水稻轻简化栽培技术

《现代农业发展与实践》课程论文论文题目：水稻轻简化栽培技术学生：向依2014301120013叶苗2014301120022指导老师：杨国正教授华中农业大学植物科学技术学院2015年1月12日摘要到2050年，世界人口将会增至89亿左右，对粮食的需求也随之增加。水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，世界上50%以上的人口以稻米为主食，我国有65%的人口以稻米为主食。提高水稻产量对于保障全球和我国粮食安全至关重要。我国传统的水稻种植方式为育秧移栽，需要很大的劳动投入。近些年来，随着城市化进程加快，农村劳动力大量向城市转移使得农村劳动力大幅减少。另外，加上粮食价格太低等原因，从事水稻生产的人也越来越少。为了提高水稻生产效率，必须进行水稻轻简化栽培。上个世纪以来，我国从欧美、日本、韩国等发达国家引进并发展了许多轻简化水稻栽培技术，包括机械移栽、水稻抛栽、直播栽培、免耕栽培、再生稻栽培及水稻的智能化栽培等。本文将对以上轻简化栽培技术进行综述，详细介绍各种栽培技术的概况、发展、优缺点等。关键词：轻简化育秧移栽机插秧抛秧直播免耕再生稻智能化AbstractThetotalpopulationonearthwillconstantlyincreaseto8.9billionby2050,thedemandforfoodswillalsoincrease.Rice,asthestaplefoodintheworld,morethan50%ofthetotalpopulationontheearthtakericeastheirmainfoods,andinChina,thisratioisabout65%.ImprovingriceyieldisvitalimportanttoensuretheglobalandChinesefoodsecurity.Chinesetraditionalricecultivationpatternisseedlingtransplanting,whichconsumingalotoflabors.Nowadays,withthedevelopmentofurbanizationisfasterandfaster,alotoffarmerstransferedfromruraltothecity,resultinrurallaborsdecreasedalot.Moreover,thepriceofricekeptinalowlevelforalongtime,peopleengagedinriceproductionlessandless.Inordertoimproverice’sproductionefficiency,it’snecessarytosimplifyrice’scultivationpattern.Fromlastcentury,ournationhasimport-edanddevelopedmanysimplifiedcultivationtechniquesofrice.Inthisarticle,wewillsummarizesomesimplifiedcultivationtechniquesofrice,includingmachinetransplantingculture,throwingculture,directseedlingculture,no-tillageculture,retooningriceandIntelligentcultivation.Keywords:simplifiedcultivation,raisingseedling,machineculture,throwingculture,directseedlingculture,no-tillageculture,retooningriceandIntelligentcultivation.1.