水稻免耕直播栽培技术研究与示范可行性研究报告.doc

科技计划项目可行性研究报告计划类别： 农 业 攻 关项目名称： 项目类别： 课题名称：水稻免耕直播栽培技术研究与示范申请单位： 南昌市农业科学研究所 （盖章）项目（课题）负责人： 马 众 文起止年限： 20072008通讯地址、邮编： 抚生路1189号 330025联系电话、传真： 6575035 6574196 （传真）报告编制单位： 南昌市农业科学研究所二二年六月一、总论（一）项目的主要内容及技术原理简述主要内容本项目将水稻免耕技术与直播栽培进行有机藕合，开展水稻免耕直播技术的研究与示范,主要内容包括:免耕直播栽培的产量形成特点及关键技术研究、水稻免耕栽培技术的组装集成、水稻免耕栽培技术的示范推广。技术原理本项目将利用前作的畦沟或冬闲田开沟后进行免耕直播种植水稻，通过免耕旱播旱育解决水稻直播田因积水而发生闷种影响基本苗的难题，通过畦沟半旱式栽培解决直播水稻根系浅、群体通风差、易倒伏等难题；同时，通过直播技术，解决了水稻免耕栽培中土层不糊而难栽插的技术难题，两者相得益彰，而且可以大大节省用工和成本，满足了水稻规模化生产的发展和大量青壮劳力外出务工等导致劳动紧张的需求。（二）项目的目的和意义项目的目的：本课题的目的是针对目前水稻规模化种植发展和农村外出务工人员增多引起的对水稻省工栽培的需求，将水稻免耕和直播两项省工技术有机藕合，通过对其产量形成特点及关键技术的研究，并与现有成熟的免耕技术及直播技术组装集成，形成一套水稻免耕直播栽培的技术模式或规程，为水稻免耕直播技术的推广提供技术支撑。项目的意义：1、有利于保障国家粮食安全我国是一个人口大国，“民以食为天”，粮食安全在我国始终是关系国计民生的大问题，我国的粮食安全不仅关系到国家的长治久安，而且，对世界的粮食安全的影响重大，若我国发生粮食危机，则整个国际粮食市场都会产生动荡，解决我国的粮食安全问题关键还是靠我们自己。水稻是我国的主要粮食作物，全国有65%的人口以水稻为主食，在我国的粮食安全中占有举足轻重的地位。要提高水稻的产量，只有在稳定面积的基础上，不断提高单产水平。目前，由于种稻效益低和规模化生产及农村劳动力转移后导致的劳力紧张，农民的种稻积极性普遍不高，因劳动紧张而不能适期移栽引起单产下降的现象加重，水稻免耕直播技术的推广，可以大大节省用工，缓解季节与劳力的矛盾，提高劳动效率，对提高农业种稻积极性及劳动紧张区的单产水平有重要的作用，有利于保障国家的粮食安全。2、有利于减轻劳动强度和增加农民收入种植水稻的劳动强度大和效益低，一直是困扰我国水稻生产的一大难题。本课题将水稻免耕技术和直播技术两项省工节本技术进行有机藕合，可以大大节省用工与成本，减轻劳动强度，预计每亩可节省整地、育秧、移栽等成本110元左右，可以提高劳动生产效率和农民收入。3、有利于保护生态环境水稻免耕栽培可减少因翻耕对土壤结构的破坏，减少水土流失，水稻畦沟半旱式栽培，可以提高土壤通性气性，减少土壤渍害，改善土壤生态，同时，改善田间小气候，减少直播田的病害发生和农药用量，有利于保护环境，有很好的社会生态效益。4、有强大的需求，符合水稻生产发展的趋势随着水稻生产规模化和农村青壮劳力外出务工的增多，水稻生产的季节和劳力矛盾日益加剧，省工轻简化生产技术越来越受到农民青睐，特别机收和化学除草技术的普及应用，为水稻免耕技术的发展提供了新的契机，因此，水稻免耕直播栽培技术有强大的需求，具有广阔的发展前景，也是水稻栽培技术研究的一个发展方向，符合水稻生产的发展趋势。（三）相关技术领域国内外发展现状、趋势水稻直播省工、省力、节本，一直是美国、澳大利亚、意大利等发达国家主要的水稻种植方式。近年来在亚洲国家也发展很快，有些地方甚至开始取代移栽稻而成为主要种植方式，如日本、韩国、印度尼西亚、菲律宾、马来西亚、越南、巴基斯坦、斯里兰卡等国家已发展到水稻种植面积的10%50%18。