水稻機插側深施肥技術的探討

符全

摘 要：水稻機插秧同步側深施肥技術是在水稻機插秧作業時，通過側深施肥裝置將肥料按照農藝要求精確定量的施用在苗側靠近根部泥漿中，并由浮船刮板覆土，實現秧苗根系對肥力的精準吸收，避免肥料隨水流漂移，具有顯著的提高肥料利用率、促進水稻生長、縮短秧苗返青時間、降低成本等優勢，實現減肥不減產的目的，對農業的可持續發展具有其重要意義。

關鍵詞：水稻;側深施肥;機插秧;技術;肥料;效益

中圖分類號：S233.71 ? ? ? ?文獻標識碼：A

開放科學（資源服務）標識碼

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.04.003

Open Science Identity（OSID）

水稻是我省主要的糧食作物之一，種植面積6000多萬畝。目前，水稻耕整地、種植、植保、收獲、烘干等環節均已有較為成熟的機械化技術，但施肥環節卻長期依賴人工作業，采用表層施肥方式，通常按照基肥、分蘗肥、穗肥、粒肥4∶ 2∶ 2∶ 2的比例施肥。廣大農民為了追求糧食產量，采取增施化肥次數，加大施肥量，導致土壤有機質逐年下降，土壤板結嚴重，稻谷的產量和品質卻沒有相應提升。傳統的種植方式總結起來主要存在四個問題：一是污染大，肥料撒施在田塊表層，會隨排放水而流失，造成面源污染;二是投入大，撒施的肥料在田間分布均勻性差，肥料融水后蒸發，導致肥料利用率低，達到同樣效果需要施用更多肥料，增加了化肥投入和種植成本;三是草害大，撒施的肥料位于土壤表層，大部分沒有到達作物根系層，使表層的雜草更容易獲取養分，造成草害;四是勞動強度大，水稻基蘗肥施肥量普遍在每畝25 kg以上，依靠人背手撒，不但勞動生產率低，而且隨著農村勞動人口逐年下降，雇工成本不斷提升，無形中增加了水稻種植成本的投入。為了解決上述問題，補齊水稻種植機械化施肥技術短板，綜合國內外先進的施肥技術，黑龍江省農機推廣總站近幾年在全省一、二、三積溫帶有代表性的縣市進行了水稻機插側深施肥技術的試驗示范和推廣，形成了可復制可推廣的技術操作模式，推廣應用面積逐年增加，逐漸被我省廣大農民所認可。

1 國內外同類技術現狀

1.1 國外研究現狀

目前，國外水稻機械化種植分為兩大體系。一是以歐美為代表的水田旱直播種植體系：使用平整機械對土地進行平整作業，直接將水稻種子旱直播在土壤里。二是以日韓為代表的水稻秧苗移栽機械化種植體系：現已經形成了統一的水稻種植模式即工廠標準化育秧、機械化插秧側深施肥，水稻種植機械化水平較高。日韓在20世紀80年代就已經開始研究并推廣側深施肥插秧機，至今插秧機普遍配裝側深施肥裝置。側深施肥從施肥方式上可分為側行施肥和雙層施肥兩種。

1.2 國內研究現狀

20世紀90年代，國內生產插秧機成熟企業并不多，科研技術力量薄弱，對先進的、超前性的水稻生產機械技術的基礎理論研究與引進、吸收以及創新能力弱，比如在乘坐式插秧機上增設側深施肥部件，以實現復合作業的研發方面還處于初級探索階段。國內水田插秧側深施肥機構以氣吹式為主，無動力側深施肥（外槽輪、窩槽等形式排肥部件，依靠肥料自身重力進行排肥），在插秧側深施肥過程中存在：（1）開溝器和深施肥管在泥水中運動，存在肥料遇水潮解、深施肥管口易被泥水堵塞等問題，嚴重影響側深施肥效果，造成下肥不準、斷條，影響作業質量。如一次施肥量過大而造成倒伏、發生稻瘟病;施肥量過少造成穗數和粒數不足。（2）側深施肥插秧機在作業過程中，施肥開溝器劃出的泥溝在肥料下落后刮板不能將泥溝及時、全面刮平，造成肥料裸露和漂浮在水面，影響施肥效果等問題，因而未能大面積推廣應用。

