無(wú)人機(jī)精量播種對(duì)水稻品種韶優(yōu)766產(chǎn)量的影響

傅 松

（上杭縣土壤肥料技術(shù)站，福建龍巖 364200）

上杭縣是福建省重要的產(chǎn)糧大縣之一，水稻是上杭縣的主要糧食作物，面積、產(chǎn)量常年居全市前列。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤其是糧食生產(chǎn)由于新老交替、效益較低、青壯勞力不愿從事等問(wèn)題出現(xiàn)勞動(dòng)力短缺現(xiàn)象［1］。農(nóng)業(yè)全程機(jī)械化是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、促進(jìn)節(jié)本增效的重要手段［2］。因此糧食生產(chǎn)從機(jī)械化、輕簡(jiǎn)化方面考慮，探索符合區(qū)域地理氣候特點(diǎn)、生產(chǎn)高效兼穩(wěn)產(chǎn)增收的種植技術(shù)模式，對(duì)于解決糧食生產(chǎn)勞動(dòng)力缺乏、作業(yè)高效難題，進(jìn)而穩(wěn)定糧食播種面積、保障糧食安全具有重要意義。

無(wú)人機(jī)由于在作業(yè)效率、安全保障、勞動(dòng)力強(qiáng)度等［3］方面具有較大優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面探索應(yīng)用并初具成效。目前，農(nóng)用無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較成熟的領(lǐng)域主要有植保作業(yè)、林業(yè)監(jiān)測(cè)、作物授粉等方面［4］。隨著科技進(jìn)步，近年來(lái)農(nóng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)一步被探索應(yīng)用于農(nóng)田施肥、播種作業(yè)等環(huán)節(jié)［5］，無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤其是在水稻生產(chǎn)這一勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)方面的應(yīng)用潛力巨大。針對(duì)無(wú)人機(jī)在水稻直播方面的技術(shù)應(yīng)用前人已有諸多研究，并取得一定成果［6-7］，但水稻種植易受區(qū)域、氣候、土地、品種、施肥等諸多因素影響［8-10］，而水稻無(wú)人機(jī)精量播種的優(yōu)勢(shì)除了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，其在穩(wěn)產(chǎn)增收、節(jié)本增效等方面的研究還比較少，因此，探究無(wú)人機(jī)水稻精量播種對(duì)水稻產(chǎn)量影響，與水稻常規(guī)種植模式進(jìn)行對(duì)比，探索其節(jié)本與增效關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)降低農(nóng)民勞動(dòng)力投入、提高糧食產(chǎn)量、增加農(nóng)民收入目的。

為此，研究結(jié)合上杭縣地理氣候特點(diǎn)，避開早季低溫多雨對(duì)水稻直播容易爛種和晚季低溫寒流對(duì)水稻抽穗開花的影響，選擇上杭縣煙后稻區(qū)域開展研究水稻無(wú)人機(jī)精量播種對(duì)水稻產(chǎn)量影響的對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)設(shè)置2種無(wú)人機(jī)精量直播不同用種量與常規(guī)人工插秧對(duì)比，從水稻農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量狀況、抗倒性、經(jīng)濟(jì)效益等方面分析研究水稻無(wú)人機(jī)精量播種模式的優(yōu)劣，同時(shí)根據(jù)上杭縣地理氣候條件，結(jié)合試驗(yàn)情況，發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，及時(shí)總結(jié)提煉無(wú)人機(jī)精量播種在水稻方面的技術(shù)措施，以期為該技術(shù)模式在上杭縣進(jìn)一步研究應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)品種為韶優(yōu)766，其生育期短，全生育期117.8 d，廣東源泰農(nóng)業(yè)科技有限公司提供；試驗(yàn)使用的水稻配方肥為全福牌配方肥（N-P2O5-K2O=17-6-17，總養(yǎng)分≥40%（含氯），甕福紫金化工股份有限公司生產(chǎn)；試驗(yàn)區(qū)無(wú)人機(jī)直播使用的機(jī)具為：大疆T10，深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司制造。

