水稻直播技術(shù)及裝備應(yīng)用研究

摘要：水稻直播栽培擺脫了對水的高度依賴，實現(xiàn)了水稻生產(chǎn)旱種水管或旱種旱管。介紹國內(nèi)外及遼寧省水稻直播技術(shù)與裝備應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀，剖析水稻直播栽培存在的廣適性差、全程控草難、低溫影響大、適宜品種少、管理要求高等5 個問題，提出制定技術(shù)規(guī)范、走生態(tài)發(fā)展之路、合力解決技術(shù)難題等對策。

關(guān)鍵詞：水稻;直播;覆膜;栽培;技術(shù);裝備

中圖分類號：S511;S318? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2022）01-0042-03

收稿日期：2021-10-21

基金項目：遼寧省科學技術(shù)計劃項目 （2020JH2/10200009）;遼寧省農(nóng)業(yè)科學院學科建設(shè)項目（2019DD289542）

作者簡介：高希君（1968—），男，教授研究員級高工，從事農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)研究與應(yīng)用推廣工作。

我國人均水資源量僅為世界平均水平的1/4，水資源緊缺已成為遼寧乃至我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，其中，農(nóng)業(yè)是用水大戶，農(nóng)田灌溉用水量占農(nóng)業(yè)用水總量的90%以上。遼寧省水稻種植面積在50萬～60 萬hm2，占全省農(nóng)作物總面積的15%左右。傳統(tǒng)水稻生產(chǎn)離不開水，均為淹水栽培，每公頃耗水量在 6 000 t以上，水資源浪費嚴重。在氣候環(huán)境復雜多變和水資源緊缺且有效利用率不高的大背景下，如何在不影響水稻生產(chǎn)、保障糧食安全的同時，盡量節(jié)約并有效利用寶貴水資源，實現(xiàn)水稻生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展，是農(nóng)業(yè)科技工作者亟待解決的大問題。采取水稻直播作業(yè)模式，即可產(chǎn)生明顯的高效節(jié)水效果。水稻直播栽培是一種不育苗、不插秧，把種子直接播到水稻生長本田的栽培技術(shù)，這種栽培方式擺脫了對水的高度依賴，實現(xiàn)了水稻生產(chǎn)旱種水管或旱種旱管。

1 國內(nèi)外水稻直播技術(shù)與裝備的應(yīng)用與發(fā)展

鑒于歐洲、澳大利亞、美國等工業(yè)化國家的水稻生產(chǎn)用工成本很高，因此，這些國家普遍采用水稻直播方式。美國水稻生產(chǎn)主要分布在東南部的路易斯安娜、阿肯色、密西西比、得克薩斯等州，采用大型激光平地機高效平整土地，應(yīng)用高效除草劑防控雜草，為水稻直播栽培創(chuàng)造了有利的條件，實現(xiàn)了100%的水稻機械化直播。主要機型為牽引式條播機，作業(yè)效率達67 hm2/d。采用計算機模式化栽培管理，噴藥施肥使用農(nóng)用飛機，收獲采用大型聯(lián)合收割機。意大利的水稻直播面積占全國水稻種植總面積的98%，澳大利亞全部采用水稻機械化直播。日本研究了水稻干田耕起直播技術(shù)、湛水直播技術(shù)、飛機播種直播技術(shù)和覆再生紙水稻直播技術(shù)等，相關(guān)裝備包括不耕起旱直播機、耕起旱直播機、高精度湛水條播機、流體湛水條播和點播機、空氣噴射式湛水直播機、背負式動力撒播機、高精度湛水撒播機。韓國的旱直播裝備由條播機改裝而成，實現(xiàn)了整地、開溝、播種、培土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)一次完成。水稻覆膜直播種植技術(shù)由韓國研發(fā)，2012年韓國研制出水稻粘籽機和濕法鋪膜機，2013年研發(fā)了旱法鋪膜機。

