广东水稻机械化生产技术模式现状、成因及走向

　　0 引言

　　水稻是广东主要的粮食作物,2011 年种植面积为1 940. 9khm²,产量为 1 096. 9 万 t,分别占我国水稻种植面积和产量的 6. 5% 和 5. 5%[1].在主要粮食作物生产中,水稻生长发育环境和技术措施复杂,耕作栽培制度最细,生产环节最多,季节性最强,用工量最多,劳动强度最大,农民劳作最辛苦.所以,加快发展水稻生产机械化,减轻劳动强度,改变水稻生产"面朝黄土背朝天,弯腰曲背几千年"的生产方式,一直是农民的迫切愿望,也是保障我国粮食安全的一项战略措施[2].广东隶属于双季稻区,由于其独特的地形条件、种植制度和气候状况,也是我国水稻机械化生产最薄弱的地区.

　　国内外学者对水稻耕整地、种子处理、种植、田间管理、收获、秸秆处理及稻谷干燥等环节的水稻机械化生产技术进行了研究[3-8]; 但从全程机械化生产的角度,充分结合双季稻区的特点,定性定量相结合分析技术模式的并不多.为此,对广东水稻机械化生产技术模式现状、技术模式形成的因素和未来发展趋势进行了分析,以期以点带面,为双季稻区水稻机械化生产技术模式的发展和推广提供决策依据.

　　1 研究区域和方法

　　1. 1 研究区域

　　广东是我国重要的水稻产区,以早晚稻+冬季作物和早晚稻+冬闲为主要的种植制度,占到全区水稻种植方式的 90% 以上,另外有少量"单季稻+经济作物"的种植方式.全省可分为珠三角、东翼、西翼和山区,早稻种植从3 月初持续到4 月中旬,收获从6 月上旬持续到 8 月上旬; 晚稻种植从 7 月上旬持续到 8 月下旬,收获从 10 月上旬持续到 11 月下旬; 冬季作物主要有马铃薯、蔬菜、花生、油菜、小麦、绿肥、番薯及豌豆等,当年 10-12 月份种植,次年 2-4 月份收获.

　　1. 2 研究方法

　　本文主要采用问卷调查和实地调研的方法获取基础数据,调查时间为 2013 年 4 月,主要对象为农机管理、推广部门专家及农机合作社社长、种植大户等.

　　问卷调研地点涉及到 18 个市 84 个县,实地调研的地区包括江门市开平市、湛江市廉江市等.调查内容包括水稻全程机械化生产各环节主要的技术和装备、应用效果、存在问题、今后重点推广的技术,以及技术模式形成中的各项影响因素等.运用 Excel 和 Spss 软件对基础数据进行统计,结合文献资料、专家意见,对技术模式形成的因素和未来发展趋势进行分析.

　　2 结果与讨论

　　2. 1 机械化技术模式现状

　　2. 1. 1 技术模式的内涵

　　从全程机械化生产的角度来看,一套完整的水稻机械化生产技术模式包括从耕整地到稻谷干燥的各个环节,如图 1 所示.完成了上述各环节之后,稻谷经储藏、加工,最后进入市场出售.技术模式包括机械化技术应用的水平和结构: 机械化技术应用的水平指机械替代人力的程度; 技术模式的结构指在机械化作业的情况下技术和装备的差异.下文分析中将这两个方面简称为技术模式水平和结构.

　　2. 1. 2 技术模式水平

　　本文用两种方法来衡量技术模式的水平: 一种是已经形成农业行业标准,并在农业系统内广泛使用的耕种收综和机械化水平[9]; 另一种是"种养业生产装备与设施工程-农业机械化工程"课题组研究的全程机械化作业水平.

　　计算方法为: ①耕种收综和机械化水平=0. 4×机耕水平+0. 3×机播水平+0. 3×机收水平.②全程机械化作业水平=0. 3×机耕水平+0. 25×机播水平+0. 15×田间管理机械化水平+0. 25×机收水平+0. 05×产后处理机械化水平.其中,田间管理机械化水平 = 0. 15×除草机械化水平+0. 35×施肥机械化水平+0. 5×植保机械化水平; 收获机械化水平 =0. 9×收获环节机械化水平+0. 1×秸秆还田环节机械化水平.

　　结合官方统计和调查数据,得到全省和各个地区每个环节的机械化水平,如表 1 所示.分环节来看,机耕、机收水平相对较高,机械植保和秸秆机械化还田水平其次,机播、机械烘干水平最弱.分地区来看,珠三角地区发展情况最好,东西翼其次,山区机械化水平最低.

　　2. 1. 3 技术模式结构

　　本文从主导技术和试验示范技术两个方面分析技术模式的结构( 如表 2 所示) : 主导技术是目前应用范围最广的技术; 试验示范技术主要是政府、企业或合作社、种植大户等在小范围进行试验、示范和推广的技术.

