稻直播机等产品［19］。

目前，国内产品主要有以下几类代表机型: ① 碧浪 2ZG630A 型乘坐式高速插秧机。配备动力

最大 13 ．4kW ，旋转式强制插秧，插秧深度10 ～40mm，采用静液压无级传动变速装置

( HST) ，液压助力转向，作业效率为 0 ．2 ～0 ．53hm2/ h 。②雷沃谷神 2Z －6G 型等雷沃

2Z 系列乘坐式高速插秧机。该类产品采用电启动汽油机动力，配备HMT( 液压机械无极变速

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摘要：

现阶段插秧机的主要特点及研究进展引言2011年，我国城镇化率达到51．27%;2012年，达到52．57%;2013年，中国城镇化率竟高达53．73%。我国农村劳动力持续下降，且由于我国耕地面积有限，生产技术相对落后，病虫害及气候原因等影响，如何保证粮食供给、避免粮食危机成为亟待解决的问题。水稻约占我国粮食总产量的40%，是我国第一大粮食作物，提高其机械化生产程度意义重大。插秧机作为水稻机械化生产过程中的重要产品，能在品种、气候、栽培技术及克服自然灾害等条件相对稳定情况下，进一步提高水稻劳动生产率及水稻综合生产能力。而在机插秧技术相对成熟的国家，插秧机的品种及品类则相对成熟。现阶段，国内外对插...

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