智能滴灌系统节水实证研究全球水资源短缺与农业发展之间的矛盾日益突出,传统粗放式灌溉方式不仅造成水资源的大量浪费,还可能导致土壤盐碱化与养分流失。在此背景下,基于物联网(IoT)、传感器网络和自动控制技术的
水稻全程机械化薄弱环节攻关
水稻是我国重要的口粮作物,其生产全程机械化对于保障国家粮食安全、降低生产成本、提高作业效率具有重要意义。近年来,随着农机购置补贴政策和先进适用农机具的推广,我国水稻耕种收综合机械化率已超过85%,但“全程机械化”并非“全面机械化”,在种植、植保、烘干等环节仍存在明显的薄弱环节,亟需开展技术攻关与装备创新。
从全程机械化作业链来看,水稻生产主要涉及耕整地、种植、植保、收获、烘干及秸秆处理等环节。各环节机械化发展并不平衡,呈现出明显的“中间弱、两头强”特征。下表展示了当前各环节的大致机械化水平:
| 作业环节 | 主要机械 | 当前机械化率 | 薄弱程度 |
|---|---|---|---|
| 耕整地 | 水田拖拉机、旋耕机 | 约97% | 基本解决 |
| 种植 | 插秧机、直播机 | 约58% | 突出短板 |
| 植保 | 喷雾机、植保无人机 | 约45% | 较薄弱 |
| 收获 | 联合收割机 | 约93% | 基本解决 |
| 烘干 | 谷物烘干机 | 约50% | 明显滞后 |
| 秸秆处理 | 打捆机、粉碎机 | 约65% | 有提升空间 |
由上表可见,种植环节的机械化率远低于耕整地和收获环节,成为全程机械化最突出的短板。由于水稻育秧技术复杂、栽插作业环境差,传统人工插秧仍占相当比例。此外,植保环节存在药液利用率低、施药机械适应性差等问题;烘干环节则因设施投入大、能耗高等原因,导致部分稻农仍依赖自然晾晒,遇阴雨天气极易造成霉变损失。
针对这些薄弱环节,各地应立足实际,分环节制定攻关方案,重点在以下几个方面发力:
一、种植环节:突破高效移栽与精量直播技术。加快研发高性能钵苗移栽机和侧深施肥插秧机,实现“带肥下田、带药下田”,减少后续追肥施药压力。同时,结合工厂化育秧,推广叠盘暗出苗、基质育秧等节本增效技术,提升秧苗素质和机插质量。
二、植保环节:推进精准智能施药。发展基于物联网的智能植保无人机和自走式喷杆喷雾机,利用变量施药技术,根据病虫草害分布和气象条件自动调节药量。通过北斗导航实现仿地飞行,确保丘陵山区和水田环境的作业稳定性和农药利用率。
三、烘干环节:发展绿色智能烘干设施。大力推广热泵型谷物烘干机和生物质燃料烘干机,降低能耗和碳排放。应用水分在线传感和自动控制系统,实现精准控温控湿,提高稻谷烘干品质。同时支持合作社建设区域性烘干中心,解决小农户晒粮难问题。
四、丘陵山区:补上小型机械短板。我国水稻种植仍有相当部分分布在丘陵山区,这些地区田块小、坡度大、道路窄,难以使用大型机械。应研发轻简化乘坐式插秧机、小型履带式收割机和微型耕种机,并配套适宜的山地轨道运输装置,提升丘陵山区水稻生产的机械化水平。
五、信息化与智能管理:提升全程机械化软实力。构建耕种收全程农机作业远程监测平台,实时采集作业轨迹、质量参数和油耗数据,为农机调度、作业补贴和保险理赔提供支撑。利用5G、大数据等技术,推动智能农机与智慧农业深度融合,实现“农机+农艺+信息”协同。
为了更清晰地指导攻关行动,下表汇总了各薄弱环节的关键技术和近期目标:
| 薄弱环节 | 关键技术装备 | 近期目标 |
|---|---|---|
| 种植 | 钵苗移栽机、侧深施肥插秧机 | 机插率≥65% |
| 植保 | 智能植保无人机、变量施药系统 | 机械化率≥60% |
| 烘干 | 热泵烘干机、智能控制系统 | 机械化率≥70% |
| 丘陵山区 | 小型履带收割机、山地轨道运输机 | 综合机械化率提高5个百分点 |
通过上述攻关,预计到“十五五”期末,我国水稻种植机械化率有望提升至70%以上,烘干机械化率达到70%,植保机械化率达到65%,丘陵山区水稻机械化率增幅将明显高于全国平均水平。全程机械化将从“能用”向“好用”“智用”升级,为水稻产业高质量发展提供有力装备支撑。
水稻全程机械化薄弱环节攻关是一项系统工程,既需要机械装备的创新,也需要农艺制度、基础设施和管理服务的协同。只有紧盯短板、集中攻关、示范推广,才能切实提升水稻生产全程机械化水平,筑牢国家粮食安全根基。
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