水稻機(jī)插側(cè)深施肥技術(shù)的探討

符全

摘 要：水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)是在水稻機(jī)插秧作業(yè)時(shí)，通過(guò)側(cè)深施肥裝置將肥料按照農(nóng)藝要求精確定量的施用在苗側(cè)靠近根部泥漿中，并由浮船刮板覆土，實(shí)現(xiàn)秧苗根系對(duì)肥力的精準(zhǔn)吸收，避免肥料隨水流漂移，具有顯著的提高肥料利用率、促進(jìn)水稻生長(zhǎng)、縮短秧苗返青時(shí)間、降低成本等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)減肥不減產(chǎn)的目的，對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有其重要意義。

關(guān)鍵詞：水稻;側(cè)深施肥;機(jī)插秧;技術(shù);肥料;效益

中圖分類號(hào)：S233.71 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.04.003

Open Science Identity（OSID）

水稻是我省主要的糧食作物之一，種植面積6000多萬(wàn)畝。目前，水稻耕整地、種植、植保、收獲、烘干等環(huán)節(jié)均已有較為成熟的機(jī)械化技術(shù)，但施肥環(huán)節(jié)卻長(zhǎng)期依賴人工作業(yè)，采用表層施肥方式，通常按照基肥、分蘗肥、穗肥、粒肥4∶ 2∶ 2∶ 2的比例施肥。廣大農(nóng)民為了追求糧食產(chǎn)量，采取增施化肥次數(shù)，加大施肥量，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)逐年下降，土壤板結(jié)嚴(yán)重，稻谷的產(chǎn)量和品質(zhì)卻沒(méi)有相應(yīng)提升。傳統(tǒng)的種植方式總結(jié)起來(lái)主要存在四個(gè)問(wèn)題：一是污染大，肥料撒施在田塊表層，會(huì)隨排放水而流失，造成面源污染;二是投入大，撒施的肥料在田間分布均勻性差，肥料融水后蒸發(fā)，導(dǎo)致肥料利用率低，達(dá)到同樣效果需要施用更多肥料，增加了化肥投入和種植成本;三是草害大，撒施的肥料位于土壤表層，大部分沒(méi)有到達(dá)作物根系層，使表層的雜草更容易獲取養(yǎng)分，造成草害;四是勞動(dòng)強(qiáng)度大，水稻基蘗肥施肥量普遍在每畝25 kg以上，依靠人背手撒，不但勞動(dòng)生產(chǎn)率低，而且隨著農(nóng)村勞動(dòng)人口逐年下降，雇工成本不斷提升，無(wú)形中增加了水稻種植成本的投入。為了解決上述問(wèn)題，補(bǔ)齊水稻種植機(jī)械化施肥技術(shù)短板，綜合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的施肥技術(shù)，黑龍江省農(nóng)機(jī)推廣總站近幾年在全省一、二、三積溫帶有代表性的縣市進(jìn)行了水稻機(jī)插側(cè)深施肥技術(shù)的試驗(yàn)示范和推廣，形成了可復(fù)制可推廣的技術(shù)操作模式，推廣應(yīng)用面積逐年增加，逐漸被我省廣大農(nóng)民所認(rèn)可。

1 國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

目前，國(guó)外水稻機(jī)械化種植分為兩大體系。一是以歐美為代表的水田旱直播種植體系：使用平整機(jī)械對(duì)土地進(jìn)行平整作業(yè)，直接將水稻種子旱直播在土壤里。二是以日韓為代表的水稻秧苗移栽機(jī)械化種植體系：現(xiàn)已經(jīng)形成了統(tǒng)一的水稻種植模式即工廠標(biāo)準(zhǔn)化育秧、機(jī)械化插秧側(cè)深施肥，水稻種植機(jī)械化水平較高。日韓在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)開(kāi)始研究并推廣側(cè)深施肥插秧機(jī)，至今插秧機(jī)普遍配裝側(cè)深施肥裝置。側(cè)深施肥從施肥方式上可分為側(cè)行施肥和雙層施肥兩種。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)插秧機(jī)成熟企業(yè)并不多，科研技術(shù)力量薄弱，對(duì)先進(jìn)的、超前性的水稻生產(chǎn)機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究與引進(jìn)、吸收以及創(chuàng)新能力弱，比如在乘坐式插秧機(jī)上增設(shè)側(cè)深施肥部件，以實(shí)現(xiàn)復(fù)合作業(yè)的研發(fā)方面還處于初級(jí)探索階段。國(guó)內(nèi)水田插秧側(cè)深施肥機(jī)構(gòu)以氣吹式為主，無(wú)動(dòng)力側(cè)深施肥（外槽輪、窩槽等形式排肥部件，依靠肥料自身重力進(jìn)行排肥），在插秧側(cè)深施肥過(guò)程中存在：（1）開(kāi)溝器和深施肥管在泥水中運(yùn)動(dòng)，存在肥料遇水潮解、深施肥管口易被泥水堵塞等問(wèn)題，嚴(yán)重影響側(cè)深施肥效果，造成下肥不準(zhǔn)、斷條，影響作業(yè)質(zhì)量。如一次施肥量過(guò)大而造成倒伏、發(fā)生稻瘟病;施肥量過(guò)少造成穗數(shù)和粒數(shù)不足。（2）側(cè)深施肥插秧機(jī)在作業(yè)過(guò)程中，施肥開(kāi)溝器劃出的泥溝在肥料下落后刮板不能將泥溝及時(shí)、全面刮平，造成肥料裸露和漂浮在水面，影響施肥效果等問(wèn)題，因而未能大面積推廣應(yīng)用。