据国际水稻所试验，采用垄沟直播糙米产量与移栽稻持平，并分别比移栽稻减少用工37%，降低生产成本17%7。自20世纪70年代以来，少免耕耕作法在我国南方广大地区得到不断的实践和推广应用，对减少水土流失、提高土壤肥力、促进农业持续稳产高产起了重要作用。如华北的“铁茬”播种，南方的小麦“板田”播种，东北的“扣种”等技术。近年来，少耕和免耕在北方旱作区和南方的水稻田、麦田都有较大面积的推广应用，并由粮食作物发展应用于油菜、大豆、花生等作物9-10。在种植地区上不仅在山区、丘陵区坡地，而且在平原区也推广了少耕和免耕，同时从旱地和干旱地区发展到水田。水稻免耕栽培近年得到较大发展，如北方的少免耕直播栽培、南方的旋耕直播栽培，板田直播撬穴免耕栽培、板田直播等，特别是进入本世纪以来，水稻免耕技术与抛秧栽培技术藕合形成的免耕抛秧栽培技术的研究不断深入，种植面积不断扩大，水稻免耕栽培有利于改善土壤生态条件，作为保护性耕作的一种耕作方式列为国家科技攻关课题的研究，但免耕栽培中也存移栽难、后期易早衰等一些技术问题有待解决11-13，水稻直播技术作为一种种植省工的种植方式已有很久的历史，但是收割难、除草难、产量不稳而难以推广应用，随着机收和化学除草技术的普及，上述除草和收割两大难题已解决，我国水稻直播面积已达167万公顷，占水种植面积的6%，但因闷种难以一播保全苗和因根系分布浅而易倒伏等技术难题导致的直播栽培产量不稳的问题还没有完全解决，将免耕技术与直播技术结合一起，形成免耕直播栽培技术，可以发挥两种栽培技术的优势，克服两种技术的不足，有利于提高水稻的产量和稳产性。而且更可节省用工和减轻劳动强度，满足水稻规模化生产和农村青壮劳力外出务工增多的发展带来的对省工栽培的技术需求14。江西是一个水稻主产省，随着生产规模化与劳动力的转移，水稻生产的季节与劳力的矛盾日益凸现，特别是南昌作为省会城市，劳动力成本更高，因此，省工的轻简化栽培技术更受欢迎，目前，全省免少耕栽培技术每年示范推广在500万亩以上，水稻直播栽培技术在300万亩左右，而南昌市的水稻免少耕栽培技术每年示范推广约100万亩、直播栽培技术约80万亩，而且有进一步扩大的趋势，因此，水稻免直播将是水稻生产的一种发展趋势，有广阔的应用前景。主要参考文献：1 Pandey S, Velaseo C, Economics of direct seeding in Asia: Patterns of adoption and research prioritiesJ. Rice Notes. 1999, 24(2): 6-112 Lantican MA, Lampayan RM, Bhuiyan SI, et a1. Determinants of improving productivity of dry seeded rice in rainfed lowlandsJ. Agric. 1999, 35: 127-1403 Hill JE, Mortimer AM, Namuco OS, et a1. Water and weed management in direct seeded rice: Are we headed in the right directionA. In: Peng S, Mardy B. Rice research for food security and poverty alleviationC. Mani1a. IRRI, 2001, 491- 5104 Kim Je-kyu, Kim Sang-soo, Park Sung-tae, et a1. Wet seeded rice cultivation technology in KoreaA. In: Peng S, Mardy B. Rice research for food security and poverty alleviationC. Manila: IRRI. 2001, 545-5555 Balasubramanian R, Krishnarajan J, Ramesh S. Economical use of water for direct seeded riceA. In: Peng S, Mardy B. Rice research for food security and poverty alleviationC. Manila: IRRI. 2001, 511-5206 Kondo M, Aragones DV, Pablico PP, et a1. Effect of tillage intensity, water control and planting method on seeding establishment and growth of direct seeded rice A. In: Peng S, Mardy B. Rice research for food security and poverty alleviationC. Manila: IRRI. 2001, 521-5327 Kim SY, Park ST, Hwany DY, et a1. Productivity and some advantages of acorrugated furrow seeding rice cultivation technologyA. In: IRRI. Proceedings of the abstracts of Beijing international rice congressC. Manila: IRRI. 2002, 3898 Marambe B, Amarasinghe OI. Seedling growth and control of propanil-resistant bamyardgrass in lowland direct seeded rice fields of Sri LankaA. In: Peng S, Mardy B. Rice research for food security and poverty alleriationC. Manila: IRRI. 2001. 561- 5689 彭春瑞水稻免耕抛秧栽培技术江西农业科技，2004（3）：17-1810 彭春瑞免耕稻田小苗移栽的优势及高产栽培技术江西农业科技， 2004 （4）：15-1611 邹应斌，李克勤，任泽民水稻的直播与免耕直播栽培研究进展J作物研究，2003（1）：52-5912 彭春瑞水稻免耕栽培的主要问题及解决途径中国小康科技文萃，2004（12）：14-1513 施彩仙免耕与翻耕对土壤特性及水稻生长的影响J土壤肥料1999（5）：22-2414 黄绍民，莫海玲水稻连年免耕直播高产栽培J广西农业科学，2002(1)：3132（四）项目申请单位、主要合作申请单位及项目主要负责人的基本情况1、项目申请单位基本情况南昌市农业科学研究所创建于1958年，是具有独立法人资格的省会城市农业科研单位，主要从事农作物新品种选育、土壤肥料、耕作制度及农作物优质、高产、高效栽培技术研究和农业新技术引进、示范、推广工作。现有科技人员27人，其中大学本科以上学历16人，大专5人，中专6人，具有高、中级职称的专业技术骨干10人，其中享受政府津贴专家2人，江西省优秀中青年专家1名，市首届科技明星1名，外聘及返聘的专家学者10人。科研设施较为齐全，拥有试验地120亩，试验地灌溉渠道畅通，路网配套，并建立了与良种和种子繁育有关的设施，南昌市良种引育中心、南昌市农业科研示范基地和全国“双低”油菜基地已落户我所。