水稻大缽體毯狀苗機械化育插秧技術在貴州的試驗示范

袁 旭,郭林杰,韓忠祿

(貴州省農業機械技術推廣總站,貴州 貴陽 550003)

0 引言

2022年中央一號文件突出提到“要保障國家糧食安全”和“提升農機裝備研發應用水平”,國發〔2022〕2號文件也要求貴州“推動山地適用小型農機研發推廣應用”。水稻是貴州省主要糧食作物,在糧食安全中占有極其重要的地位[1]。然而,近年來,由于水稻種植成本提高、勞動強度大、農村勞動力大量外出和農業機械化基礎設施薄弱等因素,導致農民種植積極性有所減弱。自2016年以來,貴州省水稻種植面積總體開始呈現下降的態勢,2021年全省水稻種植面積645 khm2,較2016年減少69 khm2[2]。2021年全省水稻耕種收綜合機械化率僅有61.7%,遠低于85.6%的全國平均水平,水稻生產形勢非常嚴峻[3]。

水稻機械化育秧能夠實現精量播種、避免種子浪費,且秧苗素質高,栽后返青期短,有利于搶農時。機械化種植作業效率高、勞動強度小,省時省工,有利于節本增效。目前,水稻機械化種植主要有移栽、拋秧和直播3種模式。機拋秧抗逆性差、易倒伏,容易受到溫度和天氣的不利影響,影響產量[4]。直播出苗均勻性和田間通透性差,且對除草劑需求高,容易造成稻田污染。機插秧能做到快速插秧,提高栽插密度,而且在同等條件下,秧苗的株距、行距和插秧深度比較一致,通風性好、透光性好,可以減少病蟲害的發生,有利于增產增收。

水稻機械化育插秧技術可分為常規毯狀苗和缽苗移栽技術,常規毯狀苗機插后對水稻根系損傷嚴重,移栽后存在5～7 d的返青期,延長了水稻生育期,加重了茬口緊張。缽苗移栽技術對秧苗根系傷害小,無返青期,秧苗素質高,但缽盤、缽苗移栽機價格昂貴,種植成本高。大缽體毯狀苗機械化育插秧技術結合了毯狀苗和缽苗移栽技術的優勢,能培育出既成毯又成缽的秧苗,移栽后幾乎無返青期[3],同時可通過改裝現有毯狀苗插秧機進行機插作業,減少了種植成本。該技術2015年開始在全國水稻主產區試驗和示范推廣,累計示范推廣面積1 000 hm2以上,目前已在江西樟樹、湖南湘潭、江蘇連云港、安徽鳳陽、河南淮濱、重慶墊江、吉林松原等地開展了試驗示范推廣工作,取得了良好試驗示范效果[5]。貴州由于地處冷暖空氣經常交鋒的地帶形成的獨特天氣,加上特殊的地形條件和種植習慣等因素使該技術在貴州的適應性有待驗證。

1 大缽體毯狀苗機械化育插秧的技術特點

2022年,貴州省首次引進水稻大缽體毯狀苗機械化育插秧技術,并在劍河縣、修文縣、玉屏縣、松桃縣、思南縣和桐梓縣等地開展近1 500 hm2的育插秧試驗示范,取得了良好的效果,為水稻大缽體毯狀苗機械化育插秧技術的大面積推廣應用以及水稻種植機械化水平提升奠定了堅實基礎。其主要特點有:

(1)標準化育秧、播種質量高。機插秧要求秧苗出苗率高、個體健壯、長勢均勻,標準化育秧是實現這一要求的有效措施。水稻大缽體毯狀苗育秧技術采用育秧生產線一次性完成鋪底土、播種、覆土等作業,可實現標準化、工廠化育秧,避免自然條件對育秧過程的影響,能按時、按需提供標準化、規格化秧苗,省時省力。播種環節采用的精確對位技術,可保證定量的種子(一般2～5粒/穴)播入每個缽孔中,播種合格率高[5]。

(2)秧苗素質好、水稻分蘗早。與常規毯狀苗和缽苗相比,大缽體毯狀苗由于育苗缽體較大,育秧基質營養充足,秧苗具有相對均勻和較大的生長空間,利于培養高素質秧苗[6]。所育秧苗莖稈更粗壯,根系更健壯,更能適應機插,且在秧田期已有分蘗發生,可進行帶蘗機插,插秧后利于低位分蘗、能提高有效分蘗。

