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機械化直播:我國水稻種植的一場技術(shù)革命?
5月18日,在山東省高青縣農(nóng)凱米業(yè)羅錫文院士水稻直播機械化試驗示范基地,由羅錫文院士研發(fā)團隊研制、上海世達(dá)爾現(xiàn)代農(nóng)機有限公司生產(chǎn)的2BDXS-10CP(25)型水穴直播機正在水田里作業(yè)。只見駕駛?cè)藛T輕松地駕駛直播機作業(yè),機械走處,10行筆直的播種溝里,每穴8—9粒種子均勻地排列著,而水則在播種溝之間的蓄水溝中流動。據(jù)駐扎在該基地的山東農(nóng)凱米業(yè)股份有限公司技術(shù)部經(jīng)理李玉剛介紹,該機播幅2.5米,行距25厘米,株距14厘米,一播10行,同步開溝起壟定量播種。“一臺直播機每天可播70畝以上。通過我們的對比實驗,與機插秧相比,水稻直播每畝可節(jié)省成本91.5元,增產(chǎn)50公斤,節(jié)本增效251.5元。”
水稻機械化直播的春天真的到來了?
機械化直播嶄露頭角
目前在我國水稻生產(chǎn)中,機械化種植環(huán)節(jié)**為薄弱,2015年種植機械化水平僅為40%。主要的機械種植方式為機械化插秧。為了提高水稻種植機械化水平,近幾年來,各個水稻主產(chǎn)省都在工廠化育秧方面下大力氣,加大扶持力度,但記者在采訪中也發(fā)現(xiàn),由于工廠化育秧投入成本較大,育秧繁瑣,插秧所需人工較多,人工成本居高不下,加之土地流轉(zhuǎn)還沒有達(dá)到理想的規(guī)?;?jīng)營狀態(tài),各種不菲的成本累加導(dǎo)致進行工廠化育秧的農(nóng)戶或合作社有些彷徨不前。在此背景下,以羅錫文院士為首的研發(fā)團隊在水稻直播機上的突破為水稻直播的大規(guī)模推廣奠定了基礎(chǔ)。
據(jù)了解,水稻直播機械化技術(shù)作為一項輕簡栽培技術(shù),與移栽插秧相比具有四大優(yōu)點。一是省工省力、降低生產(chǎn)成本。水稻直播免除了傳統(tǒng)育秧移栽等環(huán)節(jié),節(jié)省秧田,降低了生產(chǎn)作業(yè)成本。二是縮短生育期。直播水稻沒有拔秧傷根和栽后返青過程,生育進程加快,生育期較移栽稻縮短5—7天。三是提高水稻產(chǎn)量,直播水稻利于低節(jié)位分蘗,穗莖配置優(yōu)化合理,主蘗穗整齊一致,成穗率高、穗數(shù)多,大面積生產(chǎn)可增產(chǎn)5%左右。四是有利于規(guī)模化生產(chǎn)。水稻直播省去了育秧、拔秧、運秧及移栽等生產(chǎn)環(huán)節(jié),提高了生產(chǎn)效率和效益,利于水稻生產(chǎn)的規(guī)?;?。
在高青水稻直播機械化試驗示范基地,來自示范區(qū)蘇家村的種稻“老把式”、65歲的陳樹真告訴記者,他從上世紀(jì)70年代就開始種水稻,人工插秧、人工育秧和人工脫粒勞動強度大,“一個人插秧**快一天也就一畝地,還得帶三個拔秧苗的,一天下來,渾身泥巴,還累得腰酸背疼。前些年開始機插秧,輕松多了,但還得育秧、搬秧苗?,F(xiàn)在好了,秧苗也不用育了,直接播種了。這種植技術(shù)呀,真是三年一改,五年一換,越換越輕松了。”陳樹真由衷地笑著。
作為水稻直播機械化研究團隊,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的羅錫文院士告訴記者,從1998年起,他帶領(lǐng)的研究團隊開始研究同步開溝起壟水稻精量穴播技術(shù)體系,先后研制出同步開溝起壟水稻精量穴播機、同步開溝起壟施肥水稻精量穴播機、同步開溝起壟噴施水稻精量穴播機和同步開溝水稻精量旱穴播機,這些機具的研制成功為水稻直播技術(shù)的推廣提供了裝備支撐。從2006年起先后在全國26個省市推廣,應(yīng)用面積不斷擴大。僅2015年,水稻機械化直播面積就達(dá)到了300多萬畝。“盡管這與全國4.5億畝水稻的種植面積相比,幾乎可以忽略不計,但機械化直播所表現(xiàn)出來的省工省力、增產(chǎn)增效的優(yōu)勢正在吸引越來越多的種植戶,在人口紅利不再的背景下,預(yù)示著機械化直播將有非常廣闊的前景。”
機械化直播到底有多好?
