油菜移栽式样的YRD插秧机方案设计

吴荣和

（洋马农机（中国）有限公司 江苏 无锡214028）

1 现状

1.1 中国油菜市场状况

中国是油菜生产和消费大国。1985年以来，油菜种植面积和总产量均居世界首位，2013年种植面积已达7,531,000hm2，总产量1400.7万吨，占世界油菜种植面积和总产量的30%左右[1]。

进口油菜籽完税之后售价为3.6元/kg，低于国家挂牌收购价格5.1元/kg。为了应对国际油菜籽的低价，国家推行了七年的扶植政策（油菜籽临时收储政策）也已于2015年取消，加之油菜生产机械化程度低，主要依赖人工作业，费工费时。从2005年起，油菜的生产成本逐年上升，大大影响了农民的种植积极性。

1.2 油菜移植机械化状况

长江流域的油菜种植面积占全国种植面积的约90%，其中一半为移植油菜。播种与移植相比，移植的产量大、收益高，虽耗人手但是较多农户都选择移植。另外，油菜与水稻的轮作作业期短，推迟移植的的话油菜产量会大幅下降，需要在短时间内高效地移植。这就产生了油菜的移栽机械的急迫需求。

中国的油菜移植机械化尚未普及，多以直播机械和半自动移植机械为主。中国油菜栽培面积广阔，但移植作业机械化率较低，油菜移植机有较大的潜在市场。移植机的较直播机的成苗期短，苗的存活率高，且移栽产量较直播更高。我司根据这样的市场前景准备展开了油菜移栽技术的研究开发。

1.3 式样设定目的

这款油菜移栽机是以YRD插秧机为基础，次商品化属于设计改良的范畴，相应的开发投资、模具投资都较少。

油菜多作为水稻的轮作作物。同时使用地域也与插秧机本机使用区域相同或相近，故插秧机原机型的销售网络也可加以利用。机器研发基于插秧机，如果油菜育苗使用毯式育苗，栽插方式将与插秧机相同。

综上所述，提出了使用了由南京农业机械化研究所和扬州大学共同开发研制的育苗、移植技术的以乘坐式插秧机为基础的油菜移植机商品化提案。投资回收周期目标：售价设定为与YRD接近或略高，因为在YRD平台基础上进行开发。年间使用期间：油菜移植的最佳时期为10月中旬，约20天。移植机的效率为平均1天40亩的话，就可以作业800亩。

∑a总作业面积＝E单日效率×（D天数－T非作业时间/D）

按照旱地里YR60D插秧机的插植效率70%来试算（按油菜毯式苗移栽需要的行走速度最高值），约6亩/h。一天连续作业8小时，可作业达到1天40亩的作业量以上。整机使用寿命参考插秧机（在4～5年左右），油菜在旱田消耗快，寿命也按70%算，约3～4年，全周期2000亩以上寿命。

∑a'单日作业面积＝E小时效率×k效率限值×（H作业时间－T非作业时间/D）

机型使用寿命3年期预期回本，并产生使用利润收益。

2 市场调查

2.1 移植费用比较

人工移栽成本：育苗费用+人工费用+整地费用，合计350元/亩。机器移栽成本：购苗成本+机器使用费用+人工费用，合计187元/亩。人工移栽成本和机械移栽成本相减，即得每亩节省费用为163元/亩·季。

2.2 投资回收周期试算

零售价格：售价设定为与YRD相同11.5万元（不计补贴）。

插秧机插秧回本年限：平均50元/亩以上作业收益，每年作业约300亩，4年可收回成本。（插秧机入手价格=插秧机售价-购置补贴）

油菜移栽机回本年限：年间使用期油菜移植的最佳时期为10月中旬，约20天。移植机的效率为平均1天40亩的话，就可以作业800亩。若油菜移栽机在每年只作业300亩，2.5年即可回收投资。若用户在两年收回成本的投资预期下，只需提高收割面积，同时穿插改造成插秧机增收即可。核算总收益高于单一的插秧机是可以实现的。

3 设计参数设定

3.1 插秧机移栽原理探讨

3.1.1 采用插秧机底盘的理由

正在研究的移栽机还需解决的课题是要扩大对土壤、田块的适应性。现在的油菜栽种作业体系是水稻收割后的田块是人工插植。因此，田块表面并不平坦，需要适应这一点。和复合移栽机一样，利用旋耕机进行移栽的方式（拖拉机配套的式样），利用插秧机的枕地整地装置，使各栽种行分别独立在田面上运转方案等进行检讨。如果用拖拉机做底盘的话，因为PTO转速和车速不一致，株距会随着车速而变化，做成移栽机的株数会不稳定。有必要对使用插秧机的栽插采用车速同调，栽插株距有优劣

