江苏水稻钵苗机插绿色高效栽培技术研究进展

朱聪聪 杨洪建 管永祥 陈震

（江苏省农业技术推广总站，南京210036；第一作者：709364670＠qq.com）

1 江苏机插秧生产现状

水稻既是江苏种植面积最大的作物，也是单产最高的粮食作物[1-2]，种植面积常年稳定在226万hm2左右，单产超过8.40 t/hm2。随着经济社会的快速发展和产业结构的调整，农村劳动力大量转移，农事劳作妇女化、老龄化现象不断加剧[3-4]，推广以机插秧为代表的机械化高产栽培技术，对于增强我国农业综合生产能力、保障粮食安全、推进农业现代化具有十分重要的意义[5]。江苏省新一轮水稻机插秧技术历经多年发展，水稻种植机械化装备水平与作业水平大幅度提升。2017年江苏省机插秧面积160万hm2，机插率超过75%，机械化种植水平达80%以上，生产上形成了以毯苗机插高产栽培为主体、机械精量直播面积逐步提高、钵苗机插技术集成示范迅猛发展的局面，为保证江苏省粮食总产稳定和水稻单产持续走在全国前列做出了突出贡献[6-7]。

盘育毯状小苗机插作为我国最早开展研究的机插秧技术，近年来随着推广部门的大力支持和科研人员的研发攻关，配套高产高效栽培技术已相对成熟[8-9]。2017年江苏毯苗机插稻面积达140万hm2，平均单产接近9.40 t/hm2。生产上受秧龄的限制，同期移栽毯苗较人工手插和抛秧晚播10～15 d，生育期明显缩短，导致植株个体生长量减少，高产潜力难以充分发挥，也使生育期稍长的高产水稻品种无法应用[10-11]。毯苗靠加大播种量来满足盘根和减少缺丛的要求，使得密生条件下秧苗素质远不如常规稀植旱育秧，秧龄弹性小。而江苏大部分水稻主产区茬口紧张，换季让茬矛盾突出，“秧等田”、“秧等水”和适栽期不利气候条件等现象极易导致密生毯苗形成超龄弱秧[12-13]。加之刀切式移栽，机插后秧苗有7～15 d的缓苗期，随着秸秆全量还田的普及，机插秧僵苗现象时有发生[14]。机直播水稻由于生育期缩短，用种量大，个体生长和群体物质积累受限，安全生产风险高，只适宜在全年热量条件较丰富的地区配套当地早熟品种合理布局[15]。

2 钵苗机插技术发展概况

上个世纪60年代末，日本学者宫坂昭等设计提出用钵盘提高秧苗素质，增加苗期抗冻能力，主要应用于手栽和人工抛秧[16]。随着育秧技术的提高和插秧机的快速普及，20世纪70年代日本基本淘汰了纸质钵盘转而大量使用塑料钵盘，并于1979年成功研制出多型号的钵苗插秧机[17]。由于钵苗机插实现了土钵壮秧的机械化精确栽植，较好地解决了苗期抗寒和复种地区的茬口问题，兼有机插高效的优势，又避免了毯苗机插的种种缺陷，在日本迅速扩大推广[18]。上世纪末我国东北寒地稻区农垦农场率先引进不同型号钵苗插秧机并开展试验示范[19-20]，广大科研院所就钵苗插秧机国产化进程积极展开移栽设备研发，北京农业工程大学、黑龙江八一农垦大学等科研院校相继推出较为实用的国产水稻钵苗插秧机型[21-22]。但仍存在结构复杂、漏插率高、对秧苗和整地质量要求严格等缺陷，限制了钵苗机插技术在全国范围内的大面积推广，对于热量条件充沛的南方稻区更是只有零星地区应用且多数仍停留在试验改良阶段。

