0 引言
水稻是廣東主要的糧食作物,2011 年種植面積為1 940. 9khm2,產量為 1 096. 9 萬 t,分別占我國水稻種植面積和產量的 6. 5% 和 5. 5%[1].在主要糧食作物生產中,水稻生長發育環境和技術措施復雜,耕作栽培制度最細,生產環節最多,季節性最強,用工量最多,勞動強度最大,農民勞作最辛苦.所以,加快發展水稻生產機械化,減輕勞動強度,改變水稻生產"面朝黃土背朝天,彎腰曲背幾千年"的生產方式,一直是農民的迫切愿望,也是保障我國糧食安全的一項戰略措施[2].廣東隸屬于雙季稻區,由于其獨特的地形條件、種植制度和氣候狀況,也是我國水稻機械化生產最薄弱的地區.
國內外學者對水稻耕整地、種子處理、種植、田間管理、收獲、秸稈處理及稻谷干燥等環節的水稻機械化生產技術進行了研究[3-8]; 但從全程機械化生產的角度,充分結合雙季稻區的特點,定性定量相結合分析技術模式的并不多.為此,對廣東水稻機械化生產技術模式現狀、技術模式形成的因素和未來發展趨勢進行了分析,以期以點帶面,為雙季稻區水稻機械化生產技術模式的發展和推廣提供決策依據.
1 研究區域和方法
1. 1 研究區域
廣東是我國重要的水稻產區,以早晚稻+冬季作物和早晚稻+冬閑為主要的種植制度,占到全區水稻種植方式的 90% 以上,另外有少量"單季稻+經濟作物"的種植方式.全省可分為珠三角、東翼、西翼和山區,早稻種植從3 月初持續到4 月中旬,收獲從6 月上旬持續到 8 月上旬; 晚稻種植從 7 月上旬持續到 8 月下旬,收獲從 10 月上旬持續到 11 月下旬; 冬季作物主要有馬鈴薯、蔬菜、花生、油菜、小麥、綠肥、番薯及豌豆等,當年 10-12 月份種植,次年 2-4 月份收獲.
1. 2 研究方法
本文主要采用問卷調查和實地調研的方法獲取基礎數據,調查時間為 2013 年 4 月,主要對象為農機管理、推廣部門專家及農機合作社社長、種植大戶等.
問卷調研地點涉及到 18 個市 84 個縣,實地調研的地區包括江門市開平市、湛江市廉江市等.調查內容包括水稻全程機械化生產各環節主要的技術和裝備、應用效果、存在問題、今后重點推廣的技術,以及技術模式形成中的各項影響因素等.運用 Excel 和 Spss 軟件對基礎數據進行統計,結合文獻資料、專家意見,對技術模式形成的因素和未來發展趨勢進行分析.
2 結果與討論
2. 1 機械化技術模式現狀
2. 1. 1 技術模式的內涵
從全程機械化生產的角度來看,一套完整的水稻機械化生產技術模式包括從耕整地到稻谷干燥的各個環節,如圖 1 所示.完成了上述各環節之后,稻谷經儲藏、加工,最后進入市場出售.技術模式包括機械化技術應用的水平和結構: 機械化技術應用的水平指機械替代人力的程度; 技術模式的結構指在機械化作業的情況下技術和裝備的差異.下文分析中將這兩個方面簡稱為技術模式水平和結構.
2. 1. 2 技術模式水平
本文用兩種方法來衡量技術模式的水平: 一種是已經形成農業行業標準,并在農業系統內廣泛使用的耕種收綜和機械化水平[9]; 另一種是"種養業生產裝備與設施工程-農業機械化工程"課題組研究的全程機械化作業水平.
