北方稻区单季全程机械化生产模式


来源/作者:农业农村部农机推广总站  日期:2018-12-05【字体:    打印本页 关闭本页 分享

   

  一、区域特征

  本模式适用于我国北方单季稻区的黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、新疆、宁夏、甘肃、山西、陕西、青海、河北、北京、天津、河南、山东等。该地区属于中温带、温带大陆性季风气候区,年平均无霜期120~220天,横跨一、二、三积温带,常年活动积温2550~4250℃,无霜期120~150d,年降水量450~1000mm,夏季降水量占全年降水量60%以上,日照时数2400~2700h,土壤以棕壤土、黄壤土、白浆土、草甸土、冲积土为主,有机质含量较高,自然肥力好,是优质农产品生产基地。该区域水稻主要采用旱育稀植技术,即棚盘育秧、机械整地、机械插秧、机械收获模式,机械化水平较高,全程机械化的薄弱环节是秸秆处理、机械插秧、机械植保和烘干环节,主要制约因素为水稻生产一家一户零散经营、经营规模小,作业标准不高、育插秧环节多、烘干设备投入高等,近年来随着农机合作社的发展将进一步提高水稻生产全程机械化水平。

  二、模式概述

  我国北方单季稻生产全程机械化模式以秸秆处理、整地、育秧、插秧、植保、收获、烘干为主要环节,根据该区域以单季水稻为主一熟制种植生产的特征,完善水稻全程机械化工艺路线、机具配套方案、技术要点、操作规程以及运行机制,通过集成农机农艺技术,形成了一套比较完备的机械化工艺流程和装备体系,从而推动北方单季稻生产机械化、标准化、规模化、精细化和科学化,特别是钵体机插技术的应用,育苗用土节省50%,有效解决了育秧床土匮乏问题;机插侧深施肥技术的应用,实现了化肥减施的目标;植保航化技术有效降低农药残留,将有效促进农业可持续和绿色生态发展。

  三、技术路线

  (一)技术流程图

  技术流程:前茬作物联合收获,对秸秆进行切碎均匀抛撒还田;施基肥作业,耕整地作业可选用旱耕水整、水耕水整或犁耕深翻后旋耕碎垡方式,起浆平整后沉实;采用育秧机插或机直播进行水稻种植,东北地区等积温不高地区采用育秧机插方式;田间植保采用机械植保方式;采用联合收获机作业,并对水稻秸秆切碎均匀抛撒还田;东北一年一熟制地区机收后冬闲休耕,其他多熟制地区机械化施基肥后,进行耕整地作业,可采用犁翻旋耕或直接旋耕方式,为下茬作物播种移栽做好准备。北方稻区单季稻全程机械化生产路线见图示:

  

   

  (二)主要生产环节配套机具

  1、育秧播种环节

   

  

育秧播种流水线

  

   

  轨道式播种机

   

  可采用轨道式育秧播种机,有规模经营条件的可以采取育秧播种流水线,可一次性完成底土铺放、浇水、播种、覆土等工序。

  2、耕整地环节

  

  翻转犁

  

  旋耕机

  秋季深翻一年和春季双轴旋耕二年相结合进行秸秆还田。采用65~90马力拖拉机配套铧式犁或圆盘犁进行秋季深翻耕,耕翻深度22~25cm。

  

  搅浆平地机

  整地采用搅浆平地机作业,达到整平耙细。

  3、机械化种植环节

  

  高速插秧机

  

  水稻钵苗移栽机

   

  

  侧深施肥插秧机

  

  水稻直播机

  采用高速插秧机作业,带侧深施肥的乘坐式水稻插秧机在插秧同时可完成在秧苗侧方进行定点定量施肥作业。有条件的地方可采用钵体苗移栽机,部分水源和温光热条件适宜的地区也可采用机械化直播。

  4、植保环节

  

  无人机植保

  

  自走式高地隙喷杆喷雾机

  无人机植保效率较高,但续航能力有限;自走式高地隙喷杆喷雾机适合水田、旱田种植的水稻、小麦、大豆等农作物喷洒农药。

  5、收获环节

  

  全喂入联合收割机

  全喂入联合收割机适于稻麦类作物的收获。

  6、粮食烘干环节

  

  低温循环式谷物干燥机

  低温循环式干燥机采用低温循环烘干,可有效保证稻米品质。

  四、技术规范及机具配备

  (一)技术规范

  1、育苗播种

  可以采取轨道式育苗播种机播种育苗。机插育秧播芽种4400粒/盘,即每100平方厘米播芽种275粒;钵形毯式苗播芽种3800~4000粒/盘,每钵播芽种5~6粒。播种时要求播量准确,播种均匀。苗床土厚度不能小于2cm,苗高应控制在13~20cm。

  2、机械化耕整地

  旱整地与水整地相结合。旱整地要旱耕、旱平、整平堑沟,结合泡田打好田埂;水整地要在插秧前5天~7天进行,使用拖拉机配搅浆平地机一次作业达到整平耙细,做到水田内高低不过寸。翻转犁翻地时,翻地深度18~22厘米,翻地要求做到扣垡严密、深浅一致、不重不露;旋耕机耕整地时,要求耕整深度均匀一致,旋耕深度14~16cm。