对于经济较发达，钵育抛摆栽、毯状苗机插高产栽培技术理论较为完善的江苏地区，最早于1998年由苏州市水利农机科学研究所进行日本RX-6型水稻钵苗移栽机适应性试验，由于漏插率较高，成永芳等[23]提出缩小机插行距、提高基本苗的建议。2010年，常州亚美柯机械设备有限公司从日本实产业株式会社引进了全套钵体成苗插秧系统，研发出先进的2ZB-6（RX-60AM）型单人乘坐式高速钵苗插秧机和2ZB-6A（RXA-60T）型双人乘座式高速钵苗插秧机[24]。此2种型号插秧机由发动机、行走部、种植部3部分组成，利用推苗棒将秧苗从秧盘中顶出，通过旋转滑道机构传送给种植爪，从而实现将带土钵育壮秧按一定行株距均匀、无植伤地直立摆栽于大田。从2010年开始，扬州大学牵头与常州亚美柯机械设备有限公司、江苏省农垦集团及农技推广部门等数十家企业单位联合成立攻关协作组，在省内水稻主产区展开专题攻关试验，并设置丰产方以及大面积生产验证试验[25-26]。同时，协作组也在安徽、江西、湖北、四川、福建等多地多点进行试验示范，不断加强技术攻关，强化新品种、新技术集成应用，加快集成完善不同熟制和不同生态条件下水稻钵苗机插高产配套技术体系，初步研究形成了水稻钵苗机插绿色高效栽培技术。

近几年，通过加大研发力度和技术创新，钵盘播种覆土、搬运摆盘、大田栽插等机械设备国产化程度明显提高，有效降低了全套机具成本[27]，推广示范面积逐年增加。截至2017年底，江苏省钵苗插秧机市场保有量超300台，全年累计作业面积0.67万hm2，被广泛应用于科研院所及农机农技部门试验示范、优质稻米生产基地、各地大中型农场及规模经营主体，在大规模生产中明显提高了单位产出效益。在南方稻区多年的应用示范中，江苏、安徽、四川、湖北等单季稻区和江西、湖南等双季稻区以及黑龙江等东北寒地稻区纷纷涌现出一系列打破当地单产纪录的高产典型[28]。其中，由扬州大学与兴化市农技推广中心合作实施的“钵苗机插百亩攻关方”，2012—2016年连续创造了我国稻麦两熟条件下水稻机械化栽培高产纪录，百亩连片平均单产超13.5 t/hm2，稻麦周年粮食产量稳超21.0 t/hm2。水稻钵苗机插优质增产技术多年被农业农村部纳入全国农业主推技术名录。

3 钵苗机插水稻生产优势

随着钵苗机插面积的迅速扩大，各地对钵苗机插高产栽培技术标准化、作业规范化、生产规模化都提出了新的要求，并进行了大量农机农艺融合的创新性和适应性试验[29-30]，在钵苗机插关键技术的研究与熟化方面取得了显著成效[31]，从水稻生长发育、产量形成及生产适应性等角度逐步阐明了钵苗机插技术的生产优势。

3.1 秧苗素质高，秧龄弹性大，利于缓解茬口矛盾

以“控种、控水、化控、暗化”处理为核心的旱育壮秧技术，有利于培育4叶期带蘖壮秧，适栽秧龄最高35 d，以将生育期向前延伸的方式，充分利用生长季温光资源。长秧龄壮苗移栽较毯苗机插秧抽穗期和成熟期提前2～5 d，全生育期增加3～7 d。既克服了盘育毯状小苗适栽期短、易超秧龄的问题，也为偏迟熟高产品种应用提供了新的技术途径，避免了稻-麦等两熟地区“双迟双晚”的恶性循环，尤其对缓解淮北、苏中等热量条件欠丰地区的腾茬矛盾具有重大意义。

3.2 移栽基本无植伤，活棵发苗快，利于促进分蘖成穗

钵苗机插作业以顶、推的栽插方式，最大限度避免对钵土盘根的破坏。行丛定距移栽后返青发苗快，精确构建高质量群体起点，早发稳长提高优势分蘖成穗率，利于以较少的基本苗争足穗。针对大面积种植增产潜力大但种子价格昂贵的杂交稻，可显著节省用种量，促进个体素质和群体质量的提高。

3.3 中期库大源足，后期衰减慢，利于形成壮秆大穗

钵苗机插壮秧群体起点高，前期充分利用早生优势分蘖提高个体素质，较高的群体质量和物质积累促进了中后期高光效群体的构建。齐穗期群体株型配置合理，有利于阳光向冠层内部投射，光合生产力大大提高。抽穗后钵苗机插群体光合势高，干物质积累多，根叶活力衰减慢，个体健壮，有利于大穗型品种巨量群体安全库容的有效灌浆充实，使钵苗机插稻“穗大粒多”的增产优势得到充分发挥。