“十五”期间，先后承担部、省、市（厅）各类科研课题20余项，获各类科技成果奖5项次，在省级以上专业刊物发表学术论文40余篇，尤其是在水稻育种方面做出了显著成绩，先后主持和参与了国家早米品质改良工程、超级稻生产集成技术示范与推广、优质早籼稻优质高产高效和综合配套技术推广、早籼稻高产高效轻栽技术及物化产品组装配套示范与推广、超级晚稻新品种筛选及综合配套技术研究、水稻双免双抛栽培技术研究等项目的研究与推广工作。2、申请合作单位基本情况江西省农科院土壤肥料与资源环境研究所成立于1984年，主要从事植物营养与施肥、耕作与栽培、红壤区域治理与生态农业、作物生理与生态、绿色食品生产、农业生产环境保护与监测、新型肥料开发等方面的研究。全所设有4个研究室，1个办公室、1个检测中心、1个试验站、1个企业（作物土壤调理剂开发中心），在东乡还有一个试验基地，固定资产300多万元。全所在职职工41人，科技人员26人，高级职称15人，中级8人。每年承担省级以上科研课题10-15项，共获省部级以上科研成果20多项，发表论文300多篇，编写出版论著10部，与加拿大、美国、日本等国建立了友好协作关系。3、主持单位负责人情况马众文，男，1957年生，研究员，1980年毕业于江西农业大学，2003年北京师范大学研究生毕业，现任南昌市农业科学研究所所长，南昌市专业技术拔尖人才，江西省优秀中青年专家，江西省农业科技先进工作者，全国星火计划先进个人，南昌市首届科技明星。中国管理科学研究院特聘研究员以及省、市科技进步奖评委、市农业系列中级职称评委，市第十一届政协委员。从事农业科研和农技推广工作达25余载。期间，先后主持国家、省、市重点科研项目25余项。在省级以上学术刊物发表论文20余篇，参加的项目获全国农业丰收奖一等奖1项，三等奖1项，江西省科技进步二等奖2项，三等奖1项，南昌市科技进步奖多项。4、合作单位负责人情况彭春瑞，男，1964年生，研究员，硕士，院首批跨世纪学科带头人培养对象，中国作物学会栽培委员会委员，中国农学会农业气象分会理事，中国耕作制度研究会南方分会理事，获江西省青年科学家称号并进入江西省新世纪百千万人才工程第一、二层次人选。从事作物栽培与耕作方面的研究20年，涉及的领域有中低田改造、优质稻栽培、亚种间杂交稻栽培、超级稻栽培、水稻抛秧与旱床育秧栽培、水稻免耕栽培、红壤区域治理、生态农业、节水技术等，先后主持完成国家和省级以上课题11项，骨干参加10多项。在省级以上学术刊物上发表论文60多篇，出版论著6部，参加的项目获国家科技进步二等奖1项，省科技进步二等奖5项，三等奖1项，省农科教奖2项。十五期间主持和承担国家十五重点科技攻关课题、863节水农业课题和粮食丰产科技工程课题等国家项目3项及多项省部级课题。（五）有关本项目的现有工作基础和支撑条件1、拥有一批业务素质强的科研、示范推广技术队伍。本项目技术队伍由育种、作物栽培、植物保护、土化等各类高、中、初科技人员组成，攘括了南昌市农科所、江西省农业科学院土肥所、南昌市粮油站及各县技术推广站的研发、推广人才，技术力量强，推广经验丰富。2、组织了相关试验，业绩明显。近期，南昌市农科所先后组织了国家早米品质改良工程江西早稻综合配套技术研究与示范、超级稻强化栽培技术体系建立与示范、优质早籼稻优质高产高效和综合配套技术推广、早籼稻高产高效轻栽技术及物化产品组装配套示范与推广、超级晚稻新品种筛选及综合配套技术研究、水稻双免双抛栽培技术研究等项目研究，获省科技进步二等1项，市科技进步二等奖1项，市科技进步三等奖1项，发表水稻栽培论文20余篇，为从事相关性研究奠定了基础。江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所从1991-1993年开展了“水稻旱床稀植栽培技术”研究；1997-2000年进行水稻抛秧技术的研究，先后主持完成了省科技厅课题“江西二晚抛栽稻高产配套技术研究”、江西省农科院院长基金课题“水稻抛秧栽培技术研究”等课题，并承担了省农业厅抛秧栽培技术相关项目的研究工作；2001-2005年主持完成了了“十五”国家重点攻关课题“东南丘陵区优质高效模式与技术研究”，对水稻免耕栽培技术进行了系统研究，摸清了免耕栽培的主要技术难题，提出了关键的栽培技术，并制定了水稻免耕生产技术江西省地方标准（DB36/T488-2006）。