湖南农大研制水稻印刷播种机让杂交水稻节本增效
04.06.2018 01:26
本文来源: 农业机械化信息网
水稻作为我国第一大粮食作物，播种面积占谷物的32%，占主粮面积的56%，我国常年水稻种植面积约3000万公顷，因此，水稻种植机械化是关系我国粮食安全的重大战略问题。目前我国农作物耕种收综合机械化水平快速增长，但水稻生产中机械化种植依然是薄弱环节，2016年水稻种植机械化率仅为44.45%。
机械化育苗插秧是目前我国水稻主产区普遍采用的主流技术，随着杂交水稻种植的大力推进，适用于杂交水稻的机械化插秧技术尚在逐步探索和完善中。针对转型期规模化、机械化生产条件下杂交稻种植面积下滑的挑战，湖南农业大学邹应斌教授科研团队解决了杂交水稻机插秧用种量大、秧龄期短、秧苗素质差、返青时间长、早晚季品种搭配难等生产问题，实现了杂交稻单粒播种成苗、大苗密植机插，形成了“杂交水稻单本密植机插高产高效栽培技术”，即“杂交水稻印刷播种、场地育秧、大苗机插栽培技术”。该技术于2015年10月在长沙通过了袁隆平院士、张洪程院士等9位专家的技术评议，已达到国际先进水平；2017年荣获首届中国三亚国际水稻论坛“水稻年度创新技术”奖；2018年获得国家发明专利。
印刷机制成“稻谷长卷”
近两年，杂交水稻的种植面积实际在逐渐减小，常规水稻的种植趋势在上升，主要因为杂交水稻稻种成本高，机插秧比例低，稻种用量大，生产成本居高不下，因此农户更倾向于选择常规稻种种植。
“在南方杂交水稻生产区域，机插秧的比例很小，大部分农民选择手栽、直播、抛秧等方式，但是存在劳动强度大等问题，尤其是种子用量居高不下。”邹应斌教授说，杂交水稻精量定位播种问题亟待解决。
2015年3月，江苏淮安汉德农业科技有限公司(原江苏淮安汉德印刷机械有限公司)总经理沙春阳致电邹教授，热情地介绍水稻印刷播种机器，即在纸张上铺满稻种后像印刷机将汉字打印在纸上一样，横竖排列整齐。邹教授说：“我当即回答这是一个妙点子，于是马上飞到淮安拜访了沙经理，观摩了正在进行的印刷播种现场，我和他商量着如何改进播种机的上胶装置，以适应杂交水稻精量定位播种的需要。”
当人们看见一台印刷机像打印报纸那般，渐渐吐露出一幅长长的“稻卷”，上面印的不是字，竟是一粒粒稻种整齐地排列着，这张长达10余米的“稻谷长卷”被平坦铺到田里，洒上薄土掩埋，水稻就播种下去了。
一台印刷机、一个滚轮、一个漏斗，构成了这台经改造的“水稻印刷机”：不刷油墨，而是涂上食用胶，便于稻种黏在纸上固定；食用胶与纸张合成过程中，利用滚轮在上胶时打孔；机器上方安装一个漏斗，用来输送稻种，固定在准确位置，一气呵成。
据了解，水稻印刷播种机采用的是不加荧光粉、无毒无害的普通纸张，食用胶由玉米淀粉构成，经济环保，遇水可溶解于土壤，不会造成环境负担。此机具对水稻品种并无特殊要求，常规水稻和杂交水稻都适用，由于杂交稻种价格更高，传统机插秧方式使杂交水稻播种不均匀，种子用量大，造成浪费，运用这一技术可以极大地节约用种量，降低生产成本。
精量定位播种提高成苗率
印刷定位播种、提高种子发芽率和种子成苗率是杂交水稻单本密植大苗机插栽培技术的3个关键技术环节。
为了提高杂交稻单本密植大苗机插的精量定位播种要求种子的发芽率(杂交稻种子发芽率的国家标准为80%以上)，在商品杂交稻种子精选的基础上，应用光电比色机对商品种子再次进行精选，以去除发霉变色的种子、稻米及杂物等，精选高活力的种子。