3.4 群体结构优化，利于发挥品种潜力

穴播旱育和早生快发为机插钵苗建立了高质量和高光效的群体起点。机插行距固定为33 cm，较常见的30 cm略增，为个体健壮发育和群体结构优化提供了有利条件。通风透光改善不仅使常规粳稻高密度栽插兼有穗型优势，更有利于繁茂性强、生长量大的大穗型高产杂交品种应用。良好的田间微生态环境既能促进肥效吸收，协调穗粒矛盾，达到“增穗、增粒、增重”的效果，也利于品种抗逆性和品质的提高。

4 水稻钵苗机插关键技术

4.1 钵苗旱育壮秧技术

根据茬口及水稻安全齐穗期确定适宜播期、根据品种类型调整适宜播量是合理确定群体起点的基础。提前做好晒种去芒、浸种催芽和秧板制作、营养土配制等工作，精确调控配套播种机每孔粒数（常规粳稻60 g/盘左右、杂交稻30 g/盘左右），以严格的暗化措施保齐苗全苗（出苗率95%以上）。摆盘前铺设切根网，秧盘摆平摆齐，经压实后盖遮阳网（无纺布），灌平沟水浸透盘底后立即排出，防止渍水影响出苗。2叶期揭膜前湿润灌溉，之后干湿交替、以旱为主促盘根，可结合化控措施促矮壮。另外，苗期要做好田间病虫害防治工作，确保25～30 d适龄壮苗各项指标[32]的实现。

4.2 精确机插密度技术

大田经耕整沉实后实施精确机插，栽前须做好运秧、排秧等准备工作，减少秧苗损耗，提高工作效率。钵苗机插行距固定为33 cm，因水稻品种类型合理确定基本苗（常规粳稻机插株距12 cm，每667 m2栽1.68万丛，基本苗5.9万左右，需秧盘40张；杂交稻株距14 cm，每667 m2栽1.44万丛，基本苗3～4万左右，需秧盘32张），有利于塑造优质群体，改善群体质量，提高产量和品质。插秧机手按“浅、稳、直、匀”的要求，提高栽插质量，促进早生快发。适当缩小换行间距，弥补行距偏大对基本苗数的影响。

4.3 精确施肥技术

在运用斯坦福（Stanford）公式计算出总施氮量的基础上，增施磷、钾、硅肥以及微肥等，N∶P2O5∶K2O 比例要求达到1∶0.5∶0.8。从品质调优和产量提高两方面综合考虑，粳稻每667 m2施纯氮18～20 kg，增加基蘖肥比例，基肥、分蘖肥、穗肥用量调整为 3∶4∶3，促进钵苗早发稳长和低位优势分蘖充分成穗。杂交籼稻基蘖穗肥按3∶3∶4的比例平衡施用，以前期适宜的群体生长量促进中后期高光效群体构建，控制无效生长，延缓叶片早衰。分蘖肥于移栽后5 d、10 d分2次等量施用，穗肥于倒4叶期和倒2叶期分2次施用，既有利于巩固有效分蘖成穗，又能促进壮秆大穗。

4.4 精确灌溉技术

机插秧后，采用浅水湿润灌溉，水深不超过5 cm，并适当露田，促进扎根活棵长粗。之后浅水灌溉，达到80%够苗时脱水搁田，以多次轻搁为主，既可增加土壤的通透性，也有利于低位优势大分蘖生长，促进摇摆分蘖成穗。拔节孕穗期水稻需水量大，期间以“水层-湿润-落干”过程反复交替，以湿为主，养根保叶。抽穗后灌浅水，自然落干至表土湿润，再灌浅水，如此往复直至收获前1周。渗水性差的粘土地若下茬抢播小麦，收获前可少上1次水，提高小麦耕种墒情。

