周豪基

（黑龙江八一农垦大学工程学院，黑龙江 大庆 163319）

1 水稻插秧机的起源

汉代时我国祖先就开始了水稻育秧的栽培，北宋时使用的秧马和清朝时使用的莳梧都是古代劳动人民的智慧结晶，到了现代，中国技术曾经走向辉煌。1956年春天，世界上第一台成型的水稻插秧机“华东号插秧机”问世；1967年，我国第一台定型的机动插秧机诞生，并在20世纪70年代实现了大面积推广应用。

2 水稻插秧机的发展

1980—1990 年插秧机技术进入了快速发展时期，此阶段采用的分秧、取秧技术运用的仍然是我国最先提出的逐次分格取秧、横向往复移送原理，但水稻插秧机的结构却出现了极大的创新[1-2]。

2.1 手扶步进式插秧机

20世纪70年代日本发明了诸多新型技术，如毯状苗带土育苗技术，形成了规格化、标准化秧苗，毯状苗的发明，为插秧机带来了崭新的技术革命。该技术让插秧对象从秧苗转变为以土块为载体的秧块，并开始采取一种新的左右顺序、前后推进的切块方式，以此将小秧块插入土中。新技术的出现使得洗根苗插秧机开始退出历史舞台，并且伴随着飞圆齿轮栽植、液压仿形等重大技术的提出，手扶式插秧机在20世纪80年代基本趋于成熟。

手扶式插秧机主要使用在丘陵、山地等地区，其可以在地表不佳的环境作业，因为独特的手扶形式，手扶式插秧机有着良好的灵活性与适应性，可以实现较大的插秧面积覆盖，甚至可以在一些水田的角落完成插秧工作[3]。如图1所示，手扶式插秧机大都使用两轮汽油机进行驱动，并与仿形平衡浮板一起配合工作。

图1 手扶步进式插秧机

但手扶式插秧机有着劳动强度过高、舒适性较差的缺点，在插秧时工作速度相较于其他类型的插秧机来说较慢，进行插秧操作时的稳定性也较差。在其插秧过程中如果要进行换挡，需要将插秧机停下进行人工换挡，且其发动机放置于插秧机前部，如果车轮发生下陷，较低的排气筒会使发动机十分容易进水，尤其是在过水渠时，很容易造成发动机进水损伤，导致其使用寿命减少。而在长期使用过程中，其插值机构必须做好相应的维护工作，防止出现松动和磨损等问题，避免损坏严重以致影响插秧质量。

2.2 独轮乘坐式插秧机

在我国应用较多的插秧机就是独轮式插秧机，独轮式插秧机的驱动形式顾名思义为单轮，其整体浮板在工作时是与插秧过程组合完成的，如图2所示，独轮乘坐式插秧机有着机械结构简易、操作简单、轻便灵活、新手易学的特点。

图2 独轮乘坐式插秧机

当前在我国普遍使用的独轮乘坐式插秧机主要有两类：一种是采用分置式曲柄连杆机构来进行插秧的普通插秧机，动力一般在3 kW左右，可以实现6行的作业；另一种是采用回转式插秧机构的快速插秧机，一次可以实现8行的作业，工作效率也可以达到普通式的2倍左右。相较于手扶步进式插秧机来说，独轮乘坐式插秧机结构紧凑，有着较高的舒适度，较小的体力消耗与较高的性价比。但是其独轮与托板底盘的设计，使得可靠性和过埂能力并不强，适应性较差，且该设计也不具备仿形能力。因此在使用过程中如果田地的预整不够好，则会发生漂移漏秧的情况，需要进行人工补插，这使得独轮乘坐式插秧机需要使用者付出更多的体力劳动，很难实现插秧机高速高效[4-5]。同时，该设计也使得插秧机会产生壅泥下陷、转弯半径增大等诸多问题，因而影响了插秧机的工作质量，对于提升插秧机的工作性能与推广应用有诸多不利影响。相较于手扶式插秧机，独轮式插秧机更适合在大平原地区使用，符合我国北方大部分农户的需求[6-8]。

2.3 乘坐式高速插秧机

20世纪80年代，乘坐式高速插秧机出现，同时非圆齿轮分插机构开始推广使用（偏心齿轮、椭圆齿轮与非圆齿轮的分插机构），分插频率提升了两倍以上[9-10]。如图3所示，乘坐式高速插秧机有着可靠高效、舒适性好的特点，可大幅度改善劳动者的作业环境，而且其较高的自动化程度使得插秧过程的复杂性得到了降低。

图3 乘坐式高速插秧机

随着插秧机的不断发展，根据不同地区的特点与我国的基本国情，越来越多的乘坐式高速插秧机在其研发与生产时形成了各自独有的优势，有的也可以在作业时实现施肥、除草和免耕等其他功能，且添加了更富有地区针对性的独特构造，进一步提高了工作效率，实现了一机多用和复式作业等多种需求。

乘坐式高速插秧机的工作效率往 往可以达到0.3 hm2/h~0.6 hm2/h，与普通独轮乘坐式插秧机相比，乘坐式高速插秧机的工作效率可以达到5倍之多，且具备灵活转向、准确送秧的优点，同时插秧机的插秧质量比独轮式插秧机更高。

虽然乘坐式高速插秧机有着更高的技术含量与更可靠的机械性能，但也导致其价格更高、耗油更大，在使用过程中需要的维护成本也更高，不能够适应我国大部分农村地区的经济发展水平，严重影响了高速插秧机的大面积推广与使用。此外，乘坐式高速插秧机因其较高的技术含量与较为复杂的操作，使得普通新手无法短时间学会操作，使用者需要长时间的学习才可以熟练掌握使用方法。

3 我国水稻插秧机的发展趋势

水稻种植机械在插秧机方面仍然有着诸多不足。我国的水稻种植面积虽然很大，范围很广，但是所跨区域十分辽阔，再加上国内大多数地区的地形较为复杂，国产的插秧机想要完全满足各个地区的使用需求是个不小的挑战，并且国产插秧机在面对已经技术成熟的日本与韩国企业时还有着不小的压力。

在机型方面，高速插秧机将会是未来发展的主要方向，而短期内步进式与独轮式仍然会占据着大部分市场。但手扶步进式插秧机因为其较低的工作效率与较大的劳动强度可能会被更为轻便的乘坐式插秧机取代。插秧结构也会向着更加高效的高速分插机构发展。

插秧机产品也会逐渐走向系列化与多样化。同一种插秧机可能会出现产品类型上的不同，例如步进式会产生1、2、4、6行，乘坐式会形成4~10行等系列的产品，以此来满足不同用户的需求。对于高速乘坐式插秧机，随着技术的不断发展，其成本会越来越低，功能也会越来越多样化，市场份额也会逐渐增加。