我省水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)起步于1995—1998年，由于當(dāng)時(shí)肥料、機(jī)械技術(shù)都不成熟而中途擱置。2012年我省開(kāi)始引進(jìn)洋馬、久保田兩款四輪乘坐式高速插秧側(cè)深施肥機(jī)械開(kāi)展試驗(yàn)研究，其排肥裝置采用外槽輪或縱向排肥、冷風(fēng)或暖風(fēng)送肥的氣吹施肥形式。隨著試驗(yàn)示范面積的擴(kuò)大，側(cè)深施肥機(jī)械由日系發(fā)展到韓系的東洋、大同以及豪山國(guó)際的施肥裝置;隨著國(guó)內(nèi)生產(chǎn)插秧機(jī)成熟企業(yè)逐步增多，科研、生產(chǎn)加工能力越來(lái)越強(qiáng)，國(guó)產(chǎn)的沃得、常發(fā)、錦禾等10余種風(fēng)送式的四輪乘坐高速插秧施肥機(jī)械，同時(shí)還有春苗、徳棵等獨(dú)輪乘坐式準(zhǔn)高速插秧機(jī)配套的螺旋推送直排的施肥機(jī)械和龍舟的機(jī)電數(shù)控螺桿直排施肥裝置，以及常州亞美柯寬窄行缽體擺栽同步側(cè)深施肥一體機(jī)也走向市場(chǎng)，使側(cè)深施肥技術(shù)逐漸成熟。

同期中化國(guó)際、云天化等企業(yè)針對(duì)我省東部稻區(qū)的測(cè)土配方開(kāi)發(fā)了水稻側(cè)深施專用肥，并隨著水田逐步成規(guī)模的條田化和工廠化大棚催芽、育秧的普及，逐步形成了機(jī)插秧同時(shí)基蘗肥同施、人工追穗肥的方案，根據(jù)試驗(yàn)中顯現(xiàn)的汽油型的高速插秧機(jī)動(dòng)力不足問(wèn)題，逐步應(yīng)用柴油版20馬力以上的機(jī)型進(jìn)行機(jī)插秧側(cè)深施肥作業(yè)，并配套平地輪與插秧同步進(jìn)行，即插秧泥面撫平試驗(yàn)，解決了側(cè)深施肥技術(shù)對(duì)水整地泥漿沉淀標(biāo)準(zhǔn)高的影響，對(duì)側(cè)深施肥和插秧作業(yè)效果的提升起到了很好的作用。

2 主要技術(shù)內(nèi)容

水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)是在水稻機(jī)插秧作業(yè)時(shí)，通過(guò)側(cè)深施肥裝置將肥料按照農(nóng)藝要求精確定量的施用在苗側(cè)靠近根部泥漿中，并由浮船刮板覆土，實(shí)現(xiàn)秧苗根系對(duì)肥力的精準(zhǔn)吸收，避免肥料隨水流漂移，具有顯著的提高肥料利用率、促進(jìn)水稻生長(zhǎng)、縮短秧苗返青時(shí)間、降低成本等優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）實(shí)現(xiàn)水田苗帶精準(zhǔn)側(cè)深施肥，肥料不易流失氧化，肥料分布均勻，提高肥料利用率，實(shí)現(xiàn)減肥不減產(chǎn)的目的。

（2）使用水田專用緩釋控釋肥料，一次施肥可以滿足水稻秧苗緩苗期及分蘗期需肥要求，減少了兩次人工揚(yáng)肥作業(yè)費(fèi)用。

（3）施肥控制在距苗帶側(cè)5 cm、深5 cm位置，定位科學(xué)準(zhǔn)確，既不燒苗又充分發(fā)揮肥效。

（4）肥量施放量2～60 kg調(diào)節(jié)，滿足各積溫帶施肥量的要求。

（5）在工藝方面，主要部件采用激光切割焊接、排肥部件 注塑成形、重要部件材質(zhì)經(jīng)過(guò)特殊處理，經(jīng)久耐用并且抗腐蝕、整機(jī)重量輕、安裝方便快捷、操作簡(jiǎn)單方便。

