水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术应用初探

黄 颂，刘 毅，黄育忠，王新宇

（1.湖南省国际工程咨询中心有限公司，湖南 长沙 410000；2.湖南省农机事务中心，湖南 长沙 410015；3.湖南农业大学，湖南 长沙410128）

1 引言

水稻是我国的重要粮食作物，“湖广熟天下足”意指两湖两广地区水稻生产在解决全国粮食供给问题中的突出地位和作用。在人多地少矛盾和资源环境压力增大的当下，发展水稻绿色生产在粮食安全中具有举足轻重的地位，研究和推广应用水稻机械化绿色种植技术，通过科学技术手段减少农田环境和农产品的污染，并最大限度提高水稻生产率[1]，对确保我国粮食安全和生态安全具有更加积极的意义[2]。本研究从农机装备技术和农业生化技术融合的思路出发[3]，重点就水稻机插秧与机械深施肥同步应用这一绿色种植技术的两种不同模式进行对比分析，监测肥施用量、水稻产量、除草剂施用量变化，并结合进行配套机械装备技术、农艺技术、应用环境、支持政策的调查研究与思考，提出相对可行的对策建议。为从事水稻机械化绿色种植的农机农技同仁和农民朋友提供参考。

2 应用模式及成效

机插秧同步施肥技术最先在日本推广应用，但其施肥机主要利用气吹将肥料施在田土表层。湖南于2017年开始推广应用水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术，施肥机主要利用镙杆机构将肥料施入土表层以下约3cm，达到减少肥料流失和蒸发、提高利用效率的目的。到目前，已推广龙舟等各类深施肥机具3534台，年推广应用水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术面积8.3万多公顷。

图1 湖南龙舟深施肥机具

2.1 推广应用的主要模式

湖南省推广应用水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术主要有两种模式：一是插秧机搭载深施肥机具，实现机插秧与侧深施肥一次同步完成。这种模式的主要优点是施肥相对均衡，肥料深施在禾苗行间距之间；但因受插秧机载荷限制，需较频繁添加肥料，一定程度上影响机插秧作业效率。

图2 插秧机与深施肥机后置

图3 插秧机与深施肥机中置

二是旋耕平地机搭载深施肥机具，机插秧与旋耕平地机械深施肥分段同步完成。这种模式的优点是旋耕机载荷能力大，不需频繁添加肥料，机插秧也不受深施肥机械载荷影响，两者作业效率均比较高；但因深施肥与机插秧分时段进行，施肥相对秧苗的均衡性较低。

图4 旋耕平地机与深施肥机后置

图5 旋耕机与深施肥机后置

经湖南省相关农机合作社近两年水稻大田生产应用试验对比和应用监测，上述这两种水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术模式，均表现为减肥、减药、丰产稳产，效果上两者相当，获得农机合作社和种粮农户一致好评，都具有很好的推广应用价值。

2.2 技术应用的主要效果

2018年湖南省按照水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术两种模式，分别在湘潭、汨罗、湘阴等地农机合作社进行大田推广应用对比试验，湘潭大田试验种植一季中稻、汨罗大田试验种植晚稻、湘阴大田试验种植一季中稻。湘潭试验采用机插秧同步侧深施肥一种模式，对照为传统施肥方法“基肥+追肥”，施肥量为每公顷600kg，机插秧同步侧深施肥每公顷用肥量375kg。汨罗和湘阴试验采用机插秧同步侧深施肥和机插秧与旋耕平地机械深施肥分时段同步两种模式，对照均为传统施肥方法“基肥+追肥”，施肥量为每公顷750kg；机插秧同步侧深施肥、机插秧与旋耕机平地机械深施肥每公顷施肥量均为450kg。

