李艳大1，舒时富1，陈立才1，叶春1，曾水生1,2，李星1，陈盾1
（1江西省农业科学院农业工程研究所，南昌330200；2江西农业大学工学院，南昌330045）
摘要：旨在探析南方丘陵山区水稻机械化育插秧现状，为发展水稻生产机械化提供参考。阐述了南方丘陵山区水稻机械化育插秧存在现有水稻品种对机械化插秧的适应性差、育秧与取土难、播种量大、缓苗期长、育秧分户经营、适应双季稻农艺生产要求的插秧机短缺及插秧机成本高等问题，并从农机农艺融合的角度提出了相应的解决对策。
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关键词 ：丘陵山区；水稻；机械化育插秧；问题；对策
中图分类号：S318 文献标志码：A 论文编号：2014-0487
Analysis of Rice Seedling and Planting Mechanization in Hills and Mountains of Southern China
Li Yanda1, Shu Shifu1, Chen Licai1, Ye Chun1, Zeng Shuisheng1,2, Li Xing1, Chen Dun1
(1Institute of Agricultural Engineering, Jiangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanchang 330200, Jiangxi, China;2College of Engineering, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, Jiangxi, China)
Abstract: Rice seedling and planting mechanization status in hills and mountains of southern China wasanalyzed in order to provide references to develop rice production mechanization. This paper summarized theproblems of rice seedling and planting mechanization, such as the existed rice cultivars have bad suitable formechanized planting, seedling breeding and obtain soil difficult, excessive sowing rate, re- greening stageprolong, dispersive seedling breeding, the existed transplanter has bad suitable for agronomic productiondemand of double cropping rice and its price was high. The corresponding solution countermeasures wereproposed from the viewpoint of combination of agricultural machinery and agronomy.
Key words: Hills and Mountains; Rice; Seedling and Planting Mechanization; Problem; Countermeasure
0 引言
南方丘陵山区耕地面积占中国耕地总面积的31.5%，水稻是该区域种植面积最大、产量最高的粮食作物，其种植面积占中国水稻种植面积的68.3%，在中国粮食生产中占有重要的地位[1]。南方丘陵山区田块小、形状不规则、坡陡弯多、种植结构和栽培农艺繁杂，经济水平低，适用农机具短缺，水稻生产机械化水平明显落后于平原与滨湖地区，大多数区域仍处于初级发展阶段，区域发展很不平衡[2]。实现丘陵山区水稻生产机械化是发展水稻生产、降低生产成本和保障粮食安全的重要保障[3]。前人针对水稻机械化育插秧开展了广泛研究，罗锡文等[4]和何瑞银等[5]比较分析了不同人工与机械栽植方式对水稻产量的影响，表明机械栽植具有稳产、减少成本、增加工效的优势；张文毅等[6]分析了中国双季稻区机插秧发展存在的问题与对策；朱德峰等[7]探讨了中国水稻机插秧发展现状、存在问题及发展对策。上述研究主要侧重于平原或滨湖地区水稻不同种植方式的比较试验及机插秧的发展对策，而针对中国南方丘陵山区水稻机械化育插秧发展现状的研究相对较少。随着南方丘陵山区农村劳动力大量外出务工，水稻生产劳动力短缺和老龄化问题日益突出，劳动力成本迅速上升，广大农民对实现水稻生产机械化的需求日趋迫切。水稻生产具有作业环节多、劳动强度大、用工多等特点，尤其在育秧和插秧环节。因而水稻机械化育插秧成为丘陵山区水稻生产全程机械化的薄弱环节和发展重点。因此，系统深入地探析南方丘陵山区水稻机械化育插秧的现状，对于加快推进该区域水稻机械化育插秧的快速发展，促进农民增产增收和提升水稻种植效益具有非常重要的意义。为此，笔者分析了南方丘陵山区水稻机械化育插秧的现状与存在问题，并从农机农艺融合的角度提出了相应的解决对策，为发展丘陵山区水稻生产机械化提供参考。
