水稻覆膜插秧設(shè)備正在工作。 　　本文圖片均由南京農(nóng)業(yè)機械化研究所提供

研究團隊在試驗打孔栽插部件。

　　日前，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所聯(lián)合江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、江蘇玖順農(nóng)業(yè)機械有限公司研制的自動水稻覆膜插秧技術(shù)裝備在江蘇試驗示范，該技術(shù)開啟了我國水稻覆膜插秧新模式，可有效替代化學(xué)除草劑使用，在提升作業(yè)效率的同時，省工節(jié)本、綠色增效優(yōu)勢顯著。

　　全自動水稻覆膜插秧技術(shù)的基本作業(yè)流程是怎樣的？與傳統(tǒng)插秧相比，有哪些顛覆性改進？對生態(tài)環(huán)境和農(nóng)田健康有哪些積極影響？本報記者采訪了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所研究團隊。

　　

　　設(shè)想，從痛點出發(fā)

　　試驗田間，機械轟鳴聲打破了夏日的寧靜，一臺外形簡潔、動作精準(zhǔn)的設(shè)備正在水田里來回穿梭：它先從膜卷中拉出一層薄膜平鋪在田面上，再精準(zhǔn)破膜打孔、對孔插秧，整套動作一氣呵成。正是這套看似簡單的動作，背后卻承載著農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重任。

　　“我們之所以研發(fā)這項技術(shù)，其實是被現(xiàn)實問題‘逼’出來的”。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所種植團隊首席張文毅坦言，“水稻是我國最重要的糧食作物，在養(yǎng)活14億多人口中扮演著不可替代的角色，但伴隨而來的環(huán)境代價也不容忽視?！?/p>

　　張文毅介紹：“首先是農(nóng)業(yè)面源污染。南方稻區(qū)多雨水，化肥、農(nóng)藥容易通過地表徑流進入環(huán)境水體，導(dǎo)致富營養(yǎng)化、藻類暴發(fā)。相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示，稻田氮肥利用率僅為40%左右，不僅造成大量浪費，還嚴(yán)重污染水源。其次是碳排放問題。目前前茬秸稈以還田為主，在稻田淹水環(huán)境下易導(dǎo)致厭氧發(fā)酵，大量秸稈腐熟產(chǎn)生甲烷等氣體排放，據(jù)測算稻田每公頃每季可排放1-3噸二氧化碳當(dāng)量的溫室氣體?！?/p>

　　“我們不想解決一個問題卻制造出另一個?！睆埼囊阏f，傳統(tǒng)的除草方式依賴化學(xué)除草劑，對水體及生態(tài)構(gòu)成威脅，采用人工除草則成本高、效率低。

　　“能不能找到一個方法，既省工，又環(huán)保？”這個念頭逐漸催生了“水稻覆膜插秧”的設(shè)想。

　　事實上，覆膜種植并非新鮮概念。早在本世紀(jì)初，科研人員就注意到地膜覆蓋對水稻生長的促進作用：增溫、促根、早熟、保肥。只是當(dāng)年所用的塑料地膜難以降解，留下“白色污染”的后遺癥。

　　真正讓這個理念得以落地的，是材料科技的突破。2020年前后，隨著全生物降解地膜的自主國產(chǎn)化，科研團隊終于找到了破解綠色環(huán)保與優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)矛盾的“鑰匙”——在覆膜的同時，秧苗能精準(zhǔn)插入膜下土壤；隨著水稻生育進程的更替，地膜逐步自動降解為與環(huán)境友好的無害物質(zhì)，實現(xiàn)生態(tài)循環(huán)。這項技術(shù)從設(shè)想變成現(xiàn)實，整整準(zhǔn)備了5年。

　　創(chuàng)新，提高精準(zhǔn)度

　　要讓一項農(nóng)業(yè)技術(shù)在田間真正落地，并不是“換個機器”那么簡單。水稻自動覆膜插秧技術(shù)的核心挑戰(zhàn)在于：精準(zhǔn)化。

