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基于万亩水稻综合农业产业园区全程机械化作业系统规划设计
发布日期:2024-07-30 14:40:10

  水稻生产全程机械化经济效益分析

  实现水稻全程机械化是农业发展的最终目标,其经济效益是相当可观的。水稻全程机械化包括很多方面的内容,所用到的机器设备也各种各样,为了说明水稻全程机械化和人工的经济效益对比,这部分内容将从耕整地、育插秧、收获这三个方面进行阐述。

  (一)耕整地经济效益对比分析

  从前,牛马是农民的得力帮手,耕整地起初由人力再到牛力,像历史一样变迁。牛马的出现,解放了一部分农民。改革开放以来,随着经济的快速发展,越来越多的机器走进了农村,对土地进行加工。当农民那么容易和迅速机械化开沟、起垄培土,比你的工作效率提高了几十倍,你是体力劳动,辛苦的付出,且付出更多的时间和人力成本,对于你,这将是严重的损失!

  在耕整地环节,使用传统的耕地方法会有很多的弊端,比如:使得水土流失严重、人畜的多次下地耕作(4~5次)作业成本高、加速了土壤肥力的流失、蓄水能力变差等。而采用机械化耕整田地,比如联合作业机,不仅效率高,抢得到农时、降低成本、节约能源消耗、有利于水土肥力等的流失,还可以增加产量和收入。经统计,使用机械联合作业机来进行耕整地,可以减少燃油30%左右,作业费用降低50%,提高劳动效率至少一倍以上。

  (二)育插秧经济效益对比分析

  近年来,上林县重点在水稻育秧,水稻种植机械化技术发展,促进了农业机械化试点工作,并结合自治区农机局提出了“千乡万村现代农机装备推进工程”的政策,紧紧关注并实现机械化育苗和插秧机械化。在西方一些发达的地区,比如美国。他们用到的技术就是直播,将水稻经过浸泡等环节让水稻发芽,直接播种。

  根据我国与日本的水稻项目合作,在播种育苗利用sk-4000育苗播种机,效率400盘/小时,装底土、浇水、播种、复土多道工序一次完成。播种和土壤都是均匀的,水量可以调节,操作效率高,劳动强度小。在机插过程中,利用SPA6型乘坐式液压转向四轮驱动插秧机(带侧深施肥机)插秧。由于机床的高间隙、更高的性能、液压、操作方便,前后驱动、转弯半径小,适合大面积的水田作业,在试验过程中,机插秧深施肥比机插人工施肥平均增产19.3%,比手插人工施肥平均增产26.7%左右。这足以见得育插秧环节机械化与人工的效益对比。

  (三)机器收获经济效益对比分析

  大家都知道,农时对于水稻的重要性,机收不仅仅抢农时,能减少因为阴雨天气而造成的水稻减产等经济损失,还能减少人工成本,加快农业的发展!具体效益对比如表4所示:

  表3-1:机收与人工收获水稻主要技术参数的对比表

收获方式

损失率%

破碎率%

清洁率%

脱净率%

机械收获

<=2.1

<=0.9

<=99.6

<=99.0

人工收获

<=5.2

<=1.4

<=97.4

<=95.6

  结合以上对比可知,机收的经济效益远远比人工的收获的高。

  上林县水稻田间生产机械化工艺方案确定

  农业生产过程机械化工艺方案是指为获取农业生产最佳效益,在完成农业生产过程vae件、作物种类和品种的千差万别,农业生产单位的生产规模、经济状况和经营管理形式的不同,以及农业生物技术和农机技术所处的不同发展水平,各地区的机械化工艺方案也各有差别。基于广西上林县万亩水稻,在实现全程机械化前提下,得到其工艺方案。

  下图是水稻田间生产过程简图;其中,基于广西上林县的全程机械化农业生产,从整地、育秧、播种、施肥、收获到入库的过程,均为机械式。以下计算均默认上林县万亩水稻为单季。