在高青水稻直播機械化試驗示范基地,記者看到這樣一份材料:《傳統(tǒng)育插秧、機械育插秧、水稻水直播成本及優(yōu)勢對比》,李玉剛告訴記者,這份材料是該基地經(jīng)過兩年的對比試驗得出的,材料將三者費用進行了詳細(xì)的對比,包括種子、用地、肥料、草苫子、農(nóng)膜農(nóng)藥、澆水費、基質(zhì)、秧盤及人工費等所有可能涉及到的費用都進行了列支,結(jié)果顯示,傳統(tǒng)育一畝秧苗的費用為115元,機械育一畝秧苗的費用為99.8元;在插秧與直播環(huán)節(jié),人工插秧按每人每天150元費用算,每畝費用為200元,機械插秧每畝為45元,而機械直播成本加上種子費用為每畝103.3元。機械化直播的優(yōu)勢不言而喻。
李玉剛告訴記者,除了成本上的直接優(yōu)勢,在作業(yè)環(huán)節(jié),機械化直播也有諸多利好。在作業(yè)前進速度相同的情況下,由于直播機沒有停機加秧苗的時間,使純作業(yè)時間大大增加,加之直播機的作業(yè)幅寬大于插秧機,所以直播機單機日作業(yè)面積可達(dá)70畝以上,比機插秧作業(yè)效率提高40%。另外,與機插秧相比,機械化直播作業(yè),僅需一名操作手及一名輔助工,用工量大減。
減少作業(yè)工序、省工省力、降低生產(chǎn)成本僅是水稻機械化直播的優(yōu)勢之一,增產(chǎn)增效才是這項技術(shù)受到種植戶青睞的重要原因。
2015年10月14日,水稻收獲季節(jié),羅錫文院士團隊在高青進行了機械化水稻直播的實割測產(chǎn)。測產(chǎn)結(jié)果顯示,畝產(chǎn)達(dá)到668公斤,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)?shù)胤菣C械化直播550—600公斤的畝產(chǎn)量。在全國的其他機械化直播示范基地,豐收的消息也不斷傳來:上海802.3公斤/畝,浙江861.5公斤/畝,安徽752.5公斤/畝,陜西810.8公斤/畝,四川784.4公斤/畝……這些數(shù)字都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國水稻平均畝產(chǎn)450公斤的記錄。
山東高青水稻精量穴直播機械化項目負(fù)責(zé)人、高青縣農(nóng)機局局長趙曉波告訴記者,水稻機械化直播之所以能增產(chǎn),主要是有其技術(shù)上的優(yōu)勢。水稻直播雖然對土地的平整度要求較高,但示范基地通過采用激光平地機,有效地保證了土地的平整度,使水位調(diào)控均勻一致,確保了水稻苗期生長的整齊度,有利于節(jié)水保肥。羅院士團隊研發(fā)的水稻精量穴直播機,行距株距均勻一致,播種精密均勻不漏播缺行,實現(xiàn)了一播全苗,體現(xiàn)了精量播種的優(yōu)勢,同時成穴成行對水稻生長過程中的通風(fēng)采光、增加分蘗、減輕病蟲害的發(fā)生等具有明顯的效果。由于稻種播在壟溝內(nèi),入土適宜,有利于低節(jié)位分蘗,根系發(fā)達(dá),第一節(jié)間短,植株粗壯增強了抗倒伏的能力。這些優(yōu)勢奠定了機械化直播增產(chǎn)的基礎(chǔ)。
大面積推廣還有多遠(yuǎn)?
