防卡噴播器噴播對丘陵山區(qū)水稻直播速度及均勻度的影響

劉幫銀，張微微，王楚桃，何永歆，蔣 剛，歐陽杰，朱子超，管玉圣，熊 英，李賢勇，黃乾龍*

(1.合川區(qū)糧油發(fā)展指導站，重慶合川 401520；2.重慶市水稻工程技術研究中心，重慶 400060)

播栽是丘陵山區(qū)水稻生產(chǎn)機械化難度最大環(huán)節(jié)，水稻直播是直接將種子播于大田的一種省工、高效、輕簡栽培方式，不需育秧、移栽，適合機械化生產(chǎn)[1]。目前，我國水稻直播栽培技術研究相對滯后[2]，生產(chǎn)實踐中仍存在缺乏專用水稻品種、全苗勻苗難、配套機械少、整地及播種質量較差、草害嚴重、根系分布淺、群體抗逆性差、易倒伏等諸多問題[3-4]。無人機播種技術及拖拉機驅動播種機的應用，雖能解決水稻直播的部分問題，但丘陵山區(qū)受地貌起伏不平、田塊大小不一、破碎不規(guī)整的限制，無人機和大中型機械直播難以大面積應用，出苗不均勻仍是丘陵山區(qū)水稻直播存在的主要問題之一。因此，研究適宜丘陵山區(qū)水稻直播的高效播種方法對促進水稻直播技術推廣具有重要意義。

針對水稻直播出苗不均勻的問題，多數(shù)學者的研究集中在歸納適宜直播水稻品種的特征特性、總結直播關鍵技術要點、綜述直播技術研究進展等方面[4-8]。仝遠樂歸納總結了適宜直播的水稻品種特點，認為低溫發(fā)芽能力強、苗期耐寒性好、中胚軸伸長能力強、光敏感性強、抗倒能力強或根系發(fā)達是適宜直播水稻品種的基本特征特性[4]。農(nóng)機學者的研究多集中在宜機化地區(qū)的精量播種器械研制[9]，如Maleki等研制了一種螺旋槽式排種器，播種均勻性好，但成穴性較差[10-11]；曹成茂等設計了一種氣吹異形孔勺輪式排種器，采用坡狀型孔，播種性能優(yōu)于其他型孔，排種性能可滿足水稻穴直播的農(nóng)藝要求[12]。然而，關于丘陵山區(qū)水稻直播質量問題(出苗不均勻)的研究鮮有報道，生產(chǎn)上缺乏適宜丘陵山區(qū)水稻直播的輕便播種器械?；诖?，筆者利用空氣動力學原理，在儲種箱的下種口設置可控主動下種裝置，防止卡種、出種不暢，在出種口利用空氣動力吹散種子，防止種子落地不勻，研制出播種均勻、效率高、易于攜帶的防卡噴播器。試驗以耐低氧發(fā)芽的優(yōu)質雜交水稻品種神9優(yōu)28為材料，通過與丘陵山區(qū)普遍采用的機動噴播器噴播、人工撒播兩種直播方式相比較，驗證防卡噴播器的播種速度和均勻度，為篩選出適宜丘陵山區(qū)水稻直播的高效播種方法，助推水稻直播栽培技術在丘陵山區(qū)的推廣應用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料選用耐低氧發(fā)芽的優(yōu)質雜交水稻品種神9優(yōu)28，發(fā)芽率93.6%，千粒重21.3 g，由重慶市農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所提供；播種器械為劉幫銀等自主研制的防卡噴播器和容量15 L的機動噴播器，均由重慶市合川區(qū)糧油發(fā)展指導站提供。

1.2 試驗地概況

試驗地位于重慶市合川區(qū)云門街道鳳林村(106.35°E，30.06°N，海拔248 m)村集體流轉土地，田塊經(jīng)過農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)條田化改造，排灌方便，土質和肥力較均衡。土壤為沙溪廟組發(fā)育的灰棕紫色水稻土大眼泥田，中壤土，耕作層厚15～20 cm，肥力中等。

1.3 試驗方法

試驗于2020年4—5月進行。采用單因素完全隨機區(qū)組設計，設防卡噴播器噴播、機動噴播器噴播和人工撒播3種處理，每處理重復3次。播種前用清水浸泡種子24 h，清水淘洗、晾干明水，用驅鳥劑拌種后攤晾1 h，用3種直播方式進行直播，播種量30 kg/hm2，每重復播種面積為0.2 hm2。

采用濕潤直播方式，4 m幅寬開廂，廂面無積水，廂溝深15 cm，保持排水暢通；4月20日播種，三種播種方式由一人完成。播后第二天噴施30%丙草胺可濕性粉劑(1.5 L/hm2)加10%氰氟草酯乳油(1.5 L/hm2)封殺除草。播種至3.5葉，保持廂面土壤濕潤無明水。