1 丘陵山区水稻机械化育插秧存在问题
水稻机械化育插秧是一种综合新型稻作生产技术，涉及水稻品种、土壤、栽培措施、育插秧机械设备等农艺农机方面的因素。机插秧虽然具有定行、定穴和定苗栽插，插深、株距和取秧量可量化调节，节约秧田、省工省力等优势[8]，但从农机农艺相融合的角度来看，当前南方丘陵山区水稻机械化育插秧存在如下问题。
1.1 现有水稻品种对机械化插秧的适应性差
以往水稻品种的选育通常在人工栽培条件下进行，在育种指标设计上追求高产、优质和抗病虫，而忽略了对机械化作业的适应性，导致现有水稻品种对机械化作业的适应性较差[9]。目前南方丘陵山区普遍采用盘式育秧，小苗带土机插，致使秧龄弹性过小，秧苗适宜机插的时间较短，尤其在丘陵双季稻区，晚稻育秧期间温度高，秧苗生长速度快，适宜机插的天数仅为3~4 天，造成晚稻超秧龄，秧龄越大，秧苗素质越差，而且影响机插效果。
1.2 育秧技术要求高且取土难
培育出秧龄适宜、均匀矮壮、叶色深绿、白根多盘根好适应插秧机作业的标准化秧苗是机械化插秧的关键。从营养土、育秧盘、秧床等的准备，到秧苗田间管理都具有很强的技术性。丘陵山区有文化、懂技术的青壮年劳动力大量外出，留守的农民大多文化水平较低、思想保守、接受新生事物的能力较差，机插育秧相对于传统的育秧而言，其技术较复杂，不易掌握，大多数农民很难培育出适应插秧机栽插的健壮秧苗。另外，南方丘陵山区普遍采用营养土（客土）装盘育秧，育秧营养土多选取旱地土或菜园土，且备制处理程序繁锁，花工量多，取土困难，对耕地破坏较大。有研究表明[7]，机插秧面积与旱地取土所需的面积比约1000:1，按每个秧盘装土4 kg，每公顷需秧盘375 只计算，每公顷大田需营养土1500 kg，随着机插秧应用面积的扩大，育秧取土将变得越来越难。显然，不是一种可持续的育秧技术。
1.3 育秧播种量大且缓苗期长
提高机插质量是机插秧获得高产稳产的保障。播种量与漏秧率密切相关，播种量大，漏秧率低。广大农民为降低机插中的漏秧率，大多采用高播种量来实现，但播种量增加导致秧苗群体大，秧苗个体间密集，育成的秧苗瘦弱细长，不带分蘖，秧苗器官发育不充分，秧苗素质差。根据杂交稻生育特性，要求少本稀植，才能发挥其增产优势，高播种量无法满足杂交稻的这一农艺要求。同时，秧苗机插带土少，根系大量受损，影响秧苗返青分蘖和早生快发，尤其是在早稻生长期间，丘陵山区温度较低，秧苗的返青分蘖期加长，进而使机插秧生育期延长。有研究表明，早稻机插比人工抛栽全生育期延长5~8天，进而严重影响了晚稻栽插和高产稳产[10]。
1.4 育秧分户经营
南方丘陵山区一家一户的分户种植，使品种、播种期、播种量、田间管理措施难以统一，培育出来的秧苗质量差异大，不能完全满足插秧机的栽插要求，严重影响机插质量与产量形成，导致育秧用种量大、花工多、浪费秧田等，育秧成本明显增加，且成熟期不一致，影响机械化收获与稻谷的采购。
1.5 适应双季稻农艺生产要求的窄行距插秧机短缺
目前国内现有机插秧技术主要从日本和韩国引进，插秧机行距一般为30 cm（9 寸）宽，9 寸插秧机在南方丘陵双季稻区表现行距过大、基本苗不足，南方丘陵区光温资源有限，双季稻有效分蘖期短，栽插行距过大，其有效穗数不足，不能充分发挥机插稻的增产潜力，难以保证高产稳产。因此，在南方丘陵双季稻区，以现行9寸插秧机为基础，改进研发适应双季稻农艺生产要求的窄行距插秧机来增大栽植密度，进而增加单位面积有效穗数，是提高丘陵双季稻单产的有效途径[11]。
1.6 现有插秧机成本高
目前市场上作业性能稳定、机插质量较好的插秧机基本是国外产品，售价与维修成本均较高。如1 台2行插秧机的售价约为1.2 万元，去除国家购机补贴外，农民自己还得承担0.9 万元左右[12]。对于丘陵山区单家独户的农民来说，插秧机作业面积小、使用效率低、回收期长、售后服务不及时、投资回报率低，因而农民购买插秧机的积极性不高。
2 解决丘陵山区水稻机械化育插秧问题的对策
2.1 筛选和培育适合机械化插秧的水稻品种
筛选和培育适合南方丘陵山区机械化插秧的水稻品种是提高水稻产量、机插质量和充分发挥品种增产潜力的关键[13]。为此，一方面对丘陵山区现有主推种植水稻品种进行筛选，通过开展适合机械化栽插的田间试验，筛选出生育期短且高产的水稻品种；另一方面，根据机插秧要求，培育具有早熟、分蘖力强、耐寒、抽穗整齐的穗粒兼顾或穗数型水稻品种[9,14]。在丘陵双季稻区，一般早稻秧苗株高14~16 cm、晚稻18~21 cm、播种均匀度85%以上、盘根好、分蘖力强、成穗率高、早稻和晚稻生育期分别为105~110 天和108~115天的品种适合机械化插秧[15]。
