王亚梁 朱德峰 张玉屏 陈惠哲 向镜
(中国水稻研究所,杭州310006;第一作者:wangyaliang1992@hotmail.com;*通讯作者:cnrice@qq.com)
韩国稻作技术创新与转型
王亚梁 朱德峰*张玉屏 陈惠哲 向镜
(中国水稻研究所,杭州310006;第一作者:wangyaliang1992@hotmail.com;*通讯作者:cnrice@qq.com)
随着社会经济的发展及农业劳动力的转移,韩国水稻种植方式发生了转型。从上世纪70年代末期开始,韩国水稻机插秧比例快速上升,手插秧比例下降,到90年代基本实现了水稻种植的机械化;省工节本的直播稻产量受不确定因素影响较大,且稻米品质不如机插秧和手插秧,其种植面积出现了波动,现只占韩国水稻种植面积的4%左右。本文介绍了韩国水稻机插秧、湿润直播和旱直播技术的作业流程。
水稻;生产技术;机械化;韩国
水稻是韩国的主要粮食作物,稻田占耕地面积的54%左右,稻米占粮食消费量的64%,稻米提供了人均热量的40%,水稻生产对农民增收和粮食供应具有十分重要的作用。上世纪70年代以来,随着韩国社会经济的快速发展,农业劳动力逐年下降,水稻生产遇到了新的问题和机遇。水稻生产规模较小、从事水稻生产的劳动力老龄化、生产成本较高、环境变化等问题导致其水稻生产效益不高,阻碍了水稻生产的发展[1-2]。鉴于此,韩国政府开始引进和创新了水稻生产新模式和新技术,以适应社会经济发展及农村经营方式的转变,实现了水稻产业模式和技术的转型升级,形成了现代化水稻生产模式,促进了水稻产业发展。本文分析了韩国水稻生产现状及其稻作技术发展和转变,希望能为我国水稻产业发展和稻作技术转型提供参考。
20世纪60年代以来,韩国人均GDP逐年增长,20世纪60年代人均GDP只有84美元,2000年后已经达到2万美元。在社会经济发展和人均GDP增长的同时,农村人口比例大幅下降。与1961年相比,2014年韩国农业人口数量下降了52.7%,其中,20世纪80年代农业人口下降幅度最大,10年间农业人口减少了29.0%(图1)。
20世纪60年代到80年代,韩国水稻种植面积逐渐增长,80年代以后,随着社会经济发展、农业人口数量减少及居民饮食结构变化,水稻种植面积逐渐下降。1987年种植面积最大,达到126.2万hm2,到2014年下降到81.5万hm2,下降了35.4%。同时,随科技进步、生产基础条件的改善,水稻单产不断提高。20世纪70年代前水稻单产增幅较大,年均增产0.15 t/hm2,20世纪70年代以后增产幅度变小,年均增产0.02 t/hm2(图2)。
图1 韩国农业人口数量及人均GDP变化
图2 韩国不同年代水稻面积及单产变化
图3 韩国水稻种植方式的转变
进入20世纪70年代,随着韩国社会经济的发展,农业劳动力开始由农村向城市转移,从事水稻生产的劳动力下降,水稻产业技术需要转型升级。此时日本已经研发出了水稻毯苗机插技术,韩国引进与创新结合,研发出了适应当地水稻生产的机插秧技术。1977年以来,韩国水稻机插秧技术水平快速提高,机插秧面积快速增加,手插面积大幅度下降;到20世纪90年代中后期,韩国的水稻种植方式主要为机插秧,基本上替代了手工种植。20世纪90年代初,为了进一步降低水稻生产成本,韩国开始研发和应用水稻直播技术并得到逐步发展,到1995年水稻直播种植面积达到高峰,占韩国水稻生产面积的11.1%。但之后也发现,直播稻品质较差,影响生产效益。直播稻还因生育期推迟,易受低温影响结实率,导致产量下降[3]。因此,直播稻面积出现下降,近年其面积占韩国水稻种植面积的比例不足4.0%(图3)。
目前,韩国机插秧面积已经达到96%左右,是水稻种植机械化中主导的方式。水稻种植方式从手插秧到机插秧的转变,随之而来的是要求水稻品种特性的适应[4]。采用机插秧后,水稻在苗期和开花结实期会频繁遇到低温冷害[5-6],因此在品种审定时需进行耐冷性鉴定。在韩国水稻均为单季稻,所用品种为常规粳稻,因此机插育秧多采用行距为29.7 cm的标准机插秧盘。早期机插水稻育秧多采用泥浆、旱地土,后逐渐转换成育秧基质。田间育秧有湿润育秧和旱育秧两种方式。因育秧期间外界温度较低,一般采用薄膜覆盖保温育秧,我国引进的无纺布育秧也是韩国研发提出的一种育秧方式。
随着社会经济发展和科技进步,韩国出现了水稻机插育秧公司和农民合作社等水稻生产社会化服务组织,集中育秧为中小规模农户提供机插秧苗,降低分散育秧带来的风险和成本。这种育秧的主要方式是工厂化立体育秧,其占水稻生产面积的比例达30%~35%,预期目标是占45%左右。水稻机插工厂化立体育秧得到了韩国政府建设经费的支持。
韩国水稻机插主要有大苗机插(4~5叶,秧龄35 d)、小苗机插(3~4叶,秧龄20~25 d)和乳苗机插(1~2叶,秧龄8~12 d)。大苗机插在生产中逐渐被淘汰,乳苗机插面积占比较小,小苗机插是水稻机插的主流。因机插苗龄不同,播种量也有差异,小苗机插每盘播种量在130~150 g之间,乳苗机插播种量在200~220 g之间。与大苗机插相比,小苗机插大幅度提高了生产效率,节省了劳动时间。20世纪70年代以来,韩国农业机械化水平不断提高,水稻插秧机从2行插秧机,转变为目前的4行插秧机和6~8行插秧机,大幅提高了水稻机插作业效率,节省了水稻生产劳动时间。韩国农业科学家在幼苗生长调控、秧苗素质、机插田间调控、杂草控制等方面进行了深入研究,农艺农机有机结合对水稻机插技术快速发展起到了重要作用[7-10]。
为进一步提高水稻种植的效益,降低生产成本,20世纪90年代初,韩国开始研发和应用水稻直播技术。但受生产条件及技术的制约,其发展也经历了起伏波动,面积占比从最高的11.1%下降到现不足4.0%。但经多年的研究和实践,形成了独具特色和领先的直播方法、模式、装备和技术。
