水稻直播技术及装备应用研究

摘要：水稻直播栽培摆脱了对水的高度依赖，实现了水稻生产旱种水管或旱种旱管。介绍国内外及辽宁省水稻直播技术与装备应用与发展现状，剖析水稻直播栽培存在的广适性差、全程控草难、低温影响大、适宜品种少、管理要求高等5 个问题，提出制定技术规范、走生态发展之路、合力解决技术难题等对策。

关键词：水稻;直播;覆膜;栽培;技术;装备

中图分类号：S511;S318    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2022）01-0042-03

收稿日期：2021-10-21

基金项目：辽宁省科学技术计划项目 （2020JH2/10200009）;辽宁省农业科学院学科建设项目（2019DD289542）

作者简介：高希君（1968—），男，教授研究员级高工，从事农业机械化技术研究与应用推广工作。

我国人均水资源量仅为世界平均水平的1/4，水资源紧缺已成为辽宁乃至我国社会经济可持续发展的瓶颈，其中，农业是用水大户，农田灌溉用水量占农业用水总量的90%以上。辽宁省水稻种植面积在50万～60 万hm2，占全省农作物总面积的15%左右。传统水稻生产离不开水，均为淹水栽培，每公顷耗水量在 6 000 t以上，水资源浪费严重。在气候环境复杂多变和水资源紧缺且有效利用率不高的大背景下，如何在不影响水稻生产、保障粮食安全的同时，尽量节约并有效利用宝贵水资源，实现水稻生产可持续发展，是农业科技工作者亟待解决的大问题。采取水稻直播作业模式，即可产生明显的高效节水效果。水稻直播栽培是一种不育苗、不插秧，把种子直接播到水稻生长本田的栽培技术，这种栽培方式摆脱了对水的高度依赖，实现了水稻生产旱种水管或旱种旱管。

1 国内外水稻直播技术与装备的应用与发展

鉴于欧洲、澳大利亚、美国等工业化国家的水稻生产用工成本很高，因此，这些国家普遍采用水稻直播方式。美国水稻生产主要分布在东南部的路易斯安娜、阿肯色、密西西比、得克萨斯等州，采用大型激光平地机高效平整土地，应用高效除草剂防控杂草，为水稻直播栽培创造了有利的条件，实现了100%的水稻机械化直播。主要机型为牵引式条播机，作业效率达67 hm2/d。采用计算机模式化栽培管理，喷药施肥使用农用飞机，收获采用大型联合收割机。意大利的水稻直播面积占全国水稻种植总面积的98%，澳大利亚全部采用水稻机械化直播。日本研究了水稻干田耕起直播技术、湛水直播技术、飞机播种直播技术和覆再生纸水稻直播技术等，相关装备包括不耕起旱直播机、耕起旱直播机、高精度湛水条播机、流体湛水条播和点播机、空气喷射式湛水直播机、背负式动力撒播机、高精度湛水撒播机。韩国的旱直播装备由条播机改装而成，实现了整地、开沟、播种、培土、镇压等作业一次完成。水稻覆膜直播种植技术由韩国研发，2012年韩国研制出水稻粘籽机和湿法铺膜机，2013年研发了旱法铺膜机。

我国水稻直播技术装备研究始于20世纪50年代，国内研发生产的水稻直播机包括：东北农科所的4 行水稻旱直播机，河北芦台农场的14行水稻旱直播机，河北省农机化所和石家庄农机厂的BDH-14水稻旱直播机，吉林省农科院和吉林省农机所的2BS-13型、2BS-6型和2BSH-10型水稻旱种播种机，广西大学的2BD—8自走型分流式小型水稻直播机， 沈阳市农业机械化研究所的水稻浅水直播机，华中农业大学的2BS-14G型水稻直播机，上海青浦沈巷农机经营服务部的SQ2BD—2型水稻直播机，中国农业机械科学设计院、北方现代农装金江科技有限公司和韩国合资生产的2BD-6288多功能型覆土直播机，华南农业大学的2BDXFM-8型水稻精量旱穴直播机，南京农业机械化研究所的2BDQ一8型振动气流式水稻直播机，等等。随着水稻直播机研究的不断深入，对水稻直播精密播种机具的需求也在逐渐增加。华南农业大学罗锡文等研究了水稻精量穴直播技术，研制出2BD系列水稻精量穴直播机。目前，水稻直播栽培技术已在我国新疆维吾尔自治区和一些南方省份得到了推广应用，我国北方缺水地区稻田、高寒类型稻田、冷寒地区稻田也有一定范围的应用，但尚未普及。