既省工省力,又增產(chǎn)增效,自2006年起就開始推廣的水稻機械化直播技術(shù)歷經(jīng)10年,種植面積達(dá)到了300多萬畝,但與近幾年快速崛起的工廠化育秧、機械化插秧相比,水稻機械化直播的推廣速度著實有點兒慢。原因何在?羅錫文院士認(rèn)為,主要有兩個原因,一是認(rèn)識問題,二是技術(shù)問題,特別是適應(yīng)水稻直播的農(nóng)藝技術(shù)。
羅錫文院士告訴記者,要一分為二地看待水稻機械化直播,要充分發(fā)揮水稻機械化直播的優(yōu)勢,同時,又要努力規(guī)避機械化直播的風(fēng)險。機械化直播與機插秧相比風(fēng)險要大。直播存在“苗難全,草難除”兩大難題,“苗難全”大多是因為直播后氣溫低和氣候不穩(wěn)定造成的;“草難除”是因為沒有合適的除草劑或除草劑使用的時機不當(dāng)造成的。這兩個問題在歐美一些國家已經(jīng)得到了很好的解決,美國的水稻百分之百采用直播,其中80%是機械化直播,20%是飛機撒播,這是因為在美國是一年一茬,不存在茬口緊張。我國南方雙季稻地區(qū),兩季水稻之間茬口太緊,早稻播早了,可能遇到低溫,晚稻播晚了,又可能遇上寒露風(fēng),所以機械化直播的風(fēng)險加大。在美國,有專門適宜直播的品種,有完善的農(nóng)藝措施和適合當(dāng)?shù)夭シN的直播機械。
羅錫文院士認(rèn)為,直播是個大趨勢,近幾年來日韓等亞洲國家也意識到了直播的優(yōu)勢,已開始發(fā)力。在我國,隨著羅院士團隊研發(fā)的水稻精量穴直播技術(shù)及機具的日益完善,推廣速度也在加快,越來越多的政府官員親眼看到了直播在節(jié)本、省工及增產(chǎn)方面的優(yōu)勢,也開始轉(zhuǎn)變觀念。5月15日在江西舉辦的水稻機械化精量穴播技術(shù)現(xiàn)場觀摩及研討會上,江西農(nóng)業(yè)廳副廳長劉光華就表示,農(nóng)業(yè)部門應(yīng)該認(rèn)真關(guān)注直播技術(shù),加強對直播技術(shù)的研究,順勢推進,跟進服務(wù),發(fā)揮直播優(yōu)勢,規(guī)避直播風(fēng)險。
羅院士表示,水稻機械化直播的大面積推廣既需要政府在政策上的扶持,也更需要實現(xiàn)技術(shù)上的突破。由于我國水稻種植區(qū)域地理條件、氣候條件、土壤條件各不相同,必須探索適合當(dāng)?shù)貤l件的直播技術(shù)和機具。為此,羅錫文院士總結(jié)了搞好水稻機械化直播的七個適宜:適宜的地方,**好在一季稻地區(qū)或麥稻、油稻輪作區(qū);適宜的品種,目前的水稻移栽品種生育期大多在130-150天之間,**好能研發(fā)出生育期120天、畝產(chǎn)量能達(dá)到700公斤、米質(zhì)達(dá)到國家二級的品種,在保證產(chǎn)量的前提下解決水稻種植的茬口問題;適宜的方法,目前水稻直播有水直播和旱直播兩種方式,各地應(yīng)因地制宜選擇種植方式,旱直播**好選用沙性土壤;適宜的整地方式,無論種植什么作物,無論水田還是旱田,土地越平整,水、藥、肥才能發(fā)揮更好的效果,激光平地是世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢;還有適宜的播期、適宜的播種量和適宜的管理,播種后到秧苗長到15公分的這段時間里,對水、肥、藥的管理很關(guān)鍵。
羅院士表示,由于我國各地條件不同,要解決好這七個“適宜”,需要農(nóng)機與農(nóng)藝專家同心協(xié)力,在探索中前進,在試點成功的基礎(chǔ)上再大面積推廣。讓他欣慰的是,現(xiàn)在越來越多的政府部門開始關(guān)注這項技術(shù),并撥專項資金予以扶持。像上海機械化直播面積已達(dá)30萬畝,而未來的目標(biāo)是機械化直播面積占80%。目前,水稻機械化直播技術(shù)已在全國26個省落地開花,示范推廣速度越來越快,示范點的試驗效果也越來越好。他相信,機械化直播成為我國水稻種植的主流技術(shù)之一的曙光已現(xiàn),大面積的水稻機械化直播也離我們越來越近。