2.2 完善育秧技术
目前南方丘陵山区普遍采用的营养土装盘育秧存在对耕作层土壤破坏较大，取土难的弊端。因此，南方丘陵山区水稻育秧方式应走工厂化育秧与田间育秧相结合的道路。有条件的地区可发展工厂化育秧，但对大多数农户来说应发展取材方便、低成本、简易化的田间於泥育秧技术。淤泥育秧技术具有操作简单、程序少、节约工时、农民易掌握等优势，适宜普通农户采用。但於泥育秧不利于播种流水线等机械化播种操作，育秧效率低，因而还需研发经济实用的适于淤泥育秧的机械化播种设备，以提高淤泥育秧的播种效率。另外，可采用无土育秧基质，如谷壳、秸秆、经过加工处理的畜禽粪便等有机基质全部或部分替代营养土，解决机械化育秧取土难的问题，减少对耕地的破坏。
2.3 精量播种和促进早生快发
杂交稻育秧要降低播种量，培育壮秧，提高秧苗素质。但低播种量下会出现漏秧率高，秧苗成毯难等问题，进而影响机插质量。因此，关键是要通过精确定量定位播种育秧，解决低播量下漏秧率高的问题。为此，需要利用自动控制技术和传感器技术等现代高新技术对现有育秧播种流水线设备进行改进提升，提高其精确定位定量性能，减少育秧播种量，进而降低育秧用种成本[14]。双季杂交稻每盘播种量控制在80~90 g，每公顷用330 盘左右，每公顷用种量27~30 kg 较适宜。前人研究表明[10,16]，机插秧比手栽秧生育期延长，尤其在丘陵双季稻区表现更明显，这成为机插秧技术大面积推广应用主要限制因素之一。为了促进机插秧返青分蘖，缩短生育期，亟需深入开展机插秧生育期延长的机理研究，阐明机插秧返青分蘖慢和生育期延长的生理原因及其与环境因子间的机理性关系，研制促进机插秧早生快发的促蘖剂和调控技术。
2.4 集中育秧
在现有种植模式无法改变、青壮年劳动力紧缺、每家每户培育壮秧难的前提下，如果种植面积相对集中，且能达到一定规模，可以利用农机大户、种粮大户和农机专业合作社（家庭农场）等进行集中育秧，统一技术，为周边农户提供适合机插的健壮秧苗，克服分散种植，技术不到位，育秧不成功，机器作业无效益，农民看不到机器作业的好处等弊端，进而极大节省秧田面积，提高复种指数，实现从“买种子”到“买秧苗”、一家一户育秧向商品化集中育秧供秧的转变，走规模化、专业化、社会化和市场化的发展道路[17]。
2.5 改进研制适应双季稻农艺生产要求的窄行距插秧机
各级农机政府部门要设立专项科研经费，持续加大科研投入，加强对现有先进种植机具和配套农艺技术的引进、熟化与创新，改进研制适应丘陵双季稻农艺生产要求的窄行距插秧机及配套农艺技术，积极引导国内知名农机企业生产制造适应丘陵山区地形地貌的育插秧装备，进行产品改进升级，通过政产学研推用结合的模式来有效解决丘陵山区水稻育插秧农艺技术适应农机作业要求，实现农机农艺技术有效融合。前人研究表明[11,18]，在南方丘陵双季稻区，8 寸行距插秧机、9 寸/7 寸宽窄行插秧机，通过调小行距来增大单位面积的栽植密度，进而增加有效穗数，比现行推广应用的9 寸行距插秧机显著增产，这是通过农机农艺技术融合来提高丘陵山区双季稻单位面积产量的有效途径之一。另外，还需通过技术性能提升，满足杂交稻少本稀植的要求，研制适合双季杂交稻的窄行钵苗插秧机，实现钵苗精量机插，是提高秧苗机插质量、降低伤秧率和漏秧率、促进秧苗早生快发、充分发挥杂交稻的分蘖和大穗优势，获得杂交稻机插秧高产稳产的有效途径。
2.6 培育农机大户与农机合作组织
丘陵山区单家独户的购机能力低、积极性不高，通过培育农机大户与农机合作组织，打破一家一户各自为战的经营格局，推进水稻生产适度规模化、集约经营，充分发挥农机大户和农机专业合作社（家庭农场）的技能与资金优势，使他们成为机插育秧和机具操作的骨干力量，增强辐射带动作用。农机大户与农机合作组织把农机作业当成一种谋生的手段，其作业好坏、服务能力强弱都与收入有直接的关系，容易做到品种、播期、田间管理技术统一，把这2个对象培育好，对推动丘陵山区水稻机械化育插秧发展有很大的促进作用[12]。
3 小结
水稻机械化育插秧是一个受品种、气候、土壤、栽培措施、机具等多种因子综合影响的复杂生态系统。加快南方丘陵山区水稻机械化育插秧的发展需要农机与农艺2 个部门人员、技术等方面协作与融合。坚持农机、农艺协调发展，集中解决目前水稻机械化育插秧中存在的共性问题。农艺部门做好适合机械化插秧的水稻品种筛选与培育、育秧技术及物化产品研制等；农机部门做好插秧机的选型改进研发、农机实用人才培训、农机大户与农机合作组织的培植及相关政策宣传引导等，形成科学、实用、可操作性强的机械化育插秧技术体系，用以指导和推动南方丘陵山区水稻生产机械化的全面发展[17]。
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