嚯!印刷機可以“播種”水稻——探訪湖南農業大學“雜交水稻單本密植機插高産高效栽培技術”

2018/8/11 9:10:30    《農民日報》記者朱夢瑩

  

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印刷播種機單粒定位播種

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大田泥漿濕潤育秧

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大田床地旱育秧

中國農機化導報記者朱夢瑩

水稻作爲我國第一大糧食作物,播種面積占谷物的32%,占主糧面積的56%,我國常年水稻種植面積約3000萬公頃,因此,水稻種植機械化是關系我國糧食安全的重大戰略問題。目前,我國農作物耕種收綜合機械化水平快速增長,但在水稻生産中,機械化種植依然是薄弱環節,2016年全國水稻種植機械化率僅爲44.45%。

機械化育苗插秧是目前我國水稻主産區普遍采用的主流技術,隨著雜交水稻種植的大力推進,適用于雜交水稻的機械化插秧技術尚在逐步探索和完善中。面對轉型期規模化、機械化生産條件下雜交水稻種植面積下滑的挑戰,湖南農業大學鄒應斌教授科研團隊解決了雜交水稻機插秧用種量大、秧齡期短、秧苗素質差、返青時間長、早晚季品種搭配難等生産問題,實現了雜交水稻單粒播種成苗、大苗密植機插,形成了“雜交水稻單本密植機插高産高效栽培技術”,即“雜交水稻印刷播種、場地育秧、大苗機插栽培技術”。

該技術于2015年10月在長沙通過了袁隆平院士、張洪程院士等9位專家的技術評議,已達到國際先進水平;2017年榮獲首屆中國三亞國際水稻論壇“水稻年度創新技術獎”;2018年獲得國家發明專利。

印刷機制成“稻谷長卷”

近兩年,我國雜交水稻的種植面積實際在逐漸減小,而常規水稻的種植面積則呈上升趨勢,主要是因爲雜交水稻稻種成本高、機插秧比例低、稻種用量大、生産成本居高不下,因此,農戶更傾向于選擇常規的水稻品種種植。

“在南方雜交水稻生産區域,機插秧的比例很小,大部分農民選擇手栽、直播、抛秧等方式,但是存在勞動強度大等問題,最重要的是種子用量居高不下。”鄒應斌教授說,雜交水稻精量定位播種問題亟待解決。

2015年3月,江蘇淮安漢德農業科技有限公司(原江蘇淮安漢德印刷機械有限公司)總經理沙春陽致電鄒應斌教授,熱情地向他介紹水稻印刷播種機器,即像印刷機將漢字打印在紙上一樣,用印刷機把稻種橫豎排列整齊地“印刷”(固定)滿整張紙。鄒應斌說:“我當即覺得這是一個妙點子,于是馬上飛到淮安拜訪了沙春陽經理,觀摩了正在進行的印刷播種現場,我和他商量著如何改進播種機的上膠裝置,以適應雜交水稻精量定位播種的需要。”

當人們看見一台印刷機像印刷報紙那般,漸漸吐出一幅長長的“稻谷長卷”,上面印刷的不是字,竟是一粒粒排列整齊的稻種時,不禁歎爲觀止。這幅長達10余米的“稻谷長卷”被平坦地鋪到稻田裏,再灑上薄土掩埋,水稻就這樣播種下去了。

一台印刷機、一個滾輪、一個漏鬥,構成了這台改造後的“水稻印刷機”:不刷油墨,而是塗上食用膠,便于稻種黏在紙上固定;在食用膠與紙張合成的過程中,利用滾輪在上膠時打孔;而印刷機上方安裝了一個漏鬥,用來輸送稻種,固定在准確位置,一氣呵成。

據了解,水稻印刷播種機采用的是不加熒光粉、無毒無害的普通紙張,食用膠由玉米澱粉構成,經濟環保,遇水可溶解于土壤中,不會造成環境負擔。這台印刷機對水稻品種並無特殊要求,常規水稻和雜交水稻都適用。由于雜交水稻稻種價格更高,傳統的機插秧方式使雜交水稻播種不均勻,種子用量大,造成浪費,而運用“水稻印刷播種”技術則可以極大地節約用種量,降低生産成本。

精量定位播種提高成苗率

印刷定位播種、提高種子發芽率和成苗率,是“雜交水稻單本密植機插高産高效栽培技術”的3個關鍵技術環節。

爲了提高雜交水稻單本密植大苗機插精量定位播種的種子發芽率(雜交水稻種子發芽率的國家標准爲80%以上),在商品雜交水稻種子精選的基礎上,鄒應斌團隊還應用光電比色機對稻種進行二次精選,以去除發黴變色的種子、稻米及雜物等,精選出高活力的種子。

