江蘇水稻缽苗機插綠色高效栽培技術研究進展

朱聰聰 楊洪建 管永祥 陳震

（江蘇省農業技術推廣總站，南京210036；第一作者：709364670＠qq.com）

1 江蘇機插秧生產現狀

水稻既是江蘇種植面積最大的作物，也是單產最高的糧食作物[1-2]，種植面積常年穩定在226萬hm2左右，單產超過8.40 t/hm2。隨著經濟社會的快速發展和產業結構的調整，農村勞動力大量轉移，農事勞作婦女化、老齡化現象不斷加劇[3-4]，推廣以機插秧為代表的機械化高產栽培技術，對于增強我國農業綜合生產能力、保障糧食安全、推進農業現代化具有十分重要的意義[5]。江蘇省新一輪水稻機插秧技術歷經多年發展，水稻種植機械化裝備水平與作業水平大幅度提升。2017年江蘇省機插秧面積160萬hm2，機插率超過75%，機械化種植水平達80%以上，生產上形成了以毯苗機插高產栽培為主體、機械精量直播面積逐步提高、缽苗機插技術集成示范迅猛發展的局面，為保證江蘇省糧食總產穩定和水稻單產持續走在全國前列做出了突出貢獻[6-7]。

盤育毯狀小苗機插作為我國最早開展研究的機插秧技術，近年來隨著推廣部門的大力支持和科研人員的研發攻關，配套高產高效栽培技術已相對成熟[8-9]。2017年江蘇毯苗機插稻面積達140萬hm2，平均單產接近9.40 t/hm2。生產上受秧齡的限制，同期移栽毯苗較人工手插和拋秧晚播10～15 d，生育期明顯縮短，導致植株個體生長量減少，高產潛力難以充分發揮，也使生育期稍長的高產水稻品種無法應用[10-11]。毯苗靠加大播種量來滿足盤根和減少缺叢的要求，使得密生條件下秧苗素質遠不如常規稀植旱育秧，秧齡彈性小。而江蘇大部分水稻主產區茬口緊張，換季讓茬矛盾突出，“秧等田”、“秧等水”和適栽期不利氣候條件等現象極易導致密生毯苗形成超齡弱秧[12-13]。加之刀切式移栽，機插后秧苗有7～15 d的緩苗期，隨著秸稈全量還田的普及，機插秧僵苗現象時有發生[14]。機直播水稻由于生育期縮短，用種量大，個體生長和群體物質積累受限，安全生產風險高，只適宜在全年熱量條件較豐富的地區配套當地早熟品種合理布局[15]。

2 缽苗機插技術發展概況

上個世紀60年代末，日本學者宮坂昭等設計提出用缽盤提高秧苗素質，增加苗期抗凍能力，主要應用于手栽和人工拋秧[16]。隨著育秧技術的提高和插秧機的快速普及，20世紀70年代日本基本淘汰了紙質缽盤轉而大量使用塑料缽盤，并于1979年成功研制出多型號的缽苗插秧機[17]。由于缽苗機插實現了土缽壯秧的機械化精確栽植，較好地解決了苗期抗寒和復種地區的茬口問題，兼有機插高效的優勢，又避免了毯苗機插的種種缺陷，在日本迅速擴大推廣[18]。上世紀末我國東北寒地稻區農墾農場率先引進不同型號缽苗插秧機并開展試驗示范[19-20]，廣大科研院所就缽苗插秧機國產化進程積極展開移栽設備研發，北京農業工程大學、黑龍江八一農墾大學等科研院校相繼推出較為實用的國產水稻缽苗插秧機型[21-22]。但仍存在結構復雜、漏插率高、對秧苗和整地質量要求嚴格等缺陷，限制了缽苗機插技術在全國范圍內的大面積推廣，對于熱量條件充沛的南方稻區更是只有零星地區應用且多數仍停留在試驗改良階段。

