“雜交稻跟傳統(tǒng)水稻不一樣，一穴播種1到2粒,，既能省種還能高產(chǎn)，但是我們的水稻精量播種裝備沒有跟上,，甚至在世界上還是空白,。”15年前,，在廣東召開的一次水稻種植現(xiàn)場會上,，雜交水稻之父、中國工程院院士袁隆平的這句話,，讓江蘇大學農(nóng)業(yè)工程學院李耀明教授記憶猶新,。
水稻要高產(chǎn)，育苗是關鍵,。歷時30多年的研發(fā)攻關,，李耀明團隊研發(fā)的“整盤氣吸式水稻精量對穴育秧播種技術(shù)”成功實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，經(jīng)鑒定總體技術(shù)處于國際先進水平,，前不久,，該技術(shù)入選農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2024年農(nóng)業(yè)機械裝備類主推技術(shù)。
全新技術(shù)路線：氣吸＋針吸
中國是種植水稻歷史最悠久的國家,，播種面積居世界第二,，總產(chǎn)量居世界第一,。
俗話說，苗好三成收,，秧好一半功,。我國水稻種植主要采取秧苗移栽的方式，隨著水稻集中育秧中心的加快發(fā)展,，水稻精量育種播種技術(shù)裝備成為影響水稻產(chǎn)量和質(zhì)量的關鍵一步,。
水稻種子經(jīng)過浸種催芽后，胚芽開始萌動,，露白就可以播種,。種子越少，播種要求越高,，精量播種一直是世界性難題,。目前，我國育秧播種裝備以機械式排種為主,，李耀明介紹,，“這種裝備有明顯的缺點，比如播種精度低,、均勻性差,，機械運動也會造成損傷，傷種率高而且種子浪費嚴重,?！?/p>
從一張穴盤播150克種子到只播25克種子，且單穴播種合格率高于92%,，李耀明道出了其中的奧秘：主要靠核心部件--排種器的創(chuàng)新,。
20世紀80年代大學畢業(yè)留校以后，李耀明拿到的第一個省部級課題就是關于水稻育秧播種裝置,。他曾經(jīng)也在機械式排種的路上一直繞圈,，有一次與一位不從事農(nóng)機的老教授交流，老教授談道：“從力學的角度來說,，氣壓,、液壓和機械式是相輔相成的?！?/p>
一句提醒讓李耀明醍醐灌頂,，有沒有一種全新的技術(shù)路線，既有效保護種子又精準對穴,？他帶領團隊不走尋常路,，最終采取了與機械式完全不同的方式--氣吸式，保證種子受損率≤0.5%,；在精度上,，團隊則采用了吸針式,，直徑1-1.2毫米的吸孔可以實現(xiàn)精量播種，“一針一穴,、一針一粒,，比如，江蘇的晚粳稻要求播種3-4粒,，再生稻2-3粒,，按照水稻品種的要求，只要更換吸種盤就可以實現(xiàn),?！眻F隊成員陳進教授介紹，經(jīng)過測試,，吸針式精量播種的合格率≥92%,、空穴率≤1%。
讓種子“沸騰”起來
科學研究的過程并非一帆風順,。
在江蘇大學農(nóng)機大院里一次次試驗中，數(shù)據(jù)總是不夠理想：整盤吸種率忽高忽低,，有的時候能吸上來九成以上,，有時候卻一半也吸不上來。有一次吸種率很低的時候,，學生不耐煩地拿了根棍子重重敲了下放種子的種盤,，吸種率一下提高到80%，再使勁敲下,，竟然達到了90%,。
李耀明沒有忽略這個奇怪的現(xiàn)象，他意識到種子在運動狀態(tài)的時候,，被吸附的成功率可能更高,，于是提出，“要讓種盤中的種子始終處在‘沸騰’狀態(tài)”,。
種子在什么樣的振幅,、頻率下，吸種率可以提高,？負壓的大小是多少,？吸針是平是凸，還是直接用不同孔型的吸孔好,？科學問題一鉆就是十幾年,，終于把原理問題弄通。光是振動問題上,，團隊先后嘗試了機械式,、電磁式,、氣缸或者液壓缸低頻振動，不斷地完善方案,，確保吸種率能達到99%左右,。
在貴州、四川,、江蘇等多地試驗結(jié)果表明,，整盤氣吸式播種方式比同期機械式排種方式每畝可增產(chǎn)10%，每畝可節(jié)約種子0.495kg以上,。
為什么要在數(shù)據(jù)上如此追求完美,？李耀明給記者算了一筆賬：按照水稻畝均產(chǎn)量600公斤來估算，產(chǎn)品獲得推廣面積為全國水稻種植面積（4.6億畝）的1/4即1.15億畝,，水稻增產(chǎn)6900萬噸,，按照水稻銷售價格為3元/kg，則水稻種植用戶增產(chǎn)收益為207億元,，雜交水稻種子價格為60元/kg,，則節(jié)約種子成本34.16億元，間接經(jīng)濟和社會效益都十分顯著,。
助力大面積單產(chǎn)提升
根在應用,，魂在創(chuàng)新。整盤氣吸式精量對穴育秧播種技術(shù)已授權(quán)日本,、英國,、瑞士國際發(fā)明專利4件、中國發(fā)明專利15件,、實用新型專利20件,，發(fā)表SCI/EI論文21篇，編制企業(yè)標準2項,。
科學研究的過程中,，團隊也注重產(chǎn)業(yè)化應用和技術(shù)推廣示范，合作企業(yè)常州市風雷精密機械有限公司也結(jié)合工廠工藝,，創(chuàng)新性提出了橫向進盤方式,，結(jié)合雙工位高效播種、多工位灑水,、自動加營養(yǎng)土,、自動加種、自動疊盤實現(xiàn)整盤氣吸式播種過程自動化,，每小時工作效率可達到2073盤,。近3年，公司銷售產(chǎn)品1023臺，新增收入9219萬元,，在全國水稻主產(chǎn)區(qū)江西,、貴州、湖南,、福建,、云南、廣西,、浙江,、重慶等地進行示范推廣，累計應用面積超過519萬畝,，種植戶增收10.9億元,。
“目前我國推廣機械化插秧的難點都卡在育秧的環(huán)節(jié)，這種育秧生產(chǎn)線第一不傷根,，第二精量播種,、節(jié)省種子，是我們國家推廣水稻機械化插秧的一個關鍵環(huán)節(jié),?！?022年現(xiàn)場參觀生產(chǎn)線時，中國工程院院士,、華南農(nóng)業(yè)大學教授羅錫文仔細檢查了多個種盤,，給出了高度評價。
農(nóng)機農(nóng)藝融合,，推動糧食大面積單產(chǎn)提升，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效,，是江蘇大學以李耀明為代表的農(nóng)機人的共同追求,。李耀明也表示，水稻精量播種裝備依然任重道遠：水稻種子表面有小毛刺,，吸取時會發(fā)生粘連或者掉落,，水稻品種繁多，形狀各異,、千粒重差別大,，如何進一步提升裝備的播種精度和適應性，還將成為團隊下一步繼續(xù)攻關的重點,。
文章來源：江蘇科技報 2024年6月7日
文章鏈接：http://www.jskjb.com:8081/xpaper/news/128448/140503/154241-1.shtml
