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任文涛小组:纸载体绳播,探寻新的种植方式

来源:www.timetimetime.net 时间:2020-01-29 编辑:智慧

作者:张双湖资料来源:科学时报发布日期:2008年

任温韬的团队:纸载体绳播,探索一种新的种植方法

扭转水稻种子绳轮

水稻纸载体绳播技术田间试验

传统播种依靠人工或半人工半机械过程,如翻耕、播种和覆土在田间播种裸种 如今,这种已经使用了几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和精细化管理。

在国家自然科学基金会的支持下,经过多年的理论研究和田间试验,沈阳农业大学教授任温韬的研究小组首先提出了纸载体绳索种植理论,将作物种子、肥料和除草剂在室内卷在一起形成种子绳索,然后在田间播种。解决了绳索种植过程中的关键技术,探索了一种对各种物料进行动态精确定位和围堵控制的作物种植新方法。

种子需要“这样包装”

播种方法包括裸籽播种和包衣播种 传统的播种作业包括开沟、播种、施肥、施用除草剂、覆土、压榨等田间作业 其优点是操作简单,对生产工具要求低。 包衣播种是在种子外表面覆盖一层具有肥效的物质,使种子形状更加规则,有利于机械化播种和作物出苗。

“播种是作物种植过程中的重要环节,其操作质量直接影响产量 任温韬告诉记者《科学时报》,“人工播种很难控制行距和行距,经常会导致种植密度过大或密度不均匀的问题。” 即使采用覆膜播种,播种机的作业质量,如播种量和播种机的均匀性、播种机的穴距和每穴粒数,也会受到土壤条件等因素的影响。 ”

经过多年的研究,任温韬的研究小组提出了纸载体绳播的理论,其核心是将农作物的播种作业分为两步:第一步是利用研发的关键设备种子绳捻机,根据工厂农业技术的要求将农作物的种子、肥料和除草剂卷成纸带,制成种子绳盘;第二步是去田里,用专门研制的种子绳直播机开沟、放种子绳和覆土进行镇压。

”这项技术的最大优点是可以进行精确的质量控制,同时减少现场工作的工作量。 任温韬说,“当绳子被扭曲时,它不受耕作季节或土壤条件的限制。而且可以保证种子、肥料、除草剂的相对位置、各穴用量等性能参数的标准化,为订单农业奠定技术基础,最终实现田间作业的简单化和轻量化。 该方法不仅适用于水稻、大豆、玉米等粮食作物,也适用于种子价格高、穴距要求严格、肥料和农药施用量准确的蔬菜、花卉等经济作物 "

更经济的播种方法

“20世纪80年代,美国等发达国家转向精准农业,但从本质上讲,精准农业是在传统种植技术的框架内进行的,其本质仍然是将种子直接播种到地里。 任温韬表示,精准农业是一项农业生产管理技术,它利用3S(全球定位系统、遥感、地理信息系统)技术,根据田间各作业单元的具体情况进行变量播种、变量施肥和变量施药,从而增加效益、减少浪费、保护环境。

美国从玉米带开始,研究变量施肥和变量农药喷洒。目前,这项技术已经应用于各种作物和土壤,但这些技术的最小可变地块单位是1公顷。 中国、澳大利亚、加拿大、德国等国家的研究结果表明,该技术的应用条件是大规模农业管理、高度发达的农业机械化和农业信息化。

“理论上,智能播种机可以根据实际情况实时改变播种量、施肥量和喷洒量,构成所谓的线性控制系统 然而,从控制技术的角度来看,播种机不可能实时调整上述参数,否则相关零件会过度磨损,能量会过度消耗。 因此,这些设备必须设计为具有死区的非线性系统,即只有当工作条件的差异达到一定程度时,可变调节系统才会启动。 目前,我国以家庭为基础的农业生产规模较小,适合精准农业的大型农业机械系统无法投入使用。同时,农民文化水平低,经济承受能力弱,农业信息化程度不高。 精准农业在我国的实际应用需要相当长的时间。 纸载体播种技术有利于除草、节水和机械化,更适合中国国情。 ”任温韬说道

1998年,任温韬的研究小组开始研究节水、杀草、防病、环保、增效的机理以及覆膜水稻种植技术的工艺规范。 2001年,我们还研究了水稻种子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、水分管理等方面的技术特点。

“虽然我们在早期的探索性试验中也取得了良好的水稻产量,坦率地说,产量并没有显着增加,但是在水、肥料和农药方面的节约是显着的。 ”任温韬说道

就水稻播种而言,传统方法需要育苗、浸种和插秧。 每亩土地育苗的费用大约是30元。一亩泡田用水量约300立方米,用水量约20元。插秧是一项繁重的劳动。一个人一天只能移植1亩土地,大约需要80元。 然而,直接播种种子绳只需要打开一个大约5厘米的浅沟,把绳子埋起来。 每亩种植绳索的成本约为30元,因此每亩成本可节省约100元。

“关键是这种方法节约了大量的水、肥料、种子和杀虫剂 化肥和农药进入环境的可能性降低 还有一些经济作物的种子是一粒一粒出售的。使用这种方法,不会浪费种子。 ”任温韬说道

可在一两年内投入使用

在过去的4年中,在这一理论的指导下,研究团队在种子、肥料、除草剂和遏制材料的初选、水稻种绳捻线机和水稻种绳直播技术的开发等方面进行了探索性研究,开发了纸载体种绳捻线机和播种机,并找到了合适的载体材料。

目前,研究小组开发的相关机器仅用于实验室和实验领域的中小型领域。 下一步,研究小组将进行一些基础理论研究和参数优化工作。 例如,种子绳的性能参数,如何使种子绳具有一定的抗拉强度和紧密性,并有利于种子萌发,不污染环境,并能在30天内腐烂 如何控制种子、肥料和除草剂的比例以及种子的相对位置 如何优化种子绳捻线机的机械性能

“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。

《科学时报》 (2008-12-22 A4 科学基金)

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