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纸载体绳播,探寻新的种植方式

2008-12-23 08:14:07 编辑來源:互联网 国际版 评论
 
 
纸载体绳播,探寻新的种植方式
捻制好的水稻种绳盘

纸载体绳播,探寻新的种植方式
水稻纸载体绳播技术田间试验

  传统播种是靠人工或半人工半机械完成耕耘、播种、覆土等工序,将裸种播入田间的。今天,这种使用了数千年的播种方法,面临着新的问题:不利于机械化大规模作业,不利于精细化管理。

  

  在国家自然科学基金的支持下,沈阳农业大学教授任文涛课题组经过多年理论研究和田间实验,首次提出了先在室内将作物种子、肥料和除草剂卷在一起制成种绳,然后再到田间播种的纸载体绳播种植理论,并解决了绳播过程中的关键技术,探索出一种多种物料动态精确定位与包容控制的新作物种植方法。

  

  种子需要“如此包装”

  

  播种方法有裸种播种和包衣播种两种形式。传统的播种作业要进行开沟、播种、施肥、施除草剂、覆土、镇压等田间作业过程。它的优点是操作简单,对生产工具要求不高。包衣播种是在种子的外表包上一层具有肥效作用的物质,使种子的形状更加规则,有利于机械化播种,也有利于作物出苗。

  

  “播种是作物种植过程中的重要环节,其作业质量的好坏直接影响产量。”任文涛对《科学时报》记者说,“手工播种难以控制行距、株距,常出现过度密植或疏密不均的问题。即使采用包衣播种,播种机的作业质量,如条播机的播种量和排种均匀性,穴播机的穴距和每穴粒数等,也会受土壤条件等因素的影响。”

  

  经过多年研究,任文涛研究组提出了纸载体绳播种植理论,其核心是将作物的播种作业分两步进行:第一步是利用研制的关键装备——种绳捻制机,在工厂内将作物种子、肥料和除草剂等按农业技术要求卷在纸带内,制成种绳盘;第二步是到田间,利用专门研制的种绳直播机进行开沟、放种绳和覆土镇压。

  

  “该技术最大的优点是能进行精确的质量控制,同时也能减轻田间劳作的工作量。”任文涛说,“种绳捻制时,不受农时季节限制,也不受土壤条件限制;又能保证种子、肥料和除草剂的相对位置和每穴用量等性能参数的标准化,为订单农业奠定了技术基础,最终实现田间作业的简单化和轻型化。这种方法不仅适用于水稻、大豆、玉米等粮食作物,更适用于蔬菜、花卉等种子价格高、穴距要求严格、肥料和农药施用量精确的经济作物。”

  

  更节约的播种方式

  

  “20世纪80年代美国等发达国家转而研究精确农业,但从本质上看,精确农业是在传统种植技术的框架内进行的,其实质仍是将种子直接播入田间。”任文涛说,所谓精确农业是利用3S(GPS全球定位系统,RS遥感,GIS地理信息系统)技术,根据田间每个操作单元的具体条件进行变量播种、变量施肥、变量施药,以增加效益、减小浪费、保护环境的农业生产管理技术。

  

  美国首先从玉米带开始,研究变量施肥和变量喷药,目前该技术已经在多种作物和土壤上得到应用,但这些技术的最小变量地块单元是1公顷。中国、澳大利亚、加拿大、德国等国的研究结果表明,该技术的应用条件是大规模农业经营、高度发达的农业机械化以及农业信息化。

  

  “从理论上讲,智能化的播种机能够根据实际情况实时地改变播种量、施肥量和喷药量等,即构成所谓的线性控制系统。但从控制技术角度考虑,播种机具不可能实时调整上述参数,否则相关部件将过度磨损,同时也将过度消耗能源。因此,这些装备必须设计成带有死区的非线性系统,即只有在工作条件差异达到一定程度时才启动变量调整系统。现阶段我国以家庭为单位的农业生产规模小,适合精确农业的大规模农业机械系统无法施展,同时农民文化水平较低,经济承受能力较弱,农业信息化程度不高。精确农业在我国实际应用还需要相当长的时间。而纸载体播种技术有利于控制杂草、节水和促进机械化,比较适合我国国情。”任文涛说。

