机械育插秧增产分析及进一步提高单产的措施

摘要：大力发展水稻机械化育插秧技术，确保水稻（粮食）增产增收，保障国家粮食安全；结合植物（水稻）生长生理和生殖生理特点，应用农业机械化技术和农业科技措施，改善改良农作物（水稻）生长发育环境，进一步提高水稻单产和稻谷品质，解决好粮食、能源、资源、环境、人口持续发展的五大问题。同时，在保证400 kg/人的前提下，减小减少水稻种植面积，扩大经济作物、特优农作物的种植面积，增加农民经济收入，实现产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕乡村建设。

粮食安全是食物安全的基础，粮食安全，国泰民安。我国以稻米为主食的人口约占总人口的50%，我国水稻种植面积占谷物播种面积的30%，稻谷总产占粮食总产的45%，占全国商品粮的一半以上。因此，水稻生产在我国国民经济中具有极其重要的地位。

水稻是腾冲市的主要粮食作物，年种植面积在3万 hm²以上，是国家商品粮基地县和云南省优质米基地县之一。同时，腾冲市为“全国千亿斤增粮规划重点县”、“全国基层农技推广体系改革与建设示范县”及云南省人民政府列入的首批40个“云南省高原特色农业示范县”；2013年被列为 “农业部水稻机械化育插秧技术推广示范新建县”和“云南省农机化综合试验示范县”。

水稻在全市粮食生产中具有十分重要地位，发展持续农业是人类生存和发展的基础，面对人口增加、需求增长、资源萎缩、环境破坏等矛盾，如何保持农业长远协调发展。持续满足目前和世世代代的需要，能够保护好资源，不造成环境退化，技术上适当，经济上有活力，而且社会上能接受的农业。以发展农业生产力，对传统农业进行技术改造为主线，将封闭的、低效的、劳动密集的手工操作逐步转变为开放的、高效的技术与资金密集的机械化、自动化作业，大幅度提高土地生产率、劳动生产率、商品率与资源产出率对于水稻机械化育插秧技术是农业可持续发展的必要条件之一。

腾冲市（2015年8月4日民政部批复腾冲县撤县设市）于2006年在腾冲县滇滩镇胜利村顾家营村民小组推广机械化插秧，面积约0.13 hm²。秋收时节，在县农业局、县农业技术推广所、腾冲县农业机械化技术推广站和腾冲县滇滩镇农业综合服务中心等多家单位进行实际测产验收，当年稻谷产量较上年产量提高10%～15%以上。机械插秧省工省时、增产增收的效益受到当地村民的认可，逐年扩大机械插秧面积，至2015年滇滩镇胜利村机械化育插秧面积种植面积为100 hm²；同时，2012年农机大户谷某某成立了胜利农机专业合作社，广大群众自愿以400元/667m²（包括：水稻育秧、水稻大田耕耙、机械化插秧、机械收获）交给农机合作社栽种，自个进行水肥管理的水稻生产模式，大大加速水稻全程机械化生产的进程，助推农机服务产业化的发展。

在2006年机械插秧的辐射作用下，全县18个乡镇中的13个乡镇先后推广机械插秧技术。水稻机插秧育秧技术制约着水稻生产全程机械化的发展，为此，得到国家农业机械化司、省农业机械化管理处、保山市人民政府和腾冲县人民政府的高度重视，先后多次深入各乡镇水稻育秧现场开展调研、技术咨询和技术服务；腾冲县委政府拿出专项经费支持水稻机械化育插秧技术推广，解决低成本育秧、精量育秧播种和减小漏插率等问题，并支持帮助农机专业合作社购买水稻成套播种设备（2014年底全县拥有4台套水稻播种设备）解决人工播种的不均匀度问题，确保落谷均匀、播种量合适，降低漏插率。

腾冲县农业机械化技术推广站不断增大育秧技术指导，不断总结水稻育苗成功经验、外出参观交流学习及与县农业技术推广所和各乡镇农业综合服务中心积极配合，不断提高水稻机械化育插秧种植面积。2017年市农机推广站举办机械化育插秧样板253.33 hm²，全市机插秧2 133.33 hm²。形成了机械化育秧与农艺相结合的种子处理、苗土处理、播种、快速催根立苗和炼苗的技术路线。

