播種機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)及存在問題研究

劉 丹 張 鵬 陳 欣

（江西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，江西南昌 330000）

播種是農(nóng)作物生產(chǎn)作業(yè)的重要環(huán)節(jié)之一，要想實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，就必須實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物播種機(jī)械化。眾所周知，由于農(nóng)作物種類繁多，播種作業(yè)的需求各不相同，因此需要播種機(jī)械有較高的適應(yīng)性，能夠?qū)崿F(xiàn)“一機(jī)多用”，滿足各類作物的播種需求。該文通過對(duì)我國(guó)水稻、油菜播種機(jī)械發(fā)展情況和存在的問題進(jìn)行綜述，希望能夠找到一條適合我國(guó)國(guó)情的播種機(jī)械化發(fā)展之路。

1 水稻直播機(jī)械

1.1 水稻生產(chǎn)現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的水稻栽培方法是秧苗移栽，其中包含育秧、拔秧、插秧等環(huán)節(jié)，由于工序復(fù)雜、機(jī)械化作業(yè)程度低，造成作業(yè)所需勞動(dòng)強(qiáng)度大。因此，傳統(tǒng)的水稻栽培方法已無法適應(yīng)人力成本日益提高的農(nóng)村社會(huì)。而采取機(jī)械直播方式，可以省去育秧、拔秧、移栽等繁瑣環(huán)節(jié)，有利于實(shí)施水稻機(jī)械化作業(yè)。同時(shí)，機(jī)械直播是稻作種植技術(shù)的一項(xiàng)重大改革，成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)技術(shù)改革的新動(dòng)向，南方小部分地區(qū)如江蘇、浙江、安徽等省區(qū)開始實(shí)行水稻機(jī)械直播。

1.2 水稻直播機(jī)械發(fā)展趨勢(shì) 目前，我國(guó)水稻直播大多采用人工撒播方式，舊有的水稻直播機(jī)在成穴成行直播上做得不好。因此，從1998年開始，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)開展了水稻精量穴直播技術(shù)和機(jī)具的研究，取得了重大突破。通過五代樣機(jī)研究、試制和試驗(yàn)，成功研制出2BD系列水稻精量穴直播機(jī)，可同步進(jìn)行開溝、起壟和播種，實(shí)現(xiàn)了節(jié)水栽培和防止倒伏。采用穴播方式將破胸露白的稻種播在壟上的播種溝中，采用瓢形型孔輪和2個(gè)充種室設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)播量可調(diào)和精量穴直播。采用彈性隨動(dòng)護(hù)種帶代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固定式護(hù)種板，減少了稻種的破損率和對(duì)排種輪的磨損。由于行距可選、穴距可調(diào)、播量可控，可適用不同品種、不同茬口和不同地區(qū)種植要求，在水稻直播機(jī)械研究領(lǐng)域居國(guó)際領(lǐng)先水平。從2006年起，在國(guó)內(nèi)11個(gè)省區(qū)及老撾、緬甸進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)面積約666．67hm2，結(jié)果表明，精量穴直播水稻比人工撒播、人工拋秧和人工插秧分別增產(chǎn)10%、8%、6%以上[1]。此外，安徽魯班集團(tuán)神牛機(jī)械有限公司研制出“神牛”牌2BD-8型水稻直播機(jī)，配套功率3．8kW，上排式帶狀播種器、行距可調(diào)式播種架，8行播種，播種行距25～30cm，播種株距12～14cm，適播芽長(zhǎng)5mm，可調(diào)播種量2．5～8．0kg/667m2，純生產(chǎn)效率0．33～0．47hm2/h。

1.3 水稻直播機(jī)械存在的問題 水稻機(jī)械直播在我國(guó)南方地區(qū)的應(yīng)用存在一些問題，比如，我國(guó)南方許多地區(qū)的農(nóng)業(yè)耕作為一年兩熟或三熟制，采用直播容易耽誤農(nóng)時(shí)，無法改變以移栽為主的方式；水稻田塊面積小，種植條件、技術(shù)、品種、機(jī)械化程度不可能統(tǒng)一；直播技術(shù)的農(nóng)藝要求較高，而水稻生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模小，購(gòu)買機(jī)械投入大，機(jī)械化作業(yè)效益差，缺少適用機(jī)型。這些因素都限制了水稻機(jī)械化直播的發(fā)展。

