推廣應(yīng)用國產(chǎn)去雄機械、雄性不育制種技術(shù)，“兩條腿走路”突破玉米制種全程機械化瓶頸——
破解關(guān)鍵“卡點” 驅(qū)動產(chǎn)業(yè)變革
農(nóng)民日報·中國農(nóng)網(wǎng)記者 祖祎祎 2024年7月11日
玉米制種基地里，與會人員正在觀摩機械去雄效果。
時值仲夏，北疆大地一片生機勃勃的景象。位于新疆昌吉二六工鎮(zhèn)光明村一隊的玉米制種田里，植株葉片濃綠，莖稈粗壯，長勢喜人。撥開濃密的葉片，植株頂端的雄花已整齊地排列在穗軸上，幾天后，玉米即將進入授粉期，這也是玉米制種最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。
一直以來，去雄作業(yè)是玉米制種全程機械化中的關(guān)鍵難點，去雄質(zhì)量直接決定種子純度，人工去雄的高昂成本已成為制約玉米制種產(chǎn)業(yè)效益的主要瓶頸之一。
近日，全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心在昌吉舉辦全國機械化制種現(xiàn)場觀摩及技術(shù)培訓(xùn)班，各地種業(yè)管理部門、制種大縣、種業(yè)企業(yè)代表奔赴田間一線，觀摩玉米機械化去雄和雄性不育制種現(xiàn)場，并對種業(yè)基地建設(shè)和制種產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展等開展深入交流探討。
全程機械化關(guān)鍵瓶頸有待攻克
種業(yè)是農(nóng)業(yè)的“芯片”，是保障國家糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給的關(guān)鍵。制種基地，承擔(dān)著保障用種安全的重任，是種業(yè)落實“藏糧于地、藏糧于技”，進而實現(xiàn)“藏糧于種”的重要支撐。
全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心黨委書記張曄表示，從新質(zhì)生產(chǎn)力培育來看，制種基地建設(shè)的主要內(nèi)容是農(nóng)田建設(shè)標(biāo)準化、制種全程機械化、種子加工自動化、流程控制信息化和生產(chǎn)服務(wù)社會化。通過制種基地“五化”建設(shè)，推動種子生產(chǎn)要素進行創(chuàng)新組合和迭代升級，對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力有著十分重要的作用。
玉米制種全程機械化技術(shù)包括整地、播種、中耕、植保、去雄、收獲六大環(huán)節(jié)。張曄介紹，“除去雄外，其他環(huán)節(jié)基本上實現(xiàn)了機械化，目前全國玉米制種機械去雄率還不到30%，究其原因，有品種的問題，有田間建設(shè)的問題，但是核心關(guān)鍵還是機械設(shè)備，去雄高了，抽凈率不夠，去雄低了，損傷葉片嚴重。同時機械化去雄對品種、地塊、栽培模式等要求較高，存在機械與地塊、種植模式等不配套的情況，致使統(tǒng)一的機型無法適應(yīng)不同地域、不同種植模式、不同品種的玉米制種田塊。這些關(guān)鍵核心制約瓶頸還需要加快突破。”
近幾年，新疆的玉米制種面積快速增長，2023年新疆玉米制種面積168萬畝，生產(chǎn)玉米種子7億公斤，占到全國的40%。
與此同時，機械去雄技術(shù)已在當(dāng)?shù)氐玫綇V泛認可，并正在大面積推廣應(yīng)用。幅員遼闊的土地讓新疆在制種全程機械化方面獨具地域優(yōu)勢，也積累了不少經(jīng)驗。
機械去雄趨勢凸顯 自主國產(chǎn)去雄機器人正式投產(chǎn)
活動當(dāng)天，在九圣禾種業(yè)股份有限公司制種基地上，一臺制種去雄機轟隆駛過，植株頂端雄穗被整割去，人們紛紛走進田間“驗收”作業(yè)成果。
公司制種業(yè)務(wù)負責(zé)人駱世旭說，“2021年，公司從國外引進這臺自走式輕量化玉米制種去雄機，采用紅外線自動感應(yīng)裝置，通過識別采集母本雄穗高度，自動調(diào)節(jié)去雄作業(yè)高度。最多可同時完成8行母本去雄作業(yè)，每天去雄面積超過200畝，去凈率達到85%以上。”
談及機械去雄的優(yōu)勢，駱世旭坦言，傳統(tǒng)制種是勞動密集型產(chǎn)業(yè)，用工多，勞動強度大。當(dāng)前，農(nóng)村勞動力短缺，老齡化、兼業(yè)化趨勢明顯，用工成本逐年增高，不斷拉高種子的生產(chǎn)成本。“以往采用人工去雄方式，熟練的農(nóng)戶一天最多可作業(yè)兩畝地，人工成本一天200元，高峰期可以達到500元，相較于傳統(tǒng)人工去雄方式，機械去雄每畝地最少可節(jié)省人工成本40元以上，解決了勞動力短缺的問題，還大大縮短了去雄周期。”
駱世旭介紹，近年來，公司在當(dāng)?shù)貙崿F(xiàn)了種子生產(chǎn)加工全程機械化先進模式，采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航播種機、機械化病蟲害防治、機械去雄和工廠集約化剝皮、烘干脫粒等全套自動化生產(chǎn)線，實現(xiàn)包裝加工全程不落地，相較傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，每畝地增加25公斤以上制種產(chǎn)量，制種農(nóng)戶平均每畝可增收150元。
在田間的另一側(cè)，正在運行的小型去雄機器人吸引了眾多參會者的關(guān)注。借助北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，機器人正按照預(yù)設(shè)路線找到目標(biāo)植株，精細化地開展去雄作業(yè)。
