基于無人機(jī)平臺的精量播種技術(shù)在水稻直播中的應(yīng)用研究

岳 進(jìn)，楊欣倫，李春龍，賴運(yùn)平

(成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)分院，成都 溫江 611130)

水稻直播機(jī)器具有非常廣闊的發(fā)展空間。我國是世界上水稻種植面積最大的國家，水稻機(jī)耕面積為44%，機(jī)收面積為20%，機(jī)械化作業(yè)水平甚低。要想實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化，就必須因地制宜地推廣和發(fā)展水稻機(jī)械化直播技術(shù)。直播稻技術(shù)的更新使我們有理由相信直播技術(shù)能夠適應(yīng)稻作技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展[1]。無人機(jī)播種系統(tǒng)除用于水稻外，還可以應(yīng)用于小麥、油菜等小顆粒種子的農(nóng)作物播種。此機(jī)載裝置采取的為遠(yuǎn)程操作方式，大大減輕了作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，提高作業(yè)效率。此機(jī)載裝置無需作業(yè)人員步入田間作業(yè)，無需在田間留有界線，故而能在不影響田間平整度、不增加農(nóng)田面積的情況下提高農(nóng)田的播種面積。在某些地區(qū)，水田內(nèi)存在大量影響人身健康的微生物或者有毒蟲體，而此機(jī)載裝置無需作業(yè)人員進(jìn)入田間，故而增加了作業(yè)人員的安全性[2]。而關(guān)于利用無人機(jī)進(jìn)行直播稻種植模式，目前在國內(nèi)尚無報(bào)道。

直播稻充分尊重稻作植物自身的生長規(guī)律，避免了由于移栽所致的生長挫折，同時也減少了勞動力的支出，降低了稻作生產(chǎn)成本。無人航空器(簡稱無人機(jī))在水稻直播中的應(yīng)用無疑為水稻種植技術(shù)提供一種現(xiàn)代化的高效率、低成本的生產(chǎn)方式，使現(xiàn)有的農(nóng)田耕作變得更高效、更節(jié)約資源和環(huán)境友好。無人機(jī)播種系統(tǒng)用于水稻、小麥、油菜等小顆粒種子的農(nóng)作物播種。此機(jī)載裝置采取的為遠(yuǎn)程操作方式，大大減輕了作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，提高作業(yè)效率。此機(jī)載裝置無需作業(yè)人員步入田間作業(yè)，無需在田間留有界線，故而能在不影響田間平整度、不增加農(nóng)田面積的情況下提高農(nóng)田的播種面積；適應(yīng)性廣，遙感操縱，空中作業(yè)，不受地形環(huán)境等因素的約束[3]。無人機(jī)飛防可以提高作業(yè)安全性，作業(yè)人員遠(yuǎn)離施藥區(qū)域，不受農(nóng)藥危害，防治效果好，面臨突發(fā)蟲害有很強(qiáng)的突擊能力。無人航空器將會是由繁重的體力勞動、高成本、低效益向解放生產(chǎn)力、低成本、高效益轉(zhuǎn)變的重要手段。大大降低作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度、在不影響農(nóng)田表面平整度的狀態(tài)下提高農(nóng)田播種面積、且此機(jī)載裝置采取的為遠(yuǎn)程操作方式，操作需簡單，使用方便。

本文主要研究使用無人機(jī)進(jìn)行潔田稻直播，并且確定出無人機(jī)潔田稻播種的最佳密度；以及針對潔田稻品種進(jìn)行特有飛防方式及用藥研究，保障產(chǎn)量及成本最低化。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參試水稻品種為黃華占1號(千粒重22.2～23.1g，成熟期120～130d，每667m2產(chǎn)量為400～520kg)。

試驗(yàn)分為2個處理：處理1為無人機(jī)離心播種，1200r/min，飛行高度2m，速度4m/s，每667m2用時為1.5min，播種量為1.5kg/667m2，苗期出苗距離最遠(yuǎn)為32cm；處理2為無人機(jī)離心播種，1200r/min，飛行高度2m，速度5m/s，每667m2用時為1min，播種量為1.2kg/667m2，苗期出苗距離最遠(yuǎn)為36cm；對照為育苗移栽，每667m2用時為20min，播種量為2.0kg/667m2，苗期出苗距離均勻，為30cm。3個處理的面積均為6670m2，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

整個水稻栽培期間，處理1和2均在水稻3葉時采用無人機(jī)進(jìn)行1次除草防治，對照則是在水稻緩苗期10d左右采用無人機(jī)進(jìn)行1次除草防治，除草劑均選用AB型專用除草劑；整個水稻栽培期間，各處理及對照均采用無人機(jī)進(jìn)行水稻螟蟲及稻瘟病等常規(guī)防治。

1.2 試驗(yàn)地概況及供試土樣的采集

該試驗(yàn)是在成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院崇州園區(qū)試驗(yàn)田進(jìn)行的。試驗(yàn)區(qū)位于四川省崇州市濟(jì)協(xié)鄉(xiāng)文昌村，地理坐標(biāo)30°38′N，103°37′E，海拔540m，屬亞熱帶。常年氣候溫和，四季分明，年平均降雨量1000mm，年平均氣溫16℃，霜期短暫，雨量充沛。經(jīng)作者測定，試驗(yàn)地土壤基本性質(zhì)如表1所示。

表1 試驗(yàn)地土壤基本性質(zhì)

注：取樣時間2016年4月10日

1.3 測定方法

測定各處理的水稻產(chǎn)量。采取5點(diǎn)取樣法，每個樣點(diǎn)1m×1m，取其平均值。

單產(chǎn)=平均值×處理面積/667m2

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用SPSS(12.0)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差、LSD和相關(guān)性分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播種技術(shù)對水稻產(chǎn)量的影響

圖1 不同處理對水稻產(chǎn)量影響

由圖1可以看出，育苗移栽(對照)的水稻產(chǎn)量最高，為440.0kg/667m2；處理2的水稻產(chǎn)量為413.5kg/667m2，且與對照無顯著性差異；處理1的水稻產(chǎn)量為384.0kg/667m2，較對照顯著下降，下降了12.7%。

2.2 不同播種技術(shù)對水稻生產(chǎn)成本影響

對照的成本為基礎(chǔ)成本(主要包括種子、農(nóng)藥、肥料等)，處理1較對照每667m2減少投入300元，最終收入較基礎(chǔ)減少156.8元，相當(dāng)于每667m2凈收入較對照提高了143.2元；較對照每667m2減少投入300元最終收入較基礎(chǔ)減少74.2元，相當(dāng)于每667m2凈收入較對照提高了225.8元。

3 結(jié)論

由上述研究結(jié)果可知：處理2無人機(jī)離心播種產(chǎn)量較高，且每667m2凈收入較對照提高了225.8元。建議水稻直播選用無人機(jī)離心播種，1200r/min，飛行高度2m，速度5m/s，每667m2用時為1min，播種量為1.2kg/667m2，苗期出苗距離最遠(yuǎn)為36cm。