水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)應(yīng)用初探

黃 頌，劉 毅，黃育忠，王新宇

（1.湖南省國(guó)際工程咨詢中心有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000；2.湖南省農(nóng)機(jī)事務(wù)中心，湖南 長(zhǎng)沙 410015；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙410128）

1 引言

水稻是我國(guó)的重要糧食作物，“湖廣熟天下足”意指兩湖兩廣地區(qū)水稻生產(chǎn)在解決全國(guó)糧食供給問(wèn)題中的突出地位和作用。在人多地少矛盾和資源環(huán)境壓力增大的當(dāng)下，發(fā)展水稻綠色生產(chǎn)在糧食安全中具有舉足輕重的地位，研究和推廣應(yīng)用水稻機(jī)械化綠色種植技術(shù)，通過(guò)科學(xué)技術(shù)手段減少農(nóng)田環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品的污染，并最大限度提高水稻生產(chǎn)率[1]，對(duì)確保我國(guó)糧食安全和生態(tài)安全具有更加積極的意義[2]。本研究從農(nóng)機(jī)裝備技術(shù)和農(nóng)業(yè)生化技術(shù)融合的思路出發(fā)[3]，重點(diǎn)就水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步應(yīng)用這一綠色種植技術(shù)的兩種不同模式進(jìn)行對(duì)比分析，監(jiān)測(cè)肥施用量、水稻產(chǎn)量、除草劑施用量變化，并結(jié)合進(jìn)行配套機(jī)械裝備技術(shù)、農(nóng)藝技術(shù)、應(yīng)用環(huán)境、支持政策的調(diào)查研究與思考，提出相對(duì)可行的對(duì)策建議。為從事水稻機(jī)械化綠色種植的農(nóng)機(jī)農(nóng)技同仁和農(nóng)民朋友提供參考。

2 應(yīng)用模式及成效

機(jī)插秧同步施肥技術(shù)最先在日本推廣應(yīng)用，但其施肥機(jī)主要利用氣吹將肥料施在田土表層。湖南于2017年開(kāi)始推廣應(yīng)用水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)，施肥機(jī)主要利用鏍桿機(jī)構(gòu)將肥料施入土表層以下約3cm，達(dá)到減少肥料流失和蒸發(fā)、提高利用效率的目的。到目前，已推廣龍舟等各類深施肥機(jī)具3534臺(tái)，年推廣應(yīng)用水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)面積8.3萬(wàn)多公頃。

圖1 湖南龍舟深施肥機(jī)具

2.1 推廣應(yīng)用的主要模式

湖南省推廣應(yīng)用水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)主要有兩種模式：一是插秧機(jī)搭載深施肥機(jī)具，實(shí)現(xiàn)機(jī)插秧與側(cè)深施肥一次同步完成。這種模式的主要優(yōu)點(diǎn)是施肥相對(duì)均衡，肥料深施在禾苗行間距之間；但因受插秧機(jī)載荷限制，需較頻繁添加肥料，一定程度上影響機(jī)插秧作業(yè)效率。

圖2 插秧機(jī)與深施肥機(jī)后置

圖3 插秧機(jī)與深施肥機(jī)中置

二是旋耕平地機(jī)搭載深施肥機(jī)具，機(jī)插秧與旋耕平地機(jī)械深施肥分段同步完成。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是旋耕機(jī)載荷能力大，不需頻繁添加肥料，機(jī)插秧也不受深施肥機(jī)械載荷影響，兩者作業(yè)效率均比較高；但因深施肥與機(jī)插秧分時(shí)段進(jìn)行，施肥相對(duì)秧苗的均衡性較低。

圖4 旋耕平地機(jī)與深施肥機(jī)后置

圖5 旋耕機(jī)與深施肥機(jī)后置

經(jīng)湖南省相關(guān)農(nóng)機(jī)合作社近兩年水稻大田生產(chǎn)應(yīng)用試驗(yàn)對(duì)比和應(yīng)用監(jiān)測(cè)，上述這兩種水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)模式，均表現(xiàn)為減肥、減藥、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，效果上兩者相當(dāng)，獲得農(nóng)機(jī)合作社和種糧農(nóng)戶一致好評(píng)，都具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

