邊文范　田慎重　鄭東峰　張昌愛(ài)　趙慶雷　張玉鳳　薦世春　郭慧東　辛淑榮

摘 要 概述了水稻人工插秧、人工拋秧、機(jī)械拋秧、機(jī)械毯狀苗插秧和機(jī)械缽體苗插秧等水田栽培發(fā)展史，提出了水稻旱田缽苗機(jī)械化移栽新的栽培方式，論證了水稻旱田缽苗機(jī)械化移栽的可行性和必要性，公布了水稻旱田缽苗機(jī)械化移栽初步研究結(jié)果，為水稻產(chǎn)業(yè)機(jī)械化發(fā)展，提供新的栽培方法。

關(guān)鍵詞 水稻栽培；水田；旱田；機(jī)械化移栽；缽苗

中圖分類號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.006

水稻是世界上最重要的兩大糧食作物之一，全世界約有半數(shù)的人口以稻米為主食。中國(guó)和印度是世界兩個(gè)最大的水稻生產(chǎn)國(guó)，我國(guó)水稻常年種植面積約0.3億公頃，種植面積占糧食作物27%，水稻總產(chǎn)約2億噸，占糧食作物總產(chǎn)量的35%，水稻在我國(guó)商品糧構(gòu)成及糧食安全保障中占有重要地位[1-2]。因此，探索和歸納水稻與社會(huì)主義新時(shí)代的發(fā)展要求相符合的綠色節(jié)能、輕簡(jiǎn)化高產(chǎn)栽培技術(shù)尤為重要。

1 水稻水田栽培的發(fā)展歷史

水稻起源于熱帶和亞熱帶的低洼瘠薄地區(qū)，栽培稻起源于野生稻。據(jù)浙江省桐鄉(xiāng)縣羅家角遺址和浙江余姚河姆渡新石器時(shí)代遺址出土的碳化稻谷分析推斷，我國(guó)種植水稻歷史在萬(wàn)年以上[3]?，F(xiàn)有的水稻種植均為水田栽培，栽培方式有人工插秧、人工拋秧、機(jī)械拋秧、毯狀苗機(jī)械插秧和缽體苗機(jī)械插秧。近幾年，水稻種植也有采用旱直播和水直播方式，但水稻直播的生育期較長(zhǎng)，對(duì)山東等稻麥兩熟區(qū)其茬口銜接和短生育期水稻品種的選擇，是限制其發(fā)展的障礙因素[4-5]。

1.1 水稻人工栽秧歷史

水稻栽培最初是人工插秧，人們站在水中半曲著身體，弓著腰，這種“面朝黃土背朝天”的人工插秧方式極其艱辛。20世紀(jì)70年代，日本學(xué)者松易省三提出了水稻拋秧栽培技術(shù)[6]，該技術(shù)于20世紀(jì)80年代初開(kāi)始在我國(guó)引進(jìn)推廣[7]，雖然拋秧能直立著身體干活，比插秧相對(duì)減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，但拋秧需要一定的技巧，拋的高度決定了秧苗的入土深度和站立的直立度，拋秧的角度決定了秧苗行株間的整齊度，所以人工拋秧大田要拉線分格定量，需要熟練工、巧手工，另外還需要?jiǎng)蛎鏪8-9]。

1.2 水稻機(jī)械化栽秧的發(fā)展

人們一直夢(mèng)寐以求用機(jī)械化移栽取代人工，為此進(jìn)行了艱難的求索。

在20世紀(jì)50年代人們研制了機(jī)械拋秧機(jī)，直到20世紀(jì)70年代開(kāi)始試驗(yàn)盤育毯狀苗機(jī)械插秧技術(shù)，才可以說(shuō)找到了一條以機(jī)械化操作取代人工移栽勞作的有效途