　　“從表面看，我們是在給稻田蓋一層‘被子’，然后插上秧苗，但真正難的是每個步驟都要無縫銜接。”團隊副研究員紀(jì)要解釋道，整個作業(yè)流程分為：鋪膜、展平、壓膜、打孔、插秧、切膜六大環(huán)節(jié)，任何一個環(huán)節(jié)精度不夠，都會影響栽插及成苗質(zhì)量，秧苗與膜孔的錯位，易造成栽后秧苗難以成活，導(dǎo)致基本苗不足，影響產(chǎn)量。

　　首先是膜的貼合度問題。生物降解地膜親水性不強，貼泥性弱，如果膜面不平或壓膜不緊實，膜下存有氣泡和水層，導(dǎo)致插秧時秧苗容易擱秧、漂秧。為此，團隊優(yōu)化了展平結(jié)構(gòu)，并改進壓膜裝置，保證膜面與泥面緊密貼合，無褶皺無氣泡。

　　接下來是打孔插秧的精準(zhǔn)配合。紀(jì)要說：“假如打的膜孔太小，秧苗插不進去；膜孔過大，雜草又從膜洞滋生?！睘榱私鉀Q這一矛盾，團隊引入“插秧—打孔對位控制系統(tǒng)”，不斷優(yōu)化打孔器結(jié)構(gòu)和插秧機構(gòu)的同步性，實現(xiàn)了小口徑破膜與秧苗定位插入的精準(zhǔn)匹配。

　　還有一個看似老生常談的難點——耕整地。不同于傳統(tǒng)插秧，覆膜插秧對耕地平整度要求較高。秸稈還田質(zhì)量不高、表層浮茬多、整地質(zhì)量差田面起伏過大，都會導(dǎo)致覆膜栽插質(zhì)量不高?！盀榇宋覀冡槍Ω材げ逖韺ｉT制定了一套規(guī)范化的深耕、埋茬、平整、機插的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保膜鋪得穩(wěn)、苗插得準(zhǔn)?！苯K省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)用新材料創(chuàng)新團隊首席徐磊副研究員說。

　　如今，這一套自動化設(shè)備已經(jīng)可以完成日作業(yè)面積25畝以上，顯著減少了人力投入，突破了傳統(tǒng)覆膜切膜壓膜等環(huán)節(jié)依賴人工輔助作業(yè)的瓶頸。

　　這背后，是團隊上百次的田間試驗、無數(shù)次的結(jié)構(gòu)改進，以及對高質(zhì)量覆膜插秧的執(zhí)著追求。不僅要讓秧苗插得準(zhǔn)，還能長得好。

　　展望，推進智能化

　　如今，水稻覆膜插秧設(shè)備已經(jīng)在江蘇、安徽、浙江、黑龍江等地推廣應(yīng)用，尤其在黑龍江的寒地稻區(qū)表現(xiàn)突出。據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶反饋，覆膜后田間溫度提高了2℃—5℃，原本擔(dān)心春季低溫影響出苗，現(xiàn)在出苗快了，還提早成熟了3到5天。

　　在長江中下游稻區(qū)，這項技術(shù)則成為有機水稻種植的新利器。通過物理覆蓋，徹底擺脫化學(xué)除草劑依賴，不僅節(jié)省成本，還符合綠色有機發(fā)展的需求。隨著人工成本上漲，這樣的替代效益愈發(fā)凸顯。

　　從宏觀生態(tài)層面看，這項技術(shù)的綠色增效潛力不容小覷：節(jié)水30%，減少灌溉成本；增產(chǎn)5%以上，助力水稻單產(chǎn)的提升；降低農(nóng)業(yè)面源污染，提升農(nóng)田生態(tài)；減少溫室氣體排放，支撐國家“雙碳”目標(biāo)。

　　“這不僅是一種機械創(chuàng)新，更是一種農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重構(gòu)?！睆埼囊阏f。對于未來，他們還有進一步的規(guī)劃。“我們希望優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，提升在不同土壤環(huán)境的適應(yīng)性，同時，推進裝備的智能化，提高作業(yè)精準(zhǔn)度和效率。希望通過政策引導(dǎo)和技術(shù)服務(wù)，加快技術(shù)的推廣普及?！彼f。

　　從污染減排到節(jié)水增效，從人工替代到智能控制，這項自動水稻覆膜插秧技術(shù)的“落地生根”，不僅是一次機械化稻作方式的轉(zhuǎn)型升級，也是一次面向未來的綠色實驗。

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