我國水稻直播技術(shù)裝備研究始于20世紀50年代，國內(nèi)研發(fā)生產(chǎn)的水稻直播機包括：東北農(nóng)科所的4 行水稻旱直播機，河北蘆臺農(nóng)場的14行水稻旱直播機，河北省農(nóng)機化所和石家莊農(nóng)機廠的BDH-14水稻旱直播機，吉林省農(nóng)科院和吉林省農(nóng)機所的2BS-13型、2BS-6型和2BSH-10型水稻旱種播種機，廣西大學的2BD—8自走型分流式小型水稻直播機， 沈陽市農(nóng)業(yè)機械化研究所的水稻淺水直播機，華中農(nóng)業(yè)大學的2BS-14G型水稻直播機，上海青浦沈巷農(nóng)機經(jīng)營服務(wù)部的SQ2BD—2型水稻直播機，中國農(nóng)業(yè)機械科學設(shè)計院、北方現(xiàn)代農(nóng)裝金江科技有限公司和韓國合資生產(chǎn)的2BD-6288多功能型覆土直播機，華南農(nóng)業(yè)大學的2BDXFM-8型水稻精量旱穴直播機，南京農(nóng)業(yè)機械化研究所的2BDQ一8型振動氣流式水稻直播機，等等。隨著水稻直播機研究的不斷深入，對水稻直播精密播種機具的需求也在逐漸增加。華南農(nóng)業(yè)大學羅錫文等研究了水稻精量穴直播技術(shù)，研制出2BD系列水稻精量穴直播機。目前，水稻直播栽培技術(shù)已在我國新疆維吾爾自治區(qū)和一些南方省份得到了推廣應(yīng)用，我國北方缺水地區(qū)稻田、高寒類型稻田、冷寒地區(qū)稻田也有一定范圍的應(yīng)用，但尚未普及。

水稻覆膜能有效控制雜草生長，減少除草劑施用，提高肥料利用率，是一項具有增產(chǎn)增效、資源高效利用、綠色生態(tài)環(huán)保效果的優(yōu)良技術(shù)。水稻覆膜栽培技術(shù)由日本和韓國引進，具有增溫、保墑、節(jié)水、節(jié)肥、除草等作用，對干旱缺水、低溫等地區(qū)開展水稻生產(chǎn)具有重要影響，但技術(shù)環(huán)節(jié)復雜，用工量大，塑料薄膜會產(chǎn)生環(huán)境污染，因而限制了該技術(shù)的應(yīng)用。隨著降解膜的生產(chǎn)和粘籽裝備的研發(fā)，水稻覆膜直播栽培技術(shù)受到關(guān)注。以遼寧為例，水稻直播栽培易受早期低溫的影響，但覆膜栽培可以很好地解決這一問題，并能有效防止雜草，減少氮肥和農(nóng)藥施用，是一項綠色高效生產(chǎn)技術(shù)。

2 遼寧水稻直播技術(shù)與裝備的應(yīng)用與發(fā)展

盤錦地區(qū)于20世紀60年代開始進行人工撒種旱直播試驗，但草害嚴重，產(chǎn)量不足4 500 kg/hm2;20世紀70年代初進行一步種稻法試驗，即把種子按6～10 粒/穴，糊在特制的牛皮紙上，鋪于田中浸潤灌水管理，但這種播種方式技術(shù)難度大、勞動強度高;2000年開始進行乳芽拋栽試驗，但因氣候變化而造成水稻減產(chǎn)。莊河市也是遼寧省內(nèi)較早試驗示范水稻直播技術(shù)的地區(qū)，自1982年以來一直研究并應(yīng)用水稻旱直播技術(shù)，近年來水稻旱直播面積穩(wěn)定在0.2萬hm2左右，擁有旱直播機具40 余臺套。羅錫文院士主持的水稻直播技術(shù)研究項目在遼寧開展水稻直播相關(guān)試驗，2010年開始在鐵嶺、沈陽、撫順、遼陽、本溪、營口、盤錦、錦州等多地多點進行精量直播試驗研究。2014年遼陽市農(nóng)林科學院和遼陽市農(nóng)機技術(shù)推廣中心在燈塔市大河南鎮(zhèn)新光農(nóng)機合作社進行水稻旱直播技術(shù)試驗，2015年以遼陽縣柳壕惠民合作社、遼陽縣劉二堡榮偉家庭農(nóng)場、燈塔市新光種植專業(yè)合作社等8 家水稻種植合作社為主體，推進水稻旱直播技術(shù)的示范應(yīng)用，推廣旱直播水稻品種3個，引進營口續(xù)發(fā)農(nóng)機有限公司生產(chǎn)的2FGN-220型旋耕施肥機和江蘇南通谷威農(nóng)機制造有限公司生產(chǎn)的2BD-10型10行播種機合計5臺套，應(yīng)用面積71 hm2。2015年至今，沈陽市沈北新區(qū)引進華南農(nóng)業(yè)大學研制的水稻旱（穴）直播機，持續(xù)開展水稻直播栽培機械化作業(yè)示范，取得較好的示范效果。