2.2 技術(shù)應(yīng)用的主要效果

2018年湖南省按照水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)兩種模式，分別在湘潭、汨羅、湘陰等地農(nóng)機(jī)合作社進(jìn)行大田推廣應(yīng)用對(duì)比試驗(yàn)，湘潭大田試驗(yàn)種植一季中稻、汨羅大田試驗(yàn)種植晚稻、湘陰大田試驗(yàn)種植一季中稻。湘潭試驗(yàn)采用機(jī)插秧同步側(cè)深施肥一種模式，對(duì)照為傳統(tǒng)施肥方法“基肥+追肥”，施肥量為每公頃600kg，機(jī)插秧同步側(cè)深施肥每公頃用肥量375kg。汨羅和湘陰試驗(yàn)采用機(jī)插秧同步側(cè)深施肥和機(jī)插秧與旋耕平地機(jī)械深施肥分時(shí)段同步兩種模式，對(duì)照均為傳統(tǒng)施肥方法“基肥+追肥”，施肥量為每公頃750kg；機(jī)插秧同步側(cè)深施肥、機(jī)插秧與旋耕機(jī)平地機(jī)械深施肥每公頃施肥量均為450kg。

表1 水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表

經(jīng)測(cè)產(chǎn)和結(jié)果分析（詳見(jiàn)上表），湘潭機(jī)插秧同步側(cè)深施肥表現(xiàn)為與對(duì)照單產(chǎn)持平，但比傳統(tǒng)施肥均勻、節(jié)肥、秧苗返青快。汨羅和湘陰兩種模式均表現(xiàn)為比對(duì)照增產(chǎn)，對(duì)照每公頃產(chǎn)量為7875~8145kg，機(jī)插秧同步機(jī)械側(cè)深施肥每公頃產(chǎn)量為9528~9705kg，機(jī)插秧與旋耕平地機(jī)械深施肥每公頃產(chǎn)量為9072~9915kg。按算術(shù)平均值計(jì)算，機(jī)插秧同步側(cè)深施肥和機(jī)插秧與旋耕平地深施肥兩種模式，平均每公頃減少化肥施用39.2%~40%，增加稻谷產(chǎn)量13.6%~18.5%。

水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)，除上述田間試驗(yàn)表現(xiàn)出促進(jìn)減肥和豐產(chǎn)作用外，還表現(xiàn)在減少除草劑使用量上[4]。由于機(jī)插秧與機(jī)械深施肥直接帶來(lái)的作用是秧苗反青快、秧苗生長(zhǎng)分蘗快，有利于禾苗搶占水肥和溫光資源利用的先機(jī)，從而較好地抑制田間的雜草生長(zhǎng)，且在水稻成熟期更抗倒伏能力強(qiáng)[5]。目前，不少種糧農(nóng)戶為節(jié)約種糧成本、減輕種糧勞動(dòng)強(qiáng)度，采用簡(jiǎn)易辦法種植即水稻直播，直播水稻因秧苗發(fā)芽生長(zhǎng)與雜草發(fā)芽生長(zhǎng)同步，秧苗無(wú)法抑制雜草生長(zhǎng)，導(dǎo)致雜草與禾苗爭(zhēng)肥爭(zhēng)光，需要使用化學(xué)農(nóng)藥來(lái)控制雜草，一般按“一封二殺三補(bǔ)”三次施用除草劑，有的地方甚至需補(bǔ)施兩次除草劑才能控制住雜草，且在水稻成熟期抗倒伏能力下降。而機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)應(yīng)用，田間管理控制得當(dāng)可以實(shí)現(xiàn)除草劑“零”施用，如需要最多也僅施用一次，可減少除草劑施用量60%~70%。

圖6 機(jī)械深施肥模式下水稻產(chǎn)量與施肥量、除草劑量

另外，2019年部農(nóng)技推廣中心在湖南省實(shí)施的水稻綠色栽培試驗(yàn)示范項(xiàng)目，赫山和岳陽(yáng)項(xiàng)目縣推廣應(yīng)用水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)約700公頃，項(xiàng)目區(qū)經(jīng)多點(diǎn)測(cè)產(chǎn)，均表現(xiàn)為既節(jié)肥又增產(chǎn)。

因此，大田生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果證明，水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步技術(shù)推廣應(yīng)用，既能有效減肥、減藥，又能促進(jìn)水稻高產(chǎn)增產(chǎn)，為實(shí)現(xiàn)糧食安全與生態(tài)安全的有機(jī)統(tǒng)一提供了新途徑，是水稻綠色種植和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù)，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