水稻精确定量栽培是凌启鸿教授在水稻叶龄模式与作物群体质量调控两项成果的基础上，集成水稻精确诊断与管理关键技术而形成的高产精确定量的轻简栽培法，根据水稻高产的生育规律，采用“最少（精简）的作业次数”，在水稻生长的“最关键的叶龄期”，用“最经济的密、肥、水、药施用量”，获得最高的产量、最好的资源利用率、作业经济效益和环境生态效益，是一种“省工、节本、增产、高效”的适用栽培技术。

2.1 机械化育插秧秧苗根系与旱育秧（或水田育秧）秧苗根系对比分析

植物的叶片只有在角质层被水湿润时才能吸水，而且数量很少，因而对于植物的水分供应没有重要意义。陆生植物吸水主要是通过根系。根系在土壤中分布很广，在土壤中的总面积远远大于地上部的总面积。根系具有很多小分支，因此，一株植物每天的总增长量相当大。据测定，一株黑麦的根系每天总增长量可达3.1 m，大大增强了土壤中根系的吸水能力。同时，说明了根系是陆生植物吸水的主要器官。

植物根系的不同部位吸水能力并不相同（承担吸收土壤水分和无机营养），不同部位（区）的吸水能力不相同。根的吸水区域主要在根尖根冠、分生区、伸长区和根毛区（成熟区）4个部分中，其中以根毛区吸水能力最强。根毛是根表皮细胞的扩展，极大地增加了根的表面积。据测定，根毛使玉米根吸收面积增加5.5倍，大豆增加12倍。同时，根毛细胞壁的外部由果胶组成，黏性和亲水性大，有利于和土壤颗粒的黏着和吸水，而且根毛区的输导组织发达，对水分移动阻力小。

在秧盘中的水稻秧苗通过催根立苗和炼苗后形成毯状秧根（根系发达、根系密度大和根系完整），插秧机移栽时，带土移栽，能够最大限度地不伤害秧苗根系的根冠、分生区、伸长区和根毛区。

在移栽大田后，能够迅速吸收大田（土壤）中的水分和养分活棵立苗，减轻移栽后秧苗植株的萎蔫程度。

水田育秧或旱田育秧的根系没有限制条件，在土壤干旱或土壤水分、养分不足的情况下，根系不断伸长吸收土壤中的水分和养分。当在大田移栽前，需要人工拔秧或铲秧，致使秧苗根系中的根冠、分生区、伸长区和成熟区的根毛造成最大损伤，俗称断根；同时，为了减轻搬运重量，拔起的秧苗在水中清洗，进一步造成秧苗根系中的根冠、分生区、伸长区组织细胞和成熟区的根毛损伤（产生第二次断根现象）。

水田育秧或旱育秧秧苗移栽到大田后，秧苗需要“换根”，待“换根”完成返青，在水稻全生育中的分蘖期将“延后”。相比较而言，秧盘育秧分蘖期“提前”，分蘖发生节位低。在水稻全生育期中，分蘖期产生大量不定根，整个根系横向生长显著，根系密度越大，根系占土壤体积越大，吸收的水分、养分和无机物就越多，据测定，高粱根系密度从1 cm·cm^-3增加到2 cm·cm^-3时吸取能力大为增加，最大地吸收土壤耕作层中水分、养分和无机营养；拔节后便向纵深发展，伸展到210 mm左右的耕作层之下，最深可达500～650 mm，增强水稻的抗倒伏能力；根毛的生长速度快、数目多，每平方毫米可达数百根（如玉米约为425根/mm²，苹果约为300根/mm²），根毛的存在扩大了根的吸收面积；由于根毛细胞壁外部被果胶物质覆盖，黏性强且亲水性好，有利于和土壤颗粒黏着和吸水，而且根毛区输导组织发达。

通过农业技术措施，机插秧根冠比（根重/茎、叶重）增加，呈现“根深叶茂、叶多根好”的比较优势，实现水稻稻谷增产增收。

当前，全球能源耗费、资源枯竭、人口膨胀、粮食短缺、环境退化及生态失调，都与植物资源开发和利用不当有直接或间接的关系，这种状况严重威胁到植物的多样性。因此，应深入系统地研究植物的作用，合理开发利用并加强保护植物资源，在保护植物多样性的基础上，使植物资源（水稻）发挥更大的效益。