直播方式由手工撒播转变为了机械化直播,机械直播主要采用机械条直播和机械穴直播两种方式。目前,机械穴直播是韩国水稻直播生产的主要方式,其优势在于减少了播种量,降低了成本。依据稻田条件不同,又研发了湿润直播和旱直播。研制的水稻湿润直播机,可以一次性完成开沟、穴播、覆土、施肥和喷施除草剂(可选)等作业,提高了作业效率。水稻湿润直播,一般在播种前10 d稻田灌水耕作,并施基肥,平整地后施除草剂并灌水5 cm深淹7 d,直播前1 d排水;直播后2~3 d喷施除草剂并控制杂草数量,保持稻田湿润状态;15 d后水稻出苗,第1次灌水3~5 cm。湿润穴直播需要保证水稻出苗整齐和生育期一致,降低气候变化等环境因素影响。
水稻旱直播采用的直播机由拖拉机作为动力,一次完成整地、开沟、穴播、施肥、覆土、浇水和喷施除草剂等作业。旱直播在直播前10 d左右进行稻田旱旋耕,播种前1 d平整地面并施基肥,穴播同时稻田施除草剂,由于穴播同时采用播行浇水,保证了稻种发芽对水分的需求。在播种后7 d内不灌水,7 d后灌浅水并控制杂草,15 d后深灌水5 cm,并在15 d和30 d时施2次除草剂。旱穴播作业方便,但容易受到气候变化的影响,若降雨过多,将影响出苗和杂草控制效果。水稻穴直播的行距为22 cm、穴宽4 cm、播深3 cm,可拌种肥直播,旱直播时每间隔6行开灌排水沟。
杂草控制是直播技术的核心环节[11],韩国实现了直播稻的水肥、除草一体化。直播稻产量受不确定因素影响较大,且稻米品质不如机插稻和手插稻,但是采用穴直播可以改善上述二种因素的影响。
表1 韩国水稻生产机械化比例(%)
社会经济的发展使农村劳动力向城市转移,为了满足稻作生产需求,实现水稻生产全程机械化是实现农业现代化的基础,目前韩国在整地、种植、收获、植保等环节都实现了机械化,耕整地机械化已接近100%,机种水平也快速提高,水稻收割基本上都使用了联合收割机,植保机械化利用高压动力喷药和高动力喷药,近年来也出现了精量飞机喷洒。据韩国农业部门的官方统计,2000年以来,韩国水稻生产机械化程度平均从87.2%提高到了97.8%,其中耕整地、移栽、收获分别提高了1.5个百分点;烘干机械化程度提高较快,从2000年的42.1%提高到了2014年的90.1%(表1)。相对于耕整地、种植和植保环节,韩国水稻收获后烘干、贮藏、加工的机械化水平还有待于进一步提高。韩国研发了一套优质稻米生产技术,即选择品质优异和高抗品种,及时移栽,每hm2施用有效氮70~110 kg,合理灌溉,及时收获,干燥温度为40℃~45℃,籽粒含水量保持在15%左右,大米多重选择后,在15℃温度下进行贮藏。
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Innovation and Transformation of Rice Production Technology in South Korea
WANG Yaliang,ZHU Defeng*,ZHANG Yuping,CHEN Huizhe,XIANG Jing
(China National Rice Research Institute/State Key Lab of Rice Biology,Hangzhou 310006,China;1st author:wangyaliang1992@hotmail.com;*Corresponding author:cnrice@qq.com)
The plantingways of rice in South Korean happened transformation in recent decades,with the development of social economy and the transfer of agricultural labor force.Since the late of 1970s,the area by hand-transplanting rice decreased and the area by machine-transplanted rice increased.Up to 1990s,machine-transplanted rice was popularized.Because of the yield of cultivation by direct seeding are greatly influenced by uncertain factors,and quality worse than machine-transplanted rice and hand-transplanted rice,its planting area happened wave,and occupied about 4.0%of the rice area of South Korea.This paper introduced the operation procedure ofmachine-transplanting,wet direct seeding and dry direct seeding bymachine.
rice;production technology;mechanization;South Korea
S511.062
:A
:1006-8082(2017)01-0057-04
2016-08-31
现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-01-26);浙江省自然科学基金(Y13C130013)