喬智俊
(上海市浦東新區農機技術推廣站,上海 201202)
水稻是上海市浦東新區的主要糧食作物,在浦東新區農業生產中占有重要地位,目前全區水稻種植面積約為11 600 hm2。但是,隨著農業生產從業人員的不斷減少,為保障浦東新區糧食生產安全,浦東新區積極推廣應用水稻種植新技術、新機械等,其中,在水稻收種兩個環節已基本實現全程機械化(水稻收獲機械化率達100%,水稻種植機械化率達95%),但水稻收種以外的其他生產環節(尤其是施肥環節)的機械化率仍較低。為提高浦東新區水稻施肥環節的機械化率,浦東新區于2019年引入并示范了水稻側深施肥技術,已取得較好的技術示范效果,該技術也因此在浦東新區得到了迅速推廣應用,據統計,2021年水稻側深施肥技術在浦東新區的應用面積已達733.33 hm2。
在此背景下,筆者擬在總結水稻側深施肥技術的機器構成和技術要求的基礎上,對該技術的應用實效進行分析介紹,以期促進該技術在浦東新區的進一步推廣應用。
該技術是將同步運轉的精量施肥機“嫁接”在水稻直播機或插秧機(即組成水稻側深施肥機)上,在播種(或插秧)的同時,將肥料定量、精準地推送至秧苗側深5 cm左右處,并通過刮板將肥料覆蓋在泥土中。該技術既能實現精準施肥,又能保證肥料及時被水稻根系吸收,從而提高了肥料的吸收率,更能防止肥料直接接觸秧苗根部而燒毀秧苗。
水稻側深施肥機由于裝配方式不同,分為一體式和分體式兩種,目前,浦東新區兩種水稻側深施肥機均有引入,經實踐應用,一體式水稻側深施肥機雖然是與水稻高速插秧機整機裝配銷售,單套機器的價格比普通插秧機貴3萬元左右,但是機器的性能相對成熟穩定,且作業效率高,更適用于水稻側深施肥技術。然而無論是一體式水稻側深施肥機還是分體式水稻側深施肥機,其主要機器結構均由肥料存儲模塊、傳動模塊、施肥模塊三部分組成。
1.1.1 肥料存儲模塊
肥料存儲模塊主要由肥料箱、肥料傳感器、輸送管構成。其中,肥料箱用于儲存肥料,其外部結構可以做成方形或圓柱形(在條件允許的情況下,可根據實際工作情況對肥料箱進行調整),以確保肥料可以通過輸送管快速進入施肥裝置。值得注意的是,由于在水田作業中,肥料處在潮濕環境會變濕、變質,從而殘留在肥料箱底部難以進入施肥裝置,故肥料箱需設置卸肥口(要求開合方便,有密封墊圈,以確保關閉時嚴密可靠),以及時將剩余的肥料或變質的肥料排出。肥料傳感器則是用于實時監控肥料狀態,以在肥料濕度、溫度發生變化或者肥料箱發生堵塞時發出預警。
1.1.2 傳動模塊
傳動模塊是水稻側深施肥機的重要組成部分,由電機、傳動軸、聯軸器組成,主要功能是為每個施肥部件提供動力。
1.1.3 施肥模塊
施肥模塊是水稻側深施肥機的核心部分,主要功能是使肥料能夠穩定一致地施入土層。根據施肥方式的不同,水稻側深施肥機的施肥模塊分為氣吹式、機械式、電控螺桿式3種。其中,氣吹式施肥方式是利用來自發動機的熱空氣,將肥料吹出排肥口,該施肥方式的缺點是肥料落點偏差較大;機械式施肥方式是依靠機械作用,帶動螺旋滾筒將肥料施于土層;電控螺桿式施肥方式是通過電子智能控制裝置調節螺桿設定并控制排肥量,通過直流電機驅動螺桿旋轉強制排肥,該施肥方式具有平衡施肥、作業效率高的優點。
1.2.1 種子要求
要求選用通過品種審定、適合浦東新區生態環境條件的優質高產水稻品種進行種植,且要求種子質量符合GB 4404.1和GB/T 17891的相關規定。
1.2.2 大田要求
在播種(移栽)前,大田需進行深翻整地,要求耕深達12 cm,且須確保土壤沉降狀況良好。
1.2.3 肥料要求
水稻側深施肥技術要求選用氮磷鉀配比合理、粒型整齊、硬度適宜的肥料,具體要求為:肥料呈圓粒形,粒徑大小以2~5 mm為宜,顆粒均勻、密度一致,理化性狀穩定,硬度宜大于20 N,手捏不易碎,不易吸濕,不黏,不結塊。
1.2.4 施肥量要求
水稻側深施肥技術的施肥量一般要求比常規施肥減少20%左右。
現以2020年浦東新區川沙新鎮水稻試驗田的水稻側深施肥技術示范為例,對水稻側深施肥技術的應用實效進行分析。
與常規水稻生產進行比較,采用水稻側深施肥技術的水稻生產中,化肥平均每667 m2用量由34.42 kg減少到22.41 kg,平均每667 m2施肥人工成本從46.57元減少到29.51元,水稻平均生長周期從103.87 d減少到99.21 d(水稻提前采收的市場價格高),平均每667 m2產量從515.21 kg增加到647.22 kg。以上結果表明,水稻側深施肥技術的經濟效益十分顯著。
研究表明,由于水稻側深施肥技術是將肥料直接施在秧苗側深5 cm左右處,提高了肥料的吸收率,故減少了肥料流失對周圍環境的污染。因此,水稻側深施肥技術的生態效益較好。
水稻生產在浦東新區糧食生產中占有非常重要的地位,而隨著科技的進步,水稻生產技術也發生了較大的變化。水稻生產上采用側深施肥技術,不僅使種植與施肥同步實施,精簡了生產工序,減輕了勞動強度,還提高了肥料利用率,實現了水稻生產的高產、優質,更能在一定程度上保護生態環境,減少環境污染。因此,水稻側深施肥技術具有較好的推廣應用前景,該技術可在浦東新區進行進一步推廣應用。