南方地區(qū)水稻種植在今后一段時(shí)期仍將以移栽為主，隨著水稻直播技術(shù)的完善和推廣、宜于直播的水稻品種的培育和普及、水稻直播機(jī)具的設(shè)計(jì)和制造，使得水稻直播機(jī)械的需求不斷增加。近年來，高新科技在直播種植上得到了廣泛應(yīng)用，如通過光電傳感器和計(jì)算機(jī)控制機(jī)保證播種質(zhì)量和數(shù)量；通過衛(wèi)星遙感技術(shù)對(duì)地理、環(huán)境、氣候、進(jìn)行精確預(yù)報(bào)，確保了合適的種植時(shí)間；運(yùn)用紅外探測(cè)儀來保證田塊平整度等。

2 油菜直播機(jī)械

2.1 油菜生產(chǎn)現(xiàn)狀 我國(guó)油菜的種植面積和產(chǎn)量居世界首位，以長(zhǎng)江中下游種植面積最廣，常年種植面積0．073億hm2，年總產(chǎn)量在1200萬t以上，其中長(zhǎng)江流域冬油菜為我國(guó)油菜生產(chǎn)的主要產(chǎn)區(qū)，約占全國(guó)種植面積70%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001—2007年我國(guó)油菜種植面積呈逐年減少的趨勢(shì)，2008年開始呈恢復(fù)性增加。與其同時(shí)，我國(guó)每年都需要從國(guó)外進(jìn)口大量的食用油。究其原因，我國(guó)油菜生產(chǎn)方式落后，以人工為主，裝備水平低，生產(chǎn)成本高，收獲過程損失多，比較效益差，不利于農(nóng)民增產(chǎn)增收，導(dǎo)致種植油菜的積極性不斷降低。雖然在2008年由于政策的扶持而使種植面積有了恢復(fù)性增加，但是落后的人工生產(chǎn)格局仍然沒有改變。

油菜播種分為直播和移栽2種方式，直播主根粗長(zhǎng)，根系入土深，能吸收土壤深層的水分和養(yǎng)分，因而其抗旱抗倒伏能力強(qiáng)，移栽能減少種植周期，適合在農(nóng)時(shí)比較緊的地區(qū)應(yīng)用。目前我國(guó)的種植手段還比較落后，基本上是傳統(tǒng)的人工直播和育苗移栽方式，兩者均存在勞動(dòng)力投入量大、作業(yè)工序多、生產(chǎn)效率低、種子浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。為了提高油菜的生產(chǎn)綜合效益，急需實(shí)現(xiàn)播種機(jī)械化。2009年，我國(guó)的油菜播種機(jī)械化程度僅為11%。油菜播種作業(yè)包括前期的破茬清障、整地、開溝環(huán)節(jié)，以及后續(xù)的播種、施肥環(huán)節(jié)，而當(dāng)前研究、推廣、試驗(yàn)的播種機(jī)主要集中在播種和施肥環(huán)節(jié)。