我省水稻機插秧同步側深施肥技術起步于1995—1998年，由于當時肥料、機械技術都不成熟而中途擱置。2012年我省開始引進洋馬、久保田兩款四輪乘坐式高速插秧側深施肥機械開展試驗研究，其排肥裝置采用外槽輪或縱向排肥、冷風或暖風送肥的氣吹施肥形式。隨著試驗示范面積的擴大，側深施肥機械由日系發展到韓系的東洋、大同以及豪山國際的施肥裝置;隨著國內生產插秧機成熟企業逐步增多，科研、生產加工能力越來越強，國產的沃得、常發、錦禾等10余種風送式的四輪乘坐高速插秧施肥機械，同時還有春苗、徳棵等獨輪乘坐式準高速插秧機配套的螺旋推送直排的施肥機械和龍舟的機電數控螺桿直排施肥裝置，以及常州亞美柯寬窄行缽體擺栽同步側深施肥一體機也走向市場，使側深施肥技術逐漸成熟。

同期中化國際、云天化等企業針對我省東部稻區的測土配方開發了水稻側深施專用肥，并隨著水田逐步成規模的條田化和工廠化大棚催芽、育秧的普及，逐步形成了機插秧同時基蘗肥同施、人工追穗肥的方案，根據試驗中顯現的汽油型的高速插秧機動力不足問題，逐步應用柴油版20馬力以上的機型進行機插秧側深施肥作業，并配套平地輪與插秧同步進行，即插秧泥面撫平試驗，解決了側深施肥技術對水整地泥漿沉淀標準高的影響，對側深施肥和插秧作業效果的提升起到了很好的作用。

2 主要技術內容

水稻機插秧同步側深施肥技術是在水稻機插秧作業時，通過側深施肥裝置將肥料按照農藝要求精確定量的施用在苗側靠近根部泥漿中，并由浮船刮板覆土，實現秧苗根系對肥力的精準吸收，避免肥料隨水流漂移，具有顯著的提高肥料利用率、促進水稻生長、縮短秧苗返青時間、降低成本等優勢。

技術創新點：

（1）實現水田苗帶精準側深施肥，肥料不易流失氧化，肥料分布均勻，提高肥料利用率，實現減肥不減產的目的。

（2）使用水田專用緩釋控釋肥料，一次施肥可以滿足水稻秧苗緩苗期及分蘗期需肥要求，減少了兩次人工揚肥作業費用。

（3）施肥控制在距苗帶側5 cm、深5 cm位置，定位科學準確，既不燒苗又充分發揮肥效。

（4）肥量施放量2～60 kg調節，滿足各積溫帶施肥量的要求。

（5）在工藝方面，主要部件采用激光切割焊接、排肥部件 注塑成形、重要部件材質經過特殊處理，經久耐用并且抗腐蝕、整機重量輕、安裝方便快捷、操作簡單方便。

（6）在技術集成方面，物理排肥系統與鼓風機吹送或者螺旋強推系統相結合，保證排肥的順暢，彩色圖形顯示器的控制單元對施肥過程實時監控并調整，與秸稈還田技術、攪漿平地技術、肥料配套選擇技術環環相扣，形成機插側深施肥技術集成。

（7）在機具設計方面，肥料擾動設計防止肥料架空;肥量施放量調節通過控制面板調節或者手柄手動調節，操作簡單，通俗易懂;自動計算施肥面積、工作時間;實時顯示各施播行的工作狀態（正常/無肥/堵塞）;機架傳感器/速度檢測傳感器保證施肥機的工作狀態與插秧機插秧同步。

3 技術要求

水稻機插秧側深施肥技術在作業過程中對田塊平整度和沉淀程度要求較高，翻埋整地（翻埋深度要達到18～22 cm）和高留茬攪漿整地殘茬漂浮率要小于5%，沉淀以指畫成溝慢慢恢復為待插秧狀態為標準，插秧作業4.5 畝·h-1，施肥實現定量、定位、精準施肥。施肥深度一般控制在距離秧苗側面5 cm、深度5 cm，肥、秧苗的位置分別在不同的垂直面內。肥料使用水稻側深施肥專用緩釋控釋肥，并且顆粒均勻，肥料粒徑1.5～3 mm最佳，比重一致，具有一定硬度，保證施肥效果。作業中嚴防急停，急停車易引起管道中流動的肥料集中在一處排出，導致局部施肥過量。作業過程中防止高速啟動造成漏施，作業開始時，應慢慢平緩地發動機器，起步過快，會造成漏施。

4 效益分析

4.1 經濟效益

同傳統耕種方式相比，實施水稻機插秧側深施肥機械化技術減少了人工撒肥作業環節，減少了機械作業次數;水稻機插秧同步側深施肥技術精量施肥、精準施肥，減少化肥施用量，提高肥料利用率。該項技術以減肥10%計算，每畝減肥3 kg，我省目前項目應用1203.82萬畝，可節約化肥36 114.6 t，每噸按照3300元計算，可以節約資金1.19億元。該項技術實現了農作物的穩產增產，糧食增產幅度達到2.7%～10.1%，平均每畝增產糧食38.19 kg，每畝均增收75.47元，合計每畝新增純收益50.73元;三年累計推廣面積1203.82萬畝，新增純收益9.09億元。該項技術節本增效達到10.28億元。