  3、机械化移栽

  根据水稻品种、栽插季节、秧盘选择适宜类型的插秧机,提倡采用高速插秧机、侧深施肥插秧机作业,部分有条件的地区可采用钵体苗移栽机。

  采用插秧机作业的栽插密度一般在25~30穴/平方米,5~7株/穴,基本苗数125~180株/平方米。当气温稳定超过13℃,泥温稳定超过15℃时为移栽时期。根据各个地区的土地、肥力等情怳,栽插穴距以10~17cm为宜。浅水移栽,水深2cm~3cm为宜。

  采用侧深施肥插秧机时,施肥位置距水稻秧苗根部3-5cm且深度为5cm。土壤要有一定的耕深,特别是秸秆还田的地块,要求耕深达15cm以上;选用粒径为2~5mm的侧深施肥专用肥料,含水率≤2%,要求手捏不碎、吸湿少、不粘、不结块。

  4、机械化直播

  部分水源和温光条件适宜的地区也可采用机械化直播方式。机械化直播比机械化育秧栽插减少床土准备、育苗、秧苗搬运、栽插等环节,一般仅需耕整地、催芽及播种3个环节。

  根据水稻品种、栽插季节选择适宜的穴直播机与种植密度。大田播种量和行株距基本与机插大田的行株距和用种量相同。常规稻每穴播种5~8粒,成苗3~5苗。杂交水稻每穴播种3~4粒,成苗2~2.5苗。

  水稻机械化条播要求播种均匀,直而齐,一般漏播率≤5%,伤种率≤1.5%,穴粒数合格率≥85%。

  5、机械化植保

  可根据不同种植规模、地形条件、种植方式选用航空植保、担架式(推车式)机动喷雾机或自走式高地隙喷杆喷雾机。采用无人机植保作业,雾化粒径在50~200微米,均匀喷施。自走式高地隙喷杆喷雾机,选择喷幅在10米左右,药箱容量在500升以上。

  6、机械化收获

  采用联合收割机进行机收作业,作业要求不掉穗、脱谷干净、谷草分离彻底。秸秆还田地块,要求收获机要带秸秆粉碎和抛洒装置,留茬高度不超过10cm。全喂入水稻联合收割机总损失率≤3%,破碎率≤2%;半喂入水稻联合收割机总损失率≤2.5%,破碎率≤0.5%。

  7、机械烘干

  建议使用低温循环式干燥机进行烘干作业,保证稻谷烘干品质。水稻受热温度40℃上下,介质温度90℃上下;水稻烘干时采取短加热6~11min长缓苏60min,且要控制一次降水不大于3%,防止爆腰径纹粒产生。

  (二)机具配备

  以2000亩作业面积机具配套方案:

  机具名称

  技术参数与特征

  数量

  拖拉机

  70~120马力

  2

  施肥机

  撒肥宽度12~16m

  1

  铧式犁

  耕幅140cm,耕深28~30cm

  1

  圆盘耙

  耕幅140~230cm

  1

  水田埋茬耕整机

  耕深10~16cm

  1

  反转灭茬旋耕机

  耕深12~20cm

  1

  水田起浆平地机

  平整深度5~10cm

  1

  育秧播种流水线

  作业效率>500盘/h

  1

  高速插秧机

  6行,行距30cm

  2

  手扶插秧机

  4~6行,行距30cm

  5

  喷杆式植保机械

  作业幅宽12m,自走式

  1

  全喂入联合收获机

  工作幅宽2~2.2m,喂入量4kg/s

  1

  低温循环式谷物干燥机

  40吨机组,低温循环,含水率自动控制

  1

  五、典型案例

  以哈尔滨市方正县4个水田现代农机专业合作社应用该模式为例,2017年,4个合作社共实施水稻全程机械化模式10038亩,全部采用秸秆还田作业。其中实施水稻机插侧深施肥技术450亩、实施钵体育苗机械摆栽技术4014亩、高速机械插秧技术5574亩。

  (一)区域面积分布

  德善乡德善村:实施规模3049亩,其中钵育机械摆栽作业1524亩,高速机械插秧作业1525亩。

  宝兴乡石家村:实施规模2094亩,其中钵育机械摆栽作业1482亩、高速机械插秧作业612亩。

  水稻科技园区:实施规模3883亩,其中水稻机插侧深施肥作业450亩、钵育机械摆栽作业1008亩、高速机械插秧作业2425亩。

  方正镇良种场:实施规模1012亩,高速机械插秧作业1012亩。四个示范点分别依托于方正县德善乡义丰现代农机专业合作社、宝兴乡石家现代农机专业合作社、秋然现代农机专业合作社、方正镇格润现代农机专业合作社。