  图4-1:水稻田间生产过程简图

  上林县水稻田间生产机器系统的选型研究

  为广西上林县确定农业机器配备的政策,在宏观管理的条件下,为制定农机化发展战略提供证据。本部分仅就水稻田间生产过程中的耕整地、种植和收获三个主要作业环节进行选型与配套研究。

  农业机器的选型原则

  农业机器系统选型与配套的目的,主要是解决机器系统与环境条件的融合,全面协 调为生产上适用、技术上先进、经济上合理等关系方面的问题。此外,大型的生产系统、机器系统的选择和匹配,是机器系统优化的基础,就一般而言,选型应遵循以下原则。

  1、田间工作的适应性

  它是指机器对地区的适应性.农业机器的主要工作对象是水稻和土壤,因此,机器的选择必须根据当地的地形特征、耕地面积、土壤类型、道路条件、气象条件、水稻品种和耕作制度等自然条件,栽培方式和农业生产规模等农业生产条件。例如拖拉机的选择主要根据当地自然条件和农业条件。以水田作业为主的地区或单位,选择机型着重于 行走装置类型,结构比重纛和功率大小,并考虑与作业机械的配套。

  2、技术含量的先进性

  它指机器必须有良好的性能,高的生产率,能反映未来发展趋势。此外,用户关心的是,购买一台机器系统是一个很大的投资,只有先进的设备,以获得用户的批准。

  3、生产规划的经济性

  主要指机器的购置费用和使用费用。在购买机器时,不仅要考虑机器的购买价格,还要考虑在使用过程中的各种费用。如果只考虑价格是便宜的,但不考虑一系列的购买成本,如燃料成本,维护成本,整个生命周期成本的机器是不是最经济的。随着机器现代化水平的提髙,以及能涯价格上涨,使用费用的比重大大超过购置费用。 因此,寿命周期费用的观点很重要。在进行机器选型时,要求从长远的、全面的、系统的观点考虑机器的经济性。

  4、机器使用的可靠性

  包括无故障,维护和损坏等,要求该机可以在规定的时间内,在规定的条件下,使用无故障可靠的工作,使用寿命长。机器的维护和检修,拆装方便,易于检查,和零部件的通用化和标准化的部分高,互换性好等。

  5、人工操作的安全性

  它指的是机器安全生产和环保性能,是机器安全的重要条件之一,是现代机器选择的重要条件之一。要求机器能够安全地在事故发生的时候,保护司机的安全,机器噪音和有害物质的排放对环境的污染,对人体的危害,应在国家标准范围内。人们越来越重视驾驶舒适性,除了噪声和排放,操作方便,将成为现代机务人员在追求目标的过程之一。

  (二)选型的方法

  农业机器的选型是计算农业机器配备量的基础。选型方法不同,其结果差异很大, 所以选型的方法就显得非常重要。

  1、前沿经验法

  主要指依靠农机众多专家的经验经验来进行机器的选型。这种方法的突出优点是使用起来简单易操作,对个人选择购买农机比较有用。缺点是对于农机配备量多的企业单位或者为某地区某县制定配备方案的话,这种方法就显得比较片面。

  2、试验对比法

  试验对比法是根据预先确定的相同的评价参数,通过对农业生产的实际评价,比较分析哪种类型的机器适用于该地区的气候、自然条件和农业生产规模。该种方法的科学性较强,但操作性较差,在实际工作中很少采用。

  3、农机专家推荐法

  即专家调查法,利用专家的意见和调查结果来选择机器模型。此方法利用充分利用专家们丰厚的理论知识和可靠的意见,进行多角度机器选型。

  4、综合评判法

  综合评判法是建立模糊数学模型,确定备选的机型,设置评价指标,输入相关的影响因素,最终得出机型的优劣顺序。评价指标体系的建立,为了使评价结果准确、客观地反映事物的原始面貌,必须要考虑到:一是评价指标的必要性和本质应是直接接触和评价对象的核心问题。设置必要的评价指标、舍弃必要性不大的指标,以免混杂在里面干扰影响评价结果的真实性;二是全面性,设置的评价指标应能全面地反映出被评价对象的各个主要侧面.综合评判法是一种比较理想的选型方法,对各种的农业机械均可得出比较客观的结论。