4.2 社會效益

（1）減少水稻生產用工，降低了勞動強度，促進了勞動力轉移。水稻機插秧同步側深施肥技術一次性完成施肥和插秧兩項作業，且撒肥過程中將水稻基肥和分蘗肥一次性撒施，可以有效減少撒肥用工投入。同時，緩解了水稻育秧、插秧時期勞動力季節性緊張的矛盾，將撒肥農民從繁重的體力勞動中解脫出來，轉移到附加值更高的二三產業，改善了勞動環境，增加了勞動收入，促進了勞動力轉移。

（2）解決了水稻施肥機械化問題，促進了水稻生產方式的變革。通過項目實施，有效集成了栽培、土肥和農機化技術，確定了適宜的肥料品種、施肥量以及機械操作規程等，實現了水稻深施肥機械化“零”的突破，改變了水稻施肥長期以來采用表層撒施的生產方式，有效提升了水稻生產全程機械化水平，提升了國際競爭力。同時，該項目采用了肥料緩控釋技術，增加了肥料漏施監控裝置、電子控制施肥量等大量高新技術，并在水稻生產中大量應用，加速了我國農業現代化發展的步伐，縮短了與國際農業發達國家間的距離，推動了水稻生產向集約化、規?；蜆藴驶较虬l展。

（3）加快了側深施肥機具國產化進程，促進了我國農機工業發展。通過項目的實施，引進了國外的先進技術，引導國內農機生產企業結合我國水稻生產實際情況完成了自主研發，并以此為基礎延伸了產品種類，簡易獨輪乘坐式、寬窄行等新型水稻機插秧同步側深施肥機滿足了我國水稻生產多樣性需求。同時，通過項目的示范推廣，為我國農機生產企業提供了良好的發展機遇，沃得、久富、永祥、龍舟等16家水稻側深施肥一體機和裝置生產企業在試驗中進一步提升了機具先進性、適用性和可靠性，銷售量實現了快速增長，極大地提升了市場競爭力，促進了我國農機生產和研發能力的快速提升。

4.3 生態效益

（1）減少肥料投入量，提高肥料利用率。水稻機插秧同步側深施肥技術是一項既環保又增效的生產方式，可以促進現代農業高質量發展。在機插秧同時將肥料呈條狀集中施于水稻根側附近，利于根系吸收，氮肥利用率提升8%。據佳木斯大學、東北農業大學對水質檢測表明，該項技術的實施，大幅度降低了田面水磷含量，有助于降低藻類、水綿的發生概率，減少了環境污染。該項技術以減肥10%計算，每畝減肥3 kg，項目應用1203.82萬畝，可節約化肥36 114.6 t，每噸按照3300元計算，可以節約資金1.19億元。對黑龍江的黑土保護，生態環境的改善，農業的可持續發展都具有其重要意義。

（2）降低了苗期草害，減少了除草劑投入量。該項目的實施，避免了化肥表層撒施，使雜草早期吃不到肥，后期見不到光，有效降低了苗期草害，減少了除草劑的使用，使得水稻能真正實現集約化、標準化、生態化經營，促進水稻綠色生產。

（3）改善土壤理化性狀，實現了培肥地力。該項目的實施，對攪漿整地提出了新的要求，加速了秸稈粉碎還田進程，有效提高了土壤有機質含量，結合化肥減施，提高土壤供養能力，改善土壤理化性狀，增加土壤蓄水保墑能力，起到了耕地保護的積極作用，實現了“藏糧于地、藏糧于技”，對于改善農業生態環境有重要的意義。

5 結論

水稻機插秧同步側深施肥技術具有節肥、省力、增效、環保等特點，是水稻生產技術由傳統耕作到現代種植的又一次飛躍。應用此項技術，能減少肥料施用量10%～20%，提高肥料利用率，縮短秧苗返青時間，促進水稻生長，提高水稻品質，平均增產5.73%，解決了長期以來水稻施肥環節人工撒肥難題。水稻機插秧側深施肥機械化技術是一項既環保又增效的生產方式，有力促進我省現代農業向綠色、高質量發展。今后，在國家和省推進農業“三減”，以及發展質量效益型農業政策支持下， 水稻機插秧同步側深施肥機械化技術推廣應用前景十分廣闊。