定向播种是玉米种植业发展的重大技术创新

刘闻铎

《2008～2020年国家粮食安全中长期规划纲要》提出，12年间我国粮食要求增产500亿公斤。我国玉米约占粮食总产量35%，玉米增产目标应为175亿公斤。本文核心是推广玉米定向播种是实现增产玉米250亿公斤战略目标的重大技术措施。本文所涉及的“玉米种子精选工艺与定向栽培设备”项目已经列入国家十二五农业装备863计划。

一、技术背景

农业生产的实质是借助植物叶片的光合作用把太阳光能转化为有机物的过程；玉米合理密植，增加全田叶面积，以充分利用阳光、积温和土地资源，最大限度地发挥农业生产综合效益是农业科学的基本任务。

玉米定向种植是利用种子胚芽面决定玉米叶片展开方向，避免叶片展开不规则、不一致造成互相遮光和影响通风，提高光能利用率，从而可以大幅度提高种植密度和单位面积产量。这是玉米业界梦寐以求的栽培模式。玉米定向栽培近几年有很多报道：如辽宁省海城推广双株定向栽培增产17～44.3％。盐城2008年定向移栽样板田面积6000亩。天津连续三年试验增产幅度17～40%，但是都是人工摆放的。

我国现有的玉米种子发芽率标准不低于85%。发芽率低必须采取穴播，其一，浪费50%～75%宝贵种子，还要浪费间苗用工；其二，种子没有精选，大粒，小粒，不同形状和不同规格种子掺杂一起，种子活力不同，出苗后必然参差不齐，小苗弱苗长不起来，造成空穗、小穗多，导致产量不高；其三，穴播后再间苗，株距一致性也必然很差。特别是片展开方向不一致，遮挡阳光，不能发挥作物增产潜力。

二、技术难点

人工操作必须先捏取种子并识别其形状和胚的方向，确定摆放方向和位置，是很复杂的智力活动过程。种子投放到种床表面的一瞬间种子要跳动，从原理上传统播种无法完成定向播种。就是人工用手摆放，在松开瞬间及培土瞬间，种子都要发生异动。据南方人工移栽的资料显示：除育苗、纸袋成本外，每亩需人工9个，北方每个人工60～100元，甚至更高。因此，手工操作，搞少量试验研究还可以，不可能用于实际生产。所以，理想和愿望不是课题。关键是技术方案，没有方案，一切无从谈起。

机械作为为农艺服务的专业，有义务积极提供服务措施和技术手段。反过来，农机设计的新进展也应该得到农业栽培方面的响应和支持。譬如气吸式单粒播种机上世纪80年代样机就传入我国，但是并未引起农业栽培方面的重视，甚至予以排斥。玉米定向栽培更需要各专业、学科的合作与交流的必要性。

三、课题设计目标

经过艰苦的创新过程，终于幸运地找到了定向播种的解决方案，做出了技术设计。并且，顺势解决了单粒等株距播种、长势整齐、穗位控制、宽窄行种植及免耕播种等问题，都变得轻松、容易了。

设计的技术任务目标：

l       种子精选，制成种子有序排列的商品化包装，将种子形状和尺寸规格纳入标准，纯度99％以上，发芽率96％以上；

l       单粒精密播种，空穴率2％以下，单粒率98％以上；株距、行距平均误差小于2厘米；

l       播种过程不需开沟，不翻动土层，实现真正意义的免耕播种和保护性耕作；

l       宽窄行种植，植株交错，穗向外——通风透光，发挥边际效应，利于增产，利于田间管理，有利于实行宽行轮换深松土及机械收获；

l       设计宽窄行玉米收获机——2套摘穗辊收4行，或3套摘穗辊收6行。与定向播种机配套使用。机体减轻三分之一，成本低，效率高。

四、预期效果

据先玉335和郑丹958比较资料：二品种生产性能差不多，335种子精选，提高发芽率到94%，捆绑销售单粒播种机。虽然种子价格比958的6～9元/公斤，提高到27元/公斤（零售价40～60元/公斤），种子和播种机价格高了，但是，实际节省种子50%～75%。特别是单粒播种苗齐、苗壮单产增加100公斤，农民总收入每亩增加128元。因此，335很快被农民接受，播种面积迅速扩大，曾被种业传为神话。所谓“品种神话”是误读，国内其他品种都可以精选提高发芽率，也可以搞单粒播种。其实，当年335的成功是挑战我国农民传统种植习惯和农学家们守旧意识，捆绑销售气吸式播种机，推广单粒播种的成功。

五、建立含盖种业、栽培、农机的跨学科跨行业创新系统

我们的目标是建立涵盖种业——耕作制度——播种——收获的全新体系，全新的机械系统和全新的理论体系。具体包括宽窄行、大小垄耕作栽培制度试验与理论研究；采用现代技术对玉米种子进行精选和整理，实现种业工业化；使用专用播种机和专用种子产品进行定向播种；使用专用宽窄行玉米收获机进行收获（已经试验）。所谓全新机械系统，并不是把现有技术简单拼凑，组合起一个“拼盘”，是在主要环节包括种子处理、播种、收获都是自己的具有核心技术、知识产权和技术标准的系列产品。

完成这一关系到国家粮食安全的重大任务是极其艰巨的，决不是一个简单的技术设计，涉及种子——栽培——农机、机电的各专业，需要集社会才智和各专业通力合作，建立起产业链条才能完成。已经与有关作物栽培、种子处理和机电设计方面专家针对落实课题进行了几次专题研究。目前尤其需要摒弃行业壁垒，克服学科隔阂，突破门户本位，增加学科、行业交流，整合已有知识、成果、信息和人才资源，取长补短，通力合作，联合研究，共同开发。       

建立我国以耕作栽培理论为基础的以实现玉米种业工业化为依托的以机电一体农业机械为实施手段的现代玉米种业——播种——收获的综合技术体系。促成含盖玉米耕作、种业、农业工程的跨学科，跨行业的立体综合创新系统。为我国粮食安全和实现农业现代化做出贡献。