水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術應用初探

黃 頌，劉 毅，黃育忠，王新宇

（1.湖南省國際工程咨詢中心有限公司，湖南 長沙 410000；2.湖南省農機事務中心，湖南 長沙 410015；3.湖南農業大學，湖南 長沙410128）

1 引言

水稻是我國的重要糧食作物，“湖廣熟天下足”意指兩湖兩廣地區水稻生產在解決全國糧食供給問題中的突出地位和作用。在人多地少矛盾和資源環境壓力增大的當下，發展水稻綠色生產在糧食安全中具有舉足輕重的地位，研究和推廣應用水稻機械化綠色種植技術，通過科學技術手段減少農田環境和農產品的污染，并最大限度提高水稻生產率[1]，對確保我國糧食安全和生態安全具有更加積極的意義[2]。本研究從農機裝備技術和農業生化技術融合的思路出發[3]，重點就水稻機插秧與機械深施肥同步應用這一綠色種植技術的兩種不同模式進行對比分析，監測肥施用量、水稻產量、除草劑施用量變化，并結合進行配套機械裝備技術、農藝技術、應用環境、支持政策的調查研究與思考，提出相對可行的對策建議。為從事水稻機械化綠色種植的農機農技同仁和農民朋友提供參考。

2 應用模式及成效

機插秧同步施肥技術最先在日本推廣應用，但其施肥機主要利用氣吹將肥料施在田土表層。湖南于2017年開始推廣應用水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術，施肥機主要利用鏍桿機構將肥料施入土表層以下約3cm，達到減少肥料流失和蒸發、提高利用效率的目的。到目前，已推廣龍舟等各類深施肥機具3534臺，年推廣應用水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術面積8.3萬多公頃。

圖1 湖南龍舟深施肥機具

2.1 推廣應用的主要模式

湖南省推廣應用水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術主要有兩種模式：一是插秧機搭載深施肥機具，實現機插秧與側深施肥一次同步完成。這種模式的主要優點是施肥相對均衡，肥料深施在禾苗行間距之間；但因受插秧機載荷限制，需較頻繁添加肥料，一定程度上影響機插秧作業效率。

圖2 插秧機與深施肥機后置

圖3 插秧機與深施肥機中置

二是旋耕平地機搭載深施肥機具，機插秧與旋耕平地機械深施肥分段同步完成。這種模式的優點是旋耕機載荷能力大，不需頻繁添加肥料，機插秧也不受深施肥機械載荷影響，兩者作業效率均比較高；但因深施肥與機插秧分時段進行，施肥相對秧苗的均衡性較低。

圖4 旋耕平地機與深施肥機后置

圖5 旋耕機與深施肥機后置

經湖南省相關農機合作社近兩年水稻大田生產應用試驗對比和應用監測，上述這兩種水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術模式，均表現為減肥、減藥、豐產穩產，效果上兩者相當，獲得農機合作社和種糧農戶一致好評，都具有很好的推廣應用價值。

2.2 技術應用的主要效果

2018年湖南省按照水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術兩種模式，分別在湘潭、汨羅、湘陰等地農機合作社進行大田推廣應用對比試驗，湘潭大田試驗種植一季中稻、汨羅大田試驗種植晚稻、湘陰大田試驗種植一季中稻。湘潭試驗采用機插秧同步側深施肥一種模式，對照為傳統施肥方法“基肥+追肥”，施肥量為每公頃600kg，機插秧同步側深施肥每公頃用肥量375kg。汨羅和湘陰試驗采用機插秧同步側深施肥和機插秧與旋耕平地機械深施肥分時段同步兩種模式，對照均為傳統施肥方法“基肥+追肥”，施肥量為每公頃750kg；機插秧同步側深施肥、機插秧與旋耕機平地機械深施肥每公頃施肥量均為450kg。

