我国玉米移栽机械化技术发展现状及前景
于磊,石铁,徐涛,刘春旭(黑龙江省农业机械工程科学研究院)
玉米育苗移栽技术是一能够增加有效积温、抗旱防灾、夺取高产的新型栽培技术,可有效解决黑龙江省春季水资源短缺、干旱灾害频发的问题。同时,玉米育苗移栽技术可使北部第三、四积温带地区种植第一、二积温带的高产玉米品种,对促进全省种植业结构调整、实施玉米“东进北上”规划具有重大的现实意义。
传统的玉米移栽均采用人工方式进行,劳动强度大,作业效率低,作业质量差,标准化程度低,不利于大面积生产作业,严重制约了该技术在全省范围内的推广应用。随着农村劳动力日益短缺,用工成本持续增加,人工移栽将逐渐被机械化移栽所取代,发展玉米育苗机械化移栽势在必行。
1 玉米盘育苗机械移栽的特点
玉米育苗移栽提高产量早已被人们所认识。多年来,玉米移栽以人工为主,人工移栽劳动强度大、费时费工,限制了玉米育苗移栽的推广应用。因此,提高移栽效率及减轻劳动强度成为玉米育苗移栽技术的关键问题。随着玉米育苗技术的不断完善,与机械移栽配套的盘育苗农艺方法的研究成功,以及玉米移栽机械的引进和研制成功,把玉米盘育苗机械化移栽推向了新阶段,为玉米育苗移栽技术的广泛应用创造了条件。
玉米盘育苗的机械移栽特点为:
1) 提高工作效率。人工移栽玉米的程序为刨坑、施底肥、覆少量土(肥与根分开)、浇水、投苗、水渗完后再覆土、压实,每个作业工序需3~4 人,效率低。机械移栽开沟、施肥、注水、栽苗、覆土、压实一次完成,每个作业工序由1人完成,比人工移栽工作效率提高7 倍。
2) 减轻劳动强度。人工移栽玉米的劳动强度大,靠人工运苗运水运肥。机械移栽的运苗、运水、运肥由机具承载。
3) 提高移栽质量。人工移栽的株距不均匀,穴的大小深浅也很难一致,且施肥浇水也难以均量。机械移栽能够保证移栽质量,保苗率高,栽植匀度好,栽深一致。实践证明,机械移栽保苗率可达97.5%,而人工移栽的保苗率为87.8%。机械移栽株距均匀,其变异系数为0.4%,而人工移栽变异系数为23.5%。机械移栽深浅程度的变异系数为11.1%,人工移栽则为21.0%。
4)适于工厂化育苗的集约化生产。盘育苗可集中育苗,易实现工厂化生产。采用机械移栽能够在短时间内完成大面积移栽作业,利于玉米集约化栽培生产,为发展玉米规模化生产提供了可能。
5) 玉米盘育苗机械移栽的缺点是对整地、土壤含水率等条件要求较严格。
2 我国玉米盘育苗机械移栽的现状
玉米育苗移栽在我国的应用范围很广, 黑龙江省、贵州省、新疆维吾尔自治区都已把这项技术作为发展玉米生产的主要技术措施之一。在华北和长江以南地区,此项技术可使当季与全年作物接茬的矛盾得到缓解,提高复种指数,获得高产。
各地生产水平、人口密度、自然条件存在差异,玉米育苗方式各有不同,有纸筒育苗、营养土育苗、营养袋育苗、营养球育苗、营养液无土育苗和盘育苗,其中适合机械移栽的巢孔式育苗盘应用较广泛。此种育苗方式的特点:幼苗根系规整,呈圆台体;移栽取苗时不伤根;机械移栽重心低,幼苗不倾斜,直立性好,缓苗快。以家庭为单位和土地面积较小的山区,可采用人工或小型机械移栽。贵州省玉米多种植在山区,土地连片面积小, 育苗移栽采用营养球育苗人工移栽方式。黑龙江省人少地多,土地大面积连片,积温低是影响玉米单产的主要因素,因此只能走盘育苗和机械化移栽的道路。北京夏季移栽玉米需在冬小麦收获后短时间内完成,故采用巢孔式盘育苗机械移栽,可缓解玉米移栽季节争劳力的矛盾。