對于經濟較發達，缽育拋擺栽、毯狀苗機插高產栽培技術理論較為完善的江蘇地區，最早于1998年由蘇州市水利農機科學研究所進行日本RX-6型水稻缽苗移栽機適應性試驗，由于漏插率較高，成永芳等[23]提出縮小機插行距、提高基本苗的建議。2010年，常州亞美柯機械設備有限公司從日本實產業株式會社引進了全套缽體成苗插秧系統，研發出先進的2ZB-6（RX-60AM）型單人乘坐式高速缽苗插秧機和2ZB-6A（RXA-60T）型雙人乘座式高速缽苗插秧機[24]。此2種型號插秧機由發動機、行走部、種植部3部分組成，利用推苗棒將秧苗從秧盤中頂出，通過旋轉滑道機構傳送給種植爪，從而實現將帶土缽育壯秧按一定行株距均勻、無植傷地直立擺栽于大田。從2010年開始，揚州大學牽頭與常州亞美柯機械設備有限公司、江蘇省農墾集團及農技推廣部門等數十家企業單位聯合成立攻關協作組，在省內水稻主產區展開專題攻關試驗，并設置豐產方以及大面積生產驗證試驗[25-26]。同時，協作組也在安徽、江西、湖北、四川、福建等多地多點進行試驗示范，不斷加強技術攻關，強化新品種、新技術集成應用，加快集成完善不同熟制和不同生態條件下水稻缽苗機插高產配套技術體系，初步研究形成了水稻缽苗機插綠色高效栽培技術。

近幾年，通過加大研發力度和技術創新，缽盤播種覆土、搬運擺盤、大田栽插等機械設備國產化程度明顯提高，有效降低了全套機具成本[27]，推廣示范面積逐年增加。截至2017年底，江蘇省缽苗插秧機市場保有量超300臺，全年累計作業面積0.67萬hm2，被廣泛應用于科研院所及農機農技部門試驗示范、優質稻米生產基地、各地大中型農場及規模經營主體，在大規模生產中明顯提高了單位產出效益。在南方稻區多年的應用示范中，江蘇、安徽、四川、湖北等單季稻區和江西、湖南等雙季稻區以及黑龍江等東北寒地稻區紛紛涌現出一系列打破當地單產紀錄的高產典型[28]。其中，由揚州大學與興化市農技推廣中心合作實施的“缽苗機插百畝攻關方”，2012—2016年連續創造了我國稻麥兩熟條件下水稻機械化栽培高產紀錄，百畝連片平均單產超13.5 t/hm2，稻麥周年糧食產量穩超21.0 t/hm2。水稻缽苗機插優質增產技術多年被農業農村部納入全國農業主推技術名錄。

3 缽苗機插水稻生產優勢

隨著缽苗機插面積的迅速擴大，各地對缽苗機插高產栽培技術標準化、作業規范化、生產規模化都提出了新的要求，并進行了大量農機農藝融合的創新性和適應性試驗[29-30]，在缽苗機插關鍵技術的研究與熟化方面取得了顯著成效[31]，從水稻生長發育、產量形成及生產適應性等角度逐步闡明了缽苗機插技術的生產優勢。

3.1 秧苗素質高，秧齡彈性大，利于緩解茬口矛盾

以“控種、控水、化控、暗化”處理為核心的旱育壯秧技術，有利于培育4葉期帶蘗壯秧，適栽秧齡最高35 d，以將生育期向前延伸的方式，充分利用生長季溫光資源。長秧齡壯苗移栽較毯苗機插秧抽穗期和成熟期提前2～5 d，全生育期增加3～7 d。既克服了盤育毯狀小苗適栽期短、易超秧齡的問題，也為偏遲熟高產品種應用提供了新的技術途徑，避免了稻-麥等兩熟地區“雙遲雙晚”的惡性循環，尤其對緩解淮北、蘇中等熱量條件欠豐地區的騰茬矛盾具有重大意義。

3.2 移栽基本無植傷，活棵發苗快，利于促進分蘗成穗

缽苗機插作業以頂、推的栽插方式，最大限度避免對缽土盤根的破壞。行叢定距移栽后返青發苗快，精確構建高質量群體起點，早發穩長提高優勢分蘗成穗率，利于以較少的基本苗爭足穗。針對大面積種植增產潛力大但種子價格昂貴的雜交稻，可顯著節省用種量，促進個體素質和群體質量的提高。

3.3 中期庫大源足，后期衰減慢，利于形成壯稈大穗

缽苗機插壯秧群體起點高，前期充分利用早生優勢分蘗提高個體素質，較高的群體質量和物質積累促進了中后期高光效群體的構建。齊穗期群體株型配置合理，有利于陽光向冠層內部投射，光合生產力大大提高。抽穗后缽苗機插群體光合勢高，干物質積累多，根葉活力衰減慢，個體健壯，有利于大穗型品種巨量群體安全庫容的有效灌漿充實，使缽苗機插稻“穗大粒多”的增產優勢得到充分發揮。