势。

3.1.2 采用毯状育苗方式的理由

油菜栽培主要分布在长江沿岸，种植体系比率为——直播：移栽=50：50。相比直播，移栽的产量更多。移栽的机械化尚未普及。直播基本上也是手播。油菜的播种、移栽时期对产量有很大的影响，所以很重要。

（例）某地水稻收割开始时间10月20日，油菜播种的最佳时期10月23日，移栽的最佳时期10月30日，机械移栽可为水稻收割和油菜种植争取衔接的时间，油菜种植时间上相差1个月的话，平均每亩的产量会减少50～100kg以上；最佳移栽株数为7500～8000株/亩，通过人工插植的话，很难找出最合适的密度。此次开发的育苗系统，有一项优势就是可以利用水稻的育苗装置。播种密度是800～1000 粒/箱（0.16m2），移栽时的苗高是 8～10cm。费用节省优势明显。人工移栽时的费用是多少？含播种、育苗，到移栽，400元/亩。新式苗盘育苗，估算的成本价格是从播种-育苗，费用为200元/亩。

3.2 新商品的基本技术概要

基于水稻插秧机（YRD）的高速油菜移植机。可一次性完成开沟、取苗、栽插、覆土、镇压等作业，作业效率达4～6亩/小时。

3.3 本机设计概要

①走行部：YRD式样共用本机底盘，行距：60cm/30cm株距15～20cm。②横送12回移箱：改装YRD的插植部（横送12回取苗、秧针宽度20mm、取苗口宽度扩大等）适合抓取毯式油菜苗。追加开槽圆盘、覆土板、整地轮、灌水箱装备等。③秧针宽度：20mm，推杆宽幅加宽式样。④取苗板的取苗口宽度变宽。⑤延长插植机架（单侧20cm）。

4 改造设计展开

根据设计概要，YRD变更内容如下：1、插植部变更（增加取苗量），插植臂总成变更秧爪宽度，横送丝杆动作行程变更（螺纹部长度265.4→258.4），插植中间壳体总成齿速比相应变更，插植支架长度变更（组装树脂滚轮用）。2、取苗导轨变更（增加取苗量），取苗板口部变大，侧支架L，R形状变更调整，浮船取消（不需要），插植深度调节取消（不需要），电动划线杆总成取消（不需要），限速装置追加。

改造项目效果图例：（本机+专用移栽部）

5 改造效果及验证试验确认

2012年，YANMAR开展相关课题的研发探讨。同年末，样机改造成1.0版状态进行下田试运行。2013、14年在多地试点栽插和收获。并取得初收成功。

2014年的验证试验中已经确认可以增加产量。2015年7月份进行了研究成果报告会，2015年10月17日对油菜移栽机作了现场作业确认，判断育苗、移栽技术可以商品化。

2016年在江苏等多地示范田块进行试种试验。并申请农业机械型式鉴定。试验综合结果，相对于江苏省的平均产量为170kg/亩[2]，本机开发的移栽机产量为250kg/亩。本研发机的作业效率为5～8亩/小时。

油菜移栽成长效果图例：

6 式样定型

本机是国内第一款毯式育苗油菜移栽插秧机，具有里程碑意义。已申请江苏省农业机械型式鉴定（2018年取得）。设定完成企业标准Q/320292ABGF16-2016《2ZYG油菜毯状苗移栽机》。

7 改进课题

不同品种油菜毯式育苗的效果持续确认。不同土质、田块条件下的机器开沟效果的改善。

移栽后为了生长立苗需要马上灌水，由于移栽作业田块并不蓄水，所以需要施灌水。但大田灌水作业量大，时间长，灌水量不需要太大，很难控制灌水均匀。否则会造成淹苗情况。如果机器边移栽边灌水就能省工省时的精准灌水。但是机器负载大，同时会降低效率。灌水方式还需要探讨改善。

各地苗栽插适应性效果也要持续跟踪改善。

8 将来展望

（1）中国油菜种植面积广。中国油菜常年种植面积约接近1亿亩，菜籽油是中国自产的第一大植物油，机械化移栽化率需求至少50%空间。广阔的市场前景使得油菜移栽机的研发和推广成为必然。

（2）设计方案商用化高。本油菜移栽机研发以插秧机（YRD）为基础，此次商品化属于设计改良的范畴，相应的开发投资，模具投资都较少。插秧和油菜移栽的无缝连接，节时节本增效，一机多用，生产和销售、使用没有门槛。今后还需要推广毯式油菜苗的育苗方法普及。