水稻绿色高效机械化生产必要性分析

张 佳

（辽宁省现代农业生产基地建设工程中心，110299，辽宁沈阳）

水稻生产在我国粮食生产中占有十分重要的地位，对保障我国粮食安全和经济社会稳定快速发展起着至关重要的作用[1]。随着农业科技的进步，精准、绿色、高效的水稻机械化生产是现代农业发展的必然趋势，全力推进水稻绿色高效机械化生产是保障我国农业飞速发展的重要技术措施。严重的农业面源污染导致农村生态环境越来越恶化,制约我国农业的可持续发展,是我国现代农业高速发展的瓶颈，水稻绿色高效机械化生产对提升农产品品质具有重要作用。水稻绿色高效机械化生产技术主要有机械化耕整地秸秆还田处理技术、水稻钵苗行栽技术、水稻节水直播技术、水稻机插秧同步侧深施肥技术、水稻机械化高效植保技术、水稻适机适时收获减损技术。

1 当前水稻生产中不利于绿色发展的因素

1.1 化肥过量使用对环境造成影响

当前水稻生产中化肥的过量使用、肥料配比的不合理等，导致肥料流失浪费、土壤板结。过量施肥，如氮、磷会随着雨水冲走，通过地表径流渗透影响到水体、土壤、农产品，增加农业污染物的排放量。“十三五”期间，我国粮食生产面临着资源环境压力变大、肥水利用率比较低、耕地受损严重和国际竞争力不强等问题，国家启动了“粮食丰产增效科技创新”重点专项。2017年9 月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》，明确提出要推进农业绿色发展，强化资源保护与节约利用[2]。结合《农业农村部 财政部关于做好2020 年农业生产发展等项目实施工作的通知》《农业农村部种植业管理司关于开展2020 年绿色高质高效行动的通知》，2020 年辽宁省农业厅印发《辽宁省2020 年度绿色高质高效行动实施方案》，明确指出要集成整地、播种、管理、收获等各环节绿色节本高效技术，总结“最适”种植规模、“最少”药肥用量、“最省”人工投入、“最大”综合效益的绿色生产模式。水稻绿色高效机械化生产技术中的水稻机插秧同步侧深施肥技术、水稻高效植保技术可以减少农业污染，遵循绿色环保，本着可持续发展的理念，提高肥料利用率，降低生产成本，从而减少肥料污染问题。

1.2 水稻秸秆焚烧对生态造成破坏

辽宁省是农业大省，也是农作物秸秆产量大省，全省水稻秸秆产量约为432 万t。近年来，随着农村生活方式的转变和生活水平的提高，秸秆用于炊事、取暖等传统方式的消耗量逐年下降，使秸秆成为农民眼中占地、耽误农时、处理麻烦的“废弃物”，导致部分多余的秸秆被露天焚烧。大面积焚烧秸秆会对空气造成污染，大气中的二氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物增多，增加区域性雾霾天气可能性。近年来，生态环境部、农业农村部、能源局对农村污染重视起来。辽宁省秸秆焚烧点居全国前列，秸秆禁烧是难点与重点。

秸秆中含有大量的氮、磷等元素，是不可多得的有机肥源。按照取之于田、还之于田的生态循环理论，秸秆还田是秸秆利用的最佳途径。实施水稻秸秆机械化翻旋等整地技术，能够有效地增加土壤有机质含量，改良土壤，提高土壤肥力，同时能够有效减少风蚀、水蚀，抵御土壤荒漠化。大量的秸秆还田，可以为土壤微生物提供大量可利用的营养物质，使土壤生物活性大大增强，土壤肥力大大增加。实施该技术是摆脱干旱、提高土壤肥力、遏制生态环境恶化、提高粮食产量、促进农业可持续发展的重要途径。秸秆焚烧的难题通过水稻秸秆还田技术可以有效解决，将秸秆翻埋到土地中，既可以达到环保又可以增加土壤有机质含量。机械化耕整地秸秆还田处理技术可以有效解决秸秆处理问题。

1.3 水资源短缺制约水稻产业发展

随着经济的发展和人口的增加，人类对水资源的需求不断增加，再加上存在对水资源的不合理开采和利用，很多国家和地区出现不同程度的缺水问题。我国水资源总量位居世界第6，但人均占有量居世界第110位，接近中度缺水水平[3]。目前，全国600 多个城市中有2/3 供水不足，其中1/6 严重缺水。如果不对现有水资源进行合理管理，随着中国人口在本世纪中叶达到16 亿的上限，中国人均水资源量将跌至1 700 m3的缺水警戒线，水资源短缺形势将更为严峻，合理利用水资源刻不容缓。农业生产需要大量水资源，水稻是辽宁省仅次于玉米的第二大粮食作物，水稻种植面积占全省播种总面积的20%左右，近年来由于水资源严重亏缺，全省水稻种植面积仅60 万hm2左右，严重制约了辽宁省水稻产业的发展。水稻节水直播技术应运而生，该项技术已较成熟，多地已成功推广应用，主要节省育秧环节用水量，可减少比较可观的农业用水，从而解决水资源短缺问题，达到绿色可持续发展目标。

2 水稻绿色高效机械化生产技术

2.1 机械化耕整地秸秆还田处理技术

主要采用了春季埋茬旋耕与秸秆还田相结合的耕作方法。要求耕整深度均匀一致，耕地深度18 cm，地表高低落差不大于3 cm；田面洁净，无残茬、无杂物、无浮渣等；田面泥浆沉实达到泥水分清、沉实而不板结；秸秆切碎长度小于10 cm，要求均匀抛洒田面，不打堆，不成绺。作业时要求土壤水质量分数铧式犁为15%～30%，圆盘犁为15%～40%。