　　2. 2 技术模式形成的因素

　　技术模式的形成是内部因素和外部因素双重作用的结果.内部因素来自于技术本身( 如技术进步、技术的适应性、作业的效果等) ,是影响技术模式形成的根本因素,主要与技术的研发及技术的成熟度等有关; 外部因素是在技术之外影响技术模式形成的因素,包括水稻品种与自然灾害、土地和基础设施建设、组织的发展、农机工作人员和农机农艺部门配合、扶持措施、经济条件和政府投入等.笔者在其他研究中曾重点阐述了技术模式形成的因素,在此不进行详述.结合调查数据,主要形成以下观点: ①倒春寒、低温冷害、台风、暴雨、干旱、洪涝、寒露风、病虫害等频发的自然灾害对机械化技术使用提出了更迫切的要求,杂交稻和超级稻机械化作业在育插秧和收获环节面临技术难题.②基础设施建设的不完善制约着技术的推广和使用.其中,机耕道建设良好的稻田占总稻田的比例只有 50. 0% ,场库棚建设良好、机具停放维护良好的散户约占 58. 7% ,合作社的比例稍高,约占 71. 7% .③虽然散户依然是最主要的组织形式,但种植大户、家庭农场、农机专业合作社、龙头企业等机械化生产主体逐渐得到发展.相比于散户,这些组织平均作业量要高出 65. 3% ,成员的平均收入要高出32. 9% ,更容易实现规模经济.农机专业合作社近年来得到较快发展,但依然面临结构松散( 占调查总数的 31. 1% ) 、市场竞争力不强( 占 23. 0% ) 、缺乏资金( 占 21. 3% ) 、人才紧缺( 占 16. 4% ) 及用地紧缺( 占8. 2% ) 等问题.④农机工作人员数量不够、业务能力强的工作人员缺乏是存在的主要问题之一.平均每个乡镇的农机工作人员是 2. 86 个,每个村是 0. 75个.专业素质和业务能力强的工作人员仅占总数的45. 1% .农机和农业部门主推技术的不一致导致技术模式不明确,最明显的表现是人工抛秧和机械插秧的冲突.⑤在诸多的扶持政策中,购机补贴政策效果最明显,燃油补贴政策效果最差.若进行全程机械化作业,柴油成本约占机械作业成本的 41. 7% ,若要减轻机械作业主体的负担,燃油补贴政策需要重新进行顶层设计.⑥经济发展水平、政府的投入、乡镇企业的发展、兼业农户的比例很大程度上影响着技术模式的形成,广东以珠三角地区最为明显.由于经济条件好、政府支持力度大、乡镇企业发展迅速、兼业农户比例高,珠三角地区机械化水平和先进技术的应用程度要高于其他地区.

　　此外,对于不同环节,用机械替代人力作业或技术使用面临的主要制约因素也有所差异,本文对几个关键因素进行了调查,结果如表 3 所示.

　　表 3 中数据代表该环节某项制约因素占所有制约因素的比例,可以看出: 地块规模太小、机械太贵、机械作业费用太高和传统习惯是制约机械化技术使用的主要因素.

　　2. 3 技术模式发展趋势

　　技术模式的发展不仅仅涉及到技术本身,也包括与之配套的一系列措施,因此在调研的基础上结合专家咨询的结果,将技术使用和配套措施相结合,提出未来几年技术模式的发展趋势.

　　1) 耕整地环节发展的重点: ① 使用作业效率更高、操作更便捷及节油、环保机械,并对老旧机具进行报废更新.②如果长期使用大中马力的轮式拖拉机,会造成泥脚加深、犁底层破坏的问题,后续插秧机作业机器容易下陷,承载机器的地面不平整影响插秧质量.所以,应针对水田的特点,选择适宜马力的拖拉机,并逐步推广履带式旋耕机、机耕船、机滚船等耕整地机械.

　　2) 种子处理环节发展的重点: ① 机械化种子清选、包衣、催芽,如果等离子体种子处理技术经试验证明有很好的效果,也可推广应用.②农机与农艺结合的关键之一是品种的选择,好的机械化作业效果一定要配套严格的品种选择过程,种子本身应具有高产、抗性强、早晚稻生育期搭配等特性.

　　3) 育秧环节发展的重点: ①工厂化育秧.由于早稻倒春寒的影响,能够控温控湿的工厂化育秧技术会逐步得到发展; 但是所建的工厂化育秧设备在育秧结束后,要发展培育蔬菜、花卉等,提高设备利用率,减少投资回收期.②逐步采用育秧播种流水线播种代替人工播种,但要解决播种精度和均匀度的问题.尤其是杂交稻和超级稻的精量播种.③发展集中育秧.

　　集中育秧有利于技术的统一和技术的到位,培育出适宜机插的规格化秧苗.④发展秧苗运输机械,缓解地块分散、规模逐渐扩大所带来的高运输费用和用工量的问题.⑤育秧基质.目前主推的拌浆育秧技术,采用的是大田中的淤泥作为基质,淤泥肥力难以控制,重金属超标严重,杂质太多容易打断秧针,且无法使用育秧播种流水线进行播种,只能作为一项低成本、农民易学的过渡技术.如果育秧基质是土壤,当规模扩大之后,取土难的问题比较突出.建议逐步探索有机基质育秧技术.⑥储备秧苗.为了避免低温、暴雨等天气导致普通农户大面积烂秧,耽误最适合的插秧时期并造成产量损失的问题,政府可以委托工厂化育秧中心以及集中育秧点等按照一定的比例培育储备秧苗.