3 存在的主要問(wèn)題

（1）關(guān)鍵環(huán)節(jié)高技術(shù)高成本的制約。推廣應(yīng)用水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)上，難度在于機(jī)插秧環(huán)節(jié)，主要是機(jī)插育秧技術(shù)要求高[6]，且需要從育秧基質(zhì)到播種設(shè)備、摧芽設(shè)施、育秧設(shè)施配套，成本也較高，機(jī)插秧每公頃成本2250元左右。一般種糧農(nóng)戶不具備推廣應(yīng)用能力，只有有實(shí)力的農(nóng)機(jī)合作社和種糧大戶才有能力進(jìn)行機(jī)插育秧。另外，出于種糧經(jīng)濟(jì)效益的考慮，農(nóng)機(jī)合作社和種糧大戶雖有能力，也傾向于選擇成本更低操作更簡(jiǎn)單的水稻直播，直播每公頃成本不超過(guò)150元，加上直播需多使用除草劑的成本每公頃1200元，總成本也比機(jī)插秧成本低，從而多數(shù)農(nóng)機(jī)合作社和種糧農(nóng)戶選擇放棄機(jī)插秧。因此，當(dāng)下機(jī)插育秧技術(shù)含量高、成本高的問(wèn)題，一定程度上給水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)推廣應(yīng)用造成阻礙。

（2）搭載機(jī)具不配套的制約。目前深施肥機(jī)具，都是在原有成型農(nóng)業(yè)機(jī)械上附加搭載的，如機(jī)插秧同步側(cè)深施肥，是在原來(lái)插秧機(jī)上直接搭載深施肥機(jī)；旋耕平地同步深施肥，是在原來(lái)履帶旋耕機(jī)上直接搭載深施肥機(jī)。搭載深施肥機(jī)具后，加上添加的肥料重量，原有機(jī)械的重心和動(dòng)力分配發(fā)生變化，一定程度上影響原有機(jī)械的重心平衡、行走性能和作業(yè)效率[7，8]，機(jī)具有待進(jìn)一步創(chuàng)新改進(jìn)，或創(chuàng)新開(kāi)發(fā)專用搭載機(jī)具。

（3）市場(chǎng)調(diào)節(jié)機(jī)制缺失的制約。目前市場(chǎng)上對(duì)稻米關(guān)注度最高的是稻米口味品質(zhì)和重金屬是否超標(biāo)，對(duì)稻米有無(wú)農(nóng)藥殘留超標(biāo)的關(guān)注度還不高[9]。因此，綠色種植的稻谷和非綠色種植的稻谷，在市場(chǎng)上缺乏監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)機(jī)制，產(chǎn)品銷售價(jià)格一樣，沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)差異。但綠色種植的成本要遠(yuǎn)高于非綠色種植成本，從而給綠色種植的種糧農(nóng)戶帶來(lái)心理上和經(jīng)濟(jì)上的雙重承壓，導(dǎo)致種糧農(nóng)戶對(duì)推廣應(yīng)用水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)積極性不高，發(fā)展空間難以拓展。

（4）政策引導(dǎo)不配套的制約。水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)上，目前湖南省主要優(yōu)惠政策只有購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼[10]。每臺(tái)深施肥機(jī)具售價(jià)2.68萬(wàn)元，購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼0.9萬(wàn)元/臺(tái)，僅依靠購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼支持與機(jī)插秧的高成本相比，顯得足襟見(jiàn)肘，對(duì)水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)推廣應(yīng)用的提振作用小，而且其他種糧優(yōu)惠政策和項(xiàng)目扶持，也未與上述類型水稻機(jī)械化綠色種植技術(shù)配套[11]。由于政策引導(dǎo)不配套與缺失，造成水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)推廣應(yīng)用步伐慢范圍小，形成“重產(chǎn)量和效益，輕質(zhì)量和生態(tài)”的反差。

4 對(duì)策建議

（1）強(qiáng)化技術(shù)集成配套。利用科技手段有效控制各生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品的污染，最大限度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率，是發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的基本目標(biāo)[12]。因此，綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的出路在于機(jī)械化技術(shù)與生化技術(shù)的融合應(yīng)用。推廣水稻機(jī)械化綠色種植技術(shù)謹(jǐn)防單一化，單一化的結(jié)果是雖在某一環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)綠色化，但整體上或全程生產(chǎn)上并不一定綠色，同時(shí)也不利于實(shí)現(xiàn)減污與提高生產(chǎn)效率的統(tǒng)一。要高度重視強(qiáng)化機(jī)械化綠色技術(shù)與生化技術(shù)集成配套。如工廠化育秧技術(shù)與插秧機(jī)械技術(shù)、肥料技術(shù)與深施機(jī)械技術(shù)的結(jié)合；土壤重金屬治理技術(shù)、水稻種植技術(shù)與機(jī)械耕種收技術(shù)的結(jié)合等。在推廣應(yīng)用機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)的同時(shí)，要注重配套應(yīng)用飛機(jī)植保減藥技術(shù)、設(shè)施誘殺蟲(chóng)技術(shù)、機(jī)械秸稈粉碎與腐熟劑綠肥種同步施用技術(shù)、保護(hù)性機(jī)械耕作技術(shù)、淹水深泥田高地隙履帶差速轉(zhuǎn)向水稻收獲技術(shù)等。通過(guò)水稻機(jī)械化綠色技術(shù)與生化技術(shù)集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)全過(guò)程和農(nóng)田生態(tài)同步綠色化。

