大米是全球食用人口最多的农产品,也是中国第一大口粮。全国约有60%的人以大米为主食,可以说,几千年来,中国人的饭碗里装的最多的是大米饭。盘中餐虽美味,也总是伴随着“汗滴禾下土”的辛苦劳作。但随着我国水稻机械化生产水平的提高,农业机械代替“面朝黄土背朝天”的梦想正逐渐成为现实。

“秧好半熟稻,苗壮产量高”,秧苗是水稻机械化生产的首要环节,是稻谷丰收的基础。随着我国水稻机插秧大面积推广,传统营养土育秧的局限性日益突出。

为解决传统育秧取土难、破坏植被等问题,缓解农村劳动力紧张的困局,水稻无土育秧基质研究与应用越来越受到重视。但就是这样一种经济、社会、生态效益兼得的生产技术创新却推广缓慢。带着这个问题,记者日前深入水稻生产大省江苏探求答案。

粮安之重遭遇取土之困

今年初的一场新冠肺炎疫情,让更多人愈发认识到粮食安全的重要性。保饭碗、保口粮,首先要保大米。南京农业大学副校长丁艳峰说,中国常年种植水稻3000万公顷,占全世界水稻种植面积的20%,占全世界大米总产量的近40%,每年消费大米1.4亿吨以上,折合人均200斤左右。

水稻之所以能在中国人饭碗中占据重要位置,与近些年的量质齐升密切相关。江苏省作物栽培站副站长杨洪建告诉记者,江苏作为水稻大省,水稻种植面积达3300万亩,产量1900万吨,单产高于全国水平20%,“这主要得益于全省近70%的机械化种植水平”。

然而,从全国层面看,2018年我国水稻种植机械化水平仍不足60%。湖南省农业科学院装备研究所研究员周文说,目前国内水稻生产的耕作和收获环节基本实现了机械化作业,但种植环节仍是水稻生产全程机械化的瓶颈。

“栽培种植环节是水稻机械化难点,但也是潜力最大的环节。”周文认为,从保障粮食安全的角度来看,机插秧可以大大提高水稻生产效率,是稻米高质量发展的必由之路。

要推广水稻机插秧,规模化集中育秧是首首先要面对的问题。

20世纪80年代,我国从日本引进了水稻旱育秧技术,因其具有秧龄短、秧苗壮、可机插、省稻种、产量高等优点,迅速成为我国水稻生产的普遍栽培方式。

旱育秧技术虽好,但对苗床土的要求很高。目前,国内水稻机插秧育秧主要利用农田优质表层土,原地或异地育秧。但此方式需大量刮取农田耕作层表土,存在机械负荷大、不便于运输和规范化作业、严重破坏耕地等诸多问题。扬州大学教授戴其根告诉记者:“平均每500亩大田育秧就会破坏1亩耕地,对耕地及周边生态环境造成严重破坏。”

同时,传统营养土本身对秧苗也并不“友好”。灌云县农作物栽培技术指导站站长伏广成表示,一般的旱地大田因常年使用除草剂,土壤品质常常达不到育秧要求。若是水稻播种期遇到缺苗或者大面积死苗,将会严重影响水稻生产。

随着我国水稻机插秧的大面积推广,育秧用土的制备已成为规模化育秧的难题,这倒逼水稻从业者另寻绿色高效的育秧方式。经过多年探索,基质育秧开始引起业内外人士的关注。

育秧之变催生多重效益

那么,基质如何解决农民的“土”问题?

作为国内较早开展水稻育秧基质研发的公司,淮安柴米河农业科技股份有限公司总经理王其传对育秧基质的历史和现状颇为了解。他告诉记者,20世纪50年代开始,一些国家对育苗基质开展研究,当时发现理想育苗基质是泥炭与蛭石的混合物。我国直到进入20世纪90年代才开始自主研发。2004年,我国启动农机补贴以后,随着插秧机数量快速增多,盘育秧苗市场迅速壮大,水稻无土育秧基质逐渐受到关注。

“以前包括现在一些水稻无土育秧基质一般由泥炭(草炭)、作物秸秆、农家肥、沼渣、造纸废浆等添加化学肥料与高分子化学物质配置而成。但是,一方面化学原料添加提高了成本,对环境有一定负面影响;另一方面泥炭等原料因为不可再生,限制了无土育秧基质可持续发展。”王其传说,他牵头研发的水稻育秧基质,以农林废弃物为主要原料,经多种微生物进行高温快速发酵,形成稳定的腐殖质,根据水稻苗期营养需求和生长规律,加入缓释剂、酸碱缓冲剂及抗病促生长微生物等科学配方加工而成。

“我国农作物秸秆年生产总量约10.4亿吨,利用率仅达到70%,废弃和焚烧掉的秸秆达2亿吨以上,造成较大的资源浪费和环境污染问题。”丁艳峰说,利用农业废弃物研制替代土壤的育秧基质,不仅可以促进水稻机械化与水稻种植生态环境的协调发展,也能有效降低生产成本,提高经济、社会和生态效益。

