水稻机械化直播优势、问题与发展对策

2022-04-11李仿舟朱礼好

农业工程 2022年1期

李仿舟，朱礼好

(1.安徽省农业机械试验鉴定站，安徽合肥 230031；2.农业农村部农业机械化总站，北京 100122)

0 引言

随着我国新型城镇化的不断推进，农村劳动力转移加速、老龄化问题日益明显，截至1998年底，我国60岁以上老人达到1.32亿，并以年均3.32%的速度增长[1]。

传统水稻种植方式与技术越来越呈现出一定的不足，难以满足水稻高质量生产与发展的需求，也与从事农业生产的农民利用农业机械减轻劳动强度、利用机械化生产节本增效的出发点不一致。更难以与现代化新农村发展的趋势保持同步、助力乡村振兴事业的发展。典籍已有记载，我国具有采用水稻直播栽培的悠久历史，北魏综合性农学名著、世界农学史巨著《齐民要术》中就有关于直播发芽稻种的记载。

根据当前的形势统计，目前我国不同地区农民采用的水稻种植方式，主要包含人工插秧、人工直播、机插秧、机直播和机抛秧等形式，其中机插秧、机直播和机抛秧在当前来看，是未来一段时间我国水稻种植机械化的主要方向。从功能特点看，机插秧较好地促进了水稻机械化种植发展要求，但受到农民投入大、育秧技术要求与成本较高、一些地区交通设施落后及田间机耕道路不畅等因素影响，一定程度上限制了机器插秧的发展潜能与推广进度，而近年来水稻机械化直播技术的试验和推广，表现出更优越的便利性与经济性，可进一步节省劳动力、缓解劳力季节性紧张的矛盾，对更好地提升水稻栽培机械化发展水平、实现节本增效、增加农民收入有着更现实的意义，更具广阔乐观的推广应用前景。

1 水稻机械化直播类型和优势

1.1 直播类型

机械化直播按作业条件分为水直播和旱直播；按作业方式分为条播、点(穴)播和撒播；按动力分为人工播种和机械播种(手扶式、独轮乘坐式、四轮乘坐式和飞机航播)。按排种器结构分外槽轮式、振动气流式、往复滑板型孔式、水平圆盘型孔式、带式、窝眼式、内充种斗式和鸭嘴式。我国水稻直播机的类型主要以水直播为主的，其次是稻麦通用的旱直播条播机。旱直播方式通常是在有沟系配套的较为平整的麦田内，用机械一次性完成包括浅旋、播种、覆土和镇压等作业工序。水直播方式则是在田块经旋耕灭茬平整后且土壤尚处于湿润或薄水状态下，不经过育秧、移栽，使用水直播机将浸种催芽至破胸露白后的种子直播入大田[2]。

1.2 水稻直播机应用及试验

水稻直播机是把水稻种子直接播入土中，无须移栽的作业机具。试验机具选用禾田2BDZ-10B(HJZ1025)型自走式水稻穴直播机，其技术参数如表1所示。

对水稻直播机进行田间性能试验。试验时间：2020年5月22日；试验地点：安徽省全椒县襄河镇教场村老郢组。试验地块进行“两旋”“一平”处理，满足试验条件：空地、壤土、旋耕整地，泥脚深度29 cm，种子千粒质量27.29 g、原始破碎率0.06%。水稻直播机试验结果如表2所示。

表2 水稻直播机试验结果Tab.2 Test results of rice direct seeding machine

试验结果显示，2BDZ-10B(HJZ1025)型自走式水稻穴直播机生产效率远远高于人工点播和人工插秧。排种量与直播机排种轴的转速和前进速度有关，播种时直播机采用的挡位不变、油门要稳，同时机手可通过调节排种轴的转速使其基本保持恒定，这样才能更好地确保排种一致性，并保证播种均匀性。

试验中发现禾田2BDZ-10B(HJZ1025)型自走式水稻穴直播机播种均匀性达到技术规范(DG/T 083—2019水稻直播机)的要求[3]。但是如何能更好地克服田埂通过性需要继续提升。

1.3 主要优势

1.3.1 大幅提高农业劳动生产率

采用直播水稻方式，更有利于机械化操作和无人机播种，节能低碳，同时在当前人工成本居高不下的情况下，能节省大量人工和减轻劳动强度，把农民从“面朝黄土背朝天”的繁重插秧劳动中解脱出来，有效提高了劳动生产率。试验情况显示，与人工插秧相比，采用机械直播的劳动效率比人工提高1.5倍以上。由于直播稻不需育秧、秧苗移栽，节省大量劳动力，从而缓解劳动力季节性紧张的矛盾。有利于大面积播种，直接增加复种指数，便于大规模经营机械化种植水稻。机械直播从整地、播种、植保直到收获环节，均可实现“一条龙”全程机械化作业，大大减少了人工，减少了种植成本，提高了生产效率，有利于农业生产规模化与集约化发展。

1.3.2 提高资源利用率和土地产出率

由于直播稻直接在大田中播种，不需要进行育秧或专门用于育秧的水田，在不存在前后茬冲突的一年一熟水稻种植区，可以有效节省种植者的育秧成本，提高种子等资源利用率和土地利用率；而在多熟制季节性冲突不突出的水稻种植区，则可减少前茬作物因预留于秧田而不能插秧导致的产量与收入损失。但在茬口季节性紧张的水稻种植区则不建议采用，以免使农户或其他种植者的最终产量和收益水平受到影响。

