作者:沈春蕾,邹元君 来源:中国科学报 发布时间:2025/8/21 22:52:45
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学生实践团破解水稻出苗参差不齐的难题

 

炎炎夏日,江苏农村的粘土地上蒸腾着湿热的暑气,农户望着刚播下稻种的地块愁眉不展,往年这时候出苗率总差着一大截。

今年暑假以来,扬州大学“锄禾兴农”实践团的师生们来到田间地头,聚焦粘土地水稻直播出苗率低的生产痛点,完成了“九合一”复合播种机关键技术优化。

实践团指导老师、扬州大学教授张瑞宏告诉《中国科学报》:“目前,升级改造后的农机具已进入整机组装阶段,预计投入使用后有望助力降本增效。”

实践团在田间地头调研。扬州大学供图

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“问题从纸上活了过来”

为响应国家农业机械化发展战略,扬州大学“锄禾兴农”实践团成立于1998年。这些年来,实践团先后在江苏江都、高邮、仪征、泰兴、徐州、盐城、淮安、张家港,以及新疆等地开展了社会实践活动,在当地推广使用农机具。

今年,“锄禾兴农”实践团共有17名成员,包括8名研究生、6名本科生和3名指导教师。他们深入江苏多地农村进行实地调研,累计与百余农户开展深度交流,收集了200份调查问卷,并发现当地长期存在的“老大难”问题——“粘土地直播出苗难”和“水田平整效率低”。

“我们起初只是收集问卷,感觉问题很宽泛,缺少抓手。真正的转折点是在田里听到一位老农指着他那块斑斑驳驳的稻田抱怨时,我们决定上农机看看。”实践团研究生沈星烨告诉《中国科学报》,“通过亲身操作,我们感受到传统播种机由于采用链条或侧边箱传动,容易导致机具重心偏移、单侧偏重,在作业时会不自觉地发生倾斜。”

沈星烨打了个比方,就像人走路一瘸一拐,播种深度忽深忽浅,最终出苗自然参差不齐。“那一刻,我们突然发现问题从纸上活了过来,不仅找到了要解决的具体机械故障,还意识到只有真正动手,才能发现书本上没有的问题。”

“由于一直缺乏有效的系统性对策,不少农户通常只能采取消极应对的方式,如费时费力地补种、补栽,或增加翻耕次数等,这些方法效率低下且增加生产成本。”张瑞宏指出,针对粘土地的问题,现有农机在普遍表现不佳,市场上缺乏能从根本上解决问题的专用机具。

优化“九合一”复合播种机

“当学生们带着调研结果回来时,我鼓励他们找到那个最关键、最核心,并且在他们能力范围内可以解决的技术难点。就是从‘发现很多问题’到‘聚焦一个能解决的问题’。”张瑞宏说。

张瑞宏指导实践团寻找问题。扬州大学供图

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既然找到了问题的症结,实践团队打算从农机着手。

于是,他们来到苏州喜犁农业机器人有限公司开展调研,并收到该公司董事长孙跃忠和总经理李明才的进一步反馈:“这些播种机在沙土地好用,但到了江苏大面积的粘土地就水土不服。”

苏州喜犁农业机器人有限公司目前的主要产品正是张瑞宏团队研发的“九合一”复合播种机,该播种机播机可以通过一次性作业,完成施基肥、双轴旋耕、平整、开种沟、控深播种、覆土、开沟、镇压、化除九道工序,已在新疆,河南,江苏等地建立了示范样板点,并取得增产增效的实际效果,得到当地政府和农户的一致好评。

企业在产品推广中遇到的技术瓶颈,与实践团在田间地头广泛发现的“粘土地直播出苗难”的生产痛点完全吻合。在张瑞宏和另外两位导老师奚小波和史扬杰的建议下,实践团队决定对“九合一”复合播种机进行针对性优化。

历时一个多月,实践团设计出了“中间箱传动系统”。沈星烨介绍:“我们将动力输出的核心移至机具中央,通过优化整机重量分布提升作业稳定性,从结构层面保障播种深度与精度。”

张瑞宏介绍,在设计阶段,指导老师主要工作是帮助学生们把控方向,提醒他们考虑现实的加工工艺和成本,确保他们的创新方案能落地、能被企业接受。

在与企业联合开展技术攻坚期间,实践团队不仅提供了完整技术方案,更推动校企合作深化——“扬州大学大学生社会实践基地”在苏州喜犁农业机器人有限公司正式挂牌,为后续科研实践搭建稳定平台。

有望实现“一亩多收百斤稻”

“这群学生让我们眼前一亮,他们不是来走过场的,而是真的卷起裤腿下田,动手又动脑,为我们解决了大问题。”孙跃忠告诉《中国科学报》,“‘中间箱传动系统’这个方案非常务实,具有很高的应用价值和商业潜力,我们计划将其整合到下一代产品中去。”

根据理论测算和设计目标,这项针对“九合一”复合播种机的优化预计可将粘土地的出苗率提升20%,化肥利用率提高20%,预计带动农户每亩增收近百元,有望实现“一亩多收百斤稻”的增收目标。

这次实践团与苏州喜犁农业机器人有限公司的合作并非偶然。该公司的创始人李明才是扬州大学校友。他在其他行业经历多年发展后,重新投身于自己大学所学的农机领域,并跟张瑞宏团队长期保持着紧密的互动与交流。

目前,优化后的“九合一”复合播种机零部件已完成加工,工厂正在进行整机组装,即将进入田间实证阶段。实践成效也获合作企业高度认可,并收到企业的感谢信。

按照计划,实践团队将在9月底前为“中间箱传动系统”核心技术申报专利,后续以技术转让的形式,由苏州喜犁农业机器人有限公司进行产业化生产和市场推广。实践团队还将在江苏扬州、泰州、徐州等地开展稻麦种植机械化技术培训,推动科研成果向田间生产力转化。

 
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