(3)機插植傷小、幾乎無返青期。該技術育出的秧苗上毯下缽,毯層含有少量的側根相連,而主根系成單個獨立缽體。機插時能夠按缽取苗插秧、保持秧苗缽形完整、不傷主根,移栽后幾乎無返青期[7],與常規毯狀苗機插比較,可爭取5～7 d生長期,同時利于秧苗的早發穩發和低節位分蘗。

(4)節本增效、增產增收。該技術配套的育秧盤采用熱塑成形的方式生產,不僅價格低廉,還便于取秧和上秧。插秧機可以利用現有裝備通過簡單技術改造,使其滿足水稻大缽體毯狀苗機插技術要求,避免新技術推廣造成現有裝備的閑置和浪費問題[8]。從在貴州的試驗示范效果看,與同期人工相比每667 m2能增產58 kg以上,增加150元以上稻谷收益。

2 材料與方法

為進一步研究水稻大缽體毯狀苗機械化育插秧技術的試驗示范效果,通過開展常規毯狀苗、缽苗和大缽體毯狀苗3種育插秧對比試驗,分析不同模式下的秧苗素質和經濟效益[9]。

2.1 試驗材料

試驗的水稻品種采用兆優5455 ,秧盤分為常規毯狀苗平盤、大缽體毯狀苗軟盤和缽體盤,試驗用的拌種和營養土配置方法一致,播種機采用育秧流水線,移栽機常規毯狀苗、大缽體毯狀苗采用久富乘坐式6行高速插秧機,缽苗采用亞美柯乘坐式6行高速插秧機。

上海化學工業區是上海石化產業的重要承載區，在開發之初，上海化工區堅持“打中華牌、打世界牌”。并在全國首創了產品項目、公用輔助、物流傳輸、生態保護和管理服務“五個一體化”開發模式，實現了專業集成、投資集中、效益集約的管理新模式。

2.2 試驗地點

試驗地點在松桃縣普覺鎮真旗屯社區試驗田,該試驗田所在區域為壩區,地勢平坦開闊,土壤肥力均勻,田間管理方便。

2.3 試驗方法

移栽時,將秧齡均為20 d、發育良好的常規毯狀苗、大缽體毯狀苗和缽苗準備好,并測量其移栽時秧苗素質。將具有代表性的大田分成3個試驗區域,在同一時間段,分別將3種秧苗進行機械化移栽。栽插后施肥、噴施、灌溉等田間管理一致。記錄好不同模式下移栽后秧苗素質、機械化作業過程中的成本投入和稻谷產量。

2.4 測量指標與測量方法

2.4.1 移栽時秧苗素質

主要包括葉齡、苗高、莖基寬、主根長、百株莖葉干質量、百株根干質量[10]。測量方法:在移栽期,從每種模式的秧盤中隨機抽取100株秧苗,測定葉齡、苗高、莖基寬和主根長,莖基寬是距秧苗生根處1 cm處的寬度,最長根的長度為主根長[11]。將莖葉與根分開烘干,測定百株莖葉和根干質量,并計算根莖比:根莖比=百株根干質量/百株莖葉干質量。

2.4.2 移栽后秧苗素質

主要包括根系損傷率和發根力。根系損傷率直接影響秧苗后續生育狀況,其值越大,表明損傷越嚴重,具體測試方法見參考文獻[12]。秧苗返青的快慢可以由發根力來反映,發根力指秧根新生根數,即白根數,測量方法:在移栽5 d后,從大田中隨機抽取20穴,計算平均每株白根數。