“這臺純電機器人非常適用于小地塊操作，每小時作業(yè)面積達到7~10畝地，可連續(xù)24小時作業(yè)，每畝消耗0.4度電，折合0.2元的電費成本，電池充放電次數(shù)可以達到2000次，維護保養(yǎng)費用較低，目前已投入量產(chǎn)。”新疆九御科技有限公司有關(guān)業(yè)務(wù)負責(zé)人介紹，目前機器人所有零配件國產(chǎn)化率達到了100%，銷售價格、配件價格和維修價格都遠低于傳統(tǒng)去雄機，已經(jīng)完全實現(xiàn)國產(chǎn)代替進口，填補了行業(yè)空白。
密植高產(chǎn)、AI技術(shù)為制種全程機械化賦能
近年來，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)正在驅(qū)動著農(nóng)業(yè)發(fā)展的深刻變革。智慧化在制種產(chǎn)業(yè)每個環(huán)節(jié)中將得到怎樣的體現(xiàn)？AI技術(shù)如何助力玉米制種管理？
“玉米制種中，去雄中遺漏穗智能檢測和清除是個‘世界性’難題。面向玉米制種田的復(fù)雜生產(chǎn)場景，通過AI驅(qū)動的智能去雄技術(shù)，可使用無人機快速調(diào)查制種田，獲取影像進行圖像編排與定位，智能識別后可采取無人機去雄，做好數(shù)字時代‘針線活’。AI賦能的智能查苗系統(tǒng)，可評估制種田苗情，定位缺苗區(qū)域，還可以統(tǒng)計父母本出苗率。”北京市農(nóng)林科學(xué)院信息技術(shù)研究中心研究員杜建軍介紹，智慧制種的發(fā)展，將在未來解決制種田間管理與去雄兩大難題。
在袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司（以下簡稱“隆平高科”）的主線業(yè)務(wù)中，玉米板塊占據(jù)半壁江山，其中，數(shù)字化技術(shù)助力制種效能提升功不可沒。隆平高科信息技術(shù)部負責(zé)人介紹，公司創(chuàng)建的數(shù)字化制種管理系統(tǒng)，可利用云計算、無人機等數(shù)字化技術(shù)與制種管理緊密結(jié)合，構(gòu)建可觀、可管、可追溯的數(shù)字化生產(chǎn)新模式，制種進度及時掌握，讓管理者在各個環(huán)節(jié)都能掌控種子的質(zhì)量。“例如，無人機去雄復(fù)檢環(huán)節(jié)，利用無人機規(guī)劃自動航拍找到遺漏的雄穗，動態(tài)確認后定位每個檢出的雄穗，并提供導(dǎo)航功能協(xié)助工人去除雄穗。”
機械化制種要求出苗整齊，這就需要種植技術(shù)的輔助。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員李少昆介紹，近年來，玉米密植精準調(diào)控高產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，挖掘品種增密潛力，推動耐密植品種發(fā)展，在伊犁、塔城等地實現(xiàn)大面積高產(chǎn)。“生產(chǎn)上很難增密的原因主要在于，密植容易導(dǎo)致倒伏，整齊度下降，空稈小穗，肥水藥利用率低等問題，這就需要通過品種篩選、蹲苗與水肥一體化精準施用、病蟲害防控等手段輔助進行合理增密。”
徹底免除去雄環(huán)節(jié) 制種技術(shù)引發(fā)產(chǎn)業(yè)顛覆性變革
近年來，雖然去雄機械化趨勢明顯，但受制種田平整度、品種等多方面因素制約，品種、農(nóng)田、種植技術(shù)、農(nóng)機融合還未完全成熟。破解玉米制種去雄環(huán)節(jié)關(guān)鍵“卡點”，制種技術(shù)或可讓產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)顛覆性變革。
在四川天能璟秀生物科技有限公司玉米制種試驗基地上，一側(cè)是不育系制種田，另一側(cè)是對照人工去雄制種田，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授趙海銘剝開不育系母本雄蕊向眾人展示，并介紹了智能核雄性不育技術(shù)的優(yōu)勢。“依托中國農(nóng)業(yè)大學(xué)科研優(yōu)勢，研發(fā)的智能核雄性不育技術(shù)可免除去雄環(huán)節(jié)，減少去雄環(huán)節(jié)和花期管理的人工成本；也可避免機械去雄造成的葉片損傷，確保制種產(chǎn)量。2023年在新疆石河子地區(qū)進行制種產(chǎn)量測試，能夠?qū)崿F(xiàn)5%~10%的增產(chǎn)；由于不育化徹底，避免了自交苗產(chǎn)生，提升了雜交種純度；降低了母本材料的丟失風(fēng)險，保護了育種單位的權(quán)益；可以減少去雄期間由于人員流動導(dǎo)致的病蟲害傳播風(fēng)險，如紅蜘蛛、蚜蟲等。”
河北巡天農(nóng)業(yè)科技有限公司有關(guān)業(yè)務(wù)負責(zé)人宋國宏對不育系制種收益進行了預(yù)測：與常規(guī)制種相比，開展玉米C型細胞質(zhì)雄性不育制種，每畝節(jié)約抽雄人工費300~400元，預(yù)計每畝制種產(chǎn)量效益增加200~300元。通過不育系制種，在不增加銷售成本和銷售價格的基礎(chǔ)上，能使公司利潤大幅增加，利潤就是市場競爭力，是企業(yè)發(fā)展的動力源泉，相信在不久的將來，前沿制種技術(shù)定能為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來顛覆性變革。
