水稻机插侧深施肥技术的探讨

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：水稻机插秧同步侧深施肥技术是在水稻机插秧作业时，通过侧深施肥装置将肥料按照农艺要求精确定量的施用在苗侧靠近根部泥浆中，并由浮船刮板覆土，实现秧苗根系对肥力的精准吸收，避免肥料随水流漂移，具有显著的提高肥料利用率、促进水稻生长、缩短秧苗返青时间、降低成本等优势，实现减肥不减产的目的，对农业的可持续发展具有其重要意义。
　　关键词：水稻;侧深施肥;机插秧;技术;肥料;效益
　　中图分类号：S233.71        文献标识码：A
　　开放科学（资源服务）标识码
　　doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.04.003
　　Open Science Identity（OSID）
　　 水稻是我省主要的粮食作物之一，种植面积6000多万亩。目前，水稻耕整地、种植、植保、收获、烘干等环节均已有较为成熟的机械化技术，但施肥环节却长期依赖人工作业，采用表层施肥方式，通常按照基肥、分蘖肥、穗肥、粒肥4∶ 2∶ 2∶ 2的比例施肥。广大农民为了追求粮食产量，采取增施化肥次数，加大施肥量，导致土壤有机质逐年下降，土壤板结严重，稻谷的产量和品质却没有相应提升。传统的种植方式总结起来主要存在四个问题：一是污染大，肥料撒施在田块表层，会随排放水而流失，造成面源污染;二是投入大，撒施的肥料在田間分布均匀性差，肥料融水后蒸发，导致肥料利用率低，达到同样效果需要施用更多肥料，增加了化肥投入和种植成本;三是草害大，撒施的肥料位于土壤表层，大部分没有到达作物根系层，使表层的杂草更容易获取养分，造成草害;四是劳动强度大，水稻基蘖肥施肥量普遍在每亩25 kg以上，依靠人背手撒，不但劳动生产率低，而且随着农村劳动人口逐年下降，雇工成本不断提升，无形中增加了水稻种植成本的投入。为了解决上述问题，补齐水稻种植机械化施肥技术短板，综合国内外先进的施肥技术，黑龙江省农机推广总站近几年在全省一、二、三积温带有代表性的县市进行了水稻机插侧深施肥技术的试验示范和推广，形成了可复制可推广的技术操作模式，推广应用面积逐年增加，逐渐被我省广大农民所认可。
　　1 国内外同类技术现状
　　1.1 国外研究现状
　　目前，国外水稻机械化种植分为两大体系。一是以欧美为代表的水田旱直播种植体系：使用平整机械对土地进行平整作业，直接将水稻种子旱直播在土壤里。二是以日韩为代表的水稻秧苗移栽机械化种植体系：现已经形成了统一的水稻种植模式即工厂标准化育秧、机械化插秧侧深施肥，水稻种植机械化水平较高。日韩在20世纪80年代就已经开始研究并推广侧深施肥插秧机，至今插秧机普遍配装侧深施肥装置。侧深施肥从施肥方式上可分为侧行施肥和双层施肥两种。
　　1.2 国内研究现状
　　20世纪90年代，国内生产插秧机成熟企业并不多，科研技术力量薄弱，对先进的、超前性的水稻生产机械技术的基础理论研究与引进、吸收以及创新能力弱，比如在乘坐式插秧机上增设侧深施肥部件，以实现复合作业的研发方面还处于初级探索阶段。国内水田插秧侧深施肥机构以气吹式为主，无动力侧深施肥（外槽轮、窝槽等形式排肥部件，依靠肥料自身重力进行排肥），在插秧侧深施肥过程中存在：（1）开沟器和深施肥管在泥水中运动，存在肥料遇水潮解、深施肥管口易被泥水堵塞等问题，严重影响侧深施肥效果，造成下肥不准、断条，影响作业质量。如一次施肥量过大而造成倒伏、发生稻瘟病;施肥量过少造成穗数和粒数不足。（2）侧深施肥插秧机在作业过程中，施肥开沟器划出的泥沟在肥料下落后刮板不能将泥沟及时、全面刮平，造成肥料裸露和漂浮在水面，影响施肥效果等问题，因而未能大面积推广应用。
