高瞻遠(yuǎn)矚為農(nóng)業(yè)服務(wù)創(chuàng)新科研促產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

張晗

我國是農(nóng)業(yè)大國，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為大勢所趨。在農(nóng)村勞動(dòng)力日益減少同時(shí)價(jià)格日益上升的狀況下，以土地利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率同時(shí)提高為目標(biāo)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化，特別是水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化，成為了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)一步發(fā)展的出路所在。然而，按照農(nóng)業(yè)部的規(guī)劃，到2015年全國水稻生產(chǎn)機(jī)械化種植（包括機(jī)插、機(jī)播和機(jī)拋）比例也只要求達(dá)到45%，遠(yuǎn)低于機(jī)耕、機(jī)收的比重，可見在我國全面實(shí)現(xiàn)水稻機(jī)插、機(jī)播，還有很長一段路要走。欽州學(xué)院首任發(fā)展規(guī)劃處處長馮國祿教授，多年來一直從事農(nóng)業(yè)資源利用和環(huán)境方面的研究，他主持的“雜交水稻育插秧新技術(shù)提質(zhì)優(yōu)化研究”項(xiàng)目，為雜交水稻的機(jī)械化種植進(jìn)一步發(fā)展做出了巨大的努力，并取得了可喜的成績。

創(chuàng)新突破技術(shù)瓶頸

馮教授介紹說，欽州市是個(gè)農(nóng)業(yè)大市，主要糧食作物是水稻，提高稻谷的產(chǎn)量和減輕水稻種植農(nóng)戶的勞動(dòng)強(qiáng)度是我們科技工作者的主要職責(zé)和任務(wù)。據(jù)了解，目前欽州市水稻種植的秧苗移栽方式有手插、拋秧和少量的機(jī)械插秧。為了提高秧苗移栽功效和減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度，他主持的“雜交水稻育插秧新技術(shù)提質(zhì)優(yōu)化研究”項(xiàng)目研究，擬引進(jìn)專利技術(shù)，進(jìn)行水稻育插秧新技術(shù)的集成與創(chuàng)新，探討了雜交水稻育插秧的各項(xiàng)配套技術(shù)措施，形成適合欽州市雜交水稻產(chǎn)栽培技術(shù)措施，為大面積推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。該項(xiàng)目根據(jù)我國國情，對水稻機(jī)械育插秧技術(shù)進(jìn)行提質(zhì)優(yōu)化研究，創(chuàng)新雜交水稻栽培新技術(shù)，以期實(shí)現(xiàn)水稻栽植經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的最大化。

馮國祿教授主持的這一項(xiàng)目開始于2008年7月，主要研制適用于山丘區(qū)梯田、小田和雜交水稻秧、超級稻秧（包括雜交水稻大田秧和制種母本秧），也可用于常規(guī)稻秧機(jī)械化育播秧（介于拋秧與插秧之間，故稱播秧，即在大田播帶土秧）的小型、輕便、優(yōu)質(zhì)、高效、廉價(jià)、環(huán)保的系列機(jī)具與技術(shù)。其設(shè)計(jì)思路非常新穎，是基于拋秧原理與技術(shù)的設(shè)計(jì)思路，在綜合考慮我國國情的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的一種介于人工插秧與人工拋秧之間的“人力手搖式水稻育種播秧系列機(jī)具”（簡稱播秧機(jī)）。目前研發(fā)的雜交水稻大田秧和制種母本秧的育播秧系列機(jī)具和技術(shù)，已基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)，并已獲得3項(xiàng)國家專利。

該項(xiàng)目使用“一種水稻播種育秧裝置”（專利號(hào)：201020232498.1）、“一種新型育秧盤”（專利號(hào)：201220410772.9）、“一種插秧機(jī)”（專利號(hào)：201010205561.7）三種發(fā)明和實(shí)用新型專利技術(shù)，進(jìn)行研究內(nèi)容的“預(yù)分插種”，即通過預(yù)分插種器在育秧盤上定量定距高密度精量插種，實(shí)行規(guī)?；?，以提高成秧率，節(jié)省秧田。同時(shí)再進(jìn)行研究內(nèi)容“機(jī)械插秧”，即將育成的預(yù)分秧苗，使用插秧機(jī)進(jìn)行機(jī)械播（插）秧。利用插秧機(jī)將預(yù)分插種器所育成的秧苗（2葉-3葉1心帶土秧苗）捅插掉地成行或列，實(shí)現(xiàn)規(guī)則式拋秧。

