水稻全程機械化生產技術及裝備研究

牟楠

摘要：介紹水稻全程機械化技術的主要內容，探討我國發展水稻生產全程機械化技術及裝備的重要意義及主要原則，展望其今后的主要發展方向及內容，為促進水稻生產全程機械化均衡發展及提高水稻單產提供參考。

關鍵詞：全程機械化；水稻；工廠化育秧；機械插秧；機械收獲

中圖分類號：S233.71 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）03-0034-03

水稻生產全過程機械化是指水稻從種到收以及稻谷處理全面實現機械化，其關鍵環節包括整地、育秧、插秧、田間管理（施肥、噴霧）、收割和烘干處理。水稻全程機械化生產技術是水稻生產全過程中機械化科學技術的應用和組織實施。它既包括農機作業的工藝流程，又包括作物生長的農藝要求。只有把機械技術與管理技術有機結合起來，并合理應用于水稻生產，才能產生較好的經濟效益與社會效益。

1 水稻全程機械化技術的主要內容

1.1 工廠化育秧技術

水稻工廠化育秧是在人工控制水、肥、土、溫、濕、氣等條件下，為種子、秧苗提供最適宜的生長條件，使秧苗均勻、健壯、整齊，為農戶和種糧大戶提供高質量秧苗，減輕“倒春寒”影響的一項新技術。該技術是實現水稻生產種子良種化、育秧工廠化、供秧商品化的重要保證，也是實現水稻生產全程機械化的關鍵環節。

其主要工藝流程為：曬種→脫芒→選種→浸種→催芽→脫水→播種→覆土→增溫出苗→綠化煉苗→機械拋秧。根據其工藝流程研制的育秧機具有碎土機、破胸催芽設備、聯合播種設備、秧車、秧架、秧盤、秧盤網托、快速催根立苗設備和煉苗設備等。

1.2 機械化插秧技術

機插秧作業時，應合理密植，一般行距為30 cm左右，穴距12～15 cm。空穴率不超過3%，且秧苗深淺一致，基本做到無深秧，無漂秧。

按照作業行數，插秧機有4行、6行和8行3種類型；按照行走方式，插秧機有手扶式和乘座式2種類型；按照作業速度，插秧機有步進式和高速兩種類型。步進式（手扶式，4行）價格便宜、小巧靈活、勞動強度大；乘座式（高速，6行、8行）效率高、勞動強度小。經過不斷改進，這些插秧機的作業質量和機械性能都比較可靠，維修服務和配件供應也較便利，且均享受政府補貼。

1.3 機械化耕整地技術

使用水田耕整機、水田驅動耙或旋耕機等機械對水田進行耕整，要求耕透熟土層，覆蓋平，無殘茬，曬垡2～3 d后水整，地面高度差不得超過3 cm，且土壤柔軟無僵垡。水田旋耕可一次性完成水田機翻、機耙，機械作業成本低，作業環節少，省工省時省油，而且節省泡田用水（可節水30%～50%）。其旋耕作業碎土能力強，地表平整，一次旋耕能達到一般犁耕和耙地作業幾次的碎土效果，耕層透氣、透水性好，有利于根系發育。

1.4 機械化深施肥技術

為提高肥料利用率，通常在進行土壤深耕作業時，使用化肥深施機械裝置，將底肥翻到土表下6～15 cm，在農作物追肥時也可使用此項技術。

1.5 機械化植保技術

多年來，水田作業都是水稻生產全程機械化的一大技術難題。水稻田間管理中的化學除草、治蟲等作業是水稻生產中的重要環節。受作業條件的限制，常規機械無法下田作業，只能靠人工作業或人機結合作業，消耗大量的人力和物力，勞動強度大、安全隱患多、作業效率低、質量難保證。近年來，主要采用機動遠程噴霧防治病蟲草害，操作者站在稻田的縱橫埂上交錯噴霧，無需下到稻田中間，大大減輕了勞動強度，也提高了工作效率和作業效果。

1.6 機械化收獲技術

一般情況下，在黃熟期當稻谷的含水量為18%～19%時收割。收獲方式有分段收獲和聯合收獲2種，留茬高度一般在30 cm以下。水稻聯合收獲機一次完成收割、脫粒、莖桿分離、谷粒清選、谷粒裝袋（或隨車卸糧）等工序。當水稻谷粒90%變成金黃色、穗枝也變為黃色時，就進入收獲時期，應在10 d內完成機械收獲。有露水或雨后作物潮濕時，不宜立即收割。全喂入式水稻聯合收獲機的損失率應小于3.5%，破碎率小于2.0%；半喂入式水稻聯合收獲機的損失率應小于2.5%，破碎率小于0.5%。