前言联合国统计数据表明，到2050年，世界人口将增至89亿(Lutzetal.,2001;Cohen,2003)，对粮食的需求也随之增加。近些年来，土壤退化和城市化进程加快等使得耕地面积逐年减少。有研究表明，过去20年内，中国可耕地面积以每年25万公顷的速度减少。另外，不可再生资源的减少和耗竭，使得越来越多的粮食作物必须用作生物能源(Lobelletal.,2009)，例如利用玉米生产乙醇供汽车使用，这进一步威胁着世界粮食安全。另外，气候变暖和极端天气的频发等都给粮食生产带来了巨大压力(Pengetal.,2004)。水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，世界上有50%以上的人口以稻米为主食，特别是在人口众多的亚洲和非洲。在我国，有65%的人口以稻米为主食(凌启鸿2000)。尽管上个世纪60年代以矮杆化品种的培育、化学农药的使用及灌溉设施的改善为代表的“绿色革命”使得水稻产量大幅提升(Khush,1999)，但是人口的持续增长还是给水稻增产施加了巨大压力。研究表明，水稻的年均增长率需达到1%左右才能应对消费需求(RosegrantMW.1997)。另外，随着人们生活水平的提高，人们对于粮食的需求已不仅仅限于吃饱肚子了，消费者对稻米品质也有了一定的要求。未来必须在保障水稻产量的同时也要注重稻米品质的提升。另外，化学肥料、农药等的过量使用也给环境带来了破坏，未来农业发展要朝着可持续化方向发展。世界各地均有水稻栽培，但是主要集中在亚洲，占世界水稻总产的90%以上，中国的水稻总产居世界第一，种植面积居世界第二。我国水稻产区分为6个区：华南双季稻稻作区，华中单、双季稻稻作区，华北单季稻稻作区，东北早熟单季稻稻作区和西北干燥区单季稻稻作区。稻区的划分主要是依据温、光、水资源的分布。我国水稻种植历史源远流长，近年在湖南省澧县城头山遗址发现的距今约6500年的稻田遗迹，已有田埂及人为灌溉系统，是世界上已发现的年代最早的水稻田遗址(胡立勇2008)。我国长江流域精耕细作的传统稻作技术体系在宋代已基本建立。“面朝黄土背朝天，弯腰曲背几千年”形象地描绘了我国古代劳动人民的农事活动。“谁知盘中餐，粒粒皆辛苦”也道出了水稻生产的艰辛。随着社会的发展，科学技术有了飞速发展，但是农事管理似乎远远落后于科技和文化的发展。尽管我国已经有了机械化的推广，但是至今仍有许多地区特别是山区和丘陵地区的农作物的耕作栽培等还是依靠人力和畜力。上个世纪70年代的“家庭联产承包责任制”的实施使得农民的生产积极性大幅提高，但是近些年随着农村青壮年进城务工的增多，农村的劳动力大幅减少(Pengetal.,2009)，许多田地出现了撂荒现象，主要原因是农作物种植需要投入大量人力资源，种田收入太少。粮食需求的增加和耕地的减少使得未来必须生产更多粮食，但是劳动力投入过多使得农民不愿意种田。因此，轻简化粮食作物栽培是未来作物栽培的发展方向之一。由于水稻生产对于保障我国粮食安全具有重大意义，另外，传统的水稻栽培管理需要消耗许多人力，因此水稻的轻简化栽培是未来水稻栽培的大势所趋。本文将介绍我国水稻的传统栽培方式和6种轻简化栽培方式，叙述各种栽培方式的发展和优缺点。2.传统水稻栽培方式我国水稻传统的栽培方式为育秧移栽。育秧（raisingseedling）移栽种植水稻在我国已有2000多年的历史。育秧作业集中，便于精细化管理，有利于培育壮秧。水稻秧田期占全生育期的1/4-1/3，秧苗品质对产量的影响很大，壮秧移栽后返青快、分蘖多、穗大粒多，容易实现高产。2.1育秧移栽的过程：2.1.1.处理和浸种催芽【1】晒种。晴天晒种1-2天。薄摊勤翻，防止谷壳破裂。【2】浸种。使谷较快吸足水分，促进发芽。合抗菌剂或强氯精消毒。【3】催芽。要求达到“快齐、匀、壮”。催芽方法有地窖催芽、温室催芽、酿热物温床催芽等。连作晚稻时气温高，种谷经浸种消毒后，放置室内1-2天便自然发芽；或采用日浸夜露2-3天亦可发芽。2.1.2育秧育秧方式主要有露地湿润育秧、薄膜保温育秧和温室育秧。