  

  1998年,任文涛研究组开始研究纸膜覆盖水稻种植技术的节水、灭草、防病、环保和增效机理以及工艺规范。2001年又研究了水稻种绳直播种植技术的最佳种植时间、开沟深度、覆土厚度、中耕除草、水管理等方面的技术特点。

  

  “我们在前期探索性试验中,虽然也取得了不错的水稻单产,但坦白说,产量并没有明显提升,不过水、肥和农药的节省很显著。”任文涛说。

  

  以水稻播种来说,传统的方法需要育苗、泡田和插秧。育苗一亩地费用约30元;泡田一亩地用水约300立方米,水费约20元;插秧是个重体力活,1人1天只能插1亩地,成本约80元。而种绳直播只需要开一个约5公分的浅沟,放绳、填埋即可。每亩种绳成本约30元,这样每亩成本可节省约100元。

  

  “关键是,这种方法节省了大量的水、肥、种子和农药。降低了化肥、农药进入环境的几率。还有一些经济作物,种子是按粒卖的,使用这种方法,一粒种子都不会浪费。”任文涛说。

  

  一两年就可投入使用

  

  在过去4年里,该研究小组已经在此理论的指导下,在种子、肥料、除草剂和包容材料的初选,水稻种绳捻制机研制和水稻种绳直播技术等方面进行了探索性研究,研制出了纸载体种绳捻制机、播种机,并找到了合适的载体材料。

  

  目前,该研究组研制的相关机械还只是在实验室、试验田中小范围内使用。下一步课题组还要进行些基础理论研究,做一些参数优化的工作。比如种绳性能参数,怎样才能让种绳既有一定的抗拉强度、密封性,又有利于种子发芽,既无环境污染,又能在30天之内腐烂。怎样对种、肥、除草剂的比例和种子相对位置进行控制。怎样优化种绳捻制机的机械性能等。

  

  “因为机械研制部分的主要工作已完成,一两年时间就会有较成熟的技术和设备用于实际生产。但这里面可能还有个推广的过程,我们的强项是作研究,而不是进行商业推广。”任文涛说。

  (来源:科学网)
 