　　我省水稻机插秧同步侧深施肥技术起步于1995—1998年，由于当时肥料、机械技术都不成熟而中途搁置。2012年我省开始引进洋马、久保田两款四轮乘坐式高速插秧侧深施肥机械开展试验研究，其排肥装置采用外槽轮或纵向排肥、冷风或暖风送肥的气吹施肥形式。随着试验示范面积的扩大，侧深施肥机械由日系发展到韩系的东洋、大同以及豪山国际的施肥装置;随着国内生产插秧机成熟企业逐步增多，科研、生产加工能力越来越强，国产的沃得、常发、锦禾等10余种风送式的四轮乘坐高速插秧施肥机械，同时还有春苗、徳棵等独轮乘坐式准高速插秧机配套的螺旋推送直排的施肥机械和龙舟的机电数控螺杆直排施肥装置，以及常州亚美柯宽窄行钵体摆栽同步侧深施肥一体机也走向市场，使侧深施肥技术逐渐成熟。
　　同期中化国际、云天化等企业针对我省东部稻区的测土配方开发了水稻侧深施专用肥，并随着水田逐步成规模的条田化和工厂化大棚催芽、育秧的普及，逐步形成了机插秧同时基蘖肥同施、人工追穗肥的方案，根据试验中显现的汽油型的高速插秧机动力不足问题，逐步应用柴油版20马力以上的机型进行机插秧侧深施肥作业，并配套平地轮与插秧同步进行，即插秧泥面抚平试验，解决了侧深施肥技术对水整地泥浆沉淀标准高的影响，对侧深施肥和插秧作业效果的提升起到了很好的作用。
　　2 主要技术内容
　　水稻机插秧同步侧深施肥技术是在水稻机插秧作业时，通过侧深施肥装置将肥料按照农艺要求精确定量的施用在苗侧靠近根部泥浆中，并由浮船刮板覆土，实现秧苗根系对肥力的精准吸收，避免肥料随水流漂移，具有显著的提高肥料利用率、促进水稻生长、缩短秧苗返青时间、降低成本等优势。
　　技术创新点：
　　（1）实现水田苗带精准侧深施肥，肥料不易流失氧化，肥料分布均匀，提高肥料利用率，实现减肥不减产的目的。
　　（2）使用水田专用缓释控释肥料，一次施肥可以满足水稻秧苗缓苗期及分蘖期需肥要求，减少了两次人工扬肥作业费用。
　　（3）施肥控制在距苗带侧5 cm、深5 cm位置，定位科学准确，既不烧苗又充分发挥肥效。
　　（4）肥量施放量2～60 kg调节，满足各积温带施肥量的要求。 　　（5）在工艺方面，主要部件采用激光切割焊接、排肥部件 注塑成形、重要部件材质经过特殊处理，经久耐用并且抗腐蚀、整机重量轻、安装方便快捷、操作简单方便。
　　（6）在技术集成方面，物理排肥系统与鼓风机吹送或者螺旋强推系统相结合，保证排肥的顺畅，彩色图形显示器的控制单元对施肥过程实时监控并调整，与秸秆还田技术、搅浆平地技术、肥料配套选择技术环环相扣，形成机插侧深施肥技术集成。
　　（7）在机具设计方面，肥料扰动设计防止肥料架空;肥量施放量调节通过控制面板调节或者手柄手动调节，操作简单，通俗易懂;自动计算施肥面积、工作时间;实时显示各施播行的工作状态（正常/无肥/堵塞）;机架传感器/速度检测传感器保证施肥机的工作状态与插秧机插秧同步。
　　3 技术要求
　　水稻机插秧侧深施肥技术在作业过程中对田块平整度和沉淀程度要求较高，翻埋整地（翻埋深度要达到18～22 cm）和高留茬搅浆整地残茬漂浮率要小于5%，沉淀以指画成沟慢慢恢复为待插秧状态为标准，插秧作业4.5 亩·h-1，施肥实现定量、定位、精准施肥。施肥深度一般控制在距离秧苗侧面5 cm、深度5 cm，肥、秧苗的位置分别在不同的垂直面内。肥料使用水稻侧深施肥专用缓释控释肥，并且颗粒均匀，肥料粒径1.5～3 mm最佳，比重一致，具有一定硬度，保证施肥效果。作业中严防急停，急停车易引起管道中流动的肥料集中在一处排出，导致局部施肥过量。作业过程中防止高速启动造成漏施，作业开始时，应慢慢平缓地发动机器，起步过快，会造成漏施。
　　4 效益分析
　　4.1 经济效益
　　同传统耕种方式相比，实施水稻机插秧侧深施肥机械化技术减少了人工撒肥作业环节，减少了机械作业次数;水稻机插秧同步侧深施肥技术精量施肥、精准施肥，减少化肥施用量，提高肥料利用率。该项技术以减肥10%计算，每亩减肥3 kg，我省目前项目应用1203.82万亩，可节约化肥36 114.6 t，每吨按照3300元计算，可以节约资金1.19亿元。该项技术实现了农作物的稳产增产，粮食增产幅度达到2.7%～10.1%，平均每亩增产粮食38.19 kg，每亩均增收75.47元，合计每亩新增纯收益50.73元;三年累计推广面积1203.82万亩，新增纯收益9.09亿元。该项技术节本增效达到10.28亿元。