與目前我國現(xiàn)有的插秧機(jī)相比，該項(xiàng)目技術(shù)具有 “小型輕便，面向山區(qū)；手動(dòng)驅(qū)動(dòng)，節(jié)能環(huán)保；定量播種，節(jié)約秧田；底部捅插，規(guī)則播秧”等獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢。同時(shí)，該項(xiàng)目技術(shù)主要通過目測控制、移動(dòng)步幅，一次插秧可使36或15顆秧苗同時(shí)落地（拋秧），功效比人力提高10倍以上，可顯著增產(chǎn)和節(jié)約成本，其關(guān)鍵技術(shù)具有一定的先進(jìn)性，其創(chuàng)新性在于采用“秧苗倒放、底部捅插、落體定苗”新技術(shù)。

（1）秧苗倒放。傳統(tǒng)插秧機(jī)秧苗向上放置（正放）便于秧爪快速扯抓，易傷秧苗且插后恢復(fù)、返青期較長。該技術(shù)首次采用秧苗“倒放”方式，較好地避免和解決了“正放”方式易出現(xiàn)的傷秧苗的問題。

（2）底部捅插。該技術(shù)采用秧苗倒放后，結(jié)構(gòu)上部插秧爪則從原來的由上而下捅插變?yōu)閺难肀P底部捅插，較好地解決了秧苗“正放”易出現(xiàn)傷秧苗的問題。

（3）落體定苗。該技術(shù)秧爪捅插后的帶土秧苗從60厘米高處自由落體運(yùn)動(dòng)，空中轉(zhuǎn)體將秧苗落體定苗于大田，實(shí)現(xiàn)了大田規(guī)則式均勻拋秧的目的。

這一技術(shù)的完美運(yùn)用，達(dá)到了淺插平穩(wěn)、無明顯回青期的規(guī)則式拋秧效果，也是該技術(shù)能夠增產(chǎn)增收的根本原因所在，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性。該技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化后，可彌補(bǔ)目前大型插秧機(jī)不能適應(yīng)雜交水稻育種及山丘稻區(qū)水稻移栽的不足，有望解決我國山丘區(qū)水稻機(jī)械移栽技術(shù)的難題，特別是有望解決我國雜交水稻育種的母本稻秧機(jī)械移栽技術(shù)的瓶頸問題。

優(yōu)勢明顯，競爭力強(qiáng)大

目前，很多機(jī)動(dòng)插秧機(jī)基本上都是插多本秧（每蔸插6～8株本秧）的，難以滿足雜交水稻每蔸插1～2株本秧的要求，更難滿足雜交水稻制種田母本秧機(jī)插的要求；如果采取減少插種量來減少秧爪每蔸取秧株數(shù)，在育秧時(shí)又難以形成由根系織成的合格的毯狀秧，不便卷秧上機(jī)。日本在上世紀(jì)90年代全國實(shí)現(xiàn)了水稻機(jī)械育插秧，他們的機(jī)具和技術(shù)都是用于育插常規(guī)稻多本秧的，很少用于雜交稻。這類機(jī)具和技術(shù)對我國東北三省和江蘇省等以常規(guī)稻為主的省份基本上是適用的，因此這些省份的機(jī)械育插秧發(fā)展較快；但用于近占水稻種植面積六成的雜交水稻時(shí)，問題就不少了。