遼寧省農(nóng)業(yè)機械化研究所從2014年開始水稻直播相關(guān)機具研制，研發(fā)了水稻旱直播施肥整地機，一次進地完成整地和施肥兩項作業(yè)，作業(yè)效率0.4～0.5 hm2/h，施肥深度80～120 mm ，整地深度150～170 mm，在遼陽、撫順、盤錦等地作業(yè)效果較好。2020年與燈塔市榮耀農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司合作開展高效水稻直播機械化技術(shù)配套裝備研究與示范，創(chuàng)新研制了種膜粘籽機和2BSM210型水稻種膜覆膜直播機。種膜粘籽機將可降解膜與水稻種子膠粘在一起，通過2BSM210型水稻種膜覆膜直播機將種膜鋪于平整后的地表并壓實，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。阜新、桓仁、燈塔、沈陽等地規(guī)?；鳂I(yè)試驗表明，種膜覆膜直播方式能利用可降解膜控制雜草，緩解了水稻生產(chǎn)勞動力短缺、生產(chǎn)效率低的矛盾，有助于解決用工難、用工貴問題，并為綠色有機水稻生產(chǎn)提供了裝備支撐。

3 水稻直播技術(shù)與裝備應(yīng)用中需要關(guān)注的幾個問題

3.1 廣適性差

水稻直播技術(shù)雖然在美國、澳大利亞、意大利等國家得到了普及應(yīng)用，但在我國歷經(jīng)70 a的試驗、研究、示范與推廣，僅在新疆維吾爾自治區(qū)和一些南方省份得到了一定范圍的應(yīng)用，而無法在各地全面普及推廣。主要原因在于水稻直播栽培技術(shù)對氣候條件、土壤環(huán)境、水稻品種、生長期、灌溉條件、整地質(zhì)量、雜草控制等均有嚴格要求，任何環(huán)節(jié)的管理與控制不到位，均會影響作物發(fā)育生長，導致該技術(shù)實施難度大，產(chǎn)量不高不穩(wěn)。而對水稻種植戶而言，傳統(tǒng)育秧移栽技術(shù)及其裝備的運用不僅熟悉且易掌握，機械化程度較高，作物產(chǎn)量相對穩(wěn)定，致使國外普及度很高的水稻直播技術(shù)在我國遭遇“水土不服”，包括各級農(nóng)業(yè)管理部門從穩(wěn)糧食產(chǎn)量、保糧食安全的角度，也不提倡更大范圍地推廣應(yīng)用水稻直播技術(shù)。僅從技術(shù)視角看，美國、澳大利亞等國家大力推行水稻直播技術(shù)的優(yōu)先考量是水稻生產(chǎn)成本，在發(fā)達國家人工費用很高的情況下，如果采用我國傳統(tǒng)的育秧移栽模式，則水稻生產(chǎn)所需環(huán)節(jié)累加的人工費用會使水稻生產(chǎn)成本大大增加而失去市場競爭力。于是，在規(guī)?；N植的條件下，采用飛機大面積撒播水稻種子可以有效降低生產(chǎn)成本，加上高效除草劑的應(yīng)用，使水稻直播栽培技術(shù)在國外一些地區(qū)的普及應(yīng)用成為可能。