（2）強(qiáng)化裝備技術(shù)升級(jí)。現(xiàn)有水稻機(jī)械化綠色種植技術(shù)仍處于起步階段，需要進(jìn)一步技術(shù)創(chuàng)新升級(jí)和提質(zhì)降耗[13]。要大力扶持開(kāi)發(fā)技術(shù)更加先進(jìn)、性能更加穩(wěn)定、使用更加便捷、應(yīng)用成本更低的水稻綠色種植機(jī)械產(chǎn)品和配套裝備。如支持機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)進(jìn)步，包括育秧技術(shù)與育秧設(shè)施、運(yùn)秧機(jī)具的改進(jìn)，以及深施肥機(jī)具與搭載機(jī)具性能的改進(jìn)等；支持其他水稻機(jī)械化綠色技術(shù)進(jìn)步，包括秸稈粉碎與腐熟劑綠肥種同步施用搭載機(jī)械具的改進(jìn)，以及淹水深泥田高地隙履帶差速轉(zhuǎn)向水稻收獲機(jī)具的改進(jìn)等。通過(guò)技術(shù)與裝備創(chuàng)新升級(jí)，提高水稻機(jī)械化綠色技術(shù)應(yīng)用效率和效益[14]，降低機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)推廣應(yīng)用成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益有機(jī)統(tǒng)一[11]，相得益彰。

（3）強(qiáng)化制度設(shè)計(jì)。在目前加稻谷重金屬監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，要下足功夫強(qiáng)化稻谷農(nóng)藥超標(biāo)監(jiān)測(cè)，并按可追溯原則建立健全稻谷流通市場(chǎng)農(nóng)藥超標(biāo)監(jiān)測(cè)制度體系和標(biāo)識(shí)體系。通過(guò)制度設(shè)計(jì)，強(qiáng)化監(jiān)測(cè)與標(biāo)識(shí)和溯源，有效限制重金屬超標(biāo)或農(nóng)藥超標(biāo)稻谷在市場(chǎng)流通，以問(wèn)題導(dǎo)向，倒逼水稻綠色種植和農(nóng)田生態(tài)綠色化[15]。實(shí)現(xiàn)以制度激發(fā)水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步等綠色技術(shù)推廣應(yīng)用活力。

（4）強(qiáng)化政策扶持。發(fā)展水稻綠色種植上，要實(shí)現(xiàn)政府要糧食安全和生態(tài)安全與種糧主體要市場(chǎng)和效益目標(biāo)相統(tǒng)一，除了尊重市場(chǎng)規(guī)律和市場(chǎng)配置資源決定作用外，還離不開(kāi)政府的調(diào)控和支持[16]。各級(jí)農(nóng)業(yè)農(nóng)村等部門都要按綠色理念要求，創(chuàng)新水稻機(jī)械化綠色種植支持政策，在現(xiàn)有政策和資金渠道基礎(chǔ)上，加大改革創(chuàng)新和優(yōu)化整合力度，實(shí)現(xiàn)政策、項(xiàng)目、資金與水稻機(jī)械化綠色種植發(fā)展要求相適應(yīng)。如購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼資金考慮明確一定比例用于水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)推廣應(yīng)用作業(yè)補(bǔ)貼；發(fā)展糧食生產(chǎn)的惠農(nóng)資金和項(xiàng)目適當(dāng)整合，加大傾斜支持水稻機(jī)插秧與機(jī)械深施肥同步綠色技術(shù)等機(jī)械化技術(shù)與生化技術(shù)的融合應(yīng)用[17]，重點(diǎn)扶持水稻綠色種植機(jī)械機(jī)具、設(shè)施設(shè)備、作業(yè)補(bǔ)貼等。以政策激勵(lì)推進(jìn)水稻機(jī)械化綠色技術(shù)與生化技術(shù)全面融合應(yīng)用，為糧食綠色安全發(fā)展和農(nóng)田生態(tài)綠色安全提供保障和新動(dòng)能。