水稻智能播种的“拓荒牛”

——记省十佳文明职工、农业农村部南京农业机械化研究所副研究员祁兵

我国是水稻生产大国，常年种植面积达到4.45亿亩，但水稻生产机械化发展相对缓慢。2021年，我国水稻耕种收综合机械化率85.59%，其中机械化种植率仅为59.11%，是水稻机械化发展最薄弱的环节。

农业农村部南京农业机械化研究所有这么一支研究团队，他们紧紧围绕我国水稻种植模式特点和生产实际需求，通过多年持续研究，攻克水稻长秧龄大苗插秧机、气力集排式高效播种机等多项关键技术，为提升我国水稻种植机械化水平提供了有力支撑。这其中，有一位青年科研学者典型，他就是省十佳文明职工、省五一劳动奖章获得者祁兵。

水稻种植装备开发的由来，源于扎根生产一线的深入探索。说起水稻大苗插秧机研究的起因，还得从祁兵刚刚参加工作前往江西、湖南开展双季晚稻机械化生产调研和机插秧试验说起。

2014年，祁兵从中国农业大学博士毕业，来到农业农村部农业机械化研究所工作。当时分配给他的第一个任务就是开发双季稻区适用的育插秧装备。当时很多人认为，现有日本毯状中小苗机插技术成熟，双季稻区种植机械化率低主要是因为规模小、田块零散，因此需要开发小型化装备。但是手扶式小型插秧机当时已有成熟产品，为何双季稻区迟迟无法推广呢？

为了找到问题的根源，祁兵主动申请前往水稻主产区调研并开展机具试验，对生产实际需求有了深入认识，也逐渐明晰了研发方向。双季晚稻育秧期间温度高，秧苗生长快、易徒长，而现有以日本中小苗插秧机为核心的技术体系苗高适应范围小，一般不超过25cm，当秧苗过高时插秧机伤秧严重。农户反映，晚稻适宜机插天数仅3-4天，时间控制不好极易造成晚稻超秧龄。祁兵在江西试验时就遇到了高达40cm的秧苗，农民只能用剪刀对秧苗进行“修剪”后才能正常机插。日本水稻生产为一年一熟，不存在超高大苗问题，拿来主义在面对我国特有种植模式时就束手无策了。

问题找到了，怎么解决成了摆在祁兵及其研发团队面前的关键问题。现有插秧机对水稻大苗的不适应，主要是栽植机构运动轨迹不合理，一是秧苗过高栽后秧爪容易推倒秧苗，二是秧爪容易将已栽秧苗末端插入泥土中，形成“搭桥”。通过和团队无数次的研究探讨，祁兵带领课题分析确定了适于大苗的“退让型”栽植轨迹，并通过轨迹反求设计出非圆齿轮分插机构，理论上可实现最高40cm秧苗的栽植。

理论研究的成功只是第一步，是骡子是马要在生产中得到验证。果然，样机田间测试出现了问题，部分秧苗细弱、地块平整度低的试验点出现大量秧苗翻倒现象。祁兵通过分析发现，原有设计为提高“绕扣高度”提高了推秧回程速度、缩小了栽深，在面对细弱秧苗和不平整地块时容易影响立苗效果。他带领课题组再次对分插机构进行优化，通过改5轮回转系为7轮，消除轨迹设计局限，优化推秧角度并提高栽深调节范围，经过多轮的优化和试验，终于解决了问题。目前，该技术已基本成熟，在江西、湖南等地建立多个试验示范基地，试验示范2000余亩，并先后获得中国商业联合会科技一等奖、中国高交会优秀产品奖、研究所优秀成果转化奖等科技奖励。

虽然团队针对我国水稻种植模式特色取得了阶段性成果，但祁兵和团队深知需要解决的问题还有很多。他们加强与水稻栽培专家的协同，通过多点试验探索大苗壮秧培育、大苗栽后田间管理等配套栽培农艺，设计开发了与大苗插秧机配套的同步开沟装置，并开发了基于处方图的变量施肥系统。祁兵还带领团队积极开展水稻机械化直播装备研发，攻克种子气流均匀混合分配、拖拉机轮辙高效覆盖等关键技术，根据不同种植规模，研制出33行、12行直播机。

通过祁兵及其团队近10年的不懈努力，目前已初步形成适应性较好的系列水稻智能播种装备体系，研发成果已在江苏、江西、湖南等地应用，并得到科技日报、农机化导报等多家媒体的报道。

回望一路走来的经历，祁兵坦言，科研没有捷径，农机科研更是要立足国情，中国的很多农业科技卡点都是我国特有问题，我们只能依靠自己，坚持走自主创新的道路。青年强，则国家强！相信在越来越多像祁兵这样的“拓荒牛”的努力下，我国的农业科技未来必将跻身世界前列。