3.4 群體結構優化，利于發揮品種潛力

穴播旱育和早生快發為機插缽苗建立了高質量和高光效的群體起點。機插行距固定為33 cm，較常見的30 cm略增，為個體健壯發育和群體結構優化提供了有利條件。通風透光改善不僅使常規粳稻高密度栽插兼有穗型優勢，更有利于繁茂性強、生長量大的大穗型高產雜交品種應用。良好的田間微生態環境既能促進肥效吸收，協調穗粒矛盾，達到“增穗、增粒、增重”的效果，也利于品種抗逆性和品質的提高。

4 水稻缽苗機插關鍵技術

4.1 缽苗旱育壯秧技術

根據茬口及水稻安全齊穗期確定適宜播期、根據品種類型調整適宜播量是合理確定群體起點的基礎。提前做好曬種去芒、浸種催芽和秧板制作、營養土配制等工作，精確調控配套播種機每孔粒數（常規粳稻60 g/盤左右、雜交稻30 g/盤左右），以嚴格的暗化措施保齊苗全苗（出苗率95%以上）。擺盤前鋪設切根網，秧盤擺平擺齊，經壓實后蓋遮陽網（無紡布），灌平溝水浸透盤底后立即排出，防止漬水影響出苗。2葉期揭膜前濕潤灌溉，之后干濕交替、以旱為主促盤根，可結合化控措施促矮壯。另外，苗期要做好田間病蟲害防治工作，確保25～30 d適齡壯苗各項指標[32]的實現。

4.2 精確機插密度技術

大田經耕整沉實后實施精確機插，栽前須做好運秧、排秧等準備工作，減少秧苗損耗，提高工作效率。缽苗機插行距固定為33 cm，因水稻品種類型合理確定基本苗（常規粳稻機插株距12 cm，每667 m2栽1.68萬叢，基本苗5.9萬左右，需秧盤40張；雜交稻株距14 cm，每667 m2栽1.44萬叢，基本苗3～4萬左右，需秧盤32張），有利于塑造優質群體，改善群體質量，提高產量和品質。插秧機手按“淺、穩、直、勻”的要求，提高栽插質量，促進早生快發。適當縮小換行間距，彌補行距偏大對基本苗數的影響。

4.3 精確施肥技術

在運用斯坦福（Stanford）公式計算出總施氮量的基礎上，增施磷、鉀、硅肥以及微肥等，N∶P2O5∶K2O 比例要求達到1∶0.5∶0.8。從品質調優和產量提高兩方面綜合考慮，粳稻每667 m2施純氮18～20 kg，增加基蘗肥比例，基肥、分蘗肥、穗肥用量調整為 3∶4∶3，促進缽苗早發穩長和低位優勢分蘗充分成穗。雜交秈稻基蘗穗肥按3∶3∶4的比例平衡施用，以前期適宜的群體生長量促進中后期高光效群體構建，控制無效生長，延緩葉片早衰。分蘗肥于移栽后5 d、10 d分2次等量施用，穗肥于倒4葉期和倒2葉期分2次施用，既有利于鞏固有效分蘗成穗，又能促進壯稈大穗。

4.4 精確灌溉技術

機插秧后，采用淺水濕潤灌溉，水深不超過5 cm，并適當露田，促進扎根活棵長粗。之后淺水灌溉，達到80%夠苗時脫水擱田，以多次輕擱為主，既可增加土壤的通透性，也有利于低位優勢大分蘗生長，促進搖擺分蘗成穗。拔節孕穗期水稻需水量大，期間以“水層-濕潤-落干”過程反復交替，以濕為主，養根保葉。抽穗后灌淺水，自然落干至表土濕潤，再灌淺水，如此往復直至收獲前1周。滲水性差的粘土地若下茬搶播小麥，收獲前可少上1次水，提高小麥耕種墑情。