植物主要通过根系从土壤中吸取水分、养分和无机物，因此，土壤中水分、养分和无机物的数量状况直接影响着根系吸收。使用先进适用的农业机械保护耕地可持续利用，提高作业质量，培肥地力和防治污染，增加土地产出率。

3.1.1 及时耕翻土壤增加积温，减小病虫草害。在前茬农作物收获后，及时耕翻土壤，一是增加土壤积温，提高土壤温度，在下茬农作物栽种后，在一定的温度范围内，植物根系随土温提高，根系吸水加快，促进农作物“快速”生长发育；二是把田间残留的病虫卵、杂草、农作物秸茬深埋入土壤深层，有效消灭病虫草害危害，并转变为有机肥料供农作物吸收利用，实现增产增收。

3.1.2 深耕（松）土壤，改良土壤环境。适当深翻同时增施有机肥可以有效促进土壤团粒结构的形成，改善土壤理化性质，增强土壤保水保肥能力，而且还可以改善根系生长环境，使根系生长良好，提高对水肥的吸收利用率。

土壤耕地层变浅，生产后劲差，严重地影响农业可持续发展。深耕（松）土壤是改善耕层土壤结构，增加土壤含水量和有机质含量，提高耕地抗旱、抗涝和产量的有效措施（见表1）。

作物	深耕				深松
作物	抽样县数	深耕亩产	未深耕亩产	深耕增产率（%）	抽样县数	深松亩产	未深松亩产	深松增产率（%）
玉米	32	447	376	18.8	17	428	359.6	19.1
小麦	33	288	245	17.6	15	289	258	12.0
水稻	12	440	361	21.9	2	448	365	22.8
大豆	5	340	311	9.3	5	228	209	9.3
棉花	9	146	113	29.3	3	66	42	55.1

同时，在前茬作物收获后，施撒农家肥、有机肥和化肥，及时深松浅翻土壤。可以将化肥利用率提到60%左右，减少化肥挥发，提高化肥利用率，在同样肥效下，可以减少化肥施用量，减少对水、土、空气等环境的污染，降低成本，提高产量。

3.1.3 水稻大田准备。提高大田整地质量，尽量做到田平而泥不烂，为实现浅水插秧、插浅秧和湿润管理创造条件。大田施农家肥1 000 kg/667m²、尿素10.0 kg/667m²（海拔1 800 m及以下）、7.0 kg（海拔1 800～2 000 m）、5.0 kg（海拔2 000 m以上），普钙20.0 kg（海拔1 800 m及以下）、15.0 kg（海拔1 800 m以上）作底肥，采取农家肥→翻耕晒垡→化肥→干旋耕→进水→平田→插秧的方式进行。确保秧盘育秧移栽后的“爆发”效应，早生快发。

另外，在带水耙田整田时，采用水田耙进行整田，不用旋耕机深旋整田，以增强土壤的通气性，有利于水稻根系生长。

我国化肥的生产量和施用量居世界首位，单位面积使用量是美国的2.6倍。但是化肥、农药的利用率很低，氮为30%～35%，磷为10%～20%，钾为35%～50%，农药利用率在30%左右，对环境造成严重威胁。

秸秆还田或增施农家肥具有肥田与防治环境污染的双重效果，是解决大量使用化肥造成水、土、空气污染和土壤板结的有效措施。一是改善土壤理化性状，减少地表的径流和水分蒸发，提高土壤含水量，抑制杂草滋长；二是改善土壤团粒结构，改善土壤质地，避免土壤板结；三是提升土壤通气状况，增强土壤的透气性，利于根系生长发育。据测定，每1 hm²秸秆还田耕地相当于增施了255 kg磷、255 kg氮、285 kg钾，秸秆还田增产效果一般在5%～29%之间。

如，2015年4月下旬在腾冲市界头镇永乐村推广油菜灭茬机。油菜茬（桩）粗40～60 mm，高400～850 mm；灭茬作业后，最长150 mm，灭茬效果小于30 mm在90%以上，为下茬农作物的栽种创造良好的生长环境（为避免人工插秧时秸茬刺伤手和脚，灭茬后的田块选择手扶式或乘坐式插秧机进行插秧）。据测定，油菜秸秆还田降低了土壤容重，增加了土壤有机质含量。一定程度上提高了土壤氮磷钾含量（p<0.05），对水稻作物有极显著的增产作用（p<0.01），增产幅度在6.02%～21.17%之间。