  选型的工作程序

  根据广西广西水稻的资料显示,本文在对农业机械选型时,采用专家调查法、模糊综合评判法和层次分析法等方法对水稻田间生产过程中各作业环节机型进行选型。虽然不同作业环节的作业项目的机械设备不同,但每项作业的选型程序和方法基本是相同的。为此,仅以插秧机选型为例,说明选型的工作程序,如下图5-1:

  图5-1

  但是为了方便本文的研究,可以将其选型工作程序简化成以下图5-2:

  图5-2

  机器的选型过程分析

  1、目前广西区水稻全程机械化的主要农业机器

  就水稻生产而言,动力机和作业机的选型主要是耕整地作业机的选型。资料显示目前广西省在农业生产过程中使用到的拖拉机、作业机、机动插秧机和收获机的类型如下四图显示:

  (1)拖拉机

  表5-1:

大 类

小 类

品 目

代码

名称

代码

名称

名称

代码

10

动力机械

1001

拖拉机

折腰式方向盘拖拉机(配套动力≤14.7kW))

100198

方向盘式拖拉机

100199

多功能拖拉机

100120

       

手扶拖拉机

100121

柴油机

100122

  (2)作业机

  表5-2:

大 类

小 类

品 目

代码

名称

代码

名称

名称

代码

01

耕整地机械

0101

耕地机械

铧式犁(三铧犁以上,耕深≥30cm;双铧犁,耕深≥40cm;单铧犁,耕深≥50cm)

010101

旋耕机(耕宽60-90 cm)

010105

耕整机

010106

微耕机

010107

开沟机(两行以上,沟深≥30cm)

010109

深松机(深松深度≥40cm)

010111

  (3)机动插秧机

  表5-3:

大 类

小 类

品 目

代码

名称

代码

名称

名称

代码

02

种植施肥机械

0202

育苗机械设备

秧盘播种成套设备(含床土处理)

020201

种子处理设备(含等离子体处理、采摘、调制、浮选、浸种、催芽、脱水、脱芒等)

020203

营养钵压制机

020204

其它育苗机械设备(含秧盘、秧架等)

020299

水稻播种机

020233

施肥机

020356

  (4)水稻联合收割机

  表5-4:

大 类

小 类

品 目

代码

名称

代码

名称

名称

代码

04

收获机械

0401

谷物收获机械

小型半喂入水稻联合收割机(割幅≤120cm)

040105

背负式水稻联合收割机

040103

水稻割晒机

040108

斜挂式收割机(含割铺机)

040199

小型轮式全喂入水稻联合收割机(喂入量<2.0kg/s)

040101

小型履带式全喂入水稻联合收割机(喂入量<1.0kg/s)

040102

  2、目前适合广西规模化作业的主要农业机器的机型参数

  目前在国内农机市场了解到农机产品众多、机型杂乱。广西区内目前主要的农机装备的选型标准为:拖拉机以60到80马力段和120以上马力段为主;大中型农具由传统的耕、耙、播单一功能作业机械向高效复式作业机械的 方向发展;水稻插秧机以8行、6行和4行高速插秧机为主;联合收割机以140马力以上全喂入型和60马力以上半喂入型(水稻专用)为主。

  (1)拖拉机主要机型

  ①东方红-X754: 75马力,价格9.25万元/台。东方红4105了53发动机或新柴 498发动机、国I排放标准,双作用离合器,变速箱8+4档位,啮合套换档,液压转向,540 / 720转(8键)电源输出,免维护电池,力位置调整,快速改变分时装置。

