水稻水田栽培史及旱田缽苗機械化移栽新發展研究概述

邊文范　田慎重　鄭東峰　張昌愛　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、機械拋秧、機械毯狀苗插秧和機械缽體苗插秧等水田栽培發展史，提出了水稻旱田缽苗機械化移栽新的栽培方式，論證了水稻旱田缽苗機械化移栽的可行性和必要性，公布了水稻旱田缽苗機械化移栽初步研究結果，為水稻產業機械化發展，提供新的栽培方法。

關鍵詞 水稻栽培；水田；旱田；機械化移栽；缽苗

中圖分類號：S511 文獻標志碼：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，全世界約有半數的人口以稻米為主食。中國和印度是世界兩個最大的水稻生產國，我國水稻常年種植面積約0.3億公頃，種植面積占糧食作物27%，水稻總產約2億噸，占糧食作物總產量的35%，水稻在我國商品糧構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主義新時代的發展要求相符合的綠色節能、輕簡化高產栽培技術尤為重要。

1 水稻水田栽培的發展歷史

水稻起源于熱帶和亞熱帶的低洼瘠薄地區，栽培稻起源于野生稻。據浙江省桐鄉縣羅家角遺址和浙江余姚河姆渡新石器時代遺址出土的碳化稻谷分析推斷，我國種植水稻歷史在萬年以上[3]。現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、機械拋秧、毯狀苗機械插秧和缽體苗機械插秧。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，對山東等稻麥兩熟區其茬口銜接和短生育期水稻品種的選擇，是限制其發展的障礙因素[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70年代，日本學者松易省三提出了水稻拋秧栽培技術[6]，該技術于20世紀80年代初開始在我國引進推廣[7]，雖然拋秧能直立著身體干活，比插秧相對減少了勞動強度，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，另外還需要勻苗[8-9]。

1.2 水稻機械化栽秧的發展

人們一直夢寐以求用機械化移栽取代人工，為此進行了艱難的求索。

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

徑[10-11]。這種毯狀苗機插栽培技術目前在我國水稻栽植中依然大面積應用。但這種毯狀育秧機栽方式也存在一定的局限性，其中較突出的問題是在極大的播種密度下，整個毯狀育苗盤中的根系纏繞在一起，移栽時傷根嚴重，影響大田的活苗率，緩苗期長、發苗遲，抑制了壯大穗的形成，給水稻高產帶來難度，尤其是茬口銜接緊張的多熟制稻區難度更大。為了縮短緩苗期，使苗的根系相對獨立不纏繞，提高稻苗大田成活率，世界各國開始了缽苗移栽的探索。20世紀80年代，為了完成經濟作物缽苗移栽的設計，歐共體將信息化技術發展帶來的機電一體化成果：單片機、機械手、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，發明了缽苗移栽機。但這種缽苗移栽機復雜、效率低、成本高，在歐洲也只能用于經濟作物[12-14]。20世紀90年代，日本仿造歐共體方案，開發了水稻缽苗移栽機。近十幾年國內多家機構也進行了缽苗移栽機的研制和開發。華南農業大學缽苗移栽機的方案還處于研制階段，中國農業大學水稻缽苗移栽機方案已經接近產業化、東北農業大學的雙曲柄五桿水稻缽苗移栽機已投入生產、揚州大學農學院與常州亞美柯機械設備有限公司聯合研發了水稻缽苗機插栽培技術[15-17]。近幾年，水稻缽苗機插栽培技術在南方單季稻區、雙季稻區和東北寒地稻區等均已應用示范，并獲得了顯著的增產效果，水稻缽苗機插利于穩定穗數的基礎上，主攻壯稈大穗，達到足穗與大穗的協調，較穩靠地實現大面積高產或創造高產[18]，因此，水稻缽苗機插秧是實現水稻機械化高產精確定量栽培的發展方向。

2 水稻缽盤機械化旱栽秧的發展

水稻缽苗機械旱栽秧的必要性和可行性。水稻的栽培無論是人工插秧、人工拋秧還是機械拋秧、毯狀苗機械插秧或缽體苗機械插秧均為水田插秧，屬于水作栽培模式。目前，水稻缽體苗機械插秧在水田插秧中已經推廣應用，有廣闊的發展前景，水稻完全可以像栽植蔬菜一樣，利用水稻缽體苗機械在旱田進行栽秧，實現水稻綠色節能輕簡化生產。結合水稻缽體苗機械化旱栽秧的必要性和可行性進行論證。