20 世纪70 年代中期,我国研制了第一台玉米移栽机,为裸根移栽。但因育苗技术落后、配套性差、综合效益低等原因,机械移栽未能得到推广应用。近几年,随着育苗技术的发展,特别是巢孔式盘育苗的广泛应用, 玉米移栽机械的引进研制开发有了新进展,多种新型玉米移栽机相继问世。但我国研制使用的玉米移栽机械都是半自动的,钵苗需人工喂入。全自动移栽机械结构复杂、成本高,处于研究阶段。山东工程学院正在研制用于玉米和棉花钵苗移栽的全自动移栽机,其采用双输送带,喂苗速度可达3 株/ s。我国的玉米育苗播种、控温、控湿、施肥目前还处于人工作业阶段。
3 发达国家玉米盘育苗机械移栽的现状
世界上移栽技术发展较早的国家和地区为欧美、日本等国,早期主要用于蔬菜和经济作物移栽,后逐步用于玉米等粮食作物移栽。早在20 世纪20 年代初期,这些国家就开展了钵苗移栽生产工艺研究,研制出结构简单的秧苗移栽机具,在一定程度上减轻了人工移栽劳动强度。20 世纪30 年代出现了手工喂秧的移栽机器,使移栽技术得到实质性的发展。
从20 世纪50 年代开始,欧洲国家研制出不同结构形式的半自动移栽机;20 世纪70 年代和80 年代,半自动移栽机在欧美、前苏联等农业教发达的国家和地区得到了广泛的应用,制钵、育苗、移栽技术有机结合。目前,国外的移栽技术已经基本成熟,移栽后的农作物达到农艺要求,工作可靠性也较高。欧美一些较发达的国家如法国、荷兰、德国、美国等国,大部分的蔬菜生产和几乎全部的大地花卉生产都采用育苗移栽种植模式和生产工艺。20 世纪80 年代,日本90%的甜菜已实现移栽种植,移栽机自动化程度较高。从移栽机的工作过程看,这些农机机械化水平较高的国家多采用钵体苗半自动移栽机械,作业过程中采用人工喂苗,并根据作业对象更换栽植器,扩大机械移栽的作业范围,提高其通用性。
我国对于机械移栽技术的研究起步于20 世纪六七十年代。70 年代末到80 年代初,各科研机构及高等院校陆续研制出多种移栽机械,这些移栽机具操作简单、移栽质量较好、工作效率较高,但与农艺明显脱节,且未考虑综合经济效益,因此一直没有进行大面积推广应用。随着我国农业科技的不断进步和农民经济水平的不断提高,农业生产对于机械化移栽的需求越来越迫切。但目前国内很多从事移栽机研究的单位,主要是对国外先进的移栽机械进行改进和仿造。
我国玉米盘育苗机械化移栽与发达国家的差距主要在以下3 个方面:1) 铺土、播种、摆盘、浇水的播种过程没有实现机械化作业,育苗机具设备与移栽机具发展不同步。而发达国家已育苗配套化、育苗作业全面机械化,使用精量播种机具精度播种,其中振动气吸式播种机可实现每孔一粒的精量播种。
2) 我国玉米育苗过程的光、温、水、肥控制主要由人工进行。而国外工厂化育苗已实现了自动控制,一系列作业可由联合作业机具完成。3) 我国研制的移栽机以半自动移栽机为主,品种单一,应用范围较小。发达国家的半自动移栽机已十分成熟,多品种多系列,可适应各种不同早地作物移栽要求,性能稳定,可靠性高。
4 玉米盘育苗机械移栽发展前景
随着人民生活水平的不断提高, 以及加工业、畜牧业的发展, 对玉米的数量和质量都提出了新的要求。玉米育苗移栽可以提高单产和通过降低籽粒的含水量提高品质。因此,玉米育苗移栽是提高玉米产量的一项重要技术措施。近年来,玉米盘育移栽技术成为重点推广技术项目之一。我国华北地区一般是一年二熟,长江以南地区一般是一年三熟或间套种。这些地区作物接茬的矛盾非常突出。采用玉米盘育苗机械移栽,可缓解劳动力紧张的矛盾,降低成本,提高复种指数。玉米育苗移栽技术应用前景广阔,育苗机具和移栽机械需求不断上升。玉米育苗的工厂化、机械化、自动化与全自动玉米移栽机的有机结合,是玉米育苗移栽技术走向成功
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