1.7 機械化秸稈還田技術

水稻秸稈還田技術是指在水稻收獲后，直接將秸稈粉碎拋撤到田中，放水泡田后補施氮肥，然后用反轉旋耕滅茬機、水田旋耕埋草機、水田驅動耙等水田埋草耕整機具進行埋草整地作業。該技術適用于雙季稻或多季稻產區。

1.8 其他機械化技術

另外，在水稻全程機械化生產過程中，還有利用節水、節能機械排灌和田間運輸等機械化技術。

2 發展水稻全程機械化技術的重要意義

糧食安全是全球共同面臨的重大發展問題，也是治國安邦的頭等大事。水稻生產在我國糧食生產中占有十分重要的地位，我國65%以上人口以稻米為主食，種植面積約占谷物面積的1/3，種植范圍遍及30個省（自治區、直轄市），產量約占糧食總產量37%，居世界第一位。

2008年7月2日通過的《國家糧食安全中長期規劃綱要》中指出：我國糧食自給率穩定在95%以上，2010年糧食綜合生產能力穩定在5 000億kg以上，2020年達到5 400億kg以上。實現這一目標的重大舉措之一就是強化科技支撐，大力推進農業關鍵技術研究，著力提高糧食單產，而提高我國糧食單產水平的良法之一就是大力發展生產機械化。目前，在我國三大糧食作物耕種收綜合機械化發展中，水平最低的是水稻生產機械化。因此，必須進一步提高對加快發展水稻生產機械化緊迫性的認識，加大發展水稻生產機械化的力度。

水稻生長發育環境和技術措施復雜，耕作栽培工藝細致，生產環節多，季節性強，用工量大，勞動強度大。水稻生產全程機械化不僅可以大幅度減輕勞動強度，提高生產效率，而且可節本增效，比人工作業平均節本增效214.1元/667 m2。推廣水稻生產全程機械化，對穩定水稻生產、提高糧食綜合生產能力、增加農民收入、促進現代農業具有重要的戰略意義。

3 發展水稻全程機械化技術及裝備的原則

水稻生產機械化技術路線的選擇應貫徹因地制宜、分類指導的原則。根據種植制度，我國大體可分三大類稻區：雙季稻主區（7個省）、中稻主區（8個省）、單季中稻區（15個省）。其中，雙季稻主區可分為長江流域雙季稻區和華南雙季稻區；中稻主區可分為稻麥兩熟區、西南稻區和其他稻區。各稻區的機械化技術路線和發展程度差異較大。選擇生產機械化技術路線時，要從種植制度、自然條件、經濟條件等方面綜合考慮，從實際情況出發。

東北稻區的耕種收綜合機械化水平較高，應在進一步推廣水稻機插秧技術的基礎上，提高機收和機械烘干水平，實現水稻生產機械化與稻谷產業化協調發展。稻麥兩熟區的耕種收綜合機械化水平在全國居第二位，機械種植是其薄弱環節，因此應將此作為積極推進的重點，同時因此制宜地推廣機插秧與機直播技術。長江流域雙季稻區復種指數較高，搶收搶種季節性強，是我國主要的雜交稻種植區，主要采用帶水作業方式。目前此區的最薄弱環節也是水稻機械種植，機插秧、機播、機淺栽這3種水稻種植機械化技術還在選擇競爭之中，應盡快明確技術路線和主攻方向。中稻為主的西南稻區自然條件復雜，山地丘陵較多，氣候變化大，農作物種植較分散，人均GDP、城鎮化水平、地區財政收入、農民人均純收入都較低，農機化發展困難較大，發展思路是重點解決山地和小田塊機械化技術裝備問題，發展中小型耕整機、手扶式插秧機、割曬機和脫粒機，推廣分段收獲技術，有條件的地區逐步推廣聯合收獲和烘干技術裝備。