中國地域廣闊，農(nóng)藝差異性大，而且插秧機(jī)整機(jī)可靠性與用戶的需求有一定的差距，部分機(jī)具的適應(yīng)性不強(qiáng)。各機(jī)型對秧苗的適應(yīng)性較好，但在栽插雜交稻、超級稻，機(jī)具設(shè)置大株距擋時(shí)，存在插秧穩(wěn)定性差的缺陷。另外，現(xiàn)有各種型號(hào)的機(jī)動(dòng)插秧機(jī)，雖然插秧功效相對較高，但還存在插秧質(zhì)量不穩(wěn)定、傷秧較重，因而插后返青期較長、機(jī)具笨重不便在缺少機(jī)耕道的山丘區(qū)小田和梯田運(yùn)作、價(jià)格昂貴、目前難以為我國稻區(qū)農(nóng)民普遍接受、對水稻生產(chǎn)社會(huì)化程度要求較高，因而與我國多數(shù)稻區(qū)低下的水稻生產(chǎn)社會(huì)化水平還不相適應(yīng)等問題。

與當(dāng)前國內(nèi)外同類技術(shù)的主要參數(shù)、效益、市場競爭力的綜合比較。馮國祿教授主持的項(xiàng)目技術(shù)系列機(jī)具的設(shè)計(jì)原理和具體設(shè)計(jì)，完全不同于日、韓以及我國主流機(jī)動(dòng)育插秧機(jī)具的設(shè)計(jì)原理和具體設(shè)計(jì)，是具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原始創(chuàng)新，填補(bǔ)了目前插秧機(jī)不能機(jī)插雜交水稻秧苗的空白，達(dá)到國內(nèi)同類研究領(lǐng)先水平。其中，雜交水稻制種母本秧插秧機(jī)每捅插1次可插15穴（或36穴），功效很高，可節(jié)省大量用工成本。而且，插的是帶土秧，插后即活，無返青期，插后5天即長出1片新葉，7天就開始分苗，克服了機(jī)動(dòng)插秧機(jī)返青期較長的缺點(diǎn)。其優(yōu)勢極為明顯，且競爭力強(qiáng)大。

市場前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益顯著

據(jù)馮國祿教授介紹，該項(xiàng)目技術(shù)的實(shí)施不僅可以極大的減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少勞動(dòng)力的浪費(fèi)，同時(shí)還能提高工作效率，降低稻秧傷亡率，因此，該技術(shù)推廣應(yīng)用市場前景非常廣闊，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

首先，該項(xiàng)研究成果主要用于稻秧機(jī)插的拾遺補(bǔ)缺，也有助于稻秧機(jī)插機(jī)具和技術(shù)的多樣化。我國現(xiàn)有水稻種植面積約2800萬公頃，該成果僅以每年應(yīng)用于100萬公頃（約占全國的1/28，全省的1/4，湘贛粵三省的1/12），每套機(jī)具每年以插秧4公頃計(jì)，則需生產(chǎn)25萬套機(jī)具，總產(chǎn)值約10～15億元?？赏纬梢慌狙頇C(jī)插機(jī)具生產(chǎn)企業(yè)。每套機(jī)具以5年為更新期，這些企業(yè)的產(chǎn)品將有持續(xù)穩(wěn)定的市場需求，具有廣闊的市場空間。

其次，目前全國有水稻種植面積約4.3億畝（其中雜交水稻面積約占60%，約2.6億畝），山丘區(qū)稻田約占栽培總面積的40%。湘、粵、贛、瓊4省水稻種植總面積約有1.4億畝，按機(jī)播1/10計(jì)算，即有1400萬畝的機(jī)播市場潛力，推廣該系列機(jī)具將惠及廣大制種公司和制種大戶，具有顯著的社會(huì)效益。

另外，該技術(shù)的系列機(jī)具比較輕便靈活，播種插秧質(zhì)量較好、效率較高，易學(xué)、易操作、易維修，因而較易為農(nóng)民群眾接受。且項(xiàng)目技術(shù)系列機(jī)具制作工藝和材料不復(fù)雜，容易形成批量生產(chǎn)能力。雖然項(xiàng)目技術(shù)目前還存在系列機(jī)具機(jī)體較重，成本造價(jià)也相對較高等缺點(diǎn)與不足，但進(jìn)一步減輕重量和進(jìn)行技術(shù)上的提質(zhì)優(yōu)化或升級改進(jìn)后，進(jìn)行市場開發(fā)，無疑具有較好的社會(huì)效益和巨大的市場前景。

