種子“走進(jìn)”流水線 精量育秧不傷根

“以往都是用小機(jī)器育秧，一小時(shí)500 盤(pán)，今年用上了新機(jī)器，一小時(shí)可以達(dá)到2000 盤(pán)，效率翻了4倍?！痹诮K省句容市寶華鎮(zhèn)倉(cāng)頭村，種田大戶(hù)趙賢財(cái)指著一套整盤(pán)氣吸式水稻精量對(duì)穴育秧播種流水線說(shuō)。

5 月底，這套流水線已為周邊農(nóng)戶(hù)育秧1000 多畝?！安粌H效率高，還省下了一半種子、減少了三分之二人工?！壁w賢財(cái)說(shuō)。

水稻要高產(chǎn)，育苗是關(guān)鍵。

整盤(pán)氣吸式水稻精量對(duì)穴育秧播種技術(shù)由江蘇大學(xué)教授李耀明帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)歷時(shí)近30 年研發(fā)攻關(guān)，如今已成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。團(tuán)隊(duì)推出了2BYLQ-750、2BYLQ-2000 型整盤(pán)氣吸式水稻精量對(duì)穴育秧播種裝備，相關(guān)技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)水平。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部近日發(fā)布2024 年農(nóng)業(yè)主導(dǎo)品種主推技術(shù)名單，該技術(shù)位列其中。

技術(shù)突破瓶頸

中國(guó)是水稻種植歷史最悠久的國(guó)家，播種面積居世界第二，總產(chǎn)量居世界第一。

俗話說(shuō)，秧好一半禾，苗好七分收。我國(guó)水稻種植主要采取秧苗移栽方式，水稻精量育秧播種技術(shù)裝備是影響水稻產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

水稻種子經(jīng)浸種催芽后胚芽開(kāi)始萌動(dòng)，種子露白即可播種，而精量播種一直是世界性難題。

我國(guó)育秧播種裝備以機(jī)械式排種為主，李耀明介紹：“這種裝備有明顯缺點(diǎn)，播種精度低、均勻性差、傷種率高且種子浪費(fèi)嚴(yán)重?！?/p>

如何改變這種狀況？李耀明道出其中關(guān)鍵：要靠核心部件———排種器創(chuàng)新。

20 世紀(jì)80 年代大學(xué)畢業(yè)留校后，李耀明拿到的第一個(gè)省部級(jí)課題就與水稻育秧播種裝置創(chuàng)新有關(guān)。他曾在機(jī)械式排種的路上遇到無(wú)法突破的瓶頸，一直繞圈。轉(zhuǎn)機(jī)來(lái)自于與一位老教授的交流。這位老教授雖然不從事農(nóng)機(jī)研究，但他的話啟發(fā)了李耀明：“從力學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，氣壓式、液壓式和機(jī)械式是相輔相成的。

這讓李耀明醍醐灌頂：有沒(méi)有一種全新的技術(shù)路線，既能有效保護(hù)種子又能精準(zhǔn)對(duì)穴？

李耀明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不走尋常路，采取了與機(jī)械式完全不同的方式———?dú)馕?，保證種子受損率不高于0.5%。在精度上，團(tuán)隊(duì)采用吸針式，直徑1—1.2毫米的吸孔能實(shí)現(xiàn)“一針一穴、一針一粒”的精量播種?！氨热纾K的晚粳稻一個(gè)穴里要播種3—4 粒，再生稻要2—3 粒，只需根據(jù)水稻品種更換吸種盤(pán)就可以實(shí)現(xiàn)?！眻F(tuán)隊(duì)成員、江蘇大學(xué)教授陳進(jìn)介紹，吸針式精量播種的合格率不低于92%、空穴率不高于1%。

種子意外“沸騰”

然而，科學(xué)研究的過(guò)程并非一帆風(fēng)順。整盤(pán)氣吸式水稻精量對(duì)穴育秧播種技術(shù)的研發(fā)，經(jīng)歷了一次次失敗。