绿色循环之外,基质育秧带来的水稻增产效果更值得关注。河南开封市顺河区农业农村局副局长郭广意说,开封地区目前种植水稻6万余亩,50%以上采用柴米河公司的基质育秧技术,秧苗苗齐、苗壮、苗匀且根系发达,每亩水稻平均增产200到300斤。

同样的种子,为什么产量会差这么多?江苏省农机推广站站长陈新华告诉记者,增产秘诀在于缩短秧龄、实现壮秧。传统的营养土育秧,通常秧龄在30-45天才能达到机插秧苗的标准,而基质育秧秧苗生长速度快、根系发达,通常只需要一半的时间即可达到机插秧标准。按照每亩水稻多生长一天可增产5公斤来计算,这为未来我国粮食增产提供了巨大的想象空间。

更为重要的是,基质育秧不仅解决了“土”的问题,更弥补了农村劳动力的不足。一方面,传统营养土育秧靠的是“老农”个人技术和经验,很难标准化,一旦营养土培肥和配制时达不到壮秧要求,就会对秧苗造成伤害。另一方面,采用外取营养土育秧的方式,劳动强度大、工序流程复杂,目前农村劳动力老化、短缺的现实,使得这种“土”办法已经很难持续。

“基质是标准化育秧‘物化了的技术’,用户只需要‘播下种、浇上水’即可育出健壮秧苗,没有稻作经验的人也很容易掌握。”王其传表示,基质质量仅是同体积土壤的1/4,劳作轻松,便于育秧机械化、规模化。目前国内水稻基质育秧面积达500多万亩,使用柴米河基质的水稻面积在200万-300万亩。

推广之难呼唤破解之道

基质育秧既然好处众多,那么相对于国内水稻总的种植面积而言,基质育秧的占比为何不高?是什么阻碍了育秧基质的推广呢?

首先是技术关。“目前无土基质应用效果及配套技术还存在一定问题。机播作业效率与无土基质吸水性能密切相关,市面上的一些产品为提升吸水性添加的一些高分子材料,其二次降解产物会对土壤造成一定危害。”戴其根说,水稻壮秧剂是以消毒为主,调节pH、施肥和化控为辅的水稻育秧制剂,农户因一时掌握不了技术,常常造成基质产品质量不稳定、育秧效果差等问题。

其次是标准关。基质育秧优势颇多,但其本身缺乏全国通用型标准,使得基质在推广时面临一些障碍。

“一把钥匙开一把锁。国内不同稻区基质原料来源、育秧模式等有较大不同,不同稻区对基质理化属性和育秧配套技术的需求不同。”南京农业大学教授、博导沈其荣表示,要因地制宜合理开发当地农业废弃物水稻基质,加快制定水稻基质生产和育秧质量标准及配套技术规范,这对水稻基质育秧领域的研究创新和产业发展具有重要的指导作用。

最后是效益关。基质育秧推广慢的另一面,与目前种田的比较效益较低有关。以江苏淮安为例,全市水稻机插秧面积180万亩,相比传统育秧方式,基质育秧每年为淮安农民带来增收2亿元。但分摊到每个农户身上,这些收益相较于外出务工,让农民缺乏足够的积极性在育秧环节提成本、下功夫。

关卡虽多,业内人士始终认为基质的推广应用是具有方向性的正确选择。

“大力推广基质育秧,符合‘藏粮于技’‘藏粮于地’的发展方针。”丁艳峰表示,相关部门应该加大对基质育秧技术的推广力度,建立基质推广补贴,将有发展潜力、有技术含量的基质育秧技术尽快落地落实,不断为保障国家粮食安全、确保丰产丰收打下坚实基础。

社会公众对高品质农产品持续增长的需求,则在很大程度上解决了基质育秧的效益问题。江苏盱眙永宁粮油贸易公司董事长姜松社表示,公司的订单农业要求合作农户必须采用柴米河基质育秧技术,这不仅有力提高稻米品质、统一产品标准,更为企业品牌的打造和促销增收奠定基础。

农村劳动力的减少,也让水稻基质育秧推广愈发必要。“水稻种植过去是个重体力活,机械化把劳动力从土地里有效解脱出来,让水稻产业的增产保持可持续性。”王其传向记者介绍,柴米河水稻育秧基质轻便、清洁,育秧基质随着秧苗的移栽又回到稻田,实现了水稻秸秆的循环利用,有效解决了秸秆处理难题,大大减少了农村劳作负担。

“基质育秧不仅能增产增收,也符合农业绿色发展的方向。”沈其荣说,水稻育秧基质商业化利用机制还不够完善,基质育秧专业化服务组织培育不足。希望国家相关部门因地制宜加快指导制定行业标准,在推广过程中为农民提供补贴,扶持壮大一批生产性服务组织,开展基质育秧全过程、托管式服务和专业化服务,为确保国家粮食安全和农民致富增收提供更强保障。