計算方法為: ①耕種收綜和機械化水平=0. 4×機耕水平+0. 3×機播水平+0. 3×機收水平.②全程機械化作業水平=0. 3×機耕水平+0. 25×機播水平+0. 15×田間管理機械化水平+0. 25×機收水平+0. 05×產后處理機械化水平.其中,田間管理機械化水平 = 0. 15×除草機械化水平+0. 35×施肥機械化水平+0. 5×植保機械化水平; 收獲機械化水平 =0. 9×收獲環節機械化水平+0. 1×秸稈還田環節機械化水平.
結合官方統計和調查數據,得到全省和各個地區每個環節的機械化水平,如表 1 所示.分環節來看,機耕、機收水平相對較高,機械植保和秸稈機械化還田水平其次,機播、機械烘干水平最弱.分地區來看,珠三角地區發展情況最好,東西翼其次,山區機械化水平最低.
2. 1. 3 技術模式結構
本文從主導技術和試驗示范技術兩個方面分析技術模式的結構\\( 如表 2 所示\\) : 主導技術是目前應用范圍最廣的技術; 試驗示范技術主要是政府、企業或合作社、種植大戶等在小范圍進行試驗、示范和推廣的技術.
2. 2 技術模式形成的因素
技術模式的形成是內部因素和外部因素雙重作用的結果.內部因素來自于技術本身\\( 如技術進步、技術的適應性、作業的效果等\\) ,是影響技術模式形成的根本因素,主要與技術的研發及技術的成熟度等有關; 外部因素是在技術之外影響技術模式形成的因素,包括水稻品種與自然災害、土地和基礎設施建設、組織的發展、農機工作人員和農機農藝部門配合、扶持措施、經濟條件和政府投入等.筆者在其他研究中曾重點闡述了技術模式形成的因素,在此不進行詳述.結合調查數據,主要形成以下觀點: ①倒春寒、低溫冷害、臺風、暴雨、干旱、洪澇、寒露風、病蟲害等頻發的自然災害對機械化技術使用提出了更迫切的要求,雜交稻和超級稻機械化作業在育插秧和收獲環節面臨技術難題.②基礎設施建設的不完善制約著技術的推廣和使用.其中,機耕道建設良好的稻田占總稻田的比例只有 50. 0% ,場庫棚建設良好、機具停放維護良好的散戶約占 58. 7% ,合作社的比例稍高,約占 71. 7% .③雖然散戶依然是最主要的組織形式,但種植大戶、家庭農場、農機專業合作社、龍頭企業等機械化生產主體逐漸得到發展.相比于散戶,這些組織平均作業量要高出 65. 3% ,成員的平均收入要高出32. 9% ,更容易實現規模經濟.農機專業合作社近年來得到較快發展,但依然面臨結構松散\\( 占調查總數的 31. 1% \\) 、市場競爭力不強\\( 占 23. 0% \\) 、缺乏資金\\( 占 21. 3% \\) 、人才緊缺\\( 占 16. 4% \\) 及用地緊缺\\( 占8. 2% \\) 等問題.④農機工作人員數量不夠、業務能力強的工作人員缺乏是存在的主要問題之一.平均每個鄉鎮的農機工作人員是 2. 86 個,每個村是 0. 75個.專業素質和業務能力強的工作人員僅占總數的45. 1% .農機和農業部門主推技術的不一致導致技術模式不明確,最明顯的表現是人工拋秧和機械插秧的沖突.⑤在諸多的扶持政策中,購機補貼政策效果最明顯,燃油補貼政策效果最差.若進行全程機械化作業,柴油成本約占機械作業成本的 41. 7% ,若要減輕機械作業主體的負擔,燃油補貼政策需要重新進行頂層設計.⑥經濟發展水平、政府的投入、鄉鎮企業的發展、兼業農戶的比例很大程度上影響著技術模式的形成,廣東以珠三角地區最為明顯.由于經濟條件好、政府支持力度大、鄉鎮企業發展迅速、兼業農戶比例高,珠三角地區機械化水平和先進技術的應用程度要高于其他地區.
