国内大型气力式智能化水稻直播机 技术不断发展迈入智能化行列

新型水稻播种机在田间作业 南京农业机械化研究所供图

水稻种植机械化是水稻生产全程机械化中最为薄弱的环节，其研究也是农业科技界重点关注的动态。

日前，《中国科学报》记者获悉，农业部南京农业机械化研究所种植机械化团队充分利用已有技术沉淀，成功研制出国内首台33行大型智能化气力集排式水稻直播机，并在江苏省盐城市临海农场四机场进行试验。

据悉，该项目是在中国农科院创新工程专项经费资助下完成的，该装备的成功研制填补了国内大型气力式智能化水稻直播技术空白。

瞄准薄弱环节发力

我国的粮食作物中，水稻生产工序繁多、机械化作业难度大，其中特别是水稻种植生产环节的机械化严重滞后，成为水稻生产全程中最为薄弱的部分。

《全国农业机械化统计年鉴》的数据显示，2013年水稻耕种收综合机械化水平为73.8%，其中机耕水平为95.1%，机收水平为80.9%，而机播水平仅为36.1%。

在中国工程院院士、扬州大学教授张洪程看来，随着我国国民经济的快速发展和产业结构的调整，优质劳动力不断转移，管理粗放化严重，加剧了肥、水、药的盲目投入，明显制约了水稻增产增效与可持续发展。

2015年8月，农业部印发的《关于开展主要农作物生产全程机械化推进行动的意见》提出，到2020年水稻、小麦、玉米三大粮食作物耕种收综合机械化水平均达到80%以上。

据记者了解，目前水稻种植技术主要有水稻直播和育秧移栽两种模式，而我国水稻种植大部分采用育秧移栽的方式，只在少数地区采用直播进行试验。

由上述团队研制的新型水稻直播机也处在试验中。该团队首席科学家张文毅研究员介绍，该装备采用折叠式机架，作业幅宽8米，作业速度可达10千米/小时，作业效率75~100亩/小时，播种作业仅由机手一人即可完成，可适应大型农场及其他规模化种植主体作业要求。

张文毅在接受《中国科学报》记者采访时表示，该装备通过智能化控制系统调整排种部件转速，进而实现播量的精确调整，有效解决现有机械槽轮式播种机播量一致性难以保证的难题。

“这个机器的效率会更高”

记者在采访中了解到，张文毅团队研发的基于电驱控制的气力集排系统采用“集中排种+气流均匀分配”技术方案，可实现“一器33行”作业，排种效率高，利用电驱控制系统替代地轮驱动，极大简化播种机结构，提高可靠性。

近期，该装备开进了临海农场四机场，进行了200亩的田间试验。“与机插秧相比，该机器种植的水稻不仅能成行，而且稻苗长得比较粗壮。”该场管理人员朱海宝告诉《中国科学报》记者。

田间试验也表明，该水稻直播机各项播种性能指标均超过国标要求，播量可根据预设值实现精确调节，与现有宽幅机械槽轮式水稻直播机相比，省工2人以上，作业效率明显提升。

“这个机器的效率会更高。”当被问到该机器与旱直播机相比有哪些优势时，张文毅这样回答记者。据悉，水稻直播机具分为旱直播机和水直播机，而该团队研制的机器属于水直播机。

事实上，与其他水直播机相比，该机器也有明显优势。该装备利用研发的智能化控制系统，机手在驾驶室内即可进行播量调整、排种器开关等常规操作。

不仅如此，“该装备还采用集中式大容量种箱，可明显降低宽幅播种机种箱长度，配合机械化装种可有效降低田间种肥搬运、装卸时间，进而提高作业效率。”张文毅说。

“除了这200亩，还在其他600多亩地进行了试验，目前效果很满意。”朱海宝向记者表示，这是一个好东西，明年还会用。

农机要与农艺结合

“和旱直播不一样，水直播的要求更高，地必须更平整。”这是朱海宝今年试验中最大的感受。

这只是一方面。机械直播稻由于生育期缩短，对水稻品种、茬口、适宜生长的地理环境等要求较为严格，需要合理布局品种和安排水稻播种期才能保证水稻的正常生长。

在南方多熟制条件下，季节和热量均十分紧张，抢播很关键。张文毅向记者表示，机直播水稻比机插稻生长周期至少延长20天，品种选择上要求是早中熟品种，“可以延长生长周期、增加植株生产量、提高产量。”

事实上，其精确全苗匀苗与稳产高产的栽培技术更受关注。

“客观地讲，与机插秧相比，直播稻产量发挥会受到一定的影响，如个体生长量小、株型质量下降、易发生倒伏，生产上有一定风险。”张文毅告诉记者。

他认为，只要技术到位，机直播稻也能高产，“我们也正在研究明确配套的高产栽培农艺与规程。”这也是张洪程重点关注的问题。

在张洪程看来，在全年热量条件丰裕，生产条件优良、合理布局的地区，机直播仍可能有进一步发展的空间。

此外，由于直播稻的田间有利于杂草发生，其具有种类多、出草早、出草时间长、草量大、威胁大等特点，能否有效地除掉杂草是直播稻能否夺得高产的关键。

目前该团队正在紧锣密鼓地进行跟踪试验，“未来将在智能化控制系统的完善、播种质量提升等方面进一步深入研究，为该技术成果的产业化和大面积示范推广作准备。”张文毅说。