　　4.2 社会效益
　　（1）减少水稻生产用工，降低了劳动强度，促进了劳动力转移。水稻机插秧同步侧深施肥技术一次性完成施肥和插秧两项作业，且撒肥过程中将水稻基肥和分蘖肥一次性撒施，可以有效减少撒肥用工投入。同时，缓解了水稻育秧、插秧时期劳动力季节性紧张的矛盾，将撒肥农民从繁重的体力劳动中解脱出来，转移到附加值更高的二三产业，改善了劳动环境，增加了劳动收入，促进了劳动力转移。
　　（2）解决了水稻施肥机械化问题，促进了水稻生产方式的变革。通过项目实施，有效集成了栽培、土肥和农机化技术，确定了适宜的肥料品种、施肥量以及机械操作规程等，实现了水稻深施肥机械化“零”的突破，改变了水稻施肥长期以来采用表层撒施的生产方式，有效提升了水稻生产全程机械化水平，提升了国际竞争力。同时，该项目采用了肥料缓控释技术，增加了肥料漏施监控装置、电子控制施肥量等大量高新技术，并在水稻生产中大量应用，加速了我国农业现代化发展的步伐，缩短了与国际农业发达国家间的距离，推动了水稻生产向集约化、规模化和标准化方向发展。
　　（3）加快了侧深施肥机具国产化进程，促进了我国农机工业发展。通过项目的实施，引进了国外的先进技术，引导国内农机生产企业结合我国水稻生产实际情况完成了自主研發，并以此为基础延伸了产品种类，简易独轮乘坐式、宽窄行等新型水稻机插秧同步侧深施肥机满足了我国水稻生产多样性需求。同时，通过项目的示范推广，为我国农机生产企业提供了良好的发展机遇，沃得、久富、永祥、龙舟等16家水稻侧深施肥一体机和装置生产企业在试验中进一步提升了机具先进性、适用性和可靠性，销售量实现了快速增长，极大地提升了市场竞争力，促进了我国农机生产和研发能力的快速提升。
　　4.3 生态效益
　　（1）减少肥料投入量，提高肥料利用率。水稻机插秧同步侧深施肥技术是一项既环保又增效的生产方式，可以促进现代农业高质量发展。在机插秧同时将肥料呈条状集中施于水稻根侧附近，利于根系吸收，氮肥利用率提升8%。据佳木斯大学、东北农业大学对水质检测表明，该项技术的实施，大幅度降低了田面水磷含量，有助于降低藻类、水绵的发生概率，减少了环境污染。该项技术以减肥10%计算，每亩减肥3 kg，项目应用1203.82万亩，可节约化肥36 114.6 t，每吨按照3300元计算，可以节约资金1.19亿元。对黑龙江的黑土保护，生态环境的改善，农业的可持续发展都具有其重要意义。
　　（2）降低了苗期草害，减少了除草剂投入量。该项目的实施，避免了化肥表层撒施，使杂草早期吃不到肥，后期见不到光，有效降低了苗期草害，减少了除草剂的使用，使得水稻能真正实现集约化、标准化、生态化经营，促进水稻绿色生产。
　　（3）改善土壤理化性状，实现了培肥地力。该项目的实施，对搅浆整地提出了新的要求，加速了秸秆粉碎还田进程，有效提高了土壤有机质含量，结合化肥减施，提高土壤供养能力，改善土壤理化性状，增加土壤蓄水保墒能力，起到了耕地保护的积极作用，实现了“藏粮于地、藏粮于技”，对于改善农业生态环境有重要的意义。
　　5 结论
　　水稻机插秧同步侧深施肥技术具有节肥、省力、增效、环保等特点，是水稻生产技术由传统耕作到现代种植的又一次飞跃。应用此项技术，能减少肥料施用量10%～20%，提高肥料利用率，缩短秧苗返青时间，促进水稻生长，提高水稻品质，平均增产5.73%，解决了长期以来水稻施肥环节人工撒肥难题。水稻机插秧侧深施肥机械化技术是一项既环保又增效的生产方式，有力促进我省现代农业向绿色、高质量发展。今后，在国家和省推进农业“三减”，以及发展质量效益型农业政策支持下， 水稻机插秧同步侧深施肥机械化技术推广应用前景十分广阔。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15211374.htm