表1 水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术对比试验结果表

经测产和结果分析（详见上表），湘潭机插秧同步侧深施肥表现为与对照单产持平，但比传统施肥均匀、节肥、秧苗返青快。汨罗和湘阴两种模式均表现为比对照增产，对照每公顷产量为7875~8145kg，机插秧同步机械侧深施肥每公顷产量为9528~9705kg，机插秧与旋耕平地机械深施肥每公顷产量为9072~9915kg。按算术平均值计算，机插秧同步侧深施肥和机插秧与旋耕平地深施肥两种模式，平均每公顷减少化肥施用39.2%~40%，增加稻谷产量13.6%~18.5%。

水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术，除上述田间试验表现出促进减肥和丰产作用外，还表现在减少除草剂使用量上[4]。由于机插秧与机械深施肥直接带来的作用是秧苗反青快、秧苗生长分蘖快，有利于禾苗抢占水肥和温光资源利用的先机，从而较好地抑制田间的杂草生长，且在水稻成熟期更抗倒伏能力强[5]。目前，不少种粮农户为节约种粮成本、减轻种粮劳动强度，采用简易办法种植即水稻直播，直播水稻因秧苗发芽生长与杂草发芽生长同步，秧苗无法抑制杂草生长，导致杂草与禾苗争肥争光，需要使用化学农药来控制杂草，一般按“一封二杀三补”三次施用除草剂，有的地方甚至需补施两次除草剂才能控制住杂草，且在水稻成熟期抗倒伏能力下降。而机插秧与机械深施肥同步绿色技术应用，田间管理控制得当可以实现除草剂“零”施用，如需要最多也仅施用一次，可减少除草剂施用量60%~70%。

图6 机械深施肥模式下水稻产量与施肥量、除草剂量

另外，2019年部农技推广中心在湖南省实施的水稻绿色栽培试验示范项目，赫山和岳阳项目县推广应用水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术约700公顷，项目区经多点测产，均表现为既节肥又增产。

因此，大田生产对比试验结果证明，水稻机插秧与机械深施肥同步技术推广应用，既能有效减肥、减药，又能促进水稻高产增产，为实现粮食安全与生态安全的有机统一提供了新途径，是水稻绿色种植和可持续发展的关键性技术，具有良好的推广应用前景。

3 存在的主要问题

（1）关键环节高技术高成本的制约。推广应用水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术上，难度在于机插秧环节，主要是机插育秧技术要求高[6]，且需要从育秧基质到播种设备、摧芽设施、育秧设施配套，成本也较高，机插秧每公顷成本2250元左右。一般种粮农户不具备推广应用能力，只有有实力的农机合作社和种粮大户才有能力进行机插育秧。另外，出于种粮经济效益的考虑，农机合作社和种粮大户虽有能力，也倾向于选择成本更低操作更简单的水稻直播，直播每公顷成本不超过150元，加上直播需多使用除草剂的成本每公顷1200元，总成本也比机插秧成本低，从而多数农机合作社和种粮农户选择放弃机插秧。因此，当下机插育秧技术含量高、成本高的问题，一定程度上给水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术推广应用造成阻碍。

（2）搭载机具不配套的制约。目前深施肥机具，都是在原有成型农业机械上附加搭载的，如机插秧同步侧深施肥，是在原来插秧机上直接搭载深施肥机；旋耕平地同步深施肥，是在原来履带旋耕机上直接搭载深施肥机。搭载深施肥机具后，加上添加的肥料重量，原有机械的重心和动力分配发生变化，一定程度上影响原有机械的重心平衡、行走性能和作业效率[7，8]，机具有待进一步创新改进，或创新开发专用搭载机具。

（3）市场调节机制缺失的制约。目前市场上对稻米关注度最高的是稻米口味品质和重金属是否超标，对稻米有无农药残留超标的关注度还不高[9]。因此，绿色种植的稻谷和非绿色种植的稻谷，在市场上缺乏监测与调节机制，产品销售价格一样，没有任何优势差异。但绿色种植的成本要远高于非绿色种植成本，从而给绿色种植的种粮农户带来心理上和经济上的双重承压，导致种粮农户对推广应用水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术积极性不高，发展空间难以拓展。