应用商品水稻种衣剂，或者采用种子引发剂、杀菌剂、杀虫剂及成膜剂等自研配制种衣剂，将精选后的高活力种子进行包衣处理，以防除种子病菌和苗期病虫危害，提高发芽种子的成苗率。经包衣处理后的杂交稻种子，一般播种后25天以内，秧田期不需要再次进行病虫害防治。
种子定位播种纸张上，用可降解的淀粉胶粘合固定，边播种边进行纸张卷捆，便于运输。播种好的纸张可上流水线，即在播种机上自动装填基质、摆放纸张、覆盖基质、浇水浸泡等流水线作业在大棚育秧或场地育秧。
一台印刷播种机约5.5万元，与传统机插秧相比，种子用量可减少50%以上，可节约种子成本60-90元/亩，种子加工、纸张制作以及人工成本共增加20元，两者相抵大概可节约成本40-70元/亩。此外，因单粒定位播种，秧龄可延长10—15天，延长了育秧时间，增加了苗壮时间，秧苗素质显著提高。
我国南方地区是多熟种植，一年种两季或三季作物，一般来讲，作物的生长期越长产量越高，延长秧龄期使农民选择秧苗的余地更大，可以选择生长期更长的品种增加产量。“种植双季晚稻季节矛盾突出，种粮大户成百上千亩的农田，完成收割、移栽需要耗费较长时间，如果秧龄期太短就无法适应生产的需要，应用这项技术能达到一个月左右的育秧时间，为农耗期起到较好的缓冲效果，对农业生产意义重大。”邹教授介绍。
示范田增产，农户信心倍增
来自湖南省浏阳市永安镇坪头村的种田大户陈冬科，是最早接触这一技术的示范户。正值早稻育秧时，午饭间隙与老陈闲聊，“你觉得这技术怎么样？”邹应斌问道。老陈一脸笑容，讲起了最初小面积示范的故事。
种子一粒粒均匀地印在纸上着实好看，播到秧盘里一算，还不到20g/盘，周边赶来看新鲜的农户开始念叨：“平常一盘播了差不多80g，少了那么多种子，能行么？”老陈心里也打鼓，自己平时播那么多种子，插到田里还漏蔸，何况这么少的种子，能有产量吗？
技术员认真讲解着种子如何精选包衣提高种子发芽率，如何定位播种实现稀播匀播，育秧可以有延长秧龄，培育大苗，插到大田返青快，个体发育好、分蘖能力强，有利于发挥杂交水稻分蘖大穗的增产优势等等问题。
老陈将信将疑，把秧育好了，秧苗很健壮，比常规育秧粗壮，根系发达，甚至有的已经有分蘖产生。可插到田里，别人都是青青一田禾，自己的一丘田不见什么苗，又开始犯愁，急忙和技术员联系。技术员安抚他再等半个月，田里就会不一样了。
老陈回忆那半个月的情况，刚开始两天田里依然没有起色，从第三天开始就明显不一样了，返青比同一天机插的好，还没有等到半月，田里的秧苗明显比常规机插长得好。当年使用这一技术栽培的水稻产量比常规机插秧增产了100斤/亩。
如今，老陈承包的150多亩稻田全部采用杂交水稻单本密植机插高产高效栽培技术，有效延长秧龄期，给双抢赢得了更多时间，他将原来的几十亩一季稻全部改为双季稻，早晚稻产量均突破550kg/亩。
目前，“水稻印刷播种机插栽培技术”主要在湖南、安徽、湖北等地合作社及种粮大户间推广应用，由袁隆平院士担任名誉董事长的隆平高科股份有限公司也正全力开发应用该项技术。但就种粮户的接受程度而言，想要改变其传统种植方式仍需更多时间。南方水稻机插秧很大一部分由政府给予补贴，但杂交水稻单本密植机插还未列入补贴范围，依循市场规律，新增生产环节带来成本的上升，种粮户更乐于选择有补贴的传统机插方式，对节约种子用量的需求不高。“购买稻种的成本由国家分摊了，但是进入大面积生产之后，依赖政策赠送稻种的方式不可取，新技术的推广任重道远。”邹应斌说。
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