1.4 測定項目

1.4.1 直播速度

測定完成單位面積播種所用時間，以每小時播種面積來衡量直播速度，單位為hm2·h-1。

1.4.2 直播均勻度

在播種后，采用“S”型取樣法對不同播種方法田塊進行取樣調查，每種播種方式、每個重復隨機抽取3個調查點，每點調查面積為1 m2(1 m×1 m)，將1 m2分為100個0.01 m2(10 cm×10 cm)的小方塊，調查每個小方塊內的種子粒數(shù)。根據(jù)種子千粒重測算，每個小方塊理論上應有種子1.4粒，因此，以每個取樣點中含有1～2粒種子的小方塊數(shù)量的百分比衡量直播均勻度，單位為%。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel、南京農(nóng)業(yè)大學提供的DPS14.10軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用Duncan’s新復極差法進行多重比較。百分比數(shù)據(jù)轉化為反正弦平方根數(shù)據(jù)后進行方差分析，未轉化的平均值及其標準誤列于表內。

2 結果與分析

2.1 三種直播方式對直播速度的影響

三種直播方式的直播速度方差分析顯示(見表1)，區(qū)組間F值不顯著，表明本試驗區(qū)組間土壤平整度差異小，試驗結果的精確度高；不同處理間的直播速度差異達極顯著水平(P<0.01)。

表1 三種直播方式的直播速度方差分析

三種直播方式的直播速度多重比較結果表明(見表2)，不論是5%顯著水平還是1%顯著水平，不同直播方式對直播速度的影響有顯著差異。人工撒播的直播速度為0.28 hm2·h-1，防卡噴播器噴播的直播速度為0.56 hm2·h-1，機動噴播器噴播的直播速度為0.82 hm2·h-1。防卡噴播器的直播速度比人工撒播快1倍，比機動噴播器直播慢31.7%。

表2 三種直播方式的直播速度多重比較

2.2 三種直播方式對直播均勻度的影響

觀測統(tǒng)計每種直播方式單位面積調查點內不同種子粒數(shù)的小方塊數(shù)量，并計算其平均值及占比(見表3)，可以看出，三種直播方式均是種子粒數(shù)為1粒的小方塊和種子粒數(shù)為2粒的小方塊占比較大；防卡噴播器噴播種子粒數(shù)1粒的占比最大，達38.3%，未出現(xiàn)種子粒數(shù)為5粒的小方塊；人工撒播、機動噴霧器噴播都是種子粒數(shù)為2粒的占比最大，分別為28.1%、30.7%，且有少量種子粒數(shù)為5粒的小方塊。防卡播種期噴播的均勻度優(yōu)于機動噴播器噴播和人工撒播的均勻度。

表3 三種直播方式單位面積內不同種子粒數(shù)小方塊占比

三種直播方式的直播均勻度方差分析顯示(見表4)，區(qū)組間F值不顯著，表明本試驗區(qū)組間土壤平整度差異小，試驗結果的精確度高；不同處理對直播均勻度的影響差異達極顯著水平。

表4 三種直播方式的直播均勻度方差分析

三種直播方式的直播均勻度多重比較結果表明(見表5)，不論在5%顯著水平下還是1%顯著水平下，不同直播方式對直播均勻度的影響有顯著差異。人工撒播的直播均勻度為52.8%，防卡噴播器噴播的直播均勻度為72.8%，機動噴播器噴播的直播均勻度為60.1%；防卡噴播器噴播的直播均勻度顯著高于人工撒播和機動噴播器噴播的直播均勻度。

表5 三種水稻直播方式的直播均勻度多重比較

3 小結與討論

水稻直播栽培技術不受茬口限制，具有省秧田、省工、省力、節(jié)約成本、提高水分利用率、經(jīng)濟效益高等優(yōu)勢，適應我國水稻輕簡化、集約化、規(guī)?；耘喟l(fā)展趨勢，是實現(xiàn)我國水稻低成本、高效益栽培的主要途徑之一[13-14]。徐富賢等針對冬水(閑)田稻區(qū)地處丘陵地帶，稻田地理分布高差較大、多數(shù)田塊面積小且不規(guī)則等問題，開展了人工直播技術及其肥料高效利用研究，并通過不同直播方式的生產(chǎn)適用性與經(jīng)濟性比較，形成了四川地區(qū)水稻電動機噴直播技術[14]。電動機噴直播栽培仍然存在出苗不均勻問題，需要勻苗補稀，一定程度上限制了丘陵山區(qū)水稻直播技術的推廣，出苗不均勻帶來的全苗問題一直是直播稻產(chǎn)量不高不穩(wěn)的首要問題[15]。

基于此，針對丘陵山區(qū)制約水稻直播技術推廣的出苗不均勻問題，筆者設計了一種便攜式防卡噴播器，通過與機動噴播器噴播和人工撒播對比研究，驗證其播種速度和播種均勻度。結果表明在本試驗條件下，防卡噴播器的直播速度達到0.56 hm2·h-1，比人工撒播快1倍，較機動噴播器噴播速度慢1/3左右；防卡噴播器的直播均勻度達到72.8%，極顯著高于人工撒播和機動噴播器噴播。防卡播種器噴播可更好地協(xié)調丘陵山區(qū)水稻直播速度與直播均勻度的關系，播種均勻度好，為后續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定了基礎，適宜在丘陵山區(qū)水稻直播中推廣應用。