直播現(xiàn)場
技術(shù)人員正在用土壤水份速測儀檢測即將直播的土地含水量
直播機在水田中進行水稻穴直播的效果
正在成長的直播水稻
2015年9月,羅院士在山東高青試驗示范基地數(shù)稻穗估產(chǎn)量
直播水稻測產(chǎn)
直播水稻根系發(fā)達(dá),不易倒伏
鏈接:國外水稻機械化直播
傳統(tǒng)的水稻育苗移栽種植方式不僅繁瑣,而且水稻產(chǎn)量和效益不高。為了提高水稻生產(chǎn)的產(chǎn)量和收益,水稻直播機應(yīng)運而生。目前,水稻機械化種植水平較高的國家為美國、澳大利亞、日本、意大利和韓國。在以直播機械化為主的歐美,美國**具代表性。
美國是**早實現(xiàn)水稻機械化種植的國家之一,目前已實現(xiàn)100%的機械化直播。水稻直播種植技術(shù)具有勞動強度低、生產(chǎn)作業(yè)成本低、作業(yè)機具簡單、作業(yè)效率高、產(chǎn)量高、適合大規(guī)模生產(chǎn)的特點。美國水稻種植面積約為110萬公頃,水稻生產(chǎn)80%采用機械旱直播,20%用機械水直播(即飛機撒播),平均每日每人飛播種植水稻93.33公頃,水稻生產(chǎn)充分利用水稻生產(chǎn)機械化直播。為滿足水稻直播對整地的要求,美國大量應(yīng)用大型激光平地機械。在水稻直播作業(yè)中,由于雜草的生長比秧苗早,因此雜草控制至關(guān)重要。高效除草劑為水稻直播技術(shù)的推廣提供了強有力的支持,使其在歐美工業(yè)化國家迅速發(fā)展和應(yīng)用起來。
歐洲水稻種植總面積約為45.76萬公頃,平均產(chǎn)量為每公頃6.47噸。其中,意大利種植面積**大,為23.85萬公頃,水稻年總產(chǎn)量約為130萬噸。意大利的水稻種植以水直播為主,在20世紀(jì)70年代就已全部實現(xiàn)了機械化作業(yè),90年代機械化達(dá)到了較高水平。
全球每年約生產(chǎn)6億噸稻谷,澳大利亞出產(chǎn)的100多萬噸實在微不足道。然而,澳大利亞平均每公頃高達(dá)10噸以上的產(chǎn)量卻不能不令人矚目。澳大利亞的稻農(nóng)平均每人種植80公頃的水稻,主要采用飛機直播的方法,其次是采用大型水稻機械化直播種植體系。
日本的農(nóng)業(yè)以水稻為主,近50%的耕地用于種植水稻,機械化主要是機插秧。插秧機普及率已達(dá)99.8%,共同育苗設(shè)施為17%。日本政府非常重視農(nóng)業(yè)科技、研究、開發(fā)和推廣了大量適合本國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的水稻新技術(shù)、新機具,井關(guān)、久保田的水稻插秧機處于**領(lǐng)先水平。在水稻機械化插秧機械化方面達(dá)到了**領(lǐng)先水平。
韓國在20世紀(jì)70年代農(nóng)業(yè)機械化開始起步,并從日本引進水稻插秧技術(shù);水稻生產(chǎn)的耕翻、栽插作業(yè)基本實現(xiàn)了機械化。1987開始,韓國研究出了節(jié)本省工的水稻水、旱直播栽培技術(shù),同時研發(fā)了水、旱直播機。
泰國是稻米生產(chǎn)大國,水稻耕作比較粗放,基本采用直播方式。在多雨低洼地區(qū),農(nóng)民通常插秧種植,但在中央平原灌溉區(qū),農(nóng)民普遍使用經(jīng)過催芽的稻種撒播,水深水稻采用干種子撒播,旱稻常采用條播和點播。
我國臺灣機插秧技術(shù)雖起步晚,1967年才開始引進日本手推式插秧機進行實驗,但發(fā)展迅速,機械化程度較高,1986年機插面積就達(dá)到了98%。由于購買插秧機的農(nóng)民大都從事代插作業(yè),以增加收入,所以大型化是臺灣插秧機的發(fā)展途徑。(摘自《借鑒國外經(jīng)驗發(fā)展貴州水稻機械化精量直播技術(shù)》)
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