在江蘇大學(xué)農(nóng)機(jī)大院里的一次次試驗(yàn)，數(shù)據(jù)總是不夠理想：整盤(pán)吸種率忽高忽低，有時(shí)能吸上來(lái)九成以上，有時(shí)卻一半也吸不上來(lái)。

一次，又遭遇了吸種率很低的情況，學(xué)生懊惱地用棍子重重地敲了敲種盤(pán)，沒(méi)想到吸種率一下提高到80%，再使勁敲了敲，竟然達(dá)到了90%。

李耀明沒(méi)有忽視這個(gè)奇怪的現(xiàn)象，他意識(shí)到，種子在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)被吸附的成功率可能更高，于是提出“要讓種盤(pán)中的種子始終處于‘沸騰’狀態(tài)”。

種子在什么樣的振幅、頻率下，吸種率會(huì)提高？負(fù)壓大小是多少？吸針是平是凸，還是直接用不同孔型的吸孔？科學(xué)問(wèn)題一鉆研就是十幾年，團(tuán)隊(duì)終于把原理弄通了。光是振動(dòng)問(wèn)題上，團(tuán)隊(duì)先后嘗試了機(jī)械式、電磁式、氣動(dòng)式等各種方式，不斷完善方案，確保吸種率能達(dá)到99%左右。

在貴州、四川、江蘇等地的試驗(yàn)結(jié)果表明，整盤(pán)氣吸式播種方式比同期機(jī)械式排種方式畝產(chǎn)增加10%，每畝節(jié)約種子0.495 千克以上。

成果加快落地

根在應(yīng)用，魂在創(chuàng)新。基于整盤(pán)氣吸式精量對(duì)穴育秧播種技術(shù)，李耀明團(tuán)隊(duì)在日本、英國(guó)、瑞士等國(guó)獲得國(guó)際發(fā)明專(zhuān)利4 件，獲得中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利15件、實(shí)用新型專(zhuān)利20 件，發(fā)表SCI/EI論文21 篇，編制企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2 項(xiàng)。

在科學(xué)研究過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)也注重產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和技術(shù)推廣示范。團(tuán)隊(duì)合作企業(yè)常州市風(fēng)雷精密機(jī)械有限公司結(jié)合工廠工藝，創(chuàng)新性提出橫向進(jìn)盤(pán)方式，整合雙工位高效播種、多工位灑水、自動(dòng)加營(yíng)養(yǎng)土、自動(dòng)加種、自動(dòng)疊盤(pán)等多項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)整盤(pán)氣吸式播種過(guò)程自動(dòng)化，播種效率可達(dá)每小時(shí)2073盤(pán)。近3 年，公司銷(xiāo)售整盤(pán)氣吸式水稻精量對(duì)穴育秧播種裝備1023臺(tái)，新增收入9219萬(wàn)元。產(chǎn)品在全國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)江西、貴州、湖南、福建、云南、廣西、浙江、重慶等地進(jìn)行示范推廣，累計(jì)應(yīng)用面積超519萬(wàn)畝，帶動(dòng)種植戶(hù)增收10.9 億元。

“目前，我國(guó)推廣機(jī)械化插秧的難點(diǎn)卡在育秧環(huán)節(jié)，這種育秧生產(chǎn)線一不傷根，二精量播種、節(jié)省種子，有助于推動(dòng)我國(guó)水稻機(jī)械化插秧?！敝袊?guó)工程院院士、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授羅錫文2023年在常州參觀生產(chǎn)線時(shí)給出高度評(píng)價(jià)。

農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，推動(dòng)糧食大面積單產(chǎn)提升，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效，是李耀明等農(nóng)機(jī)人的共同追求。李耀明表示，改進(jìn)水稻精量播種裝備依然任重道遠(yuǎn)。水稻種子表面有小毛刺，吸取時(shí)容易發(fā)生粘連或掉落，未來(lái)還要解決這個(gè)問(wèn)題。而且水稻品種繁多、形狀各異、千粒重差別大，進(jìn)一步提升裝備的播種精度和適應(yīng)性，是團(tuán)隊(duì)下一步攻關(guān)的重點(diǎn)。