5 生產應用中存在的主要問題及對策

通過多年探索，各地創立了具有一定普適性的水稻缽苗精確高產栽培技術規程[33-34]，基本明確了缽苗機插水稻的生長發育特點與（超）高產形成規律。但生產上在育秧、配套管理措施和農機農藝融合上仍存在一些易影響缽苗機插高產優勢充分發揮的薄弱環節。

5.1 關于培育標準化壯秧

實踐證明，培育“全、齊、勻、壯”的標準化適栽秧苗，是缽苗機插精確有序構建優良群體結構和充分發揮增產穩產優勢的最關鍵技術[35]。秧苗素質是群體起點的基礎，關系著各階段生長指標能否實現，對最終產量產生重大影響。生產中常常由于對新技術的認識不到位，容易出現秧土板結、竄根、濕粘、缺叢等現象，導致高漏苗率或苗小、苗弱，無法滿足機插高產要求，后期人工補栽用工量大，還會增加肥料等投入。行之有效的方法是在機播流水線上通過人工精確補種，將孔穴缺種率降至最低，減少大田用工。結合暗化催芽，能夠將處理過的秧盤成苗率提高到99%以上，并顯著改善秧苗整齊度，是實現缽育機插勻壯苗在擺盤前的關鍵步驟。此外，由于土壤理化性狀差異，粘土作營養土缺水易板結，過濕則粘性過大，沙質土壤缺水土球易破碎，均影響正常栽插。因此，應于栽前1周嚴格管水，調控盤土干濕度，及時清除盤面淤泥，減少竄根、碎球和粘連發生。弱苗應于2葉期早施“斷奶肥”，補施“送嫁肥”促起身。及時防控秧田期病蟲草害，堅持帶藥移栽，也可起到護苗壯苗的作用。

5.2 關于高產配套栽培技術

江蘇作為跨越近4個緯度的農業大省，生態條件復雜、土質類型多樣、作物品種繁雜，地力條件和生產管理水平的差異均增加了缽苗機插水稻高產穩產的不確定性，造成部分高產田塊年度間產量起伏不定，不同田塊和地區間重演性差。因此，關于不同生態區、不同熟制、不同地力水平和不同品種類型相匹配的最優管理措施仍是各地攻關研究的重點。針對不同地區水稻缽苗機插實現產量跨越的制約因素，各地農藝部門還應進一步開展品種篩選、培育壯秧、密度調節、肥水運籌等配套技術研究，因地制宜地制定可復制、易推廣的大面積連片穩定高產（11.00 t/hm2以上）的技術規程，發揮高產和超高產典型引領示范作用，擴大技術影響力和輻射面。

5.3 關于作業效率和效益問題

自缽苗插秧機問世以來，相對較高的機械成本導致比較效益優勢不明顯，成為制約其發展的主要因素。與常規毯狀苗插秧機和直播機等相比，缽苗插秧機及專用播種流水線對作業質量要求高，構造復雜精密，相對較高的初期器械投入降低了用戶的購買意愿。與毯苗插秧機每天4 hm2的大田作業面積相比，缽苗機插工作效率較低。加之與其配套的秧盤價格較高，假如算上折舊和維護成本，缽苗機插高產效益優勢幾乎消失殆盡。盡管隨著國有化進程的推進和補貼措施的落實，插秧機及其配套器具價格有所降低，但仍限制了其在普通大戶、家庭農場和農業合作社中的推廣應用。要從根本上解決這一問題，關鍵是要進一步加速插秧機具及配套秧盤的國產化改造，大幅度降低設備成本。通過改進插秧機分插機構提高栽插效率，以及利用缽苗較高的秧齡彈性實施分批育秧，均可增加插秧機當季作業面積，帶動綜合效益提升。

5.4 關于機具改進的問題

與插秧機相配套的LSPE-60AM播種機，采用排種輥取種精播，保證在高播量下有較高的穴播精度。但對生產上占有較大面積的雜交粳稻而言，稀播（平均每穴≤3粒）條件下種苗缺穴率提高，必須增加流水線人工補種確保出苗率。秈稻由于粒型較長，排種輥取種精度顯著降低，且經過壓實輪后易造成種子破損，漏苗率較高。應從提高適用性的角度，加快研發針對不同類型品種、不同粒型的播種部件，滿足雜交稻和秈稻品種稀播勻苗的要求。缽苗機插行距限定為33 cm，易造成部分穗數型粳稻品種基本苗不足。適當縮改機插行距，增加栽插密度，更易培育適宜群體起點，以輕簡高效的栽培管理措施獲得高產，是提高缽苗機插對不同類型品種的適應性，確保豐產穩產的重要途徑。針對上述問題，常州亞美柯機械設備有限公司正研發和改進缽苗機插寬窄行插秧機，平均行距為30 cm（27 cm+33 cm），相關綠色高質高效配套栽培技術還有待進一步深化研究。