徑[10-11]。這種毯狀苗機(jī)插栽培技術(shù)目前在我國(guó)水稻栽植中依然大面積應(yīng)用。但這種毯狀育秧機(jī)栽方式也存在一定的局限性，其中較突出的問(wèn)題是在極大的播種密度下，整個(gè)毯狀育苗盤中的根系纏繞在一起，移栽時(shí)傷根嚴(yán)重，影響大田的活苗率，緩苗期長(zhǎng)、發(fā)苗遲，抑制了壯大穗的形成，給水稻高產(chǎn)帶來(lái)難度，尤其是茬口銜接緊張的多熟制稻區(qū)難度更大。為了縮短緩苗期，使苗的根系相對(duì)獨(dú)立不纏繞，提高稻苗大田成活率，世界各國(guó)開(kāi)始了缽苗移栽的探索。20世紀(jì)80年代，為了完成經(jīng)濟(jì)作物缽苗移栽的設(shè)計(jì)，歐共體將信息化技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的機(jī)電一體化成果：?jiǎn)纹瑱C(jī)、機(jī)械手、電磁閥等組合成三或四套裝置，完成缽苗移栽的取秧、輸送和栽植，發(fā)明了缽苗移栽機(jī)。但這種缽苗移栽機(jī)復(fù)雜、效率低、成本高，在歐洲也只能用于經(jīng)濟(jì)作物[12-14]。20世紀(jì)90年代，日本仿造歐共體方案，開(kāi)發(fā)了水稻缽苗移栽機(jī)。近十幾年國(guó)內(nèi)多家機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了缽苗移栽機(jī)的研制和開(kāi)發(fā)。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)缽苗移栽機(jī)的方案還處于研制階段，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻缽苗移栽機(jī)方案已經(jīng)接近產(chǎn)業(yè)化、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的雙曲柄五桿水稻缽苗移栽機(jī)已投入生產(chǎn)、揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院與常州亞美柯機(jī)械設(shè)備有限公司聯(lián)合研發(fā)了水稻缽苗機(jī)插栽培技術(shù)[15-17]。近幾年，水稻缽苗機(jī)插栽培技術(shù)在南方單季稻區(qū)、雙季稻區(qū)和東北寒地稻區(qū)等均已應(yīng)用示范，并獲得了顯著的增產(chǎn)效果，水稻缽苗機(jī)插利于穩(wěn)定穗數(shù)的基礎(chǔ)上，主攻壯稈大穗，達(dá)到足穗與大穗的協(xié)調(diào)，較穩(wěn)靠地實(shí)現(xiàn)大面積高產(chǎn)或創(chuàng)造高產(chǎn)[18]，因此，水稻缽苗機(jī)插秧是實(shí)現(xiàn)水稻機(jī)械化高產(chǎn)精確定量栽培的發(fā)展方向。

2 水稻缽盤機(jī)械化旱栽秧的發(fā)展

水稻缽苗機(jī)械旱栽秧的必要性和可行性。水稻的栽培無(wú)論是人工插秧、人工拋秧還是機(jī)械拋秧、毯狀苗機(jī)械插秧或缽體苗機(jī)械插秧均為水田插秧，屬于水作栽培模式。目前，水稻缽體苗機(jī)械插秧在水田插秧中已經(jīng)推廣應(yīng)用，有廣闊的發(fā)展前景，水稻完全可以像栽植蔬菜一樣，利用水稻缽體苗機(jī)械在旱田進(jìn)行栽秧，實(shí)現(xiàn)水稻綠色節(jié)能輕簡(jiǎn)化生產(chǎn)。結(jié)合水稻缽體苗機(jī)械化旱栽秧的必要性和可行性進(jìn)行論證。