5 生产应用中存在的主要问题及对策

通过多年探索，各地创立了具有一定普适性的水稻钵苗精确高产栽培技术规程[33-34]，基本明确了钵苗机插水稻的生长发育特点与（超）高产形成规律。但生产上在育秧、配套管理措施和农机农艺融合上仍存在一些易影响钵苗机插高产优势充分发挥的薄弱环节。

5.1 关于培育标准化壮秧

实践证明，培育“全、齐、匀、壮”的标准化适栽秧苗，是钵苗机插精确有序构建优良群体结构和充分发挥增产稳产优势的最关键技术[35]。秧苗素质是群体起点的基础，关系着各阶段生长指标能否实现，对最终产量产生重大影响。生产中常常由于对新技术的认识不到位，容易出现秧土板结、窜根、湿粘、缺丛等现象，导致高漏苗率或苗小、苗弱，无法满足机插高产要求，后期人工补栽用工量大，还会增加肥料等投入。行之有效的方法是在机播流水线上通过人工精确补种，将孔穴缺种率降至最低，减少大田用工。结合暗化催芽，能够将处理过的秧盘成苗率提高到99%以上，并显著改善秧苗整齐度，是实现钵育机插匀壮苗在摆盘前的关键步骤。此外，由于土壤理化性状差异，粘土作营养土缺水易板结，过湿则粘性过大，沙质土壤缺水土球易破碎，均影响正常栽插。因此，应于栽前1周严格管水，调控盘土干湿度，及时清除盘面淤泥，减少窜根、碎球和粘连发生。弱苗应于2叶期早施“断奶肥”，补施“送嫁肥”促起身。及时防控秧田期病虫草害，坚持带药移栽，也可起到护苗壮苗的作用。

5.2 关于高产配套栽培技术

江苏作为跨越近4个纬度的农业大省，生态条件复杂、土质类型多样、作物品种繁杂，地力条件和生产管理水平的差异均增加了钵苗机插水稻高产稳产的不确定性，造成部分高产田块年度间产量起伏不定，不同田块和地区间重演性差。因此，关于不同生态区、不同熟制、不同地力水平和不同品种类型相匹配的最优管理措施仍是各地攻关研究的重点。针对不同地区水稻钵苗机插实现产量跨越的制约因素，各地农艺部门还应进一步开展品种筛选、培育壮秧、密度调节、肥水运筹等配套技术研究，因地制宜地制定可复制、易推广的大面积连片稳定高产（11.00 t/hm2以上）的技术规程，发挥高产和超高产典型引领示范作用，扩大技术影响力和辐射面。

5.3 关于作业效率和效益问题

自钵苗插秧机问世以来，相对较高的机械成本导致比较效益优势不明显，成为制约其发展的主要因素。与常规毯状苗插秧机和直播机等相比，钵苗插秧机及专用播种流水线对作业质量要求高，构造复杂精密，相对较高的初期器械投入降低了用户的购买意愿。与毯苗插秧机每天4 hm2的大田作业面积相比，钵苗机插工作效率较低。加之与其配套的秧盘价格较高，假如算上折旧和维护成本，钵苗机插高产效益优势几乎消失殆尽。尽管随着国有化进程的推进和补贴措施的落实，插秧机及其配套器具价格有所降低，但仍限制了其在普通大户、家庭农场和农业合作社中的推广应用。要从根本上解决这一问题，关键是要进一步加速插秧机具及配套秧盘的国产化改造，大幅度降低设备成本。通过改进插秧机分插机构提高栽插效率，以及利用钵苗较高的秧龄弹性实施分批育秧，均可增加插秧机当季作业面积，带动综合效益提升。

5.4 关于机具改进的问题

与插秧机相配套的LSPE-60AM播种机，采用排种辊取种精播，保证在高播量下有较高的穴播精度。但对生产上占有较大面积的杂交粳稻而言，稀播（平均每穴≤3粒）条件下种苗缺穴率提高，必须增加流水线人工补种确保出苗率。籼稻由于粒型较长，排种辊取种精度显著降低，且经过压实轮后易造成种子破损，漏苗率较高。应从提高适用性的角度，加快研发针对不同类型品种、不同粒型的播种部件，满足杂交稻和籼稻品种稀播匀苗的要求。钵苗机插行距限定为33 cm，易造成部分穗数型粳稻品种基本苗不足。适当缩改机插行距，增加栽插密度，更易培育适宜群体起点，以轻简高效的栽培管理措施获得高产，是提高钵苗机插对不同类型品种的适应性，确保丰产稳产的重要途径。针对上述问题，常州亚美柯机械设备有限公司正研发和改进钵苗机插宽窄行插秧机，平均行距为30 cm（27 cm+33 cm），相关绿色高质高效配套栽培技术还有待进一步深化研究。