  ②东方红一X804: 80马力,价格10. 30万元/台。发动机的标定功率:(12小时功率)58.8kw;变速箱:前进档12个,倒退档4个;带差速锁;动力输出720r/min;全液压转向;啮合套换档;液压系统调节方式:三点悬挂类:二类;一级液压输出。

  ③东方红一1204: 120马力,价格19.20万元/台。发动机的标定功率(12小时 功率):88kw;变速箱:12个前进档、4个倒退档:换档方式:哨合套式;带差速锁;输出功率540 /双转速1000r/min;全液压转向器;液压系统有两组液压输出;液压系统调节方式:力、位置调整;三点悬挂类:Ⅱ类。

  (2)插秧机械主要机型

  ①洋马VP4C:功率:3KW,乘座式,价格:6.00万元/台;行数:4行;行距:300MM,作业效率:2-4亩/小时。

  ②洋马VP6:功率:7.71KW,乘座式,价格:11.50万元/台;行数:6行;行距:300MM作业效率:4-9亩/小时。

  ③洋马VP8D:功率:14.7KW,乘座式,价格:17.80万元/台;行数:8行;行距:300MM,作业效率:10-12亩/小时。

  (3)收获机主要机型

  ①洋马AG600: 60马力,价格25. 40万元/台。4行,割幅:1.45米,立式半喂 入结构,履带行走结构,纵向单轴流滚筒。损失率小于3%,破碎率小于1%。

  ②久保田588I-I: 60马力,价格25. 10万元/台。4行,割幅:1.45米,立式 半喂入结构,履带行走结构,纵向单轴流滚筒。损失率小于3%,破碎率小于1%。

  根据水稻作业任务,采用专家调查法进行选型,主要需要以下作业机械:

  拖拉机:60到80马力(主要用于水田平整、播种、田间管理等操作)和120马力以上的分段(耕地、整地、深松作业)。主要以东方红牌75马力/80马力/120马力大中型拖拉机为主。

  收获机械:收获水稻的机型以半喂入机型以洋马AG600和久保田588-1 等60马力以上机型为主。

  插秧机械:以洋马VP8D高速插秧机为主,配套硬盘机械化育秧流水线设备。

  耕整机械:铧氏犁、液压偏置重耙、28片轻耙、水田埋茬起浆整地机等。

  作业机组的编制

  作业机组编制的目的

  在农业机械化生产中,农业机器主要以机组的形式来运行、作业和管理。机组编制的主要任务就是要给机组选择一合适的速度和牵引力利用范围,使机组能满足农业技术要求,且生产率和经济性都很高。

  机组是机械化农业生产的基本操作单元,由三部分组成,动力部分、传动部分和工作机械。机组的功能主要取决于农业技术要求和农机具性能;同时,应同时,应保证序在宽度和生产力协调相邻的操作。根据不同需要组成的机组,可以完成一项或者多项作业。再者机组根据在工作时是否移动的特点可分为移动式机组、半移动式机组和固定式机组三种:半移动机组的特点是工作过程中机组的一部分(常常是作业机具和传动部分)处于移动状态。例如各种绳索牵引机机组;固定式机组的特点是整个机组在工作过程中都处于固定状态。因而,只能担任一些固定作业,例如抽水,脱谷等;移动式机组的特点是机组的所有组成部分在工作过程中都是处于移动状态。移动式机组的典型代表是拖拉机机组,它在农业生产中占有重要地位。另外,根据单元结构方案的三个组成部分,将拖拉机单元分为三种类型,牵引式、悬挂式和自走式;按机组一次完成工序的多少可分为单式作业机组和复式作业机组;按完成类型的操作可分为耕地、播种单位等;按动力不同可分为热力机组(如以柴油机、汽油机、煤气机为动力的机组)、电力机组、人畜力机组和其它动力机组(如风力,水力等)。

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