水稻覆膜能有效控制杂草生长，减少除草剂施用，提高肥料利用率，是一项具有增产增效、资源高效利用、绿色生态环保效果的优良技术。水稻覆膜栽培技术由日本和韩国引进，具有增温、保墒、节水、节肥、除草等作用，对干旱缺水、低温等地区开展水稻生产具有重要影响，但技术环节复杂，用工量大，塑料薄膜会产生环境污染，因而限制了该技术的应用。随着降解膜的生产和粘籽装备的研发，水稻覆膜直播栽培技术受到关注。以辽宁为例，水稻直播栽培易受早期低温的影响，但覆膜栽培可以很好地解决这一问题，并能有效防止杂草，减少氮肥和农药施用，是一项绿色高效生产技术。

2 辽宁水稻直播技术与装备的应用与发展

盘锦地区于20世纪60年代开始进行人工撒种旱直播试验，但草害严重，产量不足4 500 kg/hm2;20世纪70年代初进行一步种稻法试验，即把种子按6～10 粒/穴，糊在特制的牛皮紙上，铺于田中浸润灌水管理，但这种播种方式技术难度大、劳动强度高;2000年开始进行乳芽抛栽试验，但因气候变化而造成水稻减产。庄河市也是辽宁省内较早试验示范水稻直播技术的地区，自1982年以来一直研究并应用水稻旱直播技术，近年来水稻旱直播面积稳定在0.2万hm2左右，拥有旱直播机具40 余台套。罗锡文院士主持的水稻直播技术研究项目在辽宁开展水稻直播相关试验，2010年开始在铁岭、沈阳、抚顺、辽阳、本溪、营口、盘锦、锦州等多地多点进行精量直播试验研究。2014年辽阳市农林科学院和辽阳市农机技术推广中心在灯塔市大河南镇新光农机合作社进行水稻旱直播技术试验，2015年以辽阳县柳壕惠民合作社、辽阳县刘二堡荣伟家庭农场、灯塔市新光种植专业合作社等8 家水稻种植合作社为主体，推进水稻旱直播技术的示范应用，推广旱直播水稻品种3个，引进营口续发农机有限公司生产的2FGN-220型旋耕施肥机和江苏南通谷威农机制造有限公司生产的2BD-10型10行播种机合计5台套，应用面积71 hm2。2015年至今，沈阳市沈北新区引进华南农业大学研制的水稻旱（穴）直播机，持续开展水稻直播栽培机械化作业示范，取得较好的示范效果。

辽宁省农业机械化研究所从2014年开始水稻直播相关机具研制，研发了水稻旱直播施肥整地机，一次进地完成整地和施肥两项作业，作业效率0.4～0.5 hm2/h，施肥深度80～120 mm ，整地深度150～170 mm，在辽阳、抚顺、盘锦等地作业效果较好。2020年与灯塔市荣耀农业发展有限公司合作开展高效水稻直播机械化技术配套装备研究与示范，创新研制了种膜粘籽机和2BSM210型水稻种膜覆膜直播机。种膜粘籽机将可降解膜与水稻种子胶粘在一起，通过2BSM210型水稻种膜覆膜直播机将种膜铺于平整后的地表并压实，实现了产业化生产。阜新、桓仁、灯塔、沈阳等地规模化作业试验表明，种膜覆膜直播方式能利用可降解膜控制杂草，缓解了水稻生产劳动力短缺、生产效率低的矛盾，有助于解决用工难、用工贵问题，并为绿色有机水稻生产提供了装备支撑。