2.2 油菜直播機(jī)械發(fā)展趨勢(shì) 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜機(jī)械化直播技術(shù)與裝備研究開發(fā)課題組在多項(xiàng)國(guó)家、省部級(jí)科研課題的支持下，“十一五”期間完成了專有核心技術(shù)“氣力式油菜精量播種技術(shù)”的研究，開發(fā)了一種集開溝、帶狀種床旋耕/全旋、免耕松土、精量播種、施肥和覆土等功能于一體的油菜精量聯(lián)合直播技術(shù)及配套機(jī)具“2BFQ-4型油菜精量聯(lián)合直播機(jī)”（少耕和旋耕2種形式）、“2BFQ-6型油菜精量聯(lián)合直播機(jī)”（全旋）。創(chuàng)新性地提出了正負(fù)壓組合的氣力式油菜籽精量排種技術(shù)及其排種器，將逆向旋耕開溝、破茬、帶狀種床旋耕、氣力式精量播種、肥料正位深施、覆土和地輪仿形等多項(xiàng)技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)了油菜精量播種聯(lián)合作業(yè)，在滅茬旋耕與防堵、開溝的畦面回土均勻分布、新式仿形地輪三方面有較大創(chuàng)新。2009年，通過湖北省科技廳鑒定，該技術(shù)新穎、實(shí)用、高效，能有效滿足實(shí)際生產(chǎn)對(duì)油菜機(jī)械化精量聯(lián)合播種技術(shù)和裝備的迫切需要，適用于油菜產(chǎn)區(qū)未耕地或有作物秸稈殘茬覆蓋地，“稻-油”“棉-油”等多種種植模式的油菜精量播種。在高茬田的使用能避免燃燒前茬和秸稈，旋耕滅茬后還能增加土壤的有機(jī)物含量，高度集成化聯(lián)合作業(yè)也減少了作業(yè)環(huán)節(jié)以及對(duì)土壤的壓實(shí)和破壞，體現(xiàn)了良好的環(huán)境效益。2009年，在油菜秋播生產(chǎn)中，在湖北、四川、重慶、浙江等省區(qū)示范推廣，累計(jì)示范666．67hm2，推廣0．67萬hm2。生產(chǎn)率0．37hm2/h，平均節(jié)約用種量150～250g/667m2，節(jié)約用肥15～25kg/667m2，節(jié)約用工5個(gè)/667m2，可累計(jì)節(jié)約成本125元/667m2[2]。

2006年，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制出2BYF-6型油菜免耕直播機(jī)，根據(jù)油菜籽粒度小、易破碎、播量小的特點(diǎn)，使用自主研究出的偏心輪型孔輪式專用精密排種器，實(shí)現(xiàn)一個(gè)排種器播3行，同時(shí)能方便地清除種子箱和排種器中剩余的種子；使用單軸式離合器、輪式仿形機(jī)構(gòu)；運(yùn)用紅外線傳感器與單片機(jī)控制，實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成播速及播量信息，對(duì)于指定時(shí)間內(nèi)播速為0的通道予以聲光報(bào)警；集播種、施肥、開排水溝及對(duì)已播種子和肥料覆土功能于一體，實(shí)現(xiàn)了油菜栽培的免耕播種，解決了免耕直播油菜土層覆蓋問題[3]。主要技術(shù)參數(shù)為：種子播量1．5～4．5kg/hm2，肥料播量225．0～450．0kg/hm2，排水溝寬240mm；排水溝深≤200mm（可調(diào)），單邊覆土寬度≥1000mm；播種行數(shù)6行，行距250mm（可調(diào)），生產(chǎn)率0．10～0．15hm2/h。此外，2007年南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研制出與手扶拖拉機(jī)配套的2BY-3型油菜精少量直播機(jī)，與36．78kW以上拖拉機(jī)配套的能一次完成旋耕滅茬、播種、施肥、開溝和覆土工序的2BKY-6F型免（少）耕油菜復(fù)式作業(yè)直播機(jī)，兩者行距350mm（可調(diào)），播種量1．5～4．5kg/hm2，播種深度0～30mm，合格率≥80%，作業(yè)效率0．30～0．35hm2/h[4]。

2.3 油菜直播機(jī)械存在的問題 機(jī)械化直播可以為油菜種植帶來良好的效益，但目油菜前直播機(jī)械還存在很多問題：油菜直播機(jī)械機(jī)型整體來看仍然較少，在農(nóng)田作業(yè)中應(yīng)用的機(jī)型存在粗制濫造、適應(yīng)性不強(qiáng)等問題；油菜直播機(jī)由于采用重力充種，限制了自身的播種效率，無法實(shí)現(xiàn)高速直播；油菜直播機(jī)在完成單行作業(yè)后，需要重新定位才能繼續(xù)作業(yè)，大幅降低了油菜的播種效率[5]。針對(duì)目前我國(guó)油菜播種機(jī)存在的問題，需要從兩方面入手解決：一是對(duì)已有油菜直播機(jī)型進(jìn)行完善、改造，以性能優(yōu)化和效率提高作為發(fā)展方向；二是要開放思維，引入氣力式排種、無人機(jī)播種等先進(jìn)播種方式，爭(zhēng)取設(shè)計(jì)出科技含量較高的新一代油菜播種機(jī)械[6]。