4 水稻全程機械化裝備的研究發展方向

若想提高我國的水稻全程機械化水平，必須加大自主創新力度、集中攻克制約水稻生產機械化發展的關鍵技術，研制先進適用的機具與裝備。

移栽和直播是我國水稻種植的2種主要形式。在插秧機械化發展中，應重點攻克的難點有：研究低成本育秧技術；研制成本低、性能高、可靠性強的插秧機械；研制具有區域特點的插秧機械；研制雜交稻、超級稻插秧機械。在直播機械化發展中，應重點研制水稻種子處理技術及設備、適用于不同類型稻種的精量排種器和直播機。

在水稻田間管理機械化方面，應將精準農業技術應用于水稻田間生產管理，主要包括稻田-水稻環境系統重要信息的快速獲取與解析技術，水、肥、藥的精準控制技術及變量作業機械。

在水稻干燥機械化方面，應著重解決能源消耗以及作業成本的問題，其主要研究重點包括：提高對不同稻區不同含水率稻谷的適應性，提高作業效率；采用多種熱源，降低作業成本及能耗，減少環境污染；建設集中干燥中心，提高干燥過程的控制自動化程度。

在水稻收獲機械化方面，應著重研究及解決的問題包括：全喂入聯合收獲機收獲高濕水稻脫粒和夾帶損失嚴重的問題；降低半喂入聯合收獲機的價格，并形成系列產品；提高水稻收獲機對泥腳深度、高秸稈作物的適應性；提高水稻收獲機的大喂入量適應性；提高水稻收獲機的自動化程度，例如喂入量與損失自動監測、割臺高度自動仿形控制、滾筒轉速自動控制、行走速度自動控制、分離清選系統參數監測控制等。

3 發展水稻全程機械化技術及裝備的原則

水稻生產機械化技術路線的選擇應貫徹因地制宜、分類指導的原則。根據種植制度，我國大體可分三大類稻區：雙季稻主區（7個省）、中稻主區（8個省）、單季中稻區（15個省）。其中，雙季稻主區可分為長江流域雙季稻區和華南雙季稻區；中稻主區可分為稻麥兩熟區、西南稻區和其他稻區。各稻區的機械化技術路線和發展程度差異較大。選擇生產機械化技術路線時，要從種植制度、自然條件、經濟條件等方面綜合考慮，從實際情況出發。

東北稻區的耕種收綜合機械化水平較高，應在進一步推廣水稻機插秧技術的基礎上，提高機收和機械烘干水平，實現水稻生產機械化與稻谷產業化協調發展。稻麥兩熟區的耕種收綜合機械化水平在全國居第二位，機械種植是其薄弱環節，因此應將此作為積極推進的重點，同時因此制宜地推廣機插秧與機直播技術。長江流域雙季稻區復種指數較高，搶收搶種季節性強，是我國主要的雜交稻種植區，主要采用帶水作業方式。目前此區的最薄弱環節也是水稻機械種植，機插秧、機播、機淺栽這3種水稻種植機械化技術還在選擇競爭之中，應盡快明確技術路線和主攻方向。中稻為主的西南稻區自然條件復雜，山地丘陵較多，氣候變化大，農作物種植較分散，人均GDP、城鎮化水平、地區財政收入、農民人均純收入都較低，農機化發展困難較大，發展思路是重點解決山地和小田塊機械化技術裝備問題，發展中小型耕整機、手扶式插秧機、割曬機和脫粒機，推廣分段收獲技術，有條件的地區逐步推廣聯合收獲和烘干技術裝備。

4 水稻全程機械化裝備的研究發展方向

若想提高我國的水稻全程機械化水平，必須加大自主創新力度、集中攻克制約水稻生產機械化發展的關鍵技術，研制先進適用的機具與裝備。

移栽和直播是我國水稻種植的2種主要形式。在插秧機械化發展中，應重點攻克的難點有：研究低成本育秧技術；研制成本低、性能高、可靠性強的插秧機械；研制具有區域特點的插秧機械；研制雜交稻、超級稻插秧機械。在直播機械化發展中，應重點研制水稻種子處理技術及設備、適用于不同類型稻種的精量排種器和直播機。

在水稻田間管理機械化方面，應將精準農業技術應用于水稻田間生產管理，主要包括稻田-水稻環境系統重要信息的快速獲取與解析技術，水、肥、藥的精準控制技術及變量作業機械。

