水稻机械化种植技术的革新和优化及发展方向研究
作者: 杨本斌机械化是现代农业主要的发展方向,水稻作为全国主要粮食作物之一,其种植产业已进入机械化发展阶段。基于此,本文首先分析水稻种植机械化的必要性和机械化发展中存在的问题,然后分析了水稻种植全程机械化的实现方向,最后结合湖北省襄阳市谷城县当地情况探讨水稻机械化种植技术的应用情况,对土地结构、品种选择、种子处理、育秧插秧、插秧作业进行了阐述,以供参考借鉴。
随着近几年现代农机设备的完全与机械化种植技术的优化,当前水稻种植逐步从局部机械化发展到全程机械化,各地纷纷基于地方实际情况探索行之有效的水稻全程机械化种植技术,旨在以机械设备为依托革新水稻种植技术体系,在机械设备帮助下降低水稻种植工作量,提高种植精细程度,对各种植参数严格把控,在保障水稻种植效率的同时,确保水稻种植质量。
一、水稻种植机械化的必要性
1、在水稻种植中,通过机械化作业可以有效的节约资源,保护生态环境
①水稻通过机械化种植,可以有效的对水稻种子、肥料等进行合理分配,可以在一定程度节约资源,降低种植成本,提升水稻种植效益。
②在水稻插秧阶段,通过机械化作业,在用药上比正常种植隔开了一段时间,可以更好降低稻苗的发病率,降低用药量,有效的降低药物对土地的污染,既达到了节约资源效果,而且也保护了生态环境。
2、在水稻种植中,通过机械化作业可以有效的节约人工成本,提升种植户的经济效益
在水稻种植中,如果采取传统的种植方式,可能需要几天才能完成的作业,通过机械化种植需要几个小时就可以完成,可以在很大程度上节约人工成本。在传统人工和机械化种植相对比,传统人工种植需要面对应对各种天气状况,而机械化种植会简单很多。
3、在水稻种植中,通过机械化作业水稻产量更加稳定,增加种植户收益
在水稻机械化种植中,可以通过对稻田进行信息化分析,让种植户对稻田进行了全面了解,从而更好的对稻田进行管理。
4、在水稻种植中,通过机械化作业可以实现保护稻田和提升种植效益双重效果
在水稻种植作业中,前期通过机械化种植需要购买机械设备,需要一定投入,但是在后期作业中,可以很好的节约人工成本,增加了种植者的收入。
二、水稻种植机械化发展中问题分析
1、我国水稻种植主要是在南方地区,而且水稻种植呈现分散形式存在,对水稻种植大规模机械作业有一定的影响。在南方地区,由于气候湿润而且河网比较密集,对水稻种植有天然优势,但由于水稻种植区呈现分散形式存在,对大规模机械作业造成了很大影响。在水稻机械化种植中,需要宽阔的土地机械才能更好的发挥作用,但是在南方地区由于受到地形影响,对水稻种植机械化的发展造成了很大影响,阻碍了水稻种植机械化发展步伐。
2、在水稻种植机械化发展中,由于前期需要购买机械,需要投入一定资金,对水稻种植机械化发展造成了不利影响。在水稻种植机械化发展中,对于购买的机械成本比较高,而且在后期的闲置阶段还需要对水稻种植机械进行保养,也需要一定成本,制约了水稻种植机械化的发展。在现阶段,为了更好的解决机械化成本过高的问题,很多种植户会选择和其他人联合购买,对水稻种植机械成本进行分摊。
三、水稻种植全程机械化的实现方向
水稻种植实现全程机械化主要涉及到以下几个方面:
1、机械耕整施肥
采用机械设备整平地块并沉淀,达到“上细下粗、细而不糊”的效果。根据品种需肥特征,结合土壤保水保肥性在测土配方基础上,采用“边整地、边施肥”的机械化方式进行施肥。
2、播种育秧
采用大棚软盘育秧、拱棚软盘育秧方式,采用机械化的方式进行播种、覆土与定量播种,以此呈现出籽匀、量足,不露籽、不成坨的效果。机械化播种育苗后,水稻秧苗根系发达、苗高适宜、茎部粗壮、叶挺色绿、均匀整齐,秧根盘结不散,且机插作业时需按照该标准进行。
3、机械插秧
采用“插苗均匀、深浅一致”的方式进行机械插秧,同时需插秧深度控制在1~2cm左右,在具体作业时,则可按照该栽插标准调整插秧机械,用于保障机械插秧质量。以浅栽为宜,提高低节位分蘖,根据农艺要求确定适宜密度,通常情况下,一般株距11~20cm,每穴3~5株,每亩1.6~2万穴。
4、机械植保
栽插5~7天活棵后,采用飞防撒药进行化除、防治田间杂草。依据县植保站发布的病虫测报和田间的病虫发生情况,有针对性开展无人机防治。
