水稻機(jī)械化栽植技術(shù)研究進(jìn)展

翟培軍

摘 要 水稻栽植機(jī)械化是水稻全程機(jī)械化的一大重點(diǎn)研究內(nèi)容，也是水稻種植機(jī)械化研究的主要方向。基于此，對我國水稻種植機(jī)械化的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行說明，詳細(xì)考察并分析了相關(guān)種植技術(shù)在我國進(jìn)行推廣時遇到的問題，介紹了水稻機(jī)械化育秧過程中涉及的細(xì)節(jié)設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)，探討了水稻機(jī)械化移栽技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中遇到的問題，闡述了移栽技術(shù)與其他技術(shù)之間的關(guān)系，并簡要論述了我國水稻栽植機(jī)械化在未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞 水稻;栽植機(jī)械化;插秧技術(shù)

中圖分類號：S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.08.087

水稻是我國重要的糧食作物，我國一半以上的糧食儲備都是水稻。為了有效保證國家糧食安全，進(jìn)一步推動農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力發(fā)展，提高水稻的機(jī)械化生產(chǎn)水平成為水稻生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。

1 水稻種植機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 中國水稻機(jī)械種植面積

2004年我國對購買農(nóng)機(jī)具的農(nóng)民和企業(yè)開始實(shí)施購置補(bǔ)貼，成為促進(jìn)我國水稻種植機(jī)械化發(fā)展的一大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。調(diào)查表明，從2004—2017年，我國大面積推廣水稻機(jī)械化種植技術(shù)取得了初步成果，2017年全國水稻機(jī)械化種植面積是2004年的6倍以上。但是，從整體上來看，到2017年為止，水稻機(jī)械化種植率僅有50%，表明我國剛剛達(dá)到水稻機(jī)械化種植的中級目標(biāo)，還需要相關(guān)部門繼續(xù)努力，以實(shí)現(xiàn)我國水稻種植的全面機(jī)械化[1]。

1.2 影響水稻種植機(jī)械化發(fā)展的因素

1.2.1 水稻毯狀苗機(jī)插秧技術(shù)推廣的影響因素

研究表明，影響水稻毯狀苗機(jī)插秧技術(shù)的原因主要包含兩個方面：社會因素和技術(shù)因素。從社會因素來看，阻礙水稻毯狀苗機(jī)插秧技術(shù)發(fā)展的最重要原因是水稻并非是大規(guī)模集體種植而是戶均種植，不利于機(jī)械操作。此外，農(nóng)民在種植水稻時更偏向于輕簡化生產(chǎn)模式，是制約插秧技術(shù)發(fā)展的重要原因。從技術(shù)因素來看，現(xiàn)有的技術(shù)難以應(yīng)對雜交稻的種植問題，主要表現(xiàn)為育秧取土困難、漏秧率偏高、秧苗質(zhì)量差等。

1.2.2 水稻缽體苗機(jī)栽插技術(shù)推廣的影響因素

水稻缽體苗機(jī)栽插技術(shù)的主要特點(diǎn)包含以下2個方面：1）缽體苗機(jī)栽插技術(shù)對長秧齡壯秧培養(yǎng)具有促進(jìn)作用;2）缽體苗機(jī)栽插技術(shù)下所栽插的秧苗具有分蘗早、彈性大、返青活棵快等特點(diǎn)，有利于增加水稻產(chǎn)量，加強(qiáng)水稻生產(chǎn)的適應(yīng)性。但是，缽體秧苗栽插機(jī)價格極高，且投入效率低、可靠性能極差。然而，該技術(shù)有可能解決雜交移栽難題，因此相關(guān)科研人員一直在對缽體苗機(jī)栽插技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究。

2 水稻機(jī)械化移栽技術(shù)與裝備研究進(jìn)展

2.1 毯狀苗機(jī)插秧技術(shù)

目前，在我國應(yīng)用最廣的插秧技術(shù)是毯狀苗機(jī)插秧技術(shù)。20世紀(jì)70年代末期，我國引進(jìn)了當(dāng)時日本最先進(jìn)的水稻插秧機(jī)，并以該設(shè)備為基礎(chǔ)，研制了一系列國產(chǎn)機(jī)，對我國水稻插秧機(jī)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響，為我國水稻的機(jī)械化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。此后，我國先后研制了多種具有先進(jìn)性的水稻插秧機(jī)，但是該技術(shù)依舊存在許多問題。