1.3.3 缩短生育期提升水稻种植时效

由于直播稻无需进行拔秧断根和移栽后返青活棵的程序，秧苗“体质”更好，单株秧苗所获营养面积更大，有利于个体的生长发育，又因播种量小使种子入土更浅更均匀，避免了移栽所需过程的伤苗因素，促进了秧苗更早分蘖[4]。早分蘖、生长快、有效穗数更多，每穗总粒数降低，灌浆结实成熟时长也相应缩短，因此直播稻的全生育期也缩短。试验显示，直播稻的生育期一般比同品种(组合)同期播种的移栽稻生育期缩短10 d，有利于多熟地区的水稻生产，节本就等于增收，有利于提升种植者的全季性或年度性收益。

1.3.4 提升种植者经济效益

直播稻由于有上述省时省工省力、不占用秧田、大田生长期缩短和机械化作业程度高等原因，使得生产成本大幅度降低，投入产出率增高。经试验，一般可节省用工60个/hm2，减少施用尿素约60 kg/hm2，节省生产成本750元/hm2，单位投入产出率比移栽稻高20%～25%，经济效益显著提高。若大规模经营采用机械化生产，则经济效益会更高。

2 存在的问题

2.1 秧苗长得不整齐

通常来说，农民种植水稻要想获得高产量，需要保证稻苗质量高。而机械化直播水稻，在出苗时的整齐度一般较差，因而种植者需要在播种前将田地进行平整，使机械直播的深度一致，保证直播密度更加合理、出苗更加整齐，并对稻苗进行严格精细的水分管理，可有效提升水稻秧苗质量[5]。

2.2 秧苗易出现倒伏

因为直播稻不需经过移栽程序，稻苗的根系生长较浅，又因秧苗根系密度大且附着力差而更容易出现倒伏现象[6]。改进这一现象，可在稻苗幼穗分化期前就开始露晒田，使阳光可以更好地照射到秧苗根部、享受更多日照时长，能有效提高秧苗的抗倒伏能力。

2.3 增加田间管理环节

在水稻生长的前期时因秧苗短小稚嫩，土壤水层比较低或者无水层，容易导致田间杂草疯长形成草害。如果种植者的田间管理不精细、不到位、杂草去除不彻底，就会导致稻苗所享受的阳光与营养等被杂草争夺，使水稻秧苗的生长与发育受到影响[7]。

2.4 草虫害影响水稻生长

机械化直播生产时如果翻耕田地的深度不够或者灌溉水不足，杂草就容易在田边、沟边生长，如不对其及时处理就会出现较严重的虫害。杂草种子存在于土壤表面易产生草害，对水稻生长产生较大危害。而虫害不仅对幼苗根系有危害，也会导致水稻秧苗生长缓慢甚至停止生产；同时还会危害水稻叶片的生长，使之出现倒伏现象。

3 对策建议

(1)稻田的平整度、精细化管理程度、水稻品种、种子选择及种子催芽质量都直接影响到播种效果。因此在水稻播种前要对土地进行有效平整，让田地表面平整均匀。建议大力推广应用激光平地装备或卫星平地装备，使水稻在最有利的环境中生长，增加水稻产量[8]。

(2)在水稻生产管理中，要从促苗及肥水管理入手。促苗可减少水稻秧苗的不足，及时让稻苗发穗生产；控苗可以把水稻叶面积控制在合理的范围内，避免无效分蘖，确保水稻的正常生长。促苗、控苗措施双管齐下同时施用，能大大降低水稻倒伏现象，利于后期管理与收获。此外要在不同时期根据水稻生长的需水量进行合理有效灌溉，促进水稻生长质量。

(3)在农业生产实际防治草害与虫害中，要及时喷洒农药防治害虫，可以采用化学除草与机械除草相结合的技术，应用北斗导航技术进行精准定位对行除草，可有效去除行间杂草。使用除草剂时要根据杂草的种类选择不同的农药，在具体使用时应严格按照说明书中的比例，如果浓度过高，会对环境造成污染；浓度过低又难以起到较好的防治效果[9]。

水稻种子要进行药剂拌种或催芽露白后拌种。使用乘坐式插秧机挂接水稻直播机配套同步侧深施肥机，加改药剂喷雾装置同步进行化除封闭，化学除草的次数可明显减少，减少药肥效果明显，减少种植投入，可以说是水稻机直播技术发展方向[10]。

(4)研究推广水稻智能直播机技术，采用智能APP精准控制排种、排肥；利用强制排种、排肥装置或者风机吹出高速流动的空气将水稻种子和颗肥料粒同时均匀地呈带状输送土壤里，形成种带和侧深肥带的智能精量水稻直播设备。可配备自动测速、漏施监控、堵塞监控和料位监控等多种传感器。

(5)推广应用农用无人机精量直播技术，水稻直播的株距行距可控，可实现精准播撒，效率高。在秧苗生产前期，无人机直播与人工撒播这两种播种方式下的种子与种子间相对分散，在光照、营养物质方面更利于水稻幼苗的前期生长[11]。同时，因为无人机的灵活性，作业不受地形限制，作业补给容易，成本低。