“雜交稻跟傳統水稻不一樣，一穴播種1到2粒，既能省種還能高產，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，讓江蘇大學農業工程學院李耀明教授記憶猶新。
水稻要高產，育苗是關鍵。歷時30多年的研發攻關，李耀明團隊研發的“整盤氣吸式水稻精量對穴育秧播種技術”成功實現了產業化，經鑒定總體技術處于國際先進水平，前不久，該技術入選農業農村部2024年農業機械裝備類主推技術。
全新技術路線：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展，水稻精量育種播種技術裝備成為影響水稻產量和質量的關鍵一步。
水稻種子經過浸種催芽后，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。”
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--排種器的創新。
20世紀80年代大學畢業留校以后，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。他曾經也在機械式排種的路上一直繞圈，有一次與一位不從事農機的老教授交流，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。”
一句提醒讓李耀明醍醐灌頂，有沒有一種全新的技術路線，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。”團隊成員陳進教授介紹，經過測試，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。
在江蘇大學農機大院里一次次試驗中，數據總是不夠理想：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象，他意識到種子在運動狀態的時候，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”。
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10%，每畝可節約種子0.495kg以上。
為什么要在數據上如此追求完美？李耀明給記者算了一筆賬：按照水稻畝均產量600公斤來估算，產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6900萬噸，按照水稻銷售價格為3元/kg，則水稻種植用戶增產收益為207億元，雜交水稻種子價格為60元/kg，則節約種子成本34.16億元，間接經濟和社會效益都十分顯著。
助力大面積單產提升
根在應用，魂在創新。整盤氣吸式精量對穴育秧播種技術已授權日本、英國、瑞士國際發明專利4件、中國發明專利15件、實用新型專利20件，發表SCI/EI論文21篇，編制企業標準2項。
科學研究的過程中，團隊也注重產業化應用和技術推廣示范，合作企業常州市風雷精密機械有限公司也結合工廠工藝，創新性提出了橫向進盤方式，結合雙工位高效播種、多工位灑水、自動加營養土、自動加種、自動疊盤實現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，公司銷售產品1023臺，新增收入9219萬元，在全國水稻主產區江西、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節，這種育秧生產線第一不傷根，第二精量播種、節省種子，是我們國家推廣水稻機械化插秧的一個關鍵環節。”2022年現場參觀生產線時，中國工程院院士、華南農業大學教授羅錫文仔細檢查了多個種盤，給出了高度評價。
農機農藝融合，推動糧食大面積單產提升，推動農業生產提質增效，是江蘇大學以李耀明為代表的農機人的共同追求。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