2.1 水稻缽苗機(jī)械化旱栽的必要性

1）水稻機(jī)械化旱栽秧的栽培方式適合缺水和習(xí)慣旱作的北方地區(qū)，節(jié)能省水、節(jié)省勞動(dòng)力，能穩(wěn)定和擴(kuò)大水稻的種植面積，是水稻產(chǎn)業(yè)綠色節(jié)能發(fā)展的需要。2）水稻缽苗機(jī)插是以缽體秧盤為載體創(chuàng)新出的新型機(jī)械化育插秧模式，該模式與現(xiàn)在水稻機(jī)插為主體的毯狀苗機(jī)插相比優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：可有效解決毯狀插秧機(jī)插存在播種量大、毯狀苗在極大的播種密度下，整個(gè)毯狀育苗盤中的根系纏繞在一起，機(jī)插傷苗傷根重，影響大田的活苗率，緩苗期長(zhǎng)、立苗慢返青遲，生育期較短及漏秧率高、插苗不均勻等問(wèn)題。缽苗育秧采用精確定量播種，每盤種子用量為35～50 g，傳統(tǒng)毯狀秧盤為100～180 g，種子節(jié)省明顯，節(jié)省種子量達(dá)50%～60%；秧苗帶營(yíng)養(yǎng)體塊一起移栽、無(wú)緩苗期、成活率高。3）水稻缽苗機(jī)械水栽模式，對(duì)水田整地要求較高，必須要求土地盡量平，對(duì)土質(zhì)黏重的田地，需在水耙后泥漿下沉2～3 d再栽秧，而水稻缽苗旱栽秧，可提早水稻栽秧時(shí)間3～5 d，對(duì)一年兩熟地區(qū)的茬口銜接適應(yīng)面廣。4）對(duì)于稻麥輪作地區(qū)，水稻水栽模式，還存在泡田后，秸稈易漂浮，影響機(jī)械插秧問(wèn)題，而水稻缽苗旱栽秧，不需要泡田，在旱地移栽，可有效規(guī)避秸稈漂浮問(wèn)題。5）在我國(guó)“雙減”行動(dòng)和化肥使用量零增長(zhǎng)的大背景下，糞肥等有機(jī)肥的應(yīng)用會(huì)明顯增加，但稻田內(nèi)以水覆蓋，糞肥施用會(huì)有更大的操作難度和時(shí)間限制，而水稻旱栽秧旱作能克服水作有機(jī)肥施用難的問(wèn)題。

2.2 水稻缽苗機(jī)械化旱栽的可行性

1）水稻的灌水量比其他旱作物都多，但稻田水分消耗多用在移栽前的水耕整田和水稻生長(zhǎng)期間的棵間蒸發(fā)和田間滲透上，實(shí)際上水稻的生理需水并不多，有1/3～2/3是耕作用水和生態(tài)用水，節(jié)水潛力大[19-20]。旱作水稻生育期灌溉定額在3 000 m3·hm-2左右即可獲得較高產(chǎn)量[21]，可以節(jié)省大量用水，為水稻旱栽秧提供理論基礎(chǔ)。2）水稻缽體育苗和缽體苗水田移栽機(jī)械的發(fā)展，為水稻缽體苗旱栽提供了育苗和機(jī)械基礎(chǔ)，水田移栽和旱田移栽的區(qū)別主要是機(jī)械栽插部件不同，但均是帶著水稻苗生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)土塊一起移栽，對(duì)水稻苗的移栽后根際微環(huán)境影響不大，因此，水稻機(jī)械化旱栽理論可行。3）水稻旱育苗方式與許多常規(guī)蔬菜育苗方式相似，并且水稻適宜機(jī)插的缽苗大小、高度與蔬菜機(jī)插苗要求相近；移栽大田時(shí)，水稻與蔬菜要求的行株距相近，在機(jī)械可調(diào)范圍內(nèi)，因此水稻缽苗實(shí)現(xiàn)與蔬菜似的旱田機(jī)插是可行的。

3 水稻機(jī)械化旱栽秧發(fā)展現(xiàn)狀

針對(duì)稻麥輪作模式下，小麥秸稈全量還田時(shí)，水稻水田栽培泡田易造成秸稈漂浮，并且在化肥減施的大背景下，泡田對(duì)有機(jī)肥特別是糞肥等施用的時(shí)間和方式更加嚴(yán)格，不如旱田施用有機(jī)肥方便，水作也不適宜北方旱作習(xí)慣，水稻缽苗機(jī)械旱栽秧，能克服水田泡田的缺點(diǎn)，同時(shí)省去水田沉漿時(shí)間，能提前插秧3～5 d，對(duì)山東等一年兩熟地區(qū)的茬口適應(yīng)面廣。為此，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所依托山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目開(kāi)展了水稻缽苗機(jī)械化旱栽秧的研究。培育出了適合水稻旱栽的缽體壯苗，在稻麥輪作區(qū)，在小麥秸稈全量還田下，可以實(shí)現(xiàn)水稻缽苗機(jī)械化旱栽秧，通過(guò)單季生產(chǎn)和測(cè)產(chǎn)，水稻機(jī)械化旱栽秧能穩(wěn)產(chǎn)保產(chǎn)，有的試驗(yàn)點(diǎn)甚至增產(chǎn)達(dá)5%。水稻機(jī)械化旱栽秧節(jié)能、省水，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、輕簡(jiǎn)化栽培，是一種新的水稻栽培方式。

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（責(zé)任編輯：劉昀）