根据水稻精确定量栽培扩大行距可以提高水温，促进根系生长和分蘖发生，提高分蘖成穗率，延缓中下部叶片和根系衰老，增加结实率和千粒重，可以降低群体内的空气湿度，降低病害的发生，同时也是氮肥后移重施穗肥的基础理论依据。

腾冲市现有插秧机行距尺寸的大小分为300 mm和250 mm两种，株距分别为120 mm、140 mm、160 mm、180 mm、210 mm和117 mm、131 mm、147 mm、170 mm。为实现水稻高产，结合腾冲市南中北不同纬度、海拔、盆地气候、积温、温度、湿度等选择高产水稻品种和株行距移栽试验。如2015年5月28日市县农机推广站在腾冲市滇滩镇胜利村顾家营进行同田水稻不同稀密度试验（插秧深度10～20 mm，每穴2～3苗），2015年10月19日进行实际测产。对18个小区的实际测产，水份26%，扣除11.3%达到14.7%，杂质去除6%；不同稀密度小区的产量分别是：宽行（k₁＝30×12）平均产量457.92 kg，宽行（k₂＝30×14）平均产量468.6 kg，宽行（k₃＝30×18）平均产量438.9 kg；窄行（z₁＝25×12）平均产量522.97 kg，窄行（z₂＝25×14）平均产量528.6 kg，窄行（z₃＝25×17）平均产量491.95 kg。

通过机插秧不同移栽密度同田测产，对于腾冲市北部乡镇（如明光镇、滇滩镇和猴桥镇）冷凉（寒）地区，机插秧最适合的移栽密度是窄行（z₂＝25×14），其次是窄行（z₁＝25×12）。而对于腾冲市中南部地区水稻机插秧移栽密度依次是宽行（k₂＝30×14），宽行（k₃＝30×18）或在今后做对比性试验，在收集第一手资料的基础上指导机插秧移栽稀密度，确保增产增收。

3.4.1 大田肥料管理。按水稻精确定量栽培技术原理要求，在施好有机肥和氮磷钾配合化肥作基肥的基础上，重点把好施肥量科学定量及氮素化肥的前肥后移这一关键环节。要求移栽后6天内结合化学除草施好分蘖肥，海拔1 800 m及以下地区亩施尿素5.95 kg，海拔1 800～2 000 m地区亩施尿素4.0 kg，海拔2 000 m以上地区施尿素2.5 kg/667m²；倒4叶时施好促花肥，尿素用量为：6.5 kg/667m²（海拔1 800 m及以下）、5.5 kg（海拔1 800～2 000 m）、2.5 kg（海拔2 000 m以上），硫酸钾用量为：10.0 kg/667m²；倒2叶时施好保花肥，尿素用量为6.5 kg/667m²（海拔1 800 m及以下）、5.5 kg/667m²（海拔1 800～2 000 m）、2.5 kg/667m²（海拔2 000 m以上）。

3.4.2 大田水分管理。按照水稻精确定量栽培技术原理要求，大田水分管理应把好以下关键环节。移栽后到分蘖期，以浅水层（20～30 mm）灌溉为主，并结合两次灌水之间的间隔短期落干通气；当群体总茎蘖数达到计划穗数的80%左右时开始断水晒田，即在N（总叶龄数）-n（伸长节间数）-1叶龄期断水晒田，使N-n+1叶龄期发生的无效分蘖受到有效控制；其余生育期均以湿润灌溉为最佳，收获前10天左右断水晾田。

十七大和三中全会提出生态文明建设，粮食安全战略，发展优质、高产、高效、生态、环保农业。是发展现代农业、建设“资源节约、环境友好”两型农业，促进农业生产安全、农产品安全、农业生态安全和农业贸易安全的有效途径。