3、具备良好的协作，推广网络。我所与江西省农大、江西省农科院、江西科技职业师范大学有良好的合作关系，为本项目提供了强大的技术支撑，同时，我所近年来加大了科技推广工作，同县区农技站、乡农技站的业务对接，与四县两区农技中心建立了良好的推广协作网站。4、科研环境条件进一步优化，科研基础设施进一步完善。我所在新的领导班子带领下，坚持科学研究是立所之本，科技开发是强所之路的办所方针，一方面加大对项目经费支持力度，做到专款专用，加大了项目管理力度，充分调动了科技人员积极性，为项目的顺利开展提供了良好的外部环境。另一方面，所部投入大量资金，进一步完善了基础设施，现已具有设备较全的土化测试室1个，防虫型网室1个，南昌市良种引繁中心建设，国家商品油料基地一期建设顺利实施完工。二、项目实施方案（一）项目达到的目标及考核的主要技术经济指标（含知识产权、技术标准）1、 摸清水稻免耕直播栽培的产量形成特点2、 研究提出水稻免耕直播栽培的几项关键技术3、 组装集成一套水稻免耕直播栽培技术模式或规程，力争能成为地方标准4、 累计示范推广50万亩，每亩节本增效110元5、 发表论文24篇（二）项目的主要研究（开发）内容1、水稻免耕直播栽培的产量形成特点及关键技术研究与水稻免耕抛秧、翻耕直播、翻耕移栽等栽培方面的比较，通过研究不同种植方式的出苗、成秧、分蘖、成穗规律，根系生长及布规律，产量构成规律等，明确水稻免耕栽培的产量形成特点，通过进行不同温度条件下的播种量与播种期、施肥技术、除草技术等关键技术的研究，提出水稻免耕直播栽培的关键技术。2、水稻免耕直播栽培栽培技术集成在关键技术取得突破的基础上，结合现有的水稻免耕栽培及水稻直播栽培的技术，通过组装集成，形成一套水稻免耕直播栽培栽培技术模式或规程。3、水稻免耕直播栽培栽培技术的示范选择两个核心示范点，一个为冬闲田，示范早稻免耕直播技术，一个为油菜田，示范一季稻免耕直播技术，每个核心示范点面积为100亩，累计在全市示范50万亩以上。（三）试验（开发）规模及地点试验研究在南昌市科所和江西省农业科学进行；示范点早稻在南昌县，核心示范区面积100亩，累计示范总面积30万亩；一季稻在安义县，核心区面积100亩，示范区累计面积20万亩。（四）主要技术关键及创新点技术关键本研究的技术关键是在摸清水稻免耕栽培的产量形成规律的基础上，突破三项关键技术：一是适期适量播种，建立合理的群体起点；二是合理除草，解决草荒严重问题；三是科学施肥，调控合理高产群体动态。并通过组装集成，形成栽培技术模式或规程。创新点1、通过水稻免耕栽培技术与水稻直播技术的藕合，利用沟畦栽培，采用旱播旱育防止闷种烂秧，采用半旱式灌溉促进根系深扎防倒伏，解决了水稻直播栽培中因出苗不好和倒伏导致减产两大技术难题，利用直播技术解决了免耕田因土壤不烂而栽插困难的难题2、阐明水稻免耕直播栽培的产量形成特点，丰富水稻栽培生理研究的理论，为水稻免耕直播栽培技术的研究奠定基础。3、通过攻关研究与技术集成，形成水稻免耕直播栽培技术模式或规程，为水稻免耕直播栽培技术的推广提供了科学指导。（五）实施方案（含技术路线、工艺流程及技术关键的解决方案）水稻免耕直播栽培技术研究与示范产量形成特点及关键技术研究成熟技术搜集产量形成特点适期适量播种技术施肥技术除草技术免耕技术直播技术形成水稻免耕直播技术模式或规程示范推广技术路线图本项目将通过田间试验，研究免耕直播栽培与免耕抛秧、翻耕直播、翻耕移栽等栽培方式的产量形成差异，以阐明水稻免耕直播的产量形成特点；研究不同播种期与播种量与群体动态及产量的关系，明确适宜的播种期与播种量；针对田间不同的杂草的种类，研究不同除草方案对不同类型的杂草的防治效果，以提出合理的除草技术，研究不同肥料运筹方式对群体动态的及产量的影响，提出合理的施肥技术；在上述攻关研究的基础上，通过组装集成形成水稻免耕直播栽培技术模式或规程并进行示范推广（见技术路线图）。