此外,他們還應用商品水稻種衣劑,或者采用種子引發劑、殺菌劑、殺蟲劑、成膜劑等,自己配制出種衣劑,將精選後的高活力雜交水稻種子進行包衣處理,以預防種子病菌和苗期病蟲危害,提高發芽種子的成苗率。經過包衣處理後的雜交水稻種子,一般播種後25天以內,秧田期不需要再次進行病蟲害防治。

水稻種子被定位印刷播種在紙張上後,用可降解的澱粉膠黏合固定,可邊印刷播種邊進行紙張卷捆,以便于運輸。另外,除了直接鋪在稻田裏播種,印刷播種好的“稻谷長卷”還可以在大棚育秧或場地育秧的育秧作業流水線上使用,在育秧播種機上先在秧盤裏自動裝填底層基質,然後擺放紙張、覆蓋上層基質、灑水浸泡……

一台印刷播種機約5.5萬元,與傳統機插秧相比,種子用量可減少50%以上,每畝可節約種子成本60~90元,而種子包衣處理、“稻谷長卷”印刷制作以及人工成本共增加20元,兩者相抵,大概每畝可節約成本40~70元。此外,因爲種子是單粒定位播種的,秧齡可延長10~15天,延長了育秧時間,增加了苗壯時間,秧苗素質顯著提高,也緩解了機插雙季稻的季節矛盾。田間試驗結果表明,該技術可以增産10%到14%。

我國南方地區是多熟種植,一年種兩季或三季作物。一般來說,作物的生長期越長産量越高,延長秧齡期會使農民選擇秧苗的余地更大,可以選擇生長期更長的水稻品種以增加産量。“種植雙季晚稻季節矛盾突出,種糧大戶有成百上千畝的農田,完成早稻收割、秧苗移栽需要耗費較長時間,如果秧齡期太短就無法適應生産的需要,應用這項技術以後能達到一個月左右的育秧時間,在農耗期起到較好的緩沖效果,對農業生産意義重大。”鄒應斌介紹。

增産明顯,推廣任重道遠

湖南省浏陽市永安鎮坪頭村的種糧大戶陳冬科,是最早接觸這一技術的示範戶。今年的早稻育秧時節,鄒應斌在午飯間隙與老陳閑聊,“你覺得這項技術怎麽樣?”老陳一臉笑容,講起了最初小面積示範的故事。

水稻種子一粒粒均勻地印刷在紙上著實好看,播到秧盤裏一算,每個秧盤還用不到20克,周邊趕來看新鮮的農戶開始念叨:“平常一個秧盤要播差不多80克,少了那麽多種子,能行麽?”老陳自己心裏也打鼓,自己平時播那麽多種子,插到田裏還漏蔸,何況這麽少的種子,能保證産量嗎?

技術員認真向他們講解了印刷播種的水稻種子是如何精選並包衣處理提高發芽率,如何定位播種實現稀播勻播,這樣育秧可以延長秧齡,培育大苗,插到大田裏以後返青快、個體發育好、分蘖能力強,有利于發揮雜交水稻分蘖大穗的增産優勢等問題。

老陳將信將疑,把秧育好後,秧苗很健壯,比常規方法育出來的秧苗粗壯,根系發達,甚至有的已經有分蘖産生。可插到田裏後,看著別人家都是青青一田禾,自己的一丘田似乎不見什麽苗,老陳又開始犯嘀咕,急忙和技術員聯系。技術員安撫他再等半個月,田裏就會不一樣了。

老陳回憶那半個月的情況,剛開始兩天,田裏依然沒有什麽起色,從第三天開始就明顯不一樣了,返青比同一天機插的田塊好。還沒有等到半個月,田裏的秧苗明顯比常規機插的秧苗長得好。當年使用這一技術栽培的水稻,畝産量比常規機插秧增産了100斤。

如今,老陳承包的150多畝稻田全部采用“雜交水稻單本密植機插高産高效栽培技術”,有效延長了秧齡期,給“雙搶”贏得了更多時間。他將原來的幾十畝一季稻全部改爲雙季稻,早晚稻産量均突破550公斤/畝。

目前,“雜交水稻單本密植機插高産高效栽培技術”主要在湖南、安徽、湖北等地的合作社及種糧大戶間推廣應用,由袁隆平院士擔任名譽董事長的隆平高科股份有限公司也正在全力開發應用該項技術。但就農戶的接受程度而言,想要改變其傳統的種植方式仍需更多時間。另外,南方水稻機插秧作業很大一部分由政府給予補貼,但雜交水稻單本密植機插還未列入補貼範圍。依據市場規律,新增生産環節帶來成本的上升,農戶會更樂于選擇有作業補貼的傳統機插方式,他們對節約種子用量的需求並不高。“購買稻種的成本由國家分攤了,但是進入大面積種植之後,依賴政策贈送稻種的方式不可取,新技術的推廣任重道遠。”鄒應斌說。