农业现代化以机械化为依托,只有机械化才能保证农业作业质量一致,高效、优质地达到农业技术要求。水稻种植过程所需的工序繁多导致机械化作业难度大、机械化发展进程缓慢,水稻种植机械化环节的发展滞后严重影响了水稻生产现代化的进程。水稻机械种植存在的农艺技术难点在一定程度上制约了种植机械化技术和机具的应用与推广。单方面要求农机服务于农艺的思想已经难以顺应当代水稻生产机械化发展的需要,农机与农艺应当各级调整、相辅相成、融为一体,共同为实现水稻生产机械化、提高水稻生产效益而服务。
农机与农艺的融合对促进水稻种植机械化发展和水稻稳产高产有着十分重要的战略意义。水稻机械化种植模式可分为机械移栽、机械直播和无人机直播。本文通过阐述在保证水稻稳产的前提下,直播时每亩(1亩=0.067hm2)种植水稻所需播种量和机械插秧育秧所需播种量以及每亩基本苗数,为水稻机械化种植提供科学的参考数据。
1水稻种植品种选择
单位面积穗数、每穗粒数、结实率和千粒重是影响水稻亩产最主要的因素。其中单位面积穗数是最早影响水稻产量构成的因素,也是其他因素的基础。当单位面积的基本苗确定之后,单位面积穗数取决于单株有效分蘖[6]。单位面积穗数在一定范围内,产量随穗数增加而增加,当产量达到最高水平后,穗数增加反而会导致产量下降,因此生产上单位面积穗数应该控制在适宜的范围之内。
千粒重是综合反映水稻种子品质的指标,是种子活力的重要指标之一,同时也是计算播种量的重要依据。种子千粒重大说明种子饱满度高、充实度好、均匀度高。水稻品种的选择直接关系到生产水平,直接影响稻米品质,优良的品种能够有效提高产量。因此,种子品种选择是实现优质水稻生产的首要环节。为了保证水稻生产质量,水稻种植主要选择高产、优质、抗逆性强、紧凑抗倒伏的品种。
广东省农业农村厅公布了2020年广东省农业主导品种和主推技术,指导农业生产经营者科学地选择高产的水稻品种和应用适应本地环境的种植技术。本文选取主导品种内的粤禾丝苗(常规稻)、广8优165(杂交稻)为例,阐述不同种植模式下水稻种植适宜播种量,使得水稻科学种植,降低生产成本,达到稳产、增产效果。
2水稻机插种植播种量与种植技术
水稻机械化插秧是运用机械替代人工手动插秧作业、插秧机通过模拟人工插秧的路径将适龄秧苗按农艺要求移插到秧田的水稻种植技术。机插秧能够保证插秧作业的一致性,减轻插秧作业的劳动强度,极大地提高劳动生产力,是目前应用最为广泛的水稻机械化种植模式。水稻机插秧可以获得较高的播种密度达到节约秧田、提高秧田利用率的目的。此外,还可实现对秧苗质量的调控,易于田间管理,保障水稻生产取得稳产、高产。
水稻机插秧播种量水稻机插秧作业,秧苗是关键。为了培育壮秧,育秧时最重要的是控制好播种量。育秧播种量与成苗率、苗质以及水稻产量密切相关。随着播种量增加,落谷密度增加,单位面积内种子成苗数增加,秧苗均匀度提升,机械漏插率降低。播种量过大会造成叠谷、重籽概率增大,进而降低成苗率。机械插秧作业时要求秧盘内秧苗分布均匀从而保证较低的漏插率,田间秧苗均匀分布进而提高栽插质量。因此在育秧播种时应保证播种量适宜的情况下均匀播种。
不同插秧机械作业效率以及秧苗需求量目前我国应用较为广泛的水稻插秧机主要为手扶式和高速(乘坐式)插秧机两大类,插秧机通过插植臂,采用仿人工插秧的方式进行插秧作业,插秧机构通过改变横向传送次数和纵向取苗量来实现每穴载插秧苗的数量。机械栽插作业深度一致,栽插穴(株)距可调整,穴(株)距少为密植,穴(株)距大为疏植。手扶式插秧机操作简单,机手操控作业面板的手柄即可完成插秧作业,有效地减轻了劳作强度。手扶插秧机采用汽油发动机为动力,手扶插秧机价格低廉。市面上常用的手扶式插秧机工作行数为4或者6(广东区域较少使用2行),作业效率为1.20~3.15亩/h,插秧深度为7~37mm,行距为30cm。
3无人机直播
广东属于丘陵地形,田块细碎分散一定程度上阻碍了广东水稻种植机械化的发展。农用无人机因体积小、质量轻、对地形适应性强、能够实现精准高效的作业、有效保障作业人员安全等优点被广泛应用于农业生产管理当中。将农用无人机应用于水稻生产精准播种,是基于水稻机械化种植的一种新兴种植方式。水稻无人机直播具有智能化程度高、适应性强、能大幅度提升作业效率和降低劳动强度等优点,主要有撒播(无序)和条播(有序)两种播种模式。
撒播(无序)农用无人机载荷有10(作业效率为150亩/h)、20kg(作业效率为300亩/h)两种,播撒幅度为6~9m。条播主要是通过采用1个或者多个播种器将种子通过定位管道吹出,使种子能够在田间均匀分布,呈有序排列。条播无人机的种箱装载量有3~5个单体种仓(载荷5kg)及6~10个单体种仓(载荷10kg)两种规格,播种行距20~30cm,种子掉落行内最大幅宽不超过8cm[13]。目前市面上用于条播的代表机型有珠海羽人公司研发的精量播种器。珠海羽人研发的谷上飞水稻精量直播无人机最多可挂载10个承重为1kg的种仓,播种行距在20~30cm范围内可调,能够适应不同地形和水稻品种的种植要求。
该款无人机单次作业时间最高为12min,作业效率大于30亩/h。通过对大数据技术的应用,在全自主作业模式下,用户可直接调用地块数据,设置每亩用量、飞行速度以及垄距等参数自动生成无人机的飞行路线,无人机即可完成自主播种作业。以常规稻每亩4kg种子用量,杂交稻每亩2kg种子用量为例,在单次种仓满载的情况下,该无人机可播种常规稻约3亩、杂交稻约5亩,极大地提高了水稻播种的作业效率。
随着农业机械化进程的加快,水稻种植机械化向智能化、精准化方向发展,水稻机械化种植方式亦应与时俱进、不断完善。水稻机插秧可以减少秧苗倒伏情况出现,栽培规范,容易获得高产,但存在移栽期容易受到天气影响的问题;水稻精量穴直播简化了种植过程中育秧和移栽等工序,生产更加方便高效,但水稻穴直播秧苗容易倒伏;无人机条播技术智能、高效,但仍需进一步改进。机械化种植方式都在一定程度上缩短了水稻的生育周期,降低了群体质量。因此,水稻机械化种植方式都应与农艺融合,选用短生育期、大穗型的高产品种。水稻机械化种植不仅要根据水稻生长特性确定不同种植方式、水稻生长所需行距和穴距、种植深度等,还需依据当地气候条件和土壤类型确定大田适宜播种量和基本苗,充分利用阳光等自然资源,达到促进水稻稳产的目的。