表1 水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術對比試驗結果表

經測產和結果分析（詳見上表），湘潭機插秧同步側深施肥表現為與對照單產持平，但比傳統施肥均勻、節肥、秧苗返青快。汨羅和湘陰兩種模式均表現為比對照增產，對照每公頃產量為7875~8145kg，機插秧同步機械側深施肥每公頃產量為9528~9705kg，機插秧與旋耕平地機械深施肥每公頃產量為9072~9915kg。按算術平均值計算，機插秧同步側深施肥和機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%，增加稻谷產量13.6%~18.5%。

水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術，除上述田間試驗表現出促進減肥和豐產作用外，還表現在減少除草劑使用量上[4]。由于機插秧與機械深施肥直接帶來的作用是秧苗反青快、秧苗生長分蘗快，有利于禾苗搶占水肥和溫光資源利用的先機，從而較好地抑制田間的雜草生長，且在水稻成熟期更抗倒伏能力強[5]。目前，不少種糧農戶為節約種糧成本、減輕種糧勞動強度，采用簡易辦法種植即水稻直播，直播水稻因秧苗發芽生長與雜草發芽生長同步，秧苗無法抑制雜草生長，導致雜草與禾苗爭肥爭光，需要使用化學農藥來控制雜草，一般按“一封二殺三補”三次施用除草劑，有的地方甚至需補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。而機插秧與機械深施肥同步綠色技術應用，田間管理控制得當可以實現除草劑“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 機械深施肥模式下水稻產量與施肥量、除草劑量

另外，2019年部農技推廣中心在湖南省實施的水稻綠色栽培試驗示范項目，赫山和岳陽項目縣推廣應用水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術約700公頃，項目區經多點測產，均表現為既節肥又增產。

因此，大田生產對比試驗結果證明，水稻機插秧與機械深施肥同步技術推廣應用，既能有效減肥、減藥，又能促進水稻高產增產，為實現糧食安全與生態安全的有機統一提供了新途徑，是水稻綠色種植和可持續發展的關鍵性技術，具有良好的推廣應用前景。

3 存在的主要問題

（1）關鍵環節高技術高成本的制約。推廣應用水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術上，難度在于機插秧環節，主要是機插育秧技術要求高[6]，且需要從育秧基質到播種設備、摧芽設施、育秧設施配套，成本也較高，機插秧每公頃成本2250元左右。一般種糧農戶不具備推廣應用能力，只有有實力的農機合作社和種糧大戶才有能力進行機插育秧。另外，出于種糧經濟效益的考慮，農機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單的水稻直播，直播每公頃成本不超過150元，加上直播需多使用除草劑的成本每公頃1200元，總成本也比機插秧成本低，從而多數農機合作社和種糧農戶選擇放棄機插秧。因此，當下機插育秧技術含量高、成本高的問題，一定程度上給水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術推廣應用造成阻礙。

（2）搭載機具不配套的制約。目前深施肥機具，都是在原有成型農業機械上附加搭載的，如機插秧同步側深施肥，是在原來插秧機上直接搭載深施肥機；旋耕平地同步深施肥，是在原來履帶旋耕機上直接搭載深施肥機。搭載深施肥機具后，加上添加的肥料重量，原有機械的重心和動力分配發生變化，一定程度上影響原有機械的重心平衡、行走性能和作業效率[7，8]，機具有待進一步創新改進，或創新開發專用搭載機具。

（3）市場調節機制缺失的制約。目前市場上對稻米關注度最高的是稻米口味品質和重金屬是否超標，對稻米有無農藥殘留超標的關注度還不高[9]。因此，綠色種植的稻谷和非綠色種植的稻谷，在市場上缺乏監測與調節機制，產品銷售價格一樣，沒有任何優勢差異。但綠色種植的成本要遠高于非綠色種植成本，從而給綠色種植的種糧農戶帶來心理上和經濟上的雙重承壓，導致種糧農戶對推廣應用水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術積極性不高，發展空間難以拓展。

