国内外水稻直播机械化研究进展
在世界粮食作物中,水稻的种植面积和总产量仅次于小麦。据联合国粮农组织(FAO)统计,截至2008年,全世界总共有115个国家生产水稻,总收获面积达1.59亿hm:。其中种植面积过200万hmz的国家有印度尼西亚、印度、中国、泰国、越南、孟加拉国、巴基斯坦、巴西、缅甸、柬埔寨、菲律宾和尼日利亚。亚洲、非洲以及拉丁美洲的水稻种植面积约占世界的98.5%,其中亚洲的水稻种植面积约占世界92%。
水稻种植面积最大的国家是印度,在2008年曾达到4400 hm:。美国是北美区域的主要水稻生产国,稻区面积为120万hmz,主要分布在德克萨斯、阿肯色、米西西比、路易斯安娜和加州。欧洲最大的水稻生产国是意大利,其主要产区是韦尔切利省。我国作为水稻的起源中心和种植最早的国家,是世界上最大的水稻生产国之一。2008年,我国水稻种植面积达2949万hmz (4.42亿亩),占世界水稻总面积的18.6%,仅次于印度:稻谷总产量为19335万t.约占世界稻谷总产量的28.2%,远高于印度:平均单产为6.56 t/hmz,为世界水稻平均单产的34.3%。搜集与研究国内外水稻直播机械化的相关资料,对水稻直播机的推广应用及水稻产量的提高具有重要意义。
1 国外水稻直播机械化研究概况
传统的水稻育苗移栽种植方式不仅繁琐,而且水稻产量和效益不高。为了提高水稻生产的产量和收益,水稻直播机应运而生。目前,水稻机械化种植水平较高的国家为美国、澳大利亚、日本、意大利和韩国。在以直播机械化为主的欧美,美国最具代
表
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性。
美国是最早实现水稻机械化种植的国家之一,目前已实现100%的水稻机械化直播。水稻直播种植技术具有劳动强度低、生产作业成本低、作业机具简单、作业效率高、产量较高、适合大规模生产的特点。为满足水稻直播对整地的要求,美国大量应用大型激光平地机械。在水稻直播作业中,由于杂草的生长比秧苗早,因此杂草控制至关重要。高效除草剂为水稻直播技术的推广提供了强有力支持,使其在欧美工业化国家迅速发展和应用起来。现在美国的水稻生产80%采用机械旱直播,20%采用机械水直播(飞机撒播)。美国JOHN DEER公司生产的1520型水稻旱直播机如图1所示。
日本作为水稻机械化移栽程度最高的国家,在完成工业化的进程中,逐步实现水稻机械化种植。其水稻直播技术推广的高峰时期为1969--1974年,直播面积达到5.5万hmz(水稻种植面积的2%),1974年以后有所下降。1990年,水稻直播面积仅占水稻种植面积的0.4%。20世纪90年代,日本开发很多种水、旱直播机。近几年又开发了环保型直播机,其利用废报纸、旧报纸(或再生纸膜)作为覆盖膜,帮助遮挡直射阳光,防止水分蒸发,保水保墒,减缓杂草生长,之后纸膜逐渐分解融入土壤,不会对土壤造成危害。生研机构在1996年开发了穴播式不耕起播种机。它是用安装在回转圆盘圆周上的梯形或三角形爪在田地上开沟开穴,使肥料和种子落人其中,然后覆土。韩国最主要的粮食作物是水稻,其农业机械化是在70年代后期发展起来的,分为水直播和旱直播2种。旱直播大多采用小麦播种机,将原先的条播改为开沟垄条播加镇压(或覆土),并在原来耕播机器上连接一个镇压器和一个开沟器(或覆土器)。韩国LG公司研制的水稻直播机采用四轮驱动的插秧机底盘,排种器为可调的对插齿形槽轮式。
2 国内水稻直播机研究概况
我国水稻的种植区域非常广泛,但机械化种植水平较低,与其它作物的种植机械化程度有明显差距。由广西大学农机化研究所研制的2BD-8自走型分流式小型水稻直播机,采用电磁振动式播种机,按接分流盘加播种量分档,可有效提高水稻直播机的各项性能指标。与2BDH-8小型水稻环型播种机、原2BD-12电磁振动联合播种机的各项工作性能指标相比,该机的工
作性能良好。
华中农业大学农业工程系在1944年研制了2BS-14G型水稻直播机,并已通过由农业部农机化局主持的鉴定,取得了国家实用新型专利。
1981年,郝连群等研制了2BSH-10型水稻旱直播机。该机采用旱整地和旱播种,在化学除草和后期水肥管理上有所加强,播种与施肥可同时进行。2006年,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了2BD-6288多功能型覆土直播机,其可与51.5 kW(70马力)以上的拖拉机配套,能够实现播种、侧边深施底肥、整平拖拉机轮胎痕迹、硅肥覆盖等一次完成;播种方式为条播,在水稻水直播和旱直播作业上都可应用,适用于小麦、大麦、大豆、玉米等农作物播种。
近年来,水稻直播机已成为国内外众多研发机构的研究热点。华南农业大学罗锡文等从1998年起深入研究水稻精量穴直播技术,基于农机与农业相结合的概念,成功研制了2BD系列水稻精量穴直播机。3水稻直播机械化存在的问题与发展前景传统的水稻直播机械是开沟、施肥、播种、覆土等作业一次完成。我国目前使用的水稻直播机大部分是由小麦播种机改制的,具有结构比较复杂、机身笨重、造价较高、每穴粒数调整困难、开沟器容易堵塞、开沟深度不稳等缺点。
水稻直播技术省去了育秧、拔秧、运秧及移栽等多道工序,不仅省工省本、增产增效明显,而且能够大幅度减轻劳动作业强度,简单实用。因此,水稻直播机器具有非常广阔的发展空间。我国是世界上水稻种植面积最大的国家,水稻机耕面积为44%.机收面积为20%,机械化作业水平甚低。要想实现水稻生产全程机械化,就必须因地制宜地推广和发展水稻机械化直播技术。从世界水稻种植情况来看,亚洲种植面积占世界的80%左右。在亚洲,除中国、韩国、日本能自主生产水稻机械外,菲律宾、印度、泰国、越南等水稻生产大国的种植机械依然全部依赖进口,因此水稻直播机械具有非常广阔的出口前景。
高一铭,闫涛,刘文杰(沈阳农业大学工程学院,沈阳110866)
第1期总第223期农业科技与装备Jan.2013
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