3.2 全程控草難

水稻直播栽培的最大優(yōu)勢是直接將種子播于大田，省卻了育秧、移栽兩大環(huán)節(jié)，既省時又省力。但水稻直播栽培的最大難題是如何全程控草。因為稻田的濕潤環(huán)境特別適宜雜草種子的萌發(fā)和生長，尤其是未經(jīng)翻埋攪動和泡田的地表更易長出雜草。通常情況下，水稻直播田塊的自然出草量是常規(guī)水泡田的數(shù)倍，而一旦雜草旺盛生長則很難控制。倘若水稻直播前期秧苗弱小而雜草生長空間大，則雜草會因生命力更強而制約秧苗生長。早期直播栽培的常見現(xiàn)象是苗草同生，缺乏特效除草劑，無法在最佳除草期進行滅草。后期雜草過多過大，使用藥劑更難根除，而人工除草則勞動強度過大、作業(yè)效率低下、生產(chǎn)成本增加，且存在雇工難的現(xiàn)象。隨著科技的發(fā)展，高效除草劑的使用可解決部分控草難題，但某一除草劑往往只針對某一種或某一類雜草，如需嚴格控草則可能使用多種除草劑，從而污染稻田環(huán)境和影響糧食安全。此外，在陸生和水生雜草種類多樣化的環(huán)境下，控草難度會進一步增加。

3.3 低溫影響大

水稻直播栽培深受溫度影響。在東北寒冷稻作區(qū)采用直播栽培模式，稻種發(fā)芽出苗期間極易受到低溫侵襲而導致苗弱甚至不出苗，嚴重影響作物產(chǎn)量。傳統(tǒng)育秧移栽的優(yōu)點之一就是可以提早在棚內(nèi)育苗，待溫度適宜時再移栽稻田，進而避免低溫冷害。鑒于北方地區(qū)無霜期短的生產(chǎn)實際，以及近年來復雜多變的氣候環(huán)境，在選擇水稻直播栽培時，前期應(yīng)選擇適宜的栽植時間以防倒春寒，后期應(yīng)注意氣溫變化以防低溫冷害。

3.4 適宜品種少

北方一季稻生長期較長，現(xiàn)有水稻品種多以育插秧作業(yè)為考量，而直播稻根系分布淺、群體大、易倒伏，應(yīng)選擇耐寒性好、光敏感、抽穗期與育苗移栽基本相當、最終產(chǎn)量不減的品種。如果水稻直播栽培的成苗率不夠穩(wěn)定，水稻安全生育周期被縮短，則難以發(fā)揮水稻直播栽植優(yōu)勢，對后期水稻產(chǎn)量帶來不利影響。如果選擇早熟品種，則會影響水稻品質(zhì)、產(chǎn)量和效益。

3.5 管理要求高

水稻直播栽培曾被認為是一種較為粗放的經(jīng)營模式，像國外一樣廣種薄收，只要有水就行。但實際上，水稻直播栽培對品種、生長期、灌溉條件、整地質(zhì)量及雜草控制等均有嚴格要求，是品種、栽培、管理、植保、農(nóng)機等多領(lǐng)域的技術(shù)集成。在執(zhí)行遼寧省科學技術(shù)廳“新型高效水稻直播機械化技術(shù)配套裝備研究示范與產(chǎn)業(yè)化”項目的過程中發(fā)現(xiàn)，除了需要適宜的水稻品種和良好的灌溉條件外，平整地的效果是水稻直播栽培成功與否的關(guān)鍵因素。水稻直播栽培要求地表平整高度差在20 mm以內(nèi)，但由于大型激光平地機使用受限，且很少在旱地使用，導致平整地的作業(yè)質(zhì)量難以達到技術(shù)要求，而在滅茬旋耕基礎(chǔ)上直接覆膜播種的作業(yè)方式，會使地表起伏不平，水層難以控制，幼苗強弱不整，直接影響水稻的生長發(fā)育和產(chǎn)量。此外，水稻直播后稻種在田間無序分布，導致水稻生長疏密不均，通風透光性差，導致病蟲害易發(fā)。