（6）在技術(shù)集成方面，物理排肥系統(tǒng)與鼓風(fēng)機(jī)吹送或者螺旋強(qiáng)推系統(tǒng)相結(jié)合，保證排肥的順暢，彩色圖形顯示器的控制單元對(duì)施肥過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控并調(diào)整，與秸稈還田技術(shù)、攪漿平地技術(shù)、肥料配套選擇技術(shù)環(huán)環(huán)相扣，形成機(jī)插側(cè)深施肥技術(shù)集成。

（7）在機(jī)具設(shè)計(jì)方面，肥料擾動(dòng)設(shè)計(jì)防止肥料架空;肥量施放量調(diào)節(jié)通過(guò)控制面板調(diào)節(jié)或者手柄手動(dòng)調(diào)節(jié)，操作簡(jiǎn)單，通俗易懂;自動(dòng)計(jì)算施肥面積、工作時(shí)間;實(shí)時(shí)顯示各施播行的工作狀態(tài)（正常/無(wú)肥/堵塞）;機(jī)架傳感器/速度檢測(cè)傳感器保證施肥機(jī)的工作狀態(tài)與插秧機(jī)插秧同步。

3 技術(shù)要求

水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥技術(shù)在作業(yè)過(guò)程中對(duì)田塊平整度和沉淀程度要求較高，翻埋整地（翻埋深度要達(dá)到18～22 cm）和高留茬攪漿整地殘茬漂浮率要小于5%，沉淀以指畫成溝慢慢恢復(fù)為待插秧狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)，插秧作業(yè)4.5 畝·h-1，施肥實(shí)現(xiàn)定量、定位、精準(zhǔn)施肥。施肥深度一般控制在距離秧苗側(cè)面5 cm、深度5 cm，肥、秧苗的位置分別在不同的垂直面內(nèi)。肥料使用水稻側(cè)深施肥專用緩釋控釋肥，并且顆粒均勻，肥料粒徑1.5～3 mm最佳，比重一致，具有一定硬度，保證施肥效果。作業(yè)中嚴(yán)防急停，急停車易引起管道中流動(dòng)的肥料集中在一處排出，導(dǎo)致局部施肥過(guò)量。作業(yè)過(guò)程中防止高速啟動(dòng)造成漏施，作業(yè)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)慢慢平緩地發(fā)動(dòng)機(jī)器，起步過(guò)快，會(huì)造成漏施。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

同傳統(tǒng)耕種方式相比，實(shí)施水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥機(jī)械化技術(shù)減少了人工撒肥作業(yè)環(huán)節(jié)，減少了機(jī)械作業(yè)次數(shù);水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)精量施肥、精準(zhǔn)施肥，減少化肥施用量，提高肥料利用率。該項(xiàng)技術(shù)以減肥10%計(jì)算，每畝減肥3 kg，我省目前項(xiàng)目應(yīng)用1203.82萬(wàn)畝，可節(jié)約化肥36 114.6 t，每噸按照3300元計(jì)算，可以節(jié)約資金1.19億元。該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，糧食增產(chǎn)幅度達(dá)到2.7%～10.1%，平均每畝增產(chǎn)糧食38.19 kg，每畝均增收75.47元，合計(jì)每畝新增純收益50.73元;三年累計(jì)推廣面積1203.82萬(wàn)畝，新增純收益9.09億元。該項(xiàng)技術(shù)節(jié)本增效達(dá)到10.28億元。

4.2 社會(huì)效益

（1）減少水稻生產(chǎn)用工，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)了勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移。水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)一次性完成施肥和插秧兩項(xiàng)作業(yè)，且撒肥過(guò)程中將水稻基肥和分蘗肥一次性撒施，可以有效減少撒肥用工投入。同時(shí)，緩解了水稻育秧、插秧時(shí)期勞動(dòng)力季節(jié)性緊張的矛盾，將撒肥農(nóng)民從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)，轉(zhuǎn)移到附加值更高的二三產(chǎn)業(yè)，改善了勞動(dòng)環(huán)境，增加了勞動(dòng)收入，促進(jìn)了勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移。