2.2 水稻钵苗行栽技术

我国的水稻种植目前以插秧、直播和钵育移栽为主。其中钵育移栽技术具有栽植深度浅、秧苗返青快、低节位有效分蘖多、成穗率高、成熟度好、增产效果显著等优势[1]。钵苗的育苗方式及插秧机作业模式与传统毯式秧苗基本相同，根据秧盘横向钵眼数量确定取秧次数，一般横向取秧14 次。现有的水稻插秧机通过调整齿轮即可移栽钵苗。水稻钵苗移栽相对钵苗机械抛秧的最大优势就是秧苗在本田里种植的行距和株距是有序的，实现了壮秧精确栽植。

2.3 水稻节水直播技术

水稻直播技术是一种节约成本的轻简栽培技术，特别是可以节省水资源，是水稻育秧移栽种植方式的重要补充[2]。该技术已在各地开始推广，尤其在广东等地，辽宁省也在有序推广。水稻直播就是直接将种子在大田上进行播种的栽培模式，这样省去了育秧和移栽环节，大大节约了人工成本。从品种、时间与播量来看，选择生长期在155～160 d 的品种，播种时间应选择在5 月10 日前后，667 m2播种量应在7～9 kg，穴距选择15～18 cm。地块应选择灌排通畅的地块。播种前应对地块旋碎整平，使用无动力耙类埋茬机耙平埋茬，不宜耙得过细过碎。水分管理在成苗前（苗高5 cm 以下）应见干见湿，成苗后与插秧稻管理相同。与插秧比，直播稻在分蘖后期拔节前应适当补肥，一般比插秧田每667m2多施5 kg 尿素。

2.4 水稻机插秧同步侧深施肥技术

水稻机插秧同步侧深施肥技术是水稻生产中重要的化肥减施技术措施。化肥是重要的农业投入品之一,采用传统施肥方式不仅劳动强度大,而且存在肥料利用率低、环境污染等问题[3]。水稻机插秧同步侧深施肥是采用装有水稻侧深施肥装置的水稻高速插秧机，在进行水稻机插作业时，同步将化肥作为基肥或基蘖同施肥施到秧苗苗带根部侧深部位。变传统撒施为条施，变传统面施为深施，达到机械减施化肥、提高肥效的效果，具有很大的发展前景。通过开展水稻侧深施肥技术与传统方式对比试验表明，水稻侧深施肥更加精准，在化肥的使用上，可节约化肥10%，增加产量5%以上，不仅提高经济效益，还获得较大生态效益，为辽宁水稻绿色发展提供有力技术支撑。

2.5 水稻机械化高效植保技术

植保是水稻生产中的一个重要环节,原来常规植保使用的机械存在着机具老化、更新缓慢、作业效率低、用工量大、防治效果差、对人体伤害大等问题。通过引进自走式喷杆喷雾机,与常规植保机械开展对比试验表明，其具有工作效率高、防治效果佳、节本增效显著等效果,是今后水稻生产实现全程机械化中具有推广应用价值的机具[4]。本田全面应用自走式喷杆喷雾机、植保无人机等高效植保机械，按照水稻在本田化学除草及苗期、生长期、穗期各阶段病虫害防治所需的有效施用防治期、药剂品种药量等要求，根据植保预报，高效及时地完成水稻生产各项植保作业。高效植保施药效率达到2 hm2/h 以上，农药有效利用率大于40%。根据水稻不同生长阶段合理使用除草剂品种和新型高效药剂，保障取得良好生态效应。

2.6 适机适时收获减损技术

水稻适时收获是确保稻谷产量、稻米品质、提高整精米率的重要措施。水稻产量的构成决定于单位面积的穗数、每穗粒数和千粒质量,在单位面积穗数确定的情况下,水稻收获期的不同会影响到结实率和千粒质量，因此,合理确定收获期是确保水稻获得高产的一条有效途径[5]。水稻收获的最佳时期是稻谷的蜡熟末期至完熟初期，其水质量分数在25%最为适宜。此时稻谷植株大部分叶片由绿变黄，稻穗失去绿色，穗中部变成黄色，谷粒饱满、坚硬并变成黄色，即农谚所称的“九黄十收”，就应该收获。适机指的是水稻种植模式适用机械收获模式，农机农艺技术相结合，农艺适用农机，农机适用农艺。通过相互适用达到减损的效果，减损可达到3%～5%。

3 未来发展和对策

随着水稻机械化生产技术的不断提升及人们对未来农业的憧憬，水稻绿色高效机械化生产是未来发展的趋势，该技术将突破我国现代农业高速发展的瓶颈,推广越来越广泛，得到广大农民的高度认可，严重的农业面源污染将得到有效解决，相信在不久的将来会迅速发展。

加强水稻绿色高效机械化生产技术的推广。辽宁省水稻生产综合机械化水平现阶段已达到85%以上，虽然全省水稻机械化技术应用程度高，但是还不够高效绿色，技术需要不断优化和调整。水稻机插秧技术在全省推广率非常高，种植机械化水平已达到100%，但水稻种植环节的优化技术，例如水稻机插秧同步侧深施肥技术、水稻钵苗技术、水稻直播技术推广应用率还很低。针对问题需要农机推广部门加大推广力度，可以采用多种形式宣传，例如举办现场培训会，吸引更多的农民、合作社来现场观摩，发放宣传手册，线上线下共同开展活动等。大力培育专业合作社、新型经营主体，专业合作社、新型经营主体的土地经营规模更大，对新技术需求更高，依赖性更强，以点带面推广水稻绿色高效机械化生产技术，以扩大应用范围。