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把稻種精準(zhǔn)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(dòng)，依靠全自動(dòng)化、機(jī)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(xué)獲悉，該校機(jī)電工程學(xué)院黎勉教師團(tuán)隊(duì)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(shù)及成套裝備設(shè)計(jì)制造應(yīng)用技術(shù)，與高校、企業(yè)和農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)合作，突破了系列技術(shù)瓶頸，并于近日的水稻直播田間試驗(yàn)中，一次性獲得成功，顯示出了良好的技術(shù)與應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)突破:

“車間”完成水稻播種

水稻種植是個(gè)重體力勞動(dòng)，為了將廣大農(nóng)民從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來，拋秧、插秧機(jī)、無人機(jī)飛播、機(jī)械穴播等諸多新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。但雜交水稻種子有著分蘗強(qiáng)、每穴只需1~2粒種子等特點(diǎn)，對栽培技術(shù)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(dá)到。黎勉團(tuán)隊(duì)提出的“種膜直播”技術(shù)，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(shù)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(diǎn)放在滿足一定強(qiáng)度要求、無污染的紙上，再覆蓋一層面紙，制成種子膜。”據(jù)黎勉介紹，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的種膜成型設(shè)備，把播種這個(gè)環(huán)節(jié)從田間搬到了車間，省時(shí)、省事、省力，且不受天氣等環(huán)境因素的影響，實(shí)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。“設(shè)備還可根據(jù)不同作物的生長特性調(diào)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。”團(tuán)隊(duì)研發(fā)自動(dòng)鋪膜施肥一體機(jī)，可同時(shí)完成鋪膜與施肥，配合大顆粒緩釋農(nóng)家肥，按穴精準(zhǔn)施肥，提高肥料的利用率，減少使用量。“把農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)化、規(guī)�；�。”

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(dāng)時(shí)的技術(shù)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(jī)械學(xué)校（廣東工業(yè)大學(xué)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(jī)、瓦楞紙板橫切機(jī)、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)等多項(xiàng)科研項(xiàng)目，2次獲得省科技進(jìn)步獎(jiǎng)。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(shí)間了，能否發(fā)揮余熱把自己幾十年科研經(jīng)驗(yàn)用在農(nóng)業(yè)上？

黎勉將想法與團(tuán)隊(duì)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(xiàng)目構(gòu)思很好，完全符合國家戰(zhàn)略需求，即使沒有立項(xiàng)、不計(jì)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(xué)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(xiàng)目出謀劃策，使他們深受鼓舞。

刻苦攻關(guān)：

“紙上播種”照進(jìn)現(xiàn)實(shí)

說起來簡單的事情，要實(shí)現(xiàn)卻沒那么容易。由于是個(gè)“自選項(xiàng)目”，尚未立項(xiàng)就啟動(dòng)，困難很多，最大的問題就是經(jīng)費(fèi)。黎勉聯(lián)系校友獲得經(jīng)費(fèi)、設(shè)備等贊助，解決了起步的困難。

技術(shù)上也面臨重重難關(guān)。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(jī)械和溫度的損傷，需要將“精準(zhǔn)”數(shù)量的種子，“精準(zhǔn)”地分布到膜上并固定，稻粒的抓取、分布、定位以及紙張的結(jié)合等技術(shù)難度大；“種膜制備的機(jī)械化、自動(dòng)化，是實(shí)現(xiàn)種膜直播技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。”要實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高速作業(yè)，在收卷、張力控制、漏種監(jiān)測等自動(dòng)化技術(shù)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(xué)方面的考量，又要有機(jī)械工程、材料科學(xué)的智慧。

他們首先手工制作種膜，在盆里試驗(yàn)，探索解決基本技術(shù)問題，然后自己動(dòng)手搭建了首臺(tái)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)制膜樣機(jī)，并聯(lián)系合作廠家，完成了工業(yè)化二代樣機(jī)的研制，實(shí)現(xiàn)了種膜的小批量生產(chǎn)。在團(tuán)隊(duì)的不懈努力下，難題一個(gè)個(gè)被拿下。他們也獲得多項(xiàng)技術(shù)成果，目前已獲專利授權(quán)7件。

此外，由于項(xiàng)目涉及農(nóng)作物栽培、輕工造紙、環(huán)保、機(jī)械、自動(dòng)化等多個(gè)領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)還聯(lián)系其他高校、企業(yè)、農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)等尋求合作。為了解決水稻栽培的農(nóng)業(yè)技術(shù)問題及進(jìn)行種植試驗(yàn)，他們得到了廣東省農(nóng)科院水稻研究所的大力支持。團(tuán)隊(duì)還聯(lián)系華南理工大學(xué)國家造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)基于稻草的無公害種膜專用紙。

2021年，直播技術(shù)的田間試驗(yàn)表明，種膜直播栽培的水稻與機(jī)械穴播的畝產(chǎn)量基本持平，比飛機(jī)直播畝產(chǎn)增產(chǎn)21.1%；種膜直播的耗種量比機(jī)械穴播少約1/3，比無人機(jī)飛播少2/3，顯示出了良好的技術(shù)與應(yīng)用價(jià)值，當(dāng)年的“紙上談兵”終于成為實(shí)實(shí)在在、惠民為民的技術(shù)。

“‘工科人’講究有想法就要去做，有夢想就要實(shí)現(xiàn)。”黎勉說。種膜直播技術(shù)及其設(shè)備除了運(yùn)用在水稻種植中，還可廣泛運(yùn)用于其他作物的栽培及生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物田間播種的工廠化及自動(dòng)化。未來，團(tuán)隊(duì)還將開展更多作物、更大范圍的試驗(yàn)，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(jìn)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(dòng)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(xiàn)“廣工智慧與力量”。