最重要的一點(diǎn)是，該項(xiàng)目技術(shù)是人力牽引于大田播秧，沒有機(jī)動(dòng)插秧機(jī)所需的汽柴油燃料需求，節(jié)能減排；使用的秧盤可回收，不會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生不良影響，具有很好的生態(tài)效益。

積極推廣，促產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

任何科研成果只有轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力才能產(chǎn)生真正的價(jià)值，馮國祿教授深知這一道理，為此，他積極推廣該項(xiàng)目技術(shù)，并闡明該技術(shù)的推廣意義。

1. 技術(shù)先進(jìn)，轉(zhuǎn)化成本低

機(jī)械育插秧機(jī)具產(chǎn)品新技術(shù)獲得國家發(fā)明專利，售價(jià)較低，如果能得到政府農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼，則更能適合當(dāng)前我國多數(shù)農(nóng)民購買力較低的國情；該機(jī)具可滿足我國雜交水稻（約占全國水稻種植面積的60%）播種、育秧和每穴插1～2株本秧的需求；機(jī)具比較輕便靈活，播種插秧質(zhì)量較好、效率較高，又易學(xué)、易操作、易維修，因而較易為農(nóng)民群眾接受；該套機(jī)具制作工藝和材料不復(fù)雜，技術(shù)成本相對較低，容易形成批量生產(chǎn)能力。

2. 一機(jī)多用，適應(yīng)性強(qiáng)

該項(xiàng)目技術(shù)系列機(jī)具具有一機(jī)多用（機(jī)播母本秧、雜交稻大田秧、常規(guī)稻秧）的應(yīng)用前景。因此，對項(xiàng)目技術(shù)產(chǎn)品更換部分零部件，即可用于插雜交稻和常規(guī)稻盤育帶土秧的播插，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。另外，還可進(jìn)一步開發(fā)一系列新產(chǎn)品，例如電動(dòng)或機(jī)動(dòng)機(jī)、人力機(jī)動(dòng)兩用機(jī)、多種型號(hào)的雜交水稻母本秧機(jī)和雜交水稻大田秧機(jī)以及常規(guī)水稻秧機(jī)。

經(jīng)過近6年時(shí)間的推廣，馮國祿教授帶領(lǐng)課題組在湖南張家界、長沙、海南三亞、樂東縣以及廣西欽州市等地，共進(jìn)行了14場次的現(xiàn)場試用與示范，得到了與會(huì)專家和一線生產(chǎn)者的認(rèn)可，己可生產(chǎn)推廣應(yīng)用。

2011年1月中下至2月上中旬，在海南樂東縣佛老村雜交水稻制種專業(yè)戶賈干萍先生的試驗(yàn)田，進(jìn)行了3畝左右的母本稻秧的機(jī)械播秧試驗(yàn)。結(jié)果表明，使用該機(jī)具同比手工插秧，具有較為顯著的增產(chǎn)效果。根據(jù)賈干萍先生的測產(chǎn)記錄可知，本次試驗(yàn)的增產(chǎn)率為10%以上。

在海南三亞雜交制種試驗(yàn)中，還在三亞日報(bào)中刊登了題為“手搖式水稻播秧機(jī)現(xiàn)身三亞鳳凰鎮(zhèn) 比人工快20倍”的報(bào)道，充分展示了該機(jī)具的先進(jìn)性和實(shí)用性。

鑒于該項(xiàng)目技術(shù)具有較大的創(chuàng)新性、處于國內(nèi)同類研究的領(lǐng)先水平以及良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，并于2014年8月28日至9月2日經(jīng)公示無異議，欽州學(xué)院特推薦該項(xiàng)目參評欽州市技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)項(xiàng)，建議等級為一等獎(jiǎng)。

馮國祿教授坦言，目前該項(xiàng)目技術(shù)的系列機(jī)具還存在著機(jī)體較重，成本造價(jià)相對較高等缺點(diǎn)與不足。為此，馮教授將帶領(lǐng)課題組成員進(jìn)一步在減輕重量和進(jìn)行技術(shù)上的提質(zhì)優(yōu)化，并不斷向機(jī)動(dòng)或電動(dòng)方向發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)遙控機(jī)械插秧。為我國水稻機(jī)械化種植技術(shù)的發(fā)展提供強(qiáng)大的科技支撐。