3 水稻直播技术与装备应用中需要关注的几个问题

3.1 广适性差

水稻直播技术虽然在美国、澳大利亚、意大利等国家得到了普及应用，但在我国历经70 a的试验、研究、示范与推广，仅在新疆维吾尔自治区和一些南方省份得到了一定范围的应用，而无法在各地全面普及推广。主要原因在于水稻直播栽培技术对气候条件、土壤环境、水稻品种、生长期、灌溉条件、整地质量、杂草控制等均有严格要求，任何环节的管理与控制不到位，均会影响作物发育生长，导致该技术实施难度大，产量不高不稳。而对水稻种植户而言，传统育秧移栽技术及其装备的运用不仅熟悉且易掌握，机械化程度较高，作物产量相对稳定，致使国外普及度很高的水稻直播技术在我国遭遇“水土不服”，包括各级农业管理部门从稳粮食产量、保粮食安全的角度，也不提倡更大范围地推广应用水稻直播技术。仅从技术视角看，美国、澳大利亚等国家大力推行水稻直播技术的优先考量是水稻生产成本，在发达国家人工费用很高的情况下，如果采用我国传统的育秧移栽模式，则水稻生产所需环节累加的人工费用会使水稻生产成本大大增加而失去市场竞争力。于是，在规模化种植的条件下，采用飞机大面积撒播水稻种子可以有效降低生产成本，加上高效除草剂的应用，使水稻直播栽培技术在国外一些地区的普及应用成为可能。

3.2 全程控草难

水稻直播栽培的最大优势是直接将种子播于大田，省却了育秧、移栽两大环节，既省时又省力。但水稻直播栽培的最大难题是如何全程控草。因为稻田的湿润环境特别适宜杂草种子的萌发和生长，尤其是未经翻埋搅动和泡田的地表更易长出杂草。通常情况下，水稻直播田块的自然出草量是常规水泡田的数倍，而一旦杂草旺盛生长则很难控制。倘若水稻直播前期秧苗弱小而杂草生长空间大，则杂草会因生命力更强而制约秧苗生长。早期直播栽培的常见现象是苗草同生，缺乏特效除草剂，无法在最佳除草期进行灭草。后期杂草过多过大，使用药剂更难根除，而人工除草则劳动强度过大、作业效率低下、生产成本增加，且存在雇工难的现象。随着科技的发展，高效除草剂的使用可解决部分控草难题，但某一除草剂往往只针对某一种或某一类杂草，如需严格控草则可能使用多种除草剂，从而污染稻田环境和影响粮食安全。此外，在陆生和水生杂草种类多样化的环境下，控草难度会进一步增加。

3.3 低温影响大

水稻直播栽培深受温度影响。在东北寒冷稻作区采用直播栽培模式，稻种发芽出苗期间极易受到低温侵袭而导致苗弱甚至不出苗，严重影响作物产量。传统育秧移栽的优点之一就是可以提早在棚内育苗，待温度适宜时再移栽稻田，进而避免低温冷害。鉴于北方地区无霜期短的生产实际，以及近年来复杂多变的气候环境，在选择水稻直播栽培时，前期应选择适宜的栽植时间以防倒春寒，后期应注意气温变化以防低温冷害。

3.4 适宜品种少

北方一季稻生长期较长，现有水稻品种多以育插秧作业为考量，而直播稻根系分布浅、群体大、易倒伏，应选择耐寒性好、光敏感、抽穗期与育苗移栽基本相当、最终产量不减的品种。如果水稻直播栽培的成苗率不够稳定，水稻安全生育周期被缩短，则难以发挥水稻直播栽植优势，对后期水稻产量带来不利影响。如果选择早熟品种，则会影响水稻品质、产量和效益。