（4）政策引導不配套的制約。水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術上，目前湖南省主要優惠政策只有購機補貼[10]。每臺深施肥機具售價2.68萬元，購機補貼0.9萬元/臺，僅依靠購機補貼支持與機插秧的高成本相比，顯得足襟見肘，對水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術推廣應用的提振作用小，而且其他種糧優惠政策和項目扶持，也未與上述類型水稻機械化綠色種植技術配套[11]。由于政策引導不配套與缺失，造成水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術推廣應用步伐慢范圍小，形成“重產量和效益，輕質量和生態”的反差。

4 對策建議

（1）強化技術集成配套。利用科技手段有效控制各生產環節對環境和農產品的污染，最大限度提高農業生產率，是發展綠色農業的基本目標[12]。因此，綠色農業發展的出路在于機械化技術與生化技術的融合應用。推廣水稻機械化綠色種植技術謹防單一化，單一化的結果是雖在某一環節實現綠色化，但整體上或全程生產上并不一定綠色，同時也不利于實現減污與提高生產效率的統一。要高度重視強化機械化綠色技術與生化技術集成配套。如工廠化育秧技術與插秧機械技術、肥料技術與深施機械技術的結合；土壤重金屬治理技術、水稻種植技術與機械耕種收技術的結合等。在推廣應用機插秧與機械深施肥同步綠色技術的同時，要注重配套應用飛機植保減藥技術、設施誘殺蟲技術、機械秸稈粉碎與腐熟劑綠肥種同步施用技術、保護性機械耕作技術、淹水深泥田高地隙履帶差速轉向水稻收獲技術等。通過水稻機械化綠色技術與生化技術集成應用，實現水稻生產全過程和農田生態同步綠色化。

（2）強化裝備技術升級。現有水稻機械化綠色種植技術仍處于起步階段，需要進一步技術創新升級和提質降耗[13]。要大力扶持開發技術更加先進、性能更加穩定、使用更加便捷、應用成本更低的水稻綠色種植機械產品和配套裝備。如支持機插秧與機械深施肥同步綠色技術進步，包括育秧技術與育秧設施、運秧機具的改進，以及深施肥機具與搭載機具性能的改進等；支持其他水稻機械化綠色技術進步，包括秸稈粉碎與腐熟劑綠肥種同步施用搭載機械具的改進，以及淹水深泥田高地隙履帶差速轉向水稻收獲機具的改進等。通過技術與裝備創新升級，提高水稻機械化綠色技術應用效率和效益[14]，降低機插秧與機械深施肥同步綠色技術推廣應用成本，實現經濟效益與生態效益有機統一[11]，相得益彰。

（3）強化制度設計。在目前加稻谷重金屬監測的基礎上，要下足功夫強化稻谷農藥超標監測，并按可追溯原則建立健全稻谷流通市場農藥超標監測制度體系和標識體系。通過制度設計，強化監測與標識和溯源，有效限制重金屬超標或農藥超標稻谷在市場流通，以問題導向，倒逼水稻綠色種植和農田生態綠色化[15]。實現以制度激發水稻機插秧與機械深施肥同步等綠色技術推廣應用活力。

（4）強化政策扶持。發展水稻綠色種植上，要實現政府要糧食安全和生態安全與種糧主體要市場和效益目標相統一，除了尊重市場規律和市場配置資源決定作用外，還離不開政府的調控和支持[16]。各級農業農村等部門都要按綠色理念要求，創新水稻機械化綠色種植支持政策，在現有政策和資金渠道基礎上，加大改革創新和優化整合力度，實現政策、項目、資金與水稻機械化綠色種植發展要求相適應。如購機補貼資金考慮明確一定比例用于水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術推廣應用作業補貼；發展糧食生產的惠農資金和項目適當整合，加大傾斜支持水稻機插秧與機械深施肥同步綠色技術等機械化技術與生化技術的融合應用[17]，重點扶持水稻綠色種植機械機具、設施設備、作業補貼等。以政策激勵推進水稻機械化綠色技術與生化技術全面融合應用，為糧食綠色安全發展和農田生態綠色安全提供保障和新動能。