5、机械收割
选用脱粒净度高、稻秆粉碎性好、留桩低的收割机进行分品种、分地块收割,专车运输、减少损失,提高商品纯度、秸秆碎度。
6、机械烘干
稻谷收获后,专车运输至仓库稻谷不落地,直接进入烘干机烘干至标准含水率以下,进入分库存放即可。
四、基于机械化的水稻新品种机械化种植技术应用分析
在该次水稻机械化种植技术研究中,结合湖北省襄阳市谷城县当地情况展开具体分析。
1、调整土地结构
水稻机械化种植对规模具有一定要求,若水稻种植规模小或水稻种植地块不连贯,则会大幅影响机械化农机设备的运行与应用,因此,为促进水稻机械化种植技术的应用,切实发挥出机械化农机设备的优势,应结合地方实际情况对土地结构调整优化。对于种植农户,可引导多农户进行水稻成片成块种植,以便机械化农机设备协同应用。分散状地块不利于机械化设备运行,为促进机械设备集中作业,还可鼓励土地流转,调整土地结构,完善土地流转模式,并对种植模式进行优化,立足于实际,以因地制宜为原则将机械化农机设备应用到水稻生产种植作业中。从水稻机械化种植技术推广层面来看,可采用鼓励引导的方式逐步增大当地家庭农场、种植大户比例,降低水稻分散种植对机械化种植技术的不利影响,同时积极组建合作社,根据基层当地农业生产与发展情况创造机械化、集约化、规模化经营模式。
2、品种选择
将机械化技术全程运用到水稻种植作业中时,应科学选择水稻品种,以因地制宜为原则,优先选用生长期适宜、发芽率较高、中等稻穗、抗倒伏、分蘖能力强、落粒性高的水稻品种,避免水稻性状不适宜而引发机收困难的问题。结合谷城县情况来看,其近几年为推广水稻机械化种植技术,积极研发新品种,将机械化技术与水稻旱育秧技术相结合,将水稻机械化种植品种选择为Ⅱ优明86、荃优丝苗、晶两优1212等,上述品种符合谷城县气象条件,属于当地良种,在上述水稻品种生产种植时采用机械化技术可呈现出“1+1>2”的效果。
3、播前准备
水稻播种之前做好前期准备。
①选择育秧地
选择地势平坦、背风向阳、灌溉方便、通透性好的地块进行育秧,考虑到育秧期间需借助机械化设备辅助完成水稻育秧工作,故要求育秧地块具有良好通达性,交通便利。此外,为保障水稻育秧质量,要求育秧地有机含量至少1.5%,pH值低于7.5,且育秧地需具备较低的含盐量。
②秧田制作
采用机械旋耙对育秧地床土碎土处理,在五目筛将育秧地床土内部杂物去除。完成耕耙、坐床后进行施肥,肥料结合土壤肥力结构选择种类与剂量。
③选种晒种
选择适合本地的抗病丰产良种,播前种子进行暴晒杀菌,杀死霉菌的同时增强种子酶活性,提高种子发芽率。
4、种子处理
完成品种选择与前期准备工作后,需对水稻种子进行处理。对水稻种子进行精细化筛选,筛选合格后将其脱芒处理,确认种子品质达标后展开消毒处理。在此期间,引入机械化水稻浸种催芽小型设备辅助完成该作业,用于保障种子浸泡催芽质量。随着浸种催芽机械化设备功能的完善,该类设备同时具备浸种、催芽两套程序,操作人员基于水稻种子处理需求合理选择机械设备运行模式,避免浸种、催芽作业分离而造成的二次处理问题。催芽机械化设备具有复合喷淋功能与注水催芽功能,且可结合实际需求对喷淋局部温度进行调节,还可实现循环注水与精细化控制,确保温度均衡,无需人工翻动水稻种,在保障浸种催芽效果基础上降低水稻种植人员工作量与劳动强度。通常情况下,机械化浸种期间,可通过调节机械化设备而将浸种温度控制在13℃~15℃区间内,持续浸种7日后则能够进入到催芽程序中,催芽期间可借助机械设备将注水温度调节至30℃~34℃区间内,持续处理12小时则可完成水稻种子催芽。
5、育秧插秧
水稻机械化种植生产过程中,为确保机械化设备可良好被应用到育苗环节中,应对秧苗状态进行把控,保障秧苗质量。在机械化育苗形势下,要求水稻秧苗高度适宜、茎秆直立且粗,盘根适度,确保机械分秧作业时水稻秧苗不会出现纠缠现象。此外水稻在机械育苗过程中,通过调整机械设备运行参数而控制秧苗密度,要求秧苗分布均匀。在当前技术体系下,机械化育苗方式主要包括三类,为双膜育苗、硬盘育苗、软盘育苗,相较于传统水稻育苗方式,机械化育苗具备密度精细可控、秧龄短、茎秆粗健、出苗整齐、播种均匀的优势,从这一角度不难看出,机械化水稻育苗不仅可行,且优势显著。