6 研究展望

钵苗机插水稻实现了定行、定穴、定量、定深栽植，有利于保证栽插质量、早生快发，促进高产群体构建，易于实现农机装备与水稻群体质量栽培、精确定量栽培技术的有机融合。近几年的试验示范表明，钵苗机插已经成为江苏乃至南方稻区打破机插秧单产瓶颈，提高大面积水稻产量的重要途径。因此，加强产学研联合攻关、改进优化机具、匹配集成本土化稳定（超）高产技术规程是破解各地钵苗机插发展应用难题的关键。

6.1 注重大穗型高产品种的应用

品种是作物增产增效和品质改善的前提和基础。钵苗机插水稻“秆壮穗足”和“穗大粒多”的生长优势使大穗型品种增产潜力充分发挥，利用杂交稻分蘖和穗型优势还有利于降低栽插密度，从而显著提高作业效率。近年来，各地钵苗机插攻关方以超大穗型杂交稻甬优品系为材料，在保证适宜穗数、结实率和千粒重的条件下，以极显著的穗型优势屡屡突破当地水稻高产纪录。钵苗机插水稻全生育期延长使偏迟熟高产品种能够安全成熟，扩大了地区适宜品种的选择范围。推广中应重视高产攻关示范与综合性状突出的优新品种搭配，注重钵苗机插在超级稻及地区当家品种上的应用示范效果。

6.2 主动适应规模化、轻简化绿色生产新形势

当前，我国农业已经进入从传统农户分散经营向集约化、专业化、组织化、社会化相结合的新型经营体系加快转变的新阶段，规模化生产成为现代农业的重要特征。钵苗机插技术将传统精耕细作与现代物质技术装备相融合，契合了农业现代化对适度规模和高集约度的生产需求，有利于水稻生产全程机械化的实现，必将在新时期迎来快速发展。然而随着农村人口老龄化的加剧和人们对食品品质、安全要求的提高，要进一步研究省工、省力的轻简化高产栽培技术，加强绿色模式攻关，强化与秸秆还田、节水减药省肥技术等集成配套，实现规模化生产条件下的钵苗机插“高产、优质、高效、生态、安全”的综合目标。

6.3 加大行政推动和政策扶持

钵苗机插攻关协作组通过召开专题会议、加强技术指导、争取奖补等措施，充分调动了协作组成员单位购机用机的积极性。虽然钵苗插秧机已纳入农机具购置补贴范围，但高成本带来的比较效益不突出仍是现阶段制约钵苗机插发展的主要因素。推广上可结合省农机三新工程、农机合作社专项资金项目等实施，加大购机资金补贴力度。有关部门应争取将钵苗机插专用秧盘尽早纳入补贴范围，配合国产化实用性的改造加工，力争全套设备购置成本降低1/3左右。提高钵苗机插在水稻高产增效创建、商品化集中育供秧方面的应用面积，探索高附加值的优质食味稻米、绿色有机高产栽培模式，通过规模化生产和集约化经营增加整体收益，提高市场竞争力。

6.4 改进工作机制，加强服务指导

农机农业管理和推广部门要开展联合攻关，进一步加强农机农艺融合创新研究，形成产、学、研、推、管共同推进的发展氛围。生产上要高度重视对集中育供秧过程的服务指导，强化对插秧机手的技能培训，稳定提高机插作业质量和效率。在关键生育期组织专家踏田指导，因地、因种、因苗、因气候针对性地提出生产管理意见，提高关键技术应用到位率。以多种形式组织基层农技员、合作社、企业、农场等用户进行生产培训和考察交流，学习先进典型经验。进一步完善配套服务保障机制，建立健全维修、培训网络，提高专业化服务质量和水平，满足规模化生产发展需求。