種膜直播與其他播種方式在農(nóng)田試驗現(xiàn)場“PK”。
把稻種精準地“放”到“紙”中，再把“紙”鋪到田里，不用育秧、插秧、撒種等繁重勞動，依靠全自動化、機械化操作，就能輕松種出高產(chǎn)水稻。
記者近日從廣東工業(yè)大學獲悉，該校機電工程學院黎勉教師團隊提出了“車間+田間”的綠色環(huán)保農(nóng)業(yè)種植新理念，研發(fā)了農(nóng)作物直播新技術及成套裝備設計制造應用技術，與高校、企業(yè)和農(nóng)業(yè)研究機構合作，突破了系列技術瓶頸，并于近日的水稻直播田間試驗中，一次性獲得成功，顯示出了良好的技術與應用價值。
技術突破:
“車間”完成水稻播種
水稻種植是個重體力勞動，為了將廣大農(nóng)民從繁重的體力勞動中解放出來，拋秧、插秧機、無人機飛播、機械穴播等諸多新技術應運而生。但雜交水稻種子有著分蘗強、每穴只需1~2粒種子等特點，對栽培技術尤其是播種的均勻度和精度提出了更高要求，現(xiàn)有各種方法都難以達到。黎勉團隊提出的“種膜直播”技術，為這一農(nóng)業(yè)難題的破解提供了工業(yè)化的新思路。
“種膜直播技術主要分為兩道工序，一是種膜成型，即按照最佳株行距將種子點放在滿足一定強度要求、無污染的紙上，再覆蓋一層面紙，制成種子膜?！睋?jù)黎勉介紹，團隊研發(fā)的種膜成型設備，把播種這個環(huán)節(jié)從田間搬到了車間，省時、省事、省力，且不受天氣等環(huán)境因素的影響，實現(xiàn)全天候生產(chǎn)；種膜還有阻斷雜草生長空間、有效抑制雜草的良好效果?！霸O備還可根據(jù)不同作物的生長特性調節(jié)株行距、種植密度等參數(shù)，適用于多種農(nóng)作物的直播。”
“第二道工序是施肥鋪膜，即把制好的種膜鋪到田地里?！眻F隊研發(fā)自動鋪膜施肥一體機，可同時完成鋪膜與施肥，配合大顆粒緩釋農(nóng)家肥，按穴精準施肥，提高肥料的利用率，減少使用量?！鞍艳r(nóng)機與農(nóng)藝有機結合起來，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)化、規(guī)?；！?/p>
發(fā)揮余熱：
用科研成果為農(nóng)民解憂
黎勉說，幾十年前就曾聽說，把稻種放在蔗渣紙上，再把紙鋪在田里就能完成種植。但究竟怎么放、怎么鋪卻無從得知，限于當時的技術條件，這種方法淪為“紙上談兵”，黎勉卻把它記在了心里。
1977年，黎勉從廣東省機械學校（廣東工業(yè)大學前身之一）畢業(yè)后留校任教。在校期間，他參加了伺服壓力機、瓦楞紙板橫切機、電動汽車驅動電機等多項科研項目，2次獲得省科技進步獎。半生投身科研，在2017年退休后，一則云貴地區(qū)耕地丟荒的新聞引發(fā)了他的思考。黎勉深知農(nóng)民艱辛不易，現(xiàn)在退休有時間了，能否發(fā)揮余熱把自己幾十年科研經(jīng)驗用在農(nóng)業(yè)上？
黎勉將想法與團隊的朱錚濤、陳益民兩位老師一說，大家一拍即合，兩位教師表示，“項目構思很好，完全符合國家戰(zhàn)略需求，即使沒有立項、不計入工作量，也愿意一起干，把智能制造的科研成果寫在祖國大地上！”學校原副校長孫友松教授也十分支持，盡管年近八旬，他也經(jīng)常和課題組一起下工廠，到田間地頭，為項目出謀劃策，使他們深受鼓舞。
刻苦攻關：
“紙上播種”照進現(xiàn)實
說起來簡單的事情，要實現(xiàn)卻沒那么容易。由于是個“自選項目”，尚未立項就啟動，困難很多，最大的問題就是經(jīng)費。黎勉聯(lián)系校友獲得經(jīng)費、設備等贊助，解決了起步的困難。
技術上也面臨重重難關。首先是制備種膜。稻種形狀不規(guī)則，又很“嬌貴”，不能受任何機械和溫度的損傷，需要將“精準”數(shù)量的種子，“精準”地分布到膜上并固定，稻粒的抓取、分布、定位以及紙張的結合等技術難度大；“種膜制備的機械化、自動化，是實現(xiàn)種膜直播技術產(chǎn)業(yè)化的關鍵?！币獙崿F(xiàn)連續(xù)、高速作業(yè)，在收卷、張力控制、漏種監(jiān)測等自動化技術上也面臨新的挑戰(zhàn)；還要保證包覆在膜中的稻種能生根出苗，既要有生物學方面的考量，又要有機械工程、材料科學的智慧。
他們首先手工制作種膜，在盆里試驗，探索解決基本技術問題，然后自己動手搭建了首臺實驗室自動制膜樣機，并聯(lián)系合作廠家，完成了工業(yè)化二代樣機的研制，實現(xiàn)了種膜的小批量生產(chǎn)。在團隊的不懈努力下，難題一個個被拿下。他們也獲得多項技術成果，目前已獲專利授權7件。
此外，由于項目涉及農(nóng)作物栽培、輕工造紙、環(huán)保、機械、自動化等多個領域，團隊還聯(lián)系其他高校、企業(yè)、農(nóng)業(yè)研究機構等尋求合作。為了解決水稻栽培的農(nóng)業(yè)技術問題及進行種植試驗，他們得到了廣東省農(nóng)科院水稻研究所的大力支持。團隊還聯(lián)系華南理工大學國家造紙重點實驗室，開發(fā)基于稻草的無公害種膜專用紙。
2021年，直播技術的田間試驗表明，種膜直播栽培的水稻與機械穴播的畝產(chǎn)量基本持平，比飛機直播畝產(chǎn)增產(chǎn)21.1%；種膜直播的耗種量比機械穴播少約1/3，比無人機飛播少2/3，顯示出了良好的技術與應用價值，當年的“紙上談兵”終于成為實實在在、惠民為民的技術。
“‘工科人’講究有想法就要去做，有夢想就要實現(xiàn)?！崩杳阏f。種膜直播技術及其設備除了運用在水稻種植中，還可廣泛運用于其他作物的栽培及生產(chǎn)中，實現(xiàn)農(nóng)作物田間播種的工廠化及自動化。未來，團隊還將開展更多作物、更大范圍的試驗，并將借助廣工在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等方面的研究優(yōu)勢，進一步發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”在智能農(nóng)業(yè)裝備制造中的優(yōu)化和集成作用，推動農(nóng)業(yè)智能裝備的發(fā)展，為國家鄉(xiāng)村振興及糧食安全問題的解決貢獻“廣工智慧與力量”。(林霞虹 杜清)
（責任編輯：蔡文斌）
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