2.1.1 品種問題

現(xiàn)有的毯狀苗機(jī)插秧技術(shù)并不能夠適應(yīng)雜交稻的種植，且該技術(shù)的播種密度大，使得秧苗不能得到足夠的生長空間，導(dǎo)致秧苗素質(zhì)差、機(jī)器插植后秧苗受損嚴(yán)重，嚴(yán)重削弱了雜交稻在生產(chǎn)生育能力上的優(yōu)勢。目前，并未發(fā)現(xiàn)機(jī)械適應(yīng)性強(qiáng)且品質(zhì)好的水稻品種。另外，相關(guān)調(diào)查顯示，我國很少會將“機(jī)械化生產(chǎn)適應(yīng)性”作為評定水稻品種培育過程中的標(biāo)準(zhǔn)之一，導(dǎo)致相關(guān)問題遲遲得不到解決，造成雜交稻難以大規(guī)模機(jī)械化培育。

2.1.2 種植制度問題

在我國水稻生產(chǎn)總面積中，50%以上都是種植雙季稻或者連作稻。為了能夠更高效地解決晚稻茬口緊張的問題，我國急需培育一大批長秧齡大苗。但是，我國現(xiàn)在使用的插秧技術(shù)并不適用于大苗栽插，限制了雙季晚稻和連作晚稻的進(jìn)一步推廣與應(yīng)用。

2.1.3 雜交稻精密育插秧技術(shù)問題

現(xiàn)有的播種技術(shù)盡管能夠滿足水稻田在播種量上的要求，但是在播種均勻性方面卻存在很大問題，漏秧率偏高。插秧質(zhì)量是稻田農(nóng)民以及相關(guān)公司企業(yè)在選擇播種機(jī)時最重要的考察點(diǎn)，因此只有解決機(jī)械在播種工作過程中存在的問題，克服技術(shù)上的難點(diǎn)，改善播種密度不均勻的問題，才能促進(jìn)水稻機(jī)械化種植技術(shù)的推廣。

2.1.4 施肥機(jī)械化問題

產(chǎn)地為日本、韓國等的毯狀苗插秧機(jī)，大多數(shù)都配備了能夠有效提高化肥利用率的同步側(cè)深施肥裝置。由于技術(shù)上的差異性、肥料的適用性以及造價等原因，毯狀苗插秧機(jī)的配套設(shè)備在國內(nèi)很少被使用，因此急需相關(guān)人員對該技術(shù)進(jìn)行更深入的研究。

2.2 缽體苗機(jī)栽插技術(shù)

缽體苗機(jī)栽插技術(shù)能夠很好地提高水稻生產(chǎn)率，解決傳統(tǒng)設(shè)備帶來的諸多問題，是相關(guān)工作者的一大研究重點(diǎn)。最早對缽體苗機(jī)栽插技術(shù)進(jìn)行研究的國家是日本，而后在亞洲開始廣泛流行。但是，缽體苗機(jī)栽插設(shè)備不僅價格昂貴、內(nèi)部結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，而且對雜交稻束手無策。因此，很多研究機(jī)構(gòu)都致力于改善缽體苗機(jī)栽插技術(shù)的不足，優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，以使這種技術(shù)更適合于我國的實(shí)際生產(chǎn)狀況。

2.3 水稻移栽機(jī)械控制與智能化技術(shù)

水稻移栽技術(shù)的機(jī)械化發(fā)展必然會向自動化與智能化方向發(fā)展。在這一過程中，如何對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制是研究的重點(diǎn)。在現(xiàn)階段的水稻移栽技術(shù)機(jī)械化發(fā)展中，自動化與智能化的發(fā)展主要體現(xiàn)在導(dǎo)航系統(tǒng)中。