（2）解決了水稻施肥機(jī)械化問(wèn)題，促進(jìn)了水稻生產(chǎn)方式的變革。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，有效集成了栽培、土肥和農(nóng)機(jī)化技術(shù)，確定了適宜的肥料品種、施肥量以及機(jī)械操作規(guī)程等，實(shí)現(xiàn)了水稻深施肥機(jī)械化“零”的突破，改變了水稻施肥長(zhǎng)期以來(lái)采用表層撒施的生產(chǎn)方式，有效提升了水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化水平，提升了國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，該項(xiàng)目采用了肥料緩控釋技術(shù)，增加了肥料漏施監(jiān)控裝置、電子控制施肥量等大量高新技術(shù)，并在水稻生產(chǎn)中大量應(yīng)用，加速了我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的步伐，縮短了與國(guó)際農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家間的距離，推動(dòng)了水稻生產(chǎn)向集約化、規(guī)?；蜆?biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。

（3）加快了側(cè)深施肥機(jī)具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)機(jī)工業(yè)發(fā)展。通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，引進(jìn)了國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，引導(dǎo)國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)結(jié)合我國(guó)水稻生產(chǎn)實(shí)際情況完成了自主研發(fā)，并以此為基礎(chǔ)延伸了產(chǎn)品種類，簡(jiǎn)易獨(dú)輪乘坐式、寬窄行等新型水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥機(jī)滿足了我國(guó)水稻生產(chǎn)多樣性需求。同時(shí)，通過(guò)項(xiàng)目的示范推廣，為我國(guó)農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇，沃得、久富、永祥、龍舟等16家水稻側(cè)深施肥一體機(jī)和裝置生產(chǎn)企業(yè)在試驗(yàn)中進(jìn)一步提升了機(jī)具先進(jìn)性、適用性和可靠性，銷售量實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)，極大地提升了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)機(jī)生產(chǎn)和研發(fā)能力的快速提升。

4.3 生態(tài)效益

（1）減少肥料投入量，提高肥料利用率。水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)是一項(xiàng)既環(huán)保又增效的生產(chǎn)方式，可以促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。在機(jī)插秧同時(shí)將肥料呈條狀集中施于水稻根側(cè)附近，利于根系吸收，氮肥利用率提升8%。據(jù)佳木斯大學(xué)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)水質(zhì)檢測(cè)表明，該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施，大幅度降低了田面水磷含量，有助于降低藻類、水綿的發(fā)生概率，減少了環(huán)境污染。該項(xiàng)技術(shù)以減肥10%計(jì)算，每畝減肥3 kg，項(xiàng)目應(yīng)用1203.82萬(wàn)畝，可節(jié)約化肥36 114.6 t，每噸按照3300元計(jì)算，可以節(jié)約資金1.19億元。對(duì)黑龍江的黑土保護(hù)，生態(tài)環(huán)境的改善，農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都具有其重要意義。

（2）降低了苗期草害，減少了除草劑投入量。該項(xiàng)目的實(shí)施，避免了化肥表層撒施，使雜草早期吃不到肥，后期見(jiàn)不到光，有效降低了苗期草害，減少了除草劑的使用，使得水稻能真正實(shí)現(xiàn)集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、生態(tài)化經(jīng)營(yíng)，促進(jìn)水稻綠色生產(chǎn)。

（3）改善土壤理化性狀，實(shí)現(xiàn)了培肥地力。該項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)攪漿整地提出了新的要求，加速了秸稈粉碎還田進(jìn)程，有效提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，結(jié)合化肥減施，提高土壤供養(yǎng)能力，改善土壤理化性狀，增加土壤蓄水保墑能力，起到了耕地保護(hù)的積極作用，實(shí)現(xiàn)了“藏糧于地、藏糧于技”，對(duì)于改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境有重要的意義。

5 結(jié)論

水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)具有節(jié)肥、省力、增效、環(huán)保等特點(diǎn)，是水稻生產(chǎn)技術(shù)由傳統(tǒng)耕作到現(xiàn)代種植的又一次飛躍。應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，能減少肥料施用量10%～20%，提高肥料利用率，縮短秧苗返青時(shí)間，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，提高水稻品質(zhì)，平均增產(chǎn)5.73%，解決了長(zhǎng)期以來(lái)水稻施肥環(huán)節(jié)人工撒肥難題。水稻機(jī)插秧側(cè)深施肥機(jī)械化技術(shù)是一項(xiàng)既環(huán)保又增效的生產(chǎn)方式，有力促進(jìn)我省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向綠色、高質(zhì)量發(fā)展。今后，在國(guó)家和省推進(jìn)農(nóng)業(yè)“三減”，以及發(fā)展質(zhì)量效益型農(nóng)業(yè)政策支持下， 水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥機(jī)械化技術(shù)推廣應(yīng)用前景十分廣闊。