稻田养鱼或稻田养鸭是一项减小水、土、空气污染和提高每亩大田粮食产量产质和增加经济收入的有效举措。近几年在界头、滇滩、猴桥、和顺、荷花、腾越、蒲川和新华推广的机械插秧大田中，通过举办样板和群众自行放养鱼苗经济效益、社会效益、生态效益明显。如，2015年在蒲川乡曼朵村曼堆村民小组举办水稻机插秧与稻田养鱼样板。鱼种15 kg/667m²（鲤鱼14 kg，草鱼1 kg），鱼种14～20元/kg，投入成本210～300元/667m²。水稻每亩最高产量细红软有效丛数18万丛，有效穗198.5万穗，总粒141.14粒，空秕34.7粒，实粒106.44粒，以千粒重26g来计算，理论产量549.3 kg/667m²；最低产量细红软有效丛数16万丛，有效穗174.45万穗，总粒131.96粒，空秕42.09粒，实粒89.87粒，理论产量407.62 kg；平均有效丛数17万丛，有效穗186.48穗，总粒136.55粒，空秕38.4粒，实粒98.15粒，平均理论产量475.8 kg，增产率为15%～30.1%。稻田鱼最高单产63.6 kg，最低单产50.1 kg，平均单产56.85 kg/667m²，按市场价每30元/kg计算，10 hm²稻田鱼经济收入25.58万元以上。

通过稻鱼共栖实现绿色防控，减少农药使用量，节约经济支出50～70元/667m²；鱼粪增肥土壤，确保水稻生长营养供应；害虫杂草为鱼（鸭）所食，实现绿色防控。在确保稳产增产的情况下，大大减少基肥（化肥）的施用量和少施分蘖肥、穗肥的稻鱼共栖的绿色防控栽培模式。

水稻病虫害主要是稻瘟病、白叶枯病、条纹叶枯病、稻曲病、纹枯病、螟虫、粘虫飞虱。应勤下田检查，根据苗情和病虫害预报及时抓好病虫害防治。稻瘟病可选用75%的三环唑（20～30 g/667m²）或富士一号（70 mL/667m²），抓好叶瘟挑治和齐穗期的稻瘟病预防；白叶枯病可选用72%农用链霉素（20～30 g/667m²）防治；条纹叶枯病采取防治以传毒媒介——灰飞虱为核心的“治虫防害”策略，坚持“治秧田保大田”、“治前期保后期”的防治原则，在秧苗揭膜至移栽前和分蘖期选用5%锐劲特（30～50 mL/667m²）或10%吡虫啉（20 g/667m²）防治；稻曲病于破口初期和齐穗期选用5%井岗霉素（100～150 g/667m²）防治；纹枯病于发病初期选用5%井岗霉素（100～150 g/667m²）或12.5%克纹霉（200～250 mL/667m²）防治；螟虫选用5%锐劲特（40～50 mL/667m²）或48%乐斯本（50～60 mL/667m²），抓好枯心苗和破口初期的白穗预防；粘虫选用10%吡虫啉（20～30 g/667m²）或80%敌敌畏（6～8 mL/667m²）防治。

农机与农艺融合是加快农业机械化又好又快发展的基础，是实现农业机械化的必由之路，是加快现代农业的发展动力。

植物体内有机物质的分配遵循从“源”到“库”的原则。所谓“源”就是产生同化物的器官或部位，如进行光合作用的叶以及吸收和转化无机盐的根；“库”是指利用或贮藏同化物的器官或部位，如茎的生长点、发育的果实、种子、块根和块茎等。“源”中输出的养料不是平均分配到“库”中，而是相对集中地输送到一个分配中心，即输入中心，而这个输入中心通常是植物生长最旺盛的器官或组织。在植物的一生中，同化产物的输入中心（或生长中心）不断变化，主要受生育期和叶位的影响。通常植物生长前期以营养器官为输入中心（根、茎、叶），进入生殖生长后，其输入中心便转移到生殖器官。植物在营养生长期，输入中心受叶位影响，主要是就近供应，即成年叶片光合产物主要运送到邻近的生长中心。

有机物在植物体内的运输还遵循同侧运输原则。同侧运输是指源叶向与它有直接维管束联系的库输送同化产物。一般情况下，同一方位的叶其有机物供给相同方位的幼叶、花果和根系。

总之，同化物的输入中心与植物不同时期的代谢类型和各器官的生长要求是分不开。因此，在生产实践中必须采取农业措施促使输入中心适时转移，通过良种、良法、良田和良态相结合的策略（其中良种是核心，良法是手段，良田是基础，良态是保障），以保证植物体朝着人们期望的方向发展。

促进农村经济综合发展，需要持续农业与农村经济发展相结合，形成一种发展战略，即经济上能生存下去以及社会能够接受的农业，农村经济的发展和增加农民收入才能成为持续农业的重要组成部分。