2.1 水稻缽苗機械化旱栽的必要性

1）水稻機械化旱栽秧的栽培方式適合缺水和習慣旱作的北方地區，節能省水、節省勞動力，能穩定和擴大水稻的種植面積，是水稻產業綠色節能發展的需要。2）水稻缽苗機插是以缽體秧盤為載體創新出的新型機械化育插秧模式，該模式與現在水稻機插為主體的毯狀苗機插相比優勢表現在：可有效解決毯狀插秧機插存在播種量大、毯狀苗在極大的播種密度下，整個毯狀育苗盤中的根系纏繞在一起，機插傷苗傷根重，影響大田的活苗率，緩苗期長、立苗慢返青遲，生育期較短及漏秧率高、插苗不均勻等問題。缽苗育秧采用精確定量播種，每盤種子用量為35～50 g，傳統毯狀秧盤為100～180 g，種子節省明顯，節省種子量達50%～60%；秧苗帶營養體塊一起移栽、無緩苗期、成活率高。3）水稻缽苗機械水栽模式，對水田整地要求較高，必須要求土地盡量平，對土質黏重的田地，需在水耙后泥漿下沉2～3 d再栽秧，而水稻缽苗旱栽秧，可提早水稻栽秧時間3～5 d，對一年兩熟地區的茬口銜接適應面廣。4）對于稻麥輪作地區，水稻水栽模式，還存在泡田后，秸稈易漂浮，影響機械插秧問題，而水稻缽苗旱栽秧，不需要泡田，在旱地移栽，可有效規避秸稈漂浮問題。5）在我國“雙減”行動和化肥使用量零增長的大背景下，糞肥等有機肥的應用會明顯增加，但稻田內以水覆蓋，糞肥施用會有更大的操作難度和時間限制，而水稻旱栽秧旱作能克服水作有機肥施用難的問題。

2.2 水稻缽苗機械化旱栽的可行性

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期間的棵間蒸發和田間滲透上，實際上水稻的生理需水并不多，有1/3～2/3是耕作用水和生態用水，節水潛力大[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量[21]，可以節省大量用水，為水稻旱栽秧提供理論基礎。2）水稻缽體育苗和缽體苗水田移栽機械的發展，為水稻缽體苗旱栽提供了育苗和機械基礎，水田移栽和旱田移栽的區別主要是機械栽插部件不同，但均是帶著水稻苗生長的營養土塊一起移栽，對水稻苗的移栽后根際微環境影響不大，因此，水稻機械化旱栽理論可行。3）水稻旱育苗方式與許多常規蔬菜育苗方式相似，并且水稻適宜機插的缽苗大小、高度與蔬菜機插苗要求相近；移栽大田時，水稻與蔬菜要求的行株距相近，在機械可調范圍內，因此水稻缽苗實現與蔬菜似的旱田機插是可行的。

3 水稻機械化旱栽秧發展現狀

針對稻麥輪作模式下，小麥秸稈全量還田時，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，泡田對有機肥特別是糞肥等施用的時間和方式更加嚴格，不如旱田施用有機肥方便，水作也不適宜北方旱作習慣，水稻缽苗機械旱栽秧，能克服水田泡田的缺點，同時省去水田沉漿時間，能提前插秧3～5 d，對山東等一年兩熟地區的茬口適應面廣。為此，山東省農業科學院農業資源與環境研究所依托山東省重點研發計劃項目開展了水稻缽苗機械化旱栽秧的研究。培育出了適合水稻旱栽的缽體壯苗，在稻麥輪作區，在小麥秸稈全量還田下，可以實現水稻缽苗機械化旱栽秧，通過單季生產和測產，水稻機械化旱栽秧能穩產保產，有的試驗點甚至增產達5%。水稻機械化旱栽秧節能、省水，實現了機械化、輕簡化栽培，是一種新的水稻栽培方式。

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（責任編輯：劉昀）