（4）政策引导不配套的制约。水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术上，目前湖南省主要优惠政策只有购机补贴[10]。每台深施肥机具售价2.68万元，购机补贴0.9万元/台，仅依靠购机补贴支持与机插秧的高成本相比，显得足襟见肘，对水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术推广应用的提振作用小，而且其他种粮优惠政策和项目扶持，也未与上述类型水稻机械化绿色种植技术配套[11]。由于政策引导不配套与缺失，造成水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术推广应用步伐慢范围小，形成“重产量和效益，轻质量和生态”的反差。

4 对策建议

（1）强化技术集成配套。利用科技手段有效控制各生产环节对环境和农产品的污染，最大限度提高农业生产率，是发展绿色农业的基本目标[12]。因此，绿色农业发展的出路在于机械化技术与生化技术的融合应用。推广水稻机械化绿色种植技术谨防单一化，单一化的结果是虽在某一环节实现绿色化，但整体上或全程生产上并不一定绿色，同时也不利于实现减污与提高生产效率的统一。要高度重视强化机械化绿色技术与生化技术集成配套。如工厂化育秧技术与插秧机械技术、肥料技术与深施机械技术的结合；土壤重金属治理技术、水稻种植技术与机械耕种收技术的结合等。在推广应用机插秧与机械深施肥同步绿色技术的同时，要注重配套应用飞机植保减药技术、设施诱杀虫技术、机械秸秆粉碎与腐熟剂绿肥种同步施用技术、保护性机械耕作技术、淹水深泥田高地隙履带差速转向水稻收获技术等。通过水稻机械化绿色技术与生化技术集成应用，实现水稻生产全过程和农田生态同步绿色化。

（2）强化装备技术升级。现有水稻机械化绿色种植技术仍处于起步阶段，需要进一步技术创新升级和提质降耗[13]。要大力扶持开发技术更加先进、性能更加稳定、使用更加便捷、应用成本更低的水稻绿色种植机械产品和配套装备。如支持机插秧与机械深施肥同步绿色技术进步，包括育秧技术与育秧设施、运秧机具的改进，以及深施肥机具与搭载机具性能的改进等；支持其他水稻机械化绿色技术进步，包括秸秆粉碎与腐熟剂绿肥种同步施用搭载机械具的改进，以及淹水深泥田高地隙履带差速转向水稻收获机具的改进等。通过技术与装备创新升级，提高水稻机械化绿色技术应用效率和效益[14]，降低机插秧与机械深施肥同步绿色技术推广应用成本，实现经济效益与生态效益有机统一[11]，相得益彰。

（3）强化制度设计。在目前加稻谷重金属监测的基础上，要下足功夫强化稻谷农药超标监测，并按可追溯原则建立健全稻谷流通市场农药超标监测制度体系和标识体系。通过制度设计，强化监测与标识和溯源，有效限制重金属超标或农药超标稻谷在市场流通，以问题导向，倒逼水稻绿色种植和农田生态绿色化[15]。实现以制度激发水稻机插秧与机械深施肥同步等绿色技术推广应用活力。

（4）强化政策扶持。发展水稻绿色种植上，要实现政府要粮食安全和生态安全与种粮主体要市场和效益目标相统一，除了尊重市场规律和市场配置资源决定作用外，还离不开政府的调控和支持[16]。各级农业农村等部门都要按绿色理念要求，创新水稻机械化绿色种植支持政策，在现有政策和资金渠道基础上，加大改革创新和优化整合力度，实现政策、项目、资金与水稻机械化绿色种植发展要求相适应。如购机补贴资金考虑明确一定比例用于水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术推广应用作业补贴；发展粮食生产的惠农资金和项目适当整合，加大倾斜支持水稻机插秧与机械深施肥同步绿色技术等机械化技术与生化技术的融合应用[17]，重点扶持水稻绿色种植机械机具、设施设备、作业补贴等。以政策激励推进水稻机械化绿色技术与生化技术全面融合应用，为粮食绿色安全发展和农田生态绿色安全提供保障和新动能。