6 研究展望

缽苗機插水稻實現了定行、定穴、定量、定深栽植，有利于保證栽插質量、早生快發，促進高產群體構建，易于實現農機裝備與水稻群體質量栽培、精確定量栽培技術的有機融合。近幾年的試驗示范表明，缽苗機插已經成為江蘇乃至南方稻區打破機插秧單產瓶頸，提高大面積水稻產量的重要途徑。因此，加強產學研聯合攻關、改進優化機具、匹配集成本土化穩定（超）高產技術規程是破解各地缽苗機插發展應用難題的關鍵。

6.1 注重大穗型高產品種的應用

品種是作物增產增效和品質改善的前提和基礎。缽苗機插水稻“稈壯穗足”和“穗大粒多”的生長優勢使大穗型品種增產潛力充分發揮，利用雜交稻分蘗和穗型優勢還有利于降低栽插密度，從而顯著提高作業效率。近年來，各地缽苗機插攻關方以超大穗型雜交稻甬優品系為材料，在保證適宜穗數、結實率和千粒重的條件下，以極顯著的穗型優勢屢屢突破當地水稻高產紀錄。缽苗機插水稻全生育期延長使偏遲熟高產品種能夠安全成熟，擴大了地區適宜品種的選擇范圍。推廣中應重視高產攻關示范與綜合性狀突出的優新品種搭配，注重缽苗機插在超級稻及地區當家品種上的應用示范效果。

6.2 主動適應規模化、輕簡化綠色生產新形勢

當前，我國農業已經進入從傳統農戶分散經營向集約化、專業化、組織化、社會化相結合的新型經營體系加快轉變的新階段，規模化生產成為現代農業的重要特征。缽苗機插技術將傳統精耕細作與現代物質技術裝備相融合，契合了農業現代化對適度規模和高集約度的生產需求，有利于水稻生產全程機械化的實現，必將在新時期迎來快速發展。然而隨著農村人口老齡化的加劇和人們對食品品質、安全要求的提高，要進一步研究省工、省力的輕簡化高產栽培技術，加強綠色模式攻關，強化與秸稈還田、節水減藥省肥技術等集成配套，實現規模化生產條件下的缽苗機插“高產、優質、高效、生態、安全”的綜合目標。

6.3 加大行政推動和政策扶持

缽苗機插攻關協作組通過召開專題會議、加強技術指導、爭取獎補等措施，充分調動了協作組成員單位購機用機的積極性。雖然缽苗插秧機已納入農機具購置補貼范圍，但高成本帶來的比較效益不突出仍是現階段制約缽苗機插發展的主要因素。推廣上可結合省農機三新工程、農機合作社專項資金項目等實施，加大購機資金補貼力度。有關部門應爭取將缽苗機插專用秧盤盡早納入補貼范圍，配合國產化實用性的改造加工，力爭全套設備購置成本降低1/3左右。提高缽苗機插在水稻高產增效創建、商品化集中育供秧方面的應用面積，探索高附加值的優質食味稻米、綠色有機高產栽培模式，通過規模化生產和集約化經營增加整體收益，提高市場競爭力。

6.4 改進工作機制，加強服務指導

農機農業管理和推廣部門要開展聯合攻關，進一步加強農機農藝融合創新研究，形成產、學、研、推、管共同推進的發展氛圍。生產上要高度重視對集中育供秧過程的服務指導，強化對插秧機手的技能培訓，穩定提高機插作業質量和效率。在關鍵生育期組織專家踏田指導，因地、因種、因苗、因氣候針對性地提出生產管理意見，提高關鍵技術應用到位率。以多種形式組織基層農技員、合作社、企業、農場等用戶進行生產培訓和考察交流，學習先進典型經驗。進一步完善配套服務保障機制，建立健全維修、培訓網絡，提高專業化服務質量和水平，滿足規模化生產發展需求。