3.5 管理要求高

水稻直播栽培曾被认为是一种较为粗放的经营模式，像国外一样广种薄收，只要有水就行。但实际上，水稻直播栽培对品种、生长期、灌溉条件、整地质量及杂草控制等均有严格要求，是品种、栽培、管理、植保、农机等多领域的技术集成。在执行辽宁省科学技术厅“新型高效水稻直播机械化技术配套装备研究示范与产业化”项目的过程中发现，除了需要适宜的水稻品种和良好的灌溉条件外，平整地的效果是水稻直播栽培成功与否的关键因素。水稻直播栽培要求地表平整高度差在20 mm以内，但由于大型激光平地机使用受限，且很少在旱地使用，导致平整地的作业质量难以达到技术要求，而在灭茬旋耕基础上直接覆膜播种的作业方式，会使地表起伏不平，水层难以控制，幼苗强弱不整，直接影响水稻的生长发育和产量。此外，水稻直播后稻种在田间无序分布，导致水稻生长疏密不均，通风透光性差，导致病蟲害易发。

4 水稻直播机械化发展对策

4.1 多点试验，制定可复制的技术规范

依靠前期研发和推广基础，在铁岭、沈阳、抚顺、辽阳、本溪、营口、盘锦、锦州等地区持续开展多点精量直播应用示范，总结经验教训，不断熟化技术，制定技术规范，提高水稻直播标准化生产水平，建立从种到收的完备生产技术体系。分区域建立水稻直播示范基地，树立示范典型，引领周边农户应用水稻直播栽培技术。

4.2 发挥优势，走生态发展之路

水稻直播栽培模式与传统育苗插秧模式相比，省却了育苗、运秧、插秧等环节，提高作业效率近30%，667 m2降低生产成本300 元左右，节水100 t以上，是一种省水省工省力的栽培方式。如何发挥其技术优势，克服控草难、管理难、丰产难等弊端，是农艺农机科技工作者的重要任务。种膜覆膜直播是水稻旱直播的一种新方式，其优点是利用可降解膜控制杂草，可有效解决控草难的问题，并大大减少除草剂的施用，为生产绿色有机水稻创造了基本条件。随着水稻覆膜直播装备的国产化生产，水稻覆膜直播栽培技术研究将逐步深入，其规模化应用范围将进一步拓展。

4.3 合作攻關，解决技术难题

重视农机农艺融合发展，充分发挥品种、栽培、植保、农机等各领域的技术优势，合力解决水稻直播栽培遇到的各种农艺农机问题，建立健全水稻直播栽培技术体系。发挥现有农业农机科研和推广网络，开展技术示范和应用推广，适当增加水稻直播栽培范围。在注重农艺变革的同时，要充分考虑机械化作业条件，优化以直播技术为核心的农机农艺技术集成，补齐短板机具，研发实用装备，达到水稻直播栽培丰产增效的目的。重点解决直播品种少、实用装备少、田间控草难、平整地质量差等问题，为水稻直播栽培技术的推广应用提供技术和装备支撑。

参考文献

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Research on Application of Rice Direct Seeding Technology and Equipment

GAO Xijun

（Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China）

Abstract： Direct seeding cultivation of rice can get rid of the high dependence on water and realize the rice production of dry cultivation management with water or dry cultivation management without water. This paper introduced the application and development status of rice direct seeding technology and equipment at home and abroad and in Liaoning province， analyzed the existing five problems of rice direct seeding cultivation， such as poor adaptability， difficult to control grass in the whole process， high influence of low temperature， few suitable varieties， high management requirements， and put forward countermeasures such as establishing technical specifications， taking the road of ecological development， and working together to solve technical problems.

Key words： rice; direct seeding; cultivation; technology; equipment