導(dǎo)航系統(tǒng)主要包括3個方面：GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和機(jī)器視覺導(dǎo)航系統(tǒng)。在自動導(dǎo)航方面，相比其他國家，日本擁有著較為豐富的研究經(jīng)驗(yàn)。我國相關(guān)研究員以日本的研究成果為基礎(chǔ)，對其進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)與創(chuàng)新，在GPS導(dǎo)航方面實(shí)現(xiàn)了插秧機(jī)的地頭轉(zhuǎn)向;在慣性導(dǎo)航方面，我國處在起步階段，目前正在對無線遙控插秧機(jī)技術(shù)進(jìn)行初步探索;在機(jī)器視覺導(dǎo)航方面，有關(guān)研究人員利用多目機(jī)器視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)了插秧機(jī)的無人駕駛和智能化導(dǎo)航控制，并對相關(guān)研究信息數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，得到了具有突破性的理論分析模型[2]。

3 水稻機(jī)械化栽植技術(shù)發(fā)展趨勢

以現(xiàn)有的水稻栽植機(jī)械化技術(shù)為基礎(chǔ)，加上未來水稻栽種生產(chǎn)的需要，我國水稻栽植機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向主要包括以下3方面。

3.1 移栽方式

毯狀苗機(jī)插秧技術(shù)依舊是水稻栽植機(jī)械化發(fā)展的主體，其他栽植技術(shù)也會進(jìn)一步發(fā)展自己的生存空間，尋找更適合的發(fā)展方向。雜交稻插秧技術(shù)是研究的重難點(diǎn)。相比其他插秧技術(shù)，毯狀苗機(jī)插秧技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)十分成熟，其未來的發(fā)展方向應(yīng)當(dāng)放在對精準(zhǔn)插秧設(shè)備的研究上，以保證少本稀植，使秧苗在栽植后能夠成毯。同時，應(yīng)當(dāng)致力于改變現(xiàn)有的依靠重力的縱向供秧方式，研究能夠精準(zhǔn)縱向供秧的技術(shù)，以保證取秧與切塊時的精準(zhǔn)度。缽體苗機(jī)栽插技術(shù)則應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)發(fā)展更加經(jīng)濟(jì)高效的栽插技術(shù)和更加輕簡的栽插設(shè)備，降低制造農(nóng)機(jī)時的投入成本，提高其使用效率。

3.2 生產(chǎn)規(guī)模

未來我國水稻種植將向規(guī)?；a(chǎn)方向發(fā)展，那么相關(guān)栽植技術(shù)的發(fā)展要迎合我國水稻種植業(yè)的發(fā)展趨勢，讓農(nóng)機(jī)更加適合工廠化生產(chǎn)和規(guī)?；N植。

3.3 科技發(fā)展

栽植設(shè)備必然向自動化和智能化方向發(fā)展，以適應(yīng)不同種植地區(qū)的不同要求，如自動導(dǎo)航移栽機(jī)、智能催芽機(jī)等高新設(shè)備會不斷涌現(xiàn)，進(jìn)一步提高我國水稻生產(chǎn)水平。

4 結(jié)語

水稻產(chǎn)量占我國三大糧食作物產(chǎn)量的比例超過1/3，種植面積極為廣泛，不同種植地區(qū)的氣候差異也非常大，因此種植方式必定會朝著多元化和機(jī)械化的方向發(fā)展。精密準(zhǔn)確的播種技術(shù)是機(jī)械育秧的核心，是保證糧食質(zhì)量的基礎(chǔ)。因此，為了提高水稻生產(chǎn)效率和糧食質(zhì)量，滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)對稻田的高質(zhì)量、高機(jī)械化栽植，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)對水稻栽插機(jī)械的自動控制技術(shù)、插深控制技術(shù)、插秧精確技術(shù)以及質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行研究，解決雜交稻栽植困難的問題，提高稻秧播種的均勻性，研發(fā)更為經(jīng)濟(jì)高效的播種技術(shù)，進(jìn)一步促進(jìn)我國水稻栽植的機(jī)械化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 毛志芳，胡迪青.平湖市水稻機(jī)械化育插秧技術(shù)推廣概述[J].農(nóng)民致富之友，2018（20）：145.

[2] 李海龍，劉剛，陳孟超，等.我國水稻生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)探析[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2014（12）：38-39.

（責(zé)任編輯：趙中正）