选用有孔地膜、硬盘、软盘等载体进行育秧,精铺载体,育秧载体决定了机械化育秧方式。若选用硬盘、软盘载体,需借助机械化设备整齐排列秧盘,使秧盘紧贴不留空隙,避免空隙内滋生杂草;若选用有孔地膜载体,将有孔地膜均匀平整覆盖于秧床表面,四周固定木条。在此基础上于育苗载体上铺设底土,要求底土无杂质、无杂草。底土均匀铺设期间同样可借助机械设施完成,用于提高底土铺设效率,且可起到保证底土铺设均匀的效果。待泥土沉实后借助播种机分批播种,在播种机设备运行下以此完成水稻育苗播种作业(包括播种、覆土、灌溉等)。
6、插秧作业
在水稻机械化种植模式中,需对插秧机进行调试与试运行,检查机械化设备零件灵活性,确保插秧机运行可靠,规避卡顿等不良问题。于插秧机内均匀装入秧苗,在此期间注意检查秧苗装入情况,以防漏插秧。装苗时要求秧块、秧箱贴合紧密,并于装苗结束后科学规划机械化设备(插秧机)行走路径。采用机械化方式播种水稻时,需根据水稻品种生长发育需求确定插秧株距,在谷城县水稻新品种生产种植作业中,水稻机械化插秧株距11~20cm,每穴3~5株,每亩1.6~2万穴。定量均匀插秧结束后及时覆土,暂停浇水,避免产生土壤板结现象。
7、绿色植保
①除草
无论是传统种植技术还是机械化种植技术,除草均是重要的一环,尤其在规模化种植形势下,水稻施肥量提升,土壤肥力易于处理,虽为水稻生长种植创造了良好条件,但容易引发草荒问题。为保障水稻产量,必须于植保管理期间做好除草工作。从机械化种植技术角度来看,运用插秧机械完成水稻种植后,需于3~5日后及时除草,从绿色化角度出发合理选择除草方式。完成除草作业后,于5~7日内注意关注水稻地块状态,要求维持浅水层,若产生缺水现象则应补充水分。
②灌溉
科学适宜的灌溉可为水稻成长发育提供良好水分,保障水稻高产,在机械化种植技术应用过程中,可借助抽水机抽取地下水、河水与江水,将其存储于罐内,为水稻插秧灌溉提供便利。水稻插秧结束后,应维持4~5cm深的水层,待水稻返青后再次灌水,此时将水层深度控制在3cm左右。结合实际情况做好排水晒田工作,维持3~5日,防止出现无效分蘖现象,排水晒田后再次灌溉,将水层深度控制在3~5cm。排水晒田15日后再次灌溉,要求水深10~15cm,水稻抽穗2周后将水层深度降至3cm,完成该次灌溉作业后结合水稻状态间歇性浇灌。水稻黄熟期注意做好排水工作。
③防治
病虫害防治是水稻机械化种植技术的重要应用环节,且是机械化植保作业的重要组成部分。在水稻机械化质保期间,可引进无人机等先进设备喷洒病虫预防药物,按照水稻种植结构及规模提前设计喷药用量、喷药线路,在无人机帮助下实现病虫害防治药物的均匀高效喷施。
8、收割烘干
待水稻95%成黄后则可运用轮式联合收割机进行机械化收割,收割时选取晴朗天气开展作业。完成水稻收割后,选用循环式干燥剂烘干稻谷,在机械化设备帮助下一体化完成稻谷烘干操作,保障水稻质量,烘干结束做好存储工作,注意通风,避免发芽霉变。
五、水稻种植机械化发展方向
在水稻种植机械化发展中,我国水稻机械化发展已经有了很大提升,比如在大型收割机作业。但是在我国水稻机械化发展中,还存在一些不足,比如我国一些大型收割机在作业中,由于在山区不能很好的发挥作用,相对来说灵活性较差。随着科技的不断发展,水稻种植机械功能也在不断完善,需要因地制宜对水稻种植机械进行优化升级,从而更好的适应当地水稻机械种植的需要,满足种植者的生产需求。另外在水稻种植机械化发展中,由于机械插秧技术还不够成熟,一些地区还存在人工插秧,所以为了更好促进水稻种植机械化发展,需要对水稻插秧技术进行优化。
综上所述,水稻全程机械化种植技术现已逐步实现,在水稻种植生产作业全过程(耕整施肥、播种育秧、插秧作业、植保管理、水稻收割、收获烘干)中,机械化技术已实现全面覆盖。与水稻传统农业种植技术相较,机械化种植技术具有显著优势,如效率高、工作量减少等,为最大限度发挥出机械化技术在水稻种植中的作用,需要加强稻田种植机械化推广,更好的提升农民的经济收益,加快我国农业的发展。
(作者单位:441700湖北省襄阳市谷城县种子技术推广服务中心)