在不考慮土地租金、種子和化肥成本的前提下,分析不同模式下全程機械化作業的成本投入、實際產量和種植效益。

3 結果與分析

按照2.4節內容對移栽前后秧苗素質進行測量,并根據實際記錄不同模式下水稻生產全程機械化作業的成本投入和實際產量,分析其經濟效益,結果分別如表1～表4所示。

表1 不同模式移栽時秧苗素質比較

3.1 移栽時秧苗素質結果與分析

表1結果表明,在不同育秧模式下,從葉齡來看,同期缽苗生長最快,雖然缽苗的苗高和主根長最小,但是百株莖葉干質量、百株根干質量和根莖比均為最高,且莖基寬最大,說明缽苗有利于培養出壯苗,根系發達。主要是因為缽苗每穴之間是完全獨立的個體,缽與缽之間不存在競爭關系,營養充足,綜合來看,移栽時缽苗的秧苗素質最好。毯狀苗雖然苗高,但百株莖葉和根干質量、莖基寬均低于缽苗和大缽體毯狀苗,根莖比僅有0.29,明顯低于缽苗的0.48和大缽體毯狀苗的0.43,說明毯狀苗莖葉生產快,培育的苗以細長為主,而根系生長相對緩慢。主根最長主要是因為毯狀苗根系不受秧盤缽形限制,根系生產空間相對充足。而大缽體毯狀苗由于下缽上毯的技術特點,其秧苗素質略差于缽苗,但優于毯狀苗。

3.2 移栽后秧苗素質結果與分析

表2結果表明,在不同移栽模式下,機械化移栽后,根系損傷率從大到小依次為:常規毯狀苗>大缽體毯狀苗>缽苗,常規毯狀苗的根系損傷率高達29.10 %,而大缽體毯狀苗和缽苗的根系損傷率分別為常規毯狀苗的42.30%和11.86%。這是由于毯狀苗根系纏繞在一起,插秧機在取秧時,秧爪會按照取秧面積切斷根系,因此毯狀苗機插秧根系損失大;缽苗則是按缽取苗進行機插,幾乎不傷根;而大缽體毯狀苗雖然也是按缽取苗進行機插,但是由于缽與缽之間的毯層含有少量的側根相連,在進行機插時會存在部分損傷。從發根力來看,缽苗和大缽體毯狀苗的基本一致,明顯優于常規毯狀苗,說明大缽體毯狀苗機械化移栽后幾乎無返青期,同時表明大缽體毯狀苗移栽時秧苗側根的部分損傷對后續的根系生長無明顯影響。

表2 不同模式移栽后秧苗素質比較

3.3 經濟效益結果與分析

表3結果表明,機械化移栽的平均產量均高于同期人工,缽苗、大缽體毯狀苗和常規毯狀苗機械化移栽與同期人工相比,分別增產12.20%、11.08%和6.41%。

表3 不同模式下平均產量比較

表4結果表明,在不考慮種子、化肥和土地租金成本的前提下,缽苗、大缽體毯狀苗和常規毯狀苗機械化作業成本分別為641元/667 m2、604元/667 m2和579元/667 m2,主要是育秧和機插秧環節存在差異。缽苗的秧盤和移栽機購置成本遠高于大缽體毯狀苗和常規毯狀苗,因此作業價格最高,大缽體毯狀苗作業價格高于常規毯狀苗:一是因為大缽體毯狀苗需要更換取秧部件來實現按缽取秧,導致移栽機具投入成本增加;二是改進后的插秧機橫向送秧次數為14次,而久保田、井關和洋馬等常見高速插秧機的最小送秧次數為16或18次,造成同等面積下秧盤使用量略有增加,插秧機作業效率略有下降,導致人工成本增加。谷物價格按貴州省市場平均收購價2.6元/kg核算稻谷產出收益,大缽體毯狀苗機械化育插秧較缽苗和常規毯狀苗種植收益分別提升21元/667 m2和38元/667 m2。

4 結語

從試驗示范的結果看:大缽體毯狀苗與缽苗有利于培育壯苗,移栽時秧苗根系發達,移栽后的根系損傷率分別為常規毯狀苗的42.30%和11.86%,根系損傷小,發根力基本一致,在移栽前后秧苗素質明顯優于普通毯狀苗。缽苗、大缽體毯狀苗機械化移栽與同期人工相比,產量增幅分別為12.20%和11.08%,明顯高于常規毯狀苗的6.41%,且大缽體毯狀苗機械化育插秧較缽苗和常規毯狀苗種植收益分別提升21元/667 m2和38元/667 m2,經濟效益好。缽苗由于高昂的成本投入,推廣較慢,綜合考慮秧苗素質和經濟效益,認為大缽體毯狀苗機械化育插秧技術值得在貴州省大面積推廣。但是如何進一步降低育插秧成本,解決成毯難和貴州本地適應性等問題,是下一步探索的重點。