　　4) 种植环节发展的重点: ①机械插秧是机械种植的主要形式,6 行乘坐式和 4 行手扶式插秧机是今后几年发展的重点机型.在丘陵山区,2 行小型机械也有一定的应用范围.②要推广机插秧,一是机插秧本身的效果.为了保证好的插秧质量,必须抓好育秧、耕整地环节,同时加强机手的培训,减少漏插的程度.二是提高机械利用率,鼓励适当范围的跨区机插.③在肯定 30cm 行距的前提下局部地区尝试缩小行距的做法.④农机农业部门结合,明确将机插秧作为主推技术.据调查,农业部门推广机插秧的仅占 4% ,而推广抛秧的占 60% ,直播的占 26% ,所以要解决机插秧的问题,必须要使农机和农业部门在主推技术上达成一致.

　　5) 植保环节发展的重点: 植保环节将由背负式为主向多样化转变,效率更高和更环保的机械将得到应用.调查显示,今后几年发展的重点将是电动背负式( 占调查总数的 23. 9% ) 、机动背负式( 占18. 3% ) 、担架式( 占 14. 1% ) 、推车式( 11. 3% ) 、喷杆式( 5. 6% )和杀虫灯( 26. 8% ) .

　　6) 收获环节发展的重点: ①半喂入收获和全喂入收获将同步发展.全喂入收获机械优势是价格低、投资回收期短、作业效率高、可以一机多用、机器性能不断成熟、维修成本低.半喂入收获机械的优势是秸秆可以再利用、收获后的稻谷含杂率低、可以收获倒伏水稻,对于产量高秸秆量大的杂交稻和超级稻比较适用.②深泥脚田的地区联合收获机应以履带式为主.③丘陵山区将长期以小型履带全喂入和分段收获为主.④由于购机补贴的实施,机具保有量增加,跨区作业的范围在缩小,远距离跨区作业的利润在下降,所以主要鼓励省内或临近省份的跨区作业.⑤为了避免焚烧秸秆,收割后的割茬不宜太高.

　　7) 稻谷干燥环节发展的重点: ①自然晾晒将最终被淘汰,机械烘干是必然趋势.②鼓励建立烘干中心,要解决的主要问题: 一是烘干机的停放需要高楼层的库棚,面临用地的问题.二是解决烘干机的闲置问题,提高利用率.如发展 2 次烘干,即先收湿粮进行烘干,烘干到 17 ~ 18 个水分,此时稻谷可以储藏 6个月.待所有湿谷第 1 轮烘干完毕再进行 2 次烘干,烘干到标准水分.三是燃料成本太高,目前正在逐步发展生物质燃料动力,原料包括柴火、家具企业的边角料以及园林部门修剪下来的树枝、稻壳、花生壳及秸秆等,相比柴油、煤油等燃料,生物质燃料成本可降低 0. 1 ~0. 2 元/kg.③鼓励粮食加工企业、烘干中心购买湿谷集中烘干.

　　8) 秸秆处理环节发展的重点: ① 应根据土壤类型、肥力的不同,研究最适合的秸秆还田量.②若还田后的秸秆腐烂效果不好,秸秆易缠绕在耕整地机具和插秧机的浮板上,影响耕整地和插秧质量.此外,秸秆腐烂过程中会产生一些酸性物质,导致缓苗期延长.所以,需加强对秸秆腐烂技术的研究.③只有解决了秸秆的循环利用和运输问题,才能有效缓解秸秆焚烧的现象.

　　3 结论

　　1) 技术模式包括水平和结构两个层面: 水平代表机械替代人力的程度,结构指机械化技术和装备的差异.在水平层面: 分环节来看,广东水稻机械化生产机耕、机收水平相对较高,机械植保和秸秆机械化还田水平其次,机播、机械烘干水平最弱; 分地区来看,珠三角地区发展情况最好,东西翼其次,山区机械化水平最低.在结构层面,从耕整地到稻谷干燥的各个环节均形成了各自的主导技术和试验示范技术.

　　2) 技术模式的形成是内部因素和外部因素双重作用的结果.其中,内部因素来自于技术本身( 如技术进步、技术的适应性、作业的效果等) ,是影响技术模式形成的根本因素,主要与技术的研发、技术的成熟度等有关.外部因素是在技术之外影响技术模式形成的因素,包括水稻品种与自然灾害、土地和基础设施建设、组织的发展、农机工作人员和农机农艺部门配合、扶持措施、经济条件和政府投入等.

　　3) 技术模式的发展是技术本身和配套措施相结合共同作用的结果,所以在把握技术发展总体方向的同时,从组织、管理等方面进行综合配套,才能形成优化的技术模式.

　　参考文献:

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