此外,對于不同環節,用機械替代人力作業或技術使用面臨的主要制約因素也有所差異,本文對幾個關鍵因素進行了調查,結果如表 3 所示.
表 3 中數據代表該環節某項制約因素占所有制約因素的比例,可以看出: 地塊規模太小、機械太貴、機械作業費用太高和傳統習慣是制約機械化技術使用的主要因素.
2. 3 技術模式發展趨勢
技術模式的發展不僅僅涉及到技術本身,也包括與之配套的一系列措施,因此在調研的基礎上結合專家咨詢的結果,將技術使用和配套措施相結合,提出未來幾年技術模式的發展趨勢.
1\\) 耕整地環節發展的重點: ① 使用作業效率更高、操作更便捷及節油、環保機械,并對老舊機具進行報廢更新.②如果長期使用大中馬力的輪式拖拉機,會造成泥腳加深、犁底層破壞的問題,后續插秧機作業機器容易下陷,承載機器的地面不平整影響插秧質量.所以,應針對水田的特點,選擇適宜馬力的拖拉機,并逐步推廣履帶式旋耕機、機耕船、機滾船等耕整地機械.
2\\) 種子處理環節發展的重點: ① 機械化種子清選、包衣、催芽,如果等離子體種子處理技術經試驗證明有很好的效果,也可推廣應用.②農機與農藝結合的關鍵之一是品種的選擇,好的機械化作業效果一定要配套嚴格的品種選擇過程,種子本身應具有高產、抗性強、早晚稻生育期搭配等特性.
3\\) 育秧環節發展的重點: ①工廠化育秧.由于早稻倒春寒的影響,能夠控溫控濕的工廠化育秧技術會逐步得到發展; 但是所建的工廠化育秧設備在育秧結束后,要發展培育蔬菜、花卉等,提高設備利用率,減少投資回收期.②逐步采用育秧播種流水線播種代替人工播種,但要解決播種精度和均勻度的問題.尤其是雜交稻和超級稻的精量播種.③發展集中育秧.
集中育秧有利于技術的統一和技術的到位,培育出適宜機插的規格化秧苗.④發展秧苗運輸機械,緩解地塊分散、規模逐漸擴大所帶來的高運輸費用和用工量的問題.⑤育秧基質.目前主推的拌漿育秧技術,采用的是大田中的淤泥作為基質,淤泥肥力難以控制,重金屬超標嚴重,雜質太多容易打斷秧針,且無法使用育秧播種流水線進行播種,只能作為一項低成本、農民易學的過渡技術.如果育秧基質是土壤,當規模擴大之后,取土難的問題比較突出.建議逐步探索有機基質育秧技術.⑥儲備秧苗.為了避免低溫、暴雨等天氣導致普通農戶大面積爛秧,耽誤最適合的插秧時期并造成產量損失的問題,政府可以委托工廠化育秧中心以及集中育秧點等按照一定的比例培育儲備秧苗.
4\\) 種植環節發展的重點: ①機械插秧是機械種植的主要形式,6 行乘坐式和 4 行手扶式插秧機是今后幾年發展的重點機型.在丘陵山區,2 行小型機械也有一定的應用范圍.②要推廣機插秧,一是機插秧本身的效果.為了保證好的插秧質量,必須抓好育秧、耕整地環節,同時加強機手的培訓,減少漏插的程度.二是提高機械利用率,鼓勵適當范圍的跨區機插.③在肯定 30cm 行距的前提下局部地區嘗試縮小行距的做法.④農機農業部門結合,明確將機插秧作為主推技術.據調查,農業部門推廣機插秧的僅占 4% ,而推廣拋秧的占 60% ,直播的占 26% ,所以要解決機插秧的問題,必須要使農機和農業部門在主推技術上達成一致.