  (二)机械化生产模式

  以秸秆切碎深翻还田、搅浆平地、盐水选种、智能化浸种催芽、高速机插侧深施肥、平盘育苗高速机械插秧、钵体育苗机械摆栽、节水灌溉、测土配方施肥、航化植保、病虫草害综合防治、机械联合收获、机械烘干的技术模式。提高水田机械化作业水平。通过项目的实施,使全县水稻耕种收综合机械化水平达到100%。

  (三)效益分析

  1、经济效益

  项目实施,通过连片种植、大型机械标准化作业、应用先进的农机化新技术,节省人力物力,减少投入,实现“三减”目标,降低作业成本,提高粮食产量,促进经济效益大幅提升。该项目的实施,平均亩节本效益34元~49.7元(钵摆),增产效益135元(平盘高速插)~278元(钵摆),亩节本增效169元~327.7元。

  水稻机插侧深施肥技术实施450亩效益。

  节本效益:与人工相比节本效益39元,其中节省育秧成本11元亩;节省用肥成本18元;节省施肥人工费5元/亩;节省喷药成本5元。

  增产效益:增产效益为180元,与传统育插秧方式相比,机插侧深施肥技术减少了化肥的使用量,使化肥得到集中有效利用,从而实现增产,另外配套采用激光平地技术、搅浆平地技术、浅湿干节水浇灌技术、标准化育秧技术、机械化插秧技术综合增产56公斤/亩,按方正县水稻平均销售价格3.2元/公斤,每亩可增效180元。

  水稻机插侧深施肥技术总节本增效219元/亩,项目实施450亩,总节本增效为9.85万元。

  水稻钵体育苗机械摆栽技术实施4014亩效益。

  节本效益:节种效益普通盘育苗用种0.15公斤/盘,24~26盘/亩,则用种量为3.6~3.9公斤/亩。

  钵体盘育苗:用种0.036~0.06公斤/盘,平均0.048公斤/盘,用秧量为28~32盘/亩,则用种量为1.34~1.54公斤/亩。

  节种2.26~2.36公斤/亩,每公斤种子按市场平均价7元计算,每亩节省种子费用16~17元。

  节工效益:以高速乘坐式六行插秧机与钵育摆栽机作业进行对比。钵苗摆栽机作业量4~7.5亩/小时,平均5.75亩/小时,平均57.5亩/天,用工量5人,每个工为200元,则工时费用为17元/亩。

  普通高速乘坐六行插秧机作业量2.5~4.5亩/小时,平均作业量为35亩/天,用工量8人,每个工为200元,则工时费用为46元/亩。

  钵苗摆栽机比普通高速插秧机节省人工费29元/亩。

  节肥效益:节肥主要体现在苗床用壮秧剂,普通秧盘用肥费用为3.6~3.9元/亩,钵体秧盘用肥费用为2.1~2.4元/亩,用肥节资1.5元/亩。

  节土效益:普通育苗用土费用10~11元/亩,钵体育苗用土费用6~7元/亩,比普通育苗节约用土费4元/亩。

  节本效益总计为:节省种子费16~17元/亩,节省人工费29元/亩,节省肥料费1.5元/亩,节约用土费4元/亩,合计节本50元/亩。

  增产效益:按15%计算,每亩产量按580公斤计算,每亩可增产87公斤,按市场价格3.2元/公斤计算,每亩增加效益278元。

  水稻钵体育苗机械摆栽技术实施4014亩,节本增效为50元/亩,增产278/亩,每亩节本增效328元/亩。4014亩总节本增效为132万元。

  水稻秸秆深翻还田高速机械插秧5574亩效益

  节本效益:与人工相比节本效益30元,其中节省育秧成本11元亩;节省用肥成本12元;节省施肥人工费1.5元/亩;节省喷药成本5元。

  增产效益:增产效益为160元,与传统育插秧方式相比,示范区项目采用激光平地技术、搅浆平地技术、浅湿干节水浇灌技术、标准化育秧技术、机械化插秧技术综合增产50公斤/亩,按方正县水稻平均销售价格3.2元/公斤,每亩可增效160元。

  亩节本增效:节本效益30元,增产效益160元,节本增效190元。项目实施5574亩共计节本增效106万元。

  总效益:水稻机插侧深施肥效益9.85万元,钵育摆栽效益132万元,秸秆还田高速插秧效益106万元,总计247.85万元。

  2、社会效益

  水稻生产全程机械化是一项技术含量多、密集程度高的综合增产增效生产方式,具有提高土地利用率、减轻劳动强度、实现“三减”目标、提高生产效率、节本增效等优势,必将替代传统的生产方式,向现代化农业发展。方正县拥有水田面积100万亩,如全部应用该项技术可增加产量(高插测深增产50公斤/亩,钵摆增产87公斤/亩,平均增产68.5公斤/亩)6850万公斤,节本增效2.81亿元,经济效益巨大。该项技术大面积实施,还可以推动制盘业的发展,社会效益巨大。

  3、生态效益

  可减少了优质良田、林带的表土、山地的植被、草地、湿地采掘,对保护生态环境具有其重要意义。

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