工厂化育秧是水稻生产机械化的第一个环节,将传统田间及分散式育秧转为暖棚集中育秧,在此过程中主要选用机械化作业,结合机械化、规范化和可控化为一体。
工厂化育秧基本流程包括床土准备-精做秧板-铺放软盘-铺撒床土-洒水-均匀播种-覆土-再喷水-封膜盖草-揭膜炼苗-肥水管理。科学配置床土是培育理想壮秧的前提。床土所用土壤以腐殖土和草炭土为宜,经拌肥、细碎、调节酸碱度后使用,用毛刷将土刷至标准厚度(2.5~3厘米)。根据稻作类型和气候条件,选择适宜品种和播期。播种作业前须对种床进行合理喷施清水,以底土湿润为宜。水稻种子经过筛选和浸种催芽即可进行播种。播种完成后覆土,以0.5厘米为宜。出苗后可通过控制系统实现控温和通风,保证出苗后的大棚温度在25℃左右。
所培育的秧苗以根系发达、苗高适宜、茎部粗壮、叶挺色绿、均匀整齐、秧根盘结不散为最佳。不同稻作秧龄略有差异:早稻秧龄18~25天,叶龄3~3.5叶;晚稻秧龄17~22天,叶龄3~4叶;一季稻秧龄不超过25天,叶龄3~4叶。
水田机械耕整地是利用水田耕整机械,按照科学的耕作规范和合理的机具配备,完成水田旱、水耕整地作业,以满足后续水稻插秧对水田的耕作要求以及秧苗生长对水田的农艺要求。根据田间水情可分为旱耕水整和水耕水整。中国水稻机械化耕整地作业机主要以各类中小型拖拉机为主,机具以水田耕整机、旋耕机为主。
旱耕水整选用适宜机组进行旱耕,再上水泡田,耙田整平。水耕水整须先上水泡田12~24小时,待秸秆软化、土壤松软后方可作业。上水深度以3~5厘米为宜,过浅达不到理想的埋草和整地质量,过深则影响埋草和覆盖效果。耕深以不打破犁底层为准,一般控制在16~20厘米。
耕整地质量要求:平整、泥烂、表土层上虚下实,田面无残茬、杂草、杂物和浮渣;泥浆沉实,达到泥水分清。泥脚深度不超过30厘米,地表高低落差不超过3厘米;机械作业时不陷机、不壅泥。
水稻机械栽插主要包括育秧栽插机械化和水稻直播机械化这两大类。其中,用广泛的水稻育秧栽插机械化技术包括插秧、抛秧机械化技术;水稻直播机械化技术则分为旱直播和水直播两项。前者适用于中国南北方的水稻生产,后者则更适宜在中国南方推广应用。根据栽插方式不同,所有机具主要有插秧机、抛秧机、摆栽机和直播机。
使用插秧机把适龄秧苗按农艺要求和规范,移栽到大田。其特点是规范化的中小苗、带土浅栽、宽行窄株、定苗定穴。该技术栽插效率高、栽插质量好。栽插作业时,按农艺要求和预期大田基本苗数,定好株行距及每穴秧苗数量,以调节好机械的株行距和取秧量。
机插秧质量指标:漏秧率≤5%,伤秧率≤4%,漂秧率≤3%,翻倒率≤4%,相对均匀度合格率≥85%,作业覆盖面率达98%。插秧作业时要求临界行距一致,不压苗、不漏行。
水稻抛秧机械化技术要求抛秧前大田平整、泥烂,表层有泥浆,土表无石块、根茬及其他杂物,同时要施足底肥。在运秧时采取卷盘运秧,避免秧苗暴晒。机械抛秧时,确保秧苗均匀一致,抛秧量一般为每亩2万穴。
在机械抛秧时应注意以下几点:风大不宜抛秧;抛秧时田间水层不宜过深(1~2厘米),有利于立苗;对于土质黏重的田块,须提前几天整地,待泥浆下层后方可抛秧。而土质过砂的水田,须边整田边抛秧,以避免秧苗不易入土而大量倒苗。
水稻直播机械化技术是根据农艺要求采用播种机械将稻种直接播入水田,相比于插秧、抛秧,省去了育苗环节,降低生产成本。
水稻直播作业一般要求:当日平均气温稳定在13℃以上,适于杂交稻直播;当日平均气温稳定在15℃以上,适于常规稻直播。杂交稻播量一般为2~2.5千克/亩,常规稻播量一般为6~8千克/亩,最后成苗密度分别达到20万株/亩和30万株/亩。机播时需确保种子落在平整田面上,适当压种入泥,有利于种子扎根以及防止漂浮和鼠鸟害。
中国水稻植保机械化发展水平较低,主要包括手动药械、中小型机动植保机械和拖拉机配套喷雾机,从防治面积来讲,三者约占78%、20%和2%。以小型背负式手动喷雾器为主,这类机具雾滴大、雾滴附着性差、跑、冒、滴、漏严重、对靶性能差、劳动强度大、安全性差,此外地走式植保机械作业时存在毁苗率过高的问题。
“飞防”是植保行业中热点,这其中以植保无人机农药喷洒为主。无人机喷洒农药效率高、喷洒均匀、雾化好,且直升机的螺旋桨产生的风力可以掀开植物,让农药喷到植物根部;断点续喷、漏喷、重喷少,对作物伤害小,综合防治效果好。其重点是人机分离,几乎对人无危害。
中国水稻机械化收获主要通过割晒机和联合收割机来完成。采用联合收割机一次性可完成收割、脱粒、茎秆分离、稻粒清洗和装袋或输入粮箱等工序。联合收割机包括全喂入式水稻联合收割机和半喂入式水稻联合收割机,其总损失率小于3.5%和2.5%,破碎率小于2.0%和0.5%。
水稻联合收获后稻谷的含水量高,必须干燥,所用机械主要是谷物烘干机。对不同品种、大小批量不一的烘干作业,宜选用大小吨位相结合的烘干机组,满足大、中、小规模水稻种植户的烘干作业需要。干燥过程要求干颗粒杂质率≤2%,含水量不均匀度≤2%。
水稻收获后机械化加工包括剥皮、选石、粗加工、精加工、抛光以及装袋。所有机具主要有水稻碾米机、选石机、磨光机、抛光机和整套加工机械设备。