（六）技术风险分析本课题是在水稻免耕栽培与水稻直播栽培技术的基础上提出的,项目申请单位与合作单位已有较好的研究工作基础，研究思路清晰，方案可行，研究条件也具备，可以完成研究任务，技术风险很小。（七）分年度的工作内容、目标2007年1、制定总体实施方案，完成实验设计工作2、开展免耕直播水稻产量形成特点及关键技术的研究2008年1、完善关键技术研究，并进行技术组装与集成,形成水稻免耕直播栽培技术模式与规程2、建立两个核心示范点，并示范推广20万亩3、发表论文12篇2009年1、根据示范结果，完善技术模式或规程2、继续进行示范推广，示范面积30万亩，进行现场测产3、发表论文12篇4、完成总结报告，进行鉴定（八）申请单位、合作申请单位及主要人员的分工申请单位南昌市农科所负责关键技术的研究及示范，合作单位江西省农业科学院负责产量形成特点研究与技术组装集成，具体人员分工如下：主要人员分工姓 名年龄职务职称所在单位在课题中的分工马众文48所长/研究员南昌市农科所主持全面工作彭春瑞42副所长/研究员省农科院设计、技术集成胡金和43高级农艺师南昌市农科所项目实施刘宗发42高级农艺师南昌市农科所项目实施周乐明43高级农艺师南昌市农科所项目实施姚锋先26助研省农科院田间实施与生理涂田华38实验师省农科院室内测定徐宝庆39高级农艺师南昌市农科所项目实施关贤交28助研省农科院田间实施陈先茂33农艺师省农科院田间实施谢江31技术员省农科院观察记载黄海燕29助农南昌市农科所观察记载赵燕27助农南昌市农科所观察记载（九）组织及管理的运行机制课题将按照市科技局的有关精神，实行课题组管理，课题负责人制定实施方案，分解课题任务，根据课题任务需要，合理安排使用经费，主持单位与合作单位实行合同管理，各课题组成员按照分工完成各自的任务，分工协作。（十）相关依托工程（含技术）的落实情况1、省科技厅重点攻关课题“超级水稻轻型化栽培技术研究”2、省农科院院长基金课题“稻田冬作超级稻双免耕轻型栽培技术研究”3、国家农业成果转化基金课题“东南丘陵区水稻高效生产技术示范”（被省科技厅推荐申报，国家专家评审作为优先推荐项目）三、市场分析（一）市场预测（含同类项目的国内外市场情况）本课题研究拟通过水稻免耕栽培技术与水稻直播栽培技术的有机藕合，形成一套免耕直播栽培的技术模式或规程，可以较好地克服免耕栽培与直播栽培的缺陷，而且可以大大节省用工，适应了水稻生产规模化发展和农村青壮劳力外出务工增多的需求，特别机收及化学除草技术的普及，为水稻免耕直播技术的发展提供了新的机遇，该技术不仅可以在我市的早稻一季稻中应用，而且可以向全省乃至南方稻区的早稻和一季稻上应用，因此，应用前景十分广阔。（二）本项目的市场竞争优势、风险及市场策略本项目的市场竞争优势主要体现在以下几点：一是该技术可以大大节省工，减轻劳动强度，提高劳动生产效率，适应了水稻生产规模化发展和农村外出务工人员增多的需要，而且可以稳定农民的种稻积极性；二是该技术综合了水稻免耕技术与直播技术的优点，克服了两者的缺陷，有利于高产稳产，增加农民收入，提高种稻效益；三是该技术有很好的生态效益，符合国家产业发展政策；该项目的已有很好的研究基础和较强的研究实力，可以完成研究任务，技术风险很小，但该项目研究的成果只有被农民掌握应用才能转化为效益，否则，就不可能产生效益，同时，技术的示范推广效果也可能会气候因素的影响，因此，成果也存在一定的气候风险和组织管理风险。为此，我们将技术形成操作性强、规范化的技术模式或规程，便于农民按要求实施，同时，加强对农民的培训和指导，促使技术到位，此外，通过建立示范样板，做到边试验、边示范、边推广，使农民看到效果，变被动接受为主动学习，加快技术的推广步伐。（三）经济社会效益分析经济效