4 水稻直播機械化發(fā)展對策

4.1 多點試驗，制定可復制的技術(shù)規(guī)范

依靠前期研發(fā)和推廣基礎(chǔ)，在鐵嶺、沈陽、撫順、遼陽、本溪、營口、盤錦、錦州等地區(qū)持續(xù)開展多點精量直播應(yīng)用示范，總結(jié)經(jīng)驗教訓，不斷熟化技術(shù)，制定技術(shù)規(guī)范，提高水稻直播標準化生產(chǎn)水平，建立從種到收的完備生產(chǎn)技術(shù)體系。分區(qū)域建立水稻直播示范基地，樹立示范典型，引領(lǐng)周邊農(nóng)戶應(yīng)用水稻直播栽培技術(shù)。

4.2 發(fā)揮優(yōu)勢，走生態(tài)發(fā)展之路

水稻直播栽培模式與傳統(tǒng)育苗插秧模式相比，省卻了育苗、運秧、插秧等環(huán)節(jié)，提高作業(yè)效率近30%，667 m2降低生產(chǎn)成本300 元左右，節(jié)水100 t以上，是一種省水省工省力的栽培方式。如何發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，克服控草難、管理難、豐產(chǎn)難等弊端，是農(nóng)藝農(nóng)機科技工作者的重要任務(wù)。種膜覆膜直播是水稻旱直播的一種新方式，其優(yōu)點是利用可降解膜控制雜草，可有效解決控草難的問題，并大大減少除草劑的施用，為生產(chǎn)綠色有機水稻創(chuàng)造了基本條件。隨著水稻覆膜直播裝備的國產(chǎn)化生產(chǎn)，水稻覆膜直播栽培技術(shù)研究將逐步深入，其規(guī)?；瘧?yīng)用范圍將進一步拓展。

4.3 合作攻關(guān)，解決技術(shù)難題

重視農(nóng)機農(nóng)藝融合發(fā)展，充分發(fā)揮品種、栽培、植保、農(nóng)機等各領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，合力解決水稻直播栽培遇到的各種農(nóng)藝農(nóng)機問題，建立健全水稻直播栽培技術(shù)體系。發(fā)揮現(xiàn)有農(nóng)業(yè)農(nóng)機科研和推廣網(wǎng)絡(luò)，開展技術(shù)示范和應(yīng)用推廣，適當增加水稻直播栽培范圍。在注重農(nóng)藝變革的同時，要充分考慮機械化作業(yè)條件，優(yōu)化以直播技術(shù)為核心的農(nóng)機農(nóng)藝技術(shù)集成，補齊短板機具，研發(fā)實用裝備，達到水稻直播栽培豐產(chǎn)增效的目的。重點解決直播品種少、實用裝備少、田間控草難、平整地質(zhì)量差等問題，為水稻直播栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用提供技術(shù)和裝備支撐。

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Research on Application of Rice Direct Seeding Technology and Equipment

GAO Xijun

（Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China）

Abstract： Direct seeding cultivation of rice can get rid of the high dependence on water and realize the rice production of dry cultivation management with water or dry cultivation management without water. This paper introduced the application and development status of rice direct seeding technology and equipment at home and abroad and in Liaoning province， analyzed the existing five problems of rice direct seeding cultivation， such as poor adaptability， difficult to control grass in the whole process， high influence of low temperature， few suitable varieties， high management requirements， and put forward countermeasures such as establishing technical specifications， taking the road of ecological development， and working together to solve technical problems.

Key words： rice; direct seeding; cultivation; technology; equipment