 
[url=http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_1889072.html][img]http://image.wangchao.net.cn/bbs/1329974663088.jpg[/img][/url]捻制好的水稻种绳盘 [url=http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_1889072.html][img]http://image.wangchao.net.cn/bbs/1329974663209.jpg[/img][/url]水稻纸载体绳播技术田间试验   传统播种是靠人工或半人工半机械完成耕耘、播种、覆土等工序,将裸种播入田间的。今天,这种使用了数千年的播种方法,面临着新的问题:不利于机械化大规模作业,不利于精细化管理。   在国家自然科学基金的支持下,沈阳农业大学教授任文涛课题组经过多年理论研究和田间实验,首次提出了先在室内将作物种子、肥料和除草剂卷在一起制成种绳,然后再到田间播种的纸载体绳播种植理论,并解决了绳播过程中的关键技术,探索出一种多种物料动态精确定位与包容控制的新作物种植方法。   种子需要“如此包装”   播种方法有裸种播种和包衣播种两种形式。传统的播种作业要进行开沟、播种、施肥、施除草剂、覆土、镇压等田间作业过程。它的优点是操作简单,对生产工具要求不高。包衣播种是在种子的外表包上一层具有肥效作用的物质,使种子的形状更加规则,有利于机械化播种,也有利于作物出苗。   “播种是作物种植过程中的重要环节,其作业质量的好坏直接影响产量。”任文涛对《科学时报》记者说,“手工播种难以控制行距、株距,常出现过度密植或疏密不均的问题。即使采用包衣播种,播种机的作业质量,如条播机的播种量和排种均匀性,穴播机的穴距和每穴粒数等,也会受土壤条件等因素的影响。”   经过多年研究,任文涛研究组提出了纸载体绳播种植理论,其核心是将作物的播种作业分两步进行:第一步是利用研制的关键装备——种绳捻制机,在工厂内将作物种子、肥料和除草剂等按农业技术要求卷在纸带内,制成种绳盘;第二步是到田间,利用专门研制的种绳直播机进行开沟、放种绳和覆土镇压。   “该技术最大的优点是能进行精确的质量控制,同时也能减轻田间劳作的工作量。”任文涛说,“种绳捻制时,不受农时季节限制,也不受土壤条件限制;又能保证种子、肥料和除草剂的相对位置和每穴用量等性能参数的标准化,为订单农业奠定了技术基础,最终实现田间作业的简单化和轻型化。这种方法不仅适用于水稻、大豆、玉米等粮食作物,更适用于蔬菜、花卉等种子价格高、穴距要求严格、肥料和农药施用量精确的经济作物。”   更节约的播种方式   “20世纪80年代美国等发达国家转而研究精确农业,但从本质上看,精确农业是在传统种植技术的框架内进行的,其实质仍是将种子直接播入田间。”任文涛说,所谓精确农业是利用3S(GPS全球定位系统,RS遥感,GIS地理信息系统)技术,根据田间每个操作单元的具体条件进行变量播种、变量施肥、变量施药,以增加效益、减小浪费、保护环境的农业生产管理技术。   美国首先从玉米带开始,研究变量施肥和变量喷药,目前该技术已经在多种作物和土壤上得到应用,但这些技术的最小变量地块单元是1公顷。中国、澳大利亚、加拿大、德国等国的研究结果表明,该技术的应用条件是大规模农业经营、高度发达的农业机械化以及农业信息化。   “从理论上讲,智能化的播种机能够根据实际情况实时地改变播种量、施肥量和喷药量等,即构成所谓的线性控制系统。但从控制技术角度考虑,播种机具不可能实时调整上述参数,否则相关部件将过度磨损,同时也将过度消耗能源。因此,这些装备必须设计成带有死区的非线性系统,即只有在工作条件差异达到一定程度时才启动变量调整系统。现阶段我国以家庭为单位的农业生产规模小,适合精确农业的大规模农业机械系统无法施展,同时农民文化水平较低,经济承受能力较弱,农业信息化程度不高。精确农业在我国实际应用还需要相当长的时间。而纸载体播种技术有利于控制杂草、节水和促进机械化,比较适合我国国情。”任文涛说。   1998年,任文涛研究组开始研究纸膜覆盖水稻种植技术的节水、灭草、防病、环保和增效机理以及工艺规范。2001年又研究了水稻种绳直播种植技术的最佳种植时间、开沟深度、覆土厚度、中耕除草、水管理等方面的技术特点。   “我们在前期探索性试验中,虽然也取得了不错的水稻单产,但坦白说,产量并没有明显提升,不过水、肥和农药的节省很显著。”任文涛说。   以水稻播种来说,传统的方法需要育苗、泡田和插秧。育苗一亩地费用约30元;泡田一亩地用水约300立方米,水费约20元;插秧是个重体力活,1人1天只能插1亩地,成本约80元。而种绳直播只需要开一个约5公分的浅沟,放绳、填埋即可。每亩种绳成本约30元,这样每亩成本可节省约100元。   “关键是,这种方法节省了大量的水、肥、种子和农药。降低了化肥、农药进入环境的几率。还有一些经济作物,种子是按粒卖的,使用这种方法,一粒种子都不会浪费。”任文涛说。   一两年就可投入使用   在过去4年里,该研究小组已经在此理论的指导下,在种子、肥料、除草剂和包容材料的初选,水稻种绳捻制机研制和水稻种绳直播技术等方面进行了探索性研究,研制出了纸载体种绳捻制机、播种机,并找到了合适的载体材料。   目前,该研究组研制的相关机械还只是在实验室、试验田中小范围内使用。下一步课题组还要进行些基础理论研究,做一些参数优化的工作。比如种绳性能参数,怎样才能让种绳既有一定的抗拉强度、密封性,又有利于种子发芽,既无环境污染,又能在30天之内腐烂。怎样对种、肥、除草剂的比例和种子相对位置进行控制。怎样优化种绳捻制机的机械性能等。   “因为机械研制部分的主要工作已完成,一两年时间就会有较成熟的技术和设备用于实际生产。但这里面可能还有个推广的过程,我们的强项是作研究,而不是进行商业推广。”任文涛说。 (来源:科学网)
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