在水稻干燥機械化方面，應著重解決能源消耗以及作業成本的問題，其主要研究重點包括：提高對不同稻區不同含水率稻谷的適應性，提高作業效率；采用多種熱源，降低作業成本及能耗，減少環境污染；建設集中干燥中心，提高干燥過程的控制自動化程度。

在水稻收獲機械化方面，應著重研究及解決的問題包括：全喂入聯合收獲機收獲高濕水稻脫粒和夾帶損失嚴重的問題；降低半喂入聯合收獲機的價格，并形成系列產品；提高水稻收獲機對泥腳深度、高秸稈作物的適應性；提高水稻收獲機的大喂入量適應性；提高水稻收獲機的自動化程度，例如喂入量與損失自動監測、割臺高度自動仿形控制、滾筒轉速自動控制、行走速度自動控制、分離清選系統參數監測控制等。

3 發展水稻全程機械化技術及裝備的原則

水稻生產機械化技術路線的選擇應貫徹因地制宜、分類指導的原則。根據種植制度，我國大體可分三大類稻區：雙季稻主區（7個省）、中稻主區（8個省）、單季中稻區（15個省）。其中，雙季稻主區可分為長江流域雙季稻區和華南雙季稻區；中稻主區可分為稻麥兩熟區、西南稻區和其他稻區。各稻區的機械化技術路線和發展程度差異較大。選擇生產機械化技術路線時，要從種植制度、自然條件、經濟條件等方面綜合考慮，從實際情況出發。

東北稻區的耕種收綜合機械化水平較高，應在進一步推廣水稻機插秧技術的基礎上，提高機收和機械烘干水平，實現水稻生產機械化與稻谷產業化協調發展。稻麥兩熟區的耕種收綜合機械化水平在全國居第二位，機械種植是其薄弱環節，因此應將此作為積極推進的重點，同時因此制宜地推廣機插秧與機直播技術。長江流域雙季稻區復種指數較高，搶收搶種季節性強，是我國主要的雜交稻種植區，主要采用帶水作業方式。目前此區的最薄弱環節也是水稻機械種植，機插秧、機播、機淺栽這3種水稻種植機械化技術還在選擇競爭之中，應盡快明確技術路線和主攻方向。中稻為主的西南稻區自然條件復雜，山地丘陵較多，氣候變化大，農作物種植較分散，人均GDP、城鎮化水平、地區財政收入、農民人均純收入都較低，農機化發展困難較大，發展思路是重點解決山地和小田塊機械化技術裝備問題，發展中小型耕整機、手扶式插秧機、割曬機和脫粒機，推廣分段收獲技術，有條件的地區逐步推廣聯合收獲和烘干技術裝備。

4 水稻全程機械化裝備的研究發展方向

若想提高我國的水稻全程機械化水平，必須加大自主創新力度、集中攻克制約水稻生產機械化發展的關鍵技術，研制先進適用的機具與裝備。

移栽和直播是我國水稻種植的2種主要形式。在插秧機械化發展中，應重點攻克的難點有：研究低成本育秧技術；研制成本低、性能高、可靠性強的插秧機械；研制具有區域特點的插秧機械；研制雜交稻、超級稻插秧機械。在直播機械化發展中，應重點研制水稻種子處理技術及設備、適用于不同類型稻種的精量排種器和直播機。

在水稻田間管理機械化方面，應將精準農業技術應用于水稻田間生產管理，主要包括稻田-水稻環境系統重要信息的快速獲取與解析技術，水、肥、藥的精準控制技術及變量作業機械。

在水稻干燥機械化方面，應著重解決能源消耗以及作業成本的問題，其主要研究重點包括：提高對不同稻區不同含水率稻谷的適應性，提高作業效率；采用多種熱源，降低作業成本及能耗，減少環境污染；建設集中干燥中心，提高干燥過程的控制自動化程度。

在水稻收獲機械化方面，應著重研究及解決的問題包括：全喂入聯合收獲機收獲高濕水稻脫粒和夾帶損失嚴重的問題；降低半喂入聯合收獲機的價格，并形成系列產品；提高水稻收獲機對泥腳深度、高秸稈作物的適應性；提高水稻收獲機的大喂入量適應性；提高水稻收獲機的自動化程度，例如喂入量與損失自動監測、割臺高度自動仿形控制、滾筒轉速自動控制、行走速度自動控制、分離清選系統參數監測控制等。