5\\) 植保環節發展的重點: 植保環節將由背負式為主向多樣化轉變,效率更高和更環保的機械將得到應用.調查顯示,今后幾年發展的重點將是電動背負式\\( 占調查總數的 23. 9% \\) 、機動背負式\\( 占18. 3% \\) 、擔架式\\( 占 14. 1% \\) 、推車式\\( 11. 3% \\) 、噴桿式\\( 5. 6% \\)和殺蟲燈\\( 26. 8% \\) .
6\\) 收獲環節發展的重點: ①半喂入收獲和全喂入收獲將同步發展.全喂入收獲機械優勢是價格低、投資回收期短、作業效率高、可以一機多用、機器性能不斷成熟、維修成本低.半喂入收獲機械的優勢是秸稈可以再利用、收獲后的稻谷含雜率低、可以收獲倒伏水稻,對于產量高秸稈量大的雜交稻和超級稻比較適用.②深泥腳田的地區聯合收獲機應以履帶式為主.③丘陵山區將長期以小型履帶全喂入和分段收獲為主.④由于購機補貼的實施,機具保有量增加,跨區作業的范圍在縮小,遠距離跨區作業的利潤在下降,所以主要鼓勵省內或臨近省份的跨區作業.⑤為了避免焚燒秸稈,收割后的割茬不宜太高.
7\\) 稻谷干燥環節發展的重點: ①自然晾曬將最終被淘汰,機械烘干是必然趨勢.②鼓勵建立烘干中心,要解決的主要問題: 一是烘干機的停放需要高樓層的庫棚,面臨用地的問題.二是解決烘干機的閑置問題,提高利用率.如發展 2 次烘干,即先收濕糧進行烘干,烘干到 17 ~ 18 個水分,此時稻谷可以儲藏 6個月.待所有濕谷第 1 輪烘干完畢再進行 2 次烘干,烘干到標準水分.三是燃料成本太高,目前正在逐步發展生物質燃料動力,原料包括柴火、家具企業的邊角料以及園林部門修剪下來的樹枝、稻殼、花生殼及秸稈等,相比柴油、煤油等燃料,生物質燃料成本可降低 0. 1 ~0. 2 元/kg.③鼓勵糧食加工企業、烘干中心購買濕谷集中烘干.
8\\) 秸稈處理環節發展的重點: ① 應根據土壤類型、肥力的不同,研究最適合的秸稈還田量.②若還田后的秸稈腐爛效果不好,秸稈易纏繞在耕整地機具和插秧機的浮板上,影響耕整地和插秧質量.此外,秸稈腐爛過程中會產生一些酸性物質,導致緩苗期延長.所以,需加強對秸稈腐爛技術的研究.③只有解決了秸稈的循環利用和運輸問題,才能有效緩解秸稈焚燒的現象.
3 結論
1\\) 技術模式包括水平和結構兩個層面: 水平代表機械替代人力的程度,結構指機械化技術和裝備的差異.在水平層面: 分環節來看,廣東水稻機械化生產機耕、機收水平相對較高,機械植保和秸稈機械化還田水平其次,機播、機械烘干水平最弱; 分地區來看,珠三角地區發展情況最好,東西翼其次,山區機械化水平最低.在結構層面,從耕整地到稻谷干燥的各個環節均形成了各自的主導技術和試驗示范技術.
2\\) 技術模式的形成是內部因素和外部因素雙重作用的結果.其中,內部因素來自于技術本身\\( 如技術進步、技術的適應性、作業的效果等\\) ,是影響技術模式形成的根本因素,主要與技術的研發、技術的成熟度等有關.外部因素是在技術之外影響技術模式形成的因素,包括水稻品種與自然災害、土地和基礎設施建設、組織的發展、農機工作人員和農機農藝部門配合、扶持措施、經濟條件和政府投入等.
3\\) 技術模式的發展是技術本身和配套措施相結合共同作用的結果,所以在把握技術發展總體方向的同時,從組織、管理等方面進行綜合配套,才能形成優化的技術模式.
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