2.1.3移栽高产水稻插植密度与方式，是协调群体与个体的主要手段。我国不同稻区插植密度和基本苗差异较大。实践中须根据根据品种特性、土壤肥力及管理水平，水稻生长期间的气候条件，耕作制度，茬口的早迟及秧苗素质等具体条件来决定。我国水稻插植方式已由正方形密植发展为宽行窄株的条栽方式，或宽窄行条载。后者有利于田间通风透光，增加植株的有效受光量，提高光合生产率，有利于改善田间小气候，增大温差，减少病虫害发生。在适期早插的基础上要注意提高移栽质量，插秧要做到浅、匀、直、稳。栽后保持适当水深，减少叶面蒸腾，有利于早返青。育秧移栽是我国传统的水稻栽培方式，秧田和移栽田的耕整都是依靠畜力，效率低，消耗的人力也很大。而人工移栽则需要消耗极大的人力。传统的水稻育秧移栽技术已不适于现代农业的发展了。3.水稻轻简化栽培技术3.1机械移栽3.1.1机械移栽概念机械栽插（machinetransplantingriceculture）是水稻生产机械化的重要内容。步行式插秧机每小时插秧0.15-0.20hm2，相当于15-20个人工插秧面积，高速插秧机每小时插秧0.43hm2，相当于50个人工插秧面积。水稻机插栽培技术在日本和韩国的应用面积较大，近年来在我国黑龙江、吉林、辽宁、江苏、浙江、福建等省得到了快速发展。3.1.2机插秧优缺点：优点：效率高，能实现定苗移栽，插秧有序，能充分利用光能，插植深度适宜，中后期抗到性好。缺点：机械移栽会造成植伤（特别是根部），返青期长。茎蘖成穗率低。单位面积穗数多但是穗型偏小。3.2水稻抛栽3.2.1水稻抛栽技术水稻抛栽（scatteringricecultureorthrowingriceculture）是指用塑料软盘或常规育秧等方法培育带土秧苗，以人工或机械将秧苗往空中定向抛撒，利用带土秧苗自身重力落入田间定植的一种水稻秧苗移栽方式。我国于20实际80年代引进日本的抛秧技术，经过大量的试验示范和改进创新，已发展为大、中、小苗均可抛栽，尤其适用于华南稻区的双季造、晚稻，长江流域稻区的双季早稻及北方稻区的一季粳稻。3.2.2主要的抛秧育秧方式1）旱育秧抛秧技术旱育秧主要方式有塑料旱育秧，肥床旱育秧，无盘旱育秧三种。塑料旱育秧的优点是根部带土，易抛秧，易立苗；有利于规模育秧，商品化供秧。但工序复杂，需种量大，秧苗素质差，秧龄弹性小，成本高，污染大等明显缺点。肥床育秧具有延长抛秧秧龄，增大秧龄弹性，秧龄从20~45d、3~7叶都可抛栽,实现小、中、大苗抛栽,缓解了早春缺水、劳力畜力紧张造成的迟播小春田的抛秧问题,又能发挥旱育壮苗的优势,有利于构建高产群体。肥床育秧较塑料盘育秧能节约成本，减少工序，但还是具有明显的缺点：前期苗床整理工序复杂；秧苗期病虫害多，容易出现苗体弱小、带土少等问题。无盘旱育秧是以“无盘抛秧剂”为核心技术,实施包衣旱地育苗,培育壮秧,并在秧苗根部形成吸湿泥球，利于抛植立苗。这种方式既综合了塑盘旱育抛秧的带土抛植、易抛秧、易立苗的优点,又综合了肥床旱育抛秧秧龄弹性大、可培育中(大)苗壮秧、利于高产的优点，是将旱育秧技术和抛秧技术相集成的稻作新技术。2)软盘育秧抛秧技术水稻软盘育秧抛秧技术是在特制的塑料软盘上填充营养土并播下种子，经过半旱式的育秧管理后，把育成的适龄秧苗连同营养土一起抛栽到大田，再根据抛秧后的水稻生理、生态特征进行高产管理的栽培方式。3.2.3水稻抛秧的生育特性抛秧经历一种由抛到落的过程，抛栽小苗带土、秧根入土浅，田间无行株距规格，抛后秧苗姿态不一，有直立，有平躺。因此与移栽稻相比，秧苗的生理特点有很大差异，具体表现在：(1)秧苗活蔸快，没有明显的返青期。据观察，一般中小苗抛栽，抛后1天露白根，2天基本扎根，3天长新叶；(2)分蘖发生早、节位低、数量多，但成穗率稍低。水稻抛植栽培，茎节入泥浅，分蘖节位低，分蘖数增加，最高茎蘖数明显高于手插秧。据对杂交晚稻汕优64测定，抛植比插植分蘖节位低2-3个，最高茎蘖数比手插增加30%左右。(3)根系发达。抛栽的秧苗伤根少，植伤轻，入土浅，