供試地塊土壤為水稻土、粘土，前季作物為烤煙。整地施肥前取土壤化驗(yàn)，供試土壤理化性狀：pH 5.4，土壤有機(jī)質(zhì)37.5 g/kg，堿解氮201 mg/kg，有效磷29.3 mg/kg,速效鉀65.0 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)地概況與氣候特點(diǎn)

試驗(yàn)于2021年6—10月在上杭縣思綠農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司水稻基地進(jìn)行，公司基地位于上杭縣中都鎮(zhèn)長(zhǎng)徐村大崗段，試驗(yàn)地塊具體地理位置為東經(jīng)116°16′、北緯24°56′、海拔187.69 m。

中都鎮(zhèn)位于上杭縣西南部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫19.0℃，年平均降雨量1 481.7 mm左右，年日照時(shí)數(shù)約1 801 h，無(wú)霜期270～280 d，春夏濕潤(rùn)多雨，雨量相對(duì)集中。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置3個(gè)處理：處理1為人工播種、大田人工常規(guī)插秧（CK），處理2和處理3為不同用種量無(wú)人機(jī)精量直播 （表1）；每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，共9個(gè)大區(qū)，每個(gè)大區(qū)面積600 m2（每個(gè)大區(qū)20 m×30 m，9個(gè)大區(qū)在同一連片田塊）。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4 無(wú)人機(jī)精量直播技術(shù)措施

1.4.1 田塊平整 各處理田塊播撒前應(yīng)推平，平整有漿面，每隔2.5 m設(shè)置0.3 m操作溝。

1.4.2 播種催芽處理 各處理種子于6月18日浸種，浸種15 h進(jìn)行催芽，水稻種子破口露白，芽長(zhǎng)不超過(guò)0.1 cm即可準(zhǔn)備播撒；6月20日按試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別進(jìn)行無(wú)人機(jī)播種和大田育秧工作，大田育秧采用濕潤(rùn)育秧法育秧。處理1的人工插秧于7月10日進(jìn)行移栽插秧，種植規(guī)格控制25 cm×22 cm。

1.4.3 無(wú)人機(jī)播撒技術(shù)要求 試驗(yàn)水稻無(wú)人機(jī)播撒使用條播方式［11］，倉(cāng)口轉(zhuǎn)速控制在800轉(zhuǎn)/min，播撒幅度控制4.0 m以內(nèi)，飛行高度穩(wěn)定在3.0 m，播距控制10粒種子40 cm×40 cm范圍。飛機(jī)播撒時(shí)田面保持濕潤(rùn)，不積水，土壤呈泥漿狀。

1.5 田間管理

1.5.1 除雜草 各處理翻地前7 d每667m2使用草銨磷300 mL進(jìn)行除草。處理2和處理3無(wú)人機(jī)精量直播后3 d進(jìn)行第2次除草，每667m2使用掃茀特乳油100 mL+10%芐嘧磺隆可濕性粉劑30 g；第10天進(jìn)行第3次除草，使用方法與第2次相同。

1.5.2 肥水管理和病蟲害防治 肥水管理和病蟲害防治由專人負(fù)責(zé)。田塊平整后基肥每667m2撒施配方肥20 kg，追肥每667m2撒施配方肥17.5 kg。各處理病蟲害防治及其它農(nóng)事操作相同且符合大田生產(chǎn)要求。

1.6 產(chǎn)量測(cè)定與數(shù)據(jù)處理

10月11日組織人員取樣考種，每個(gè)大區(qū)取稻株20叢，調(diào)查每叢有效穗數(shù)、株高、每穗粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重；觀察記錄各處理水稻抗倒伏表現(xiàn)。10月12日組織收割機(jī)對(duì)各大區(qū)進(jìn)行產(chǎn)量測(cè)定，記錄濕谷產(chǎn)量，取樣曬干后計(jì)算曬干率和干谷產(chǎn)量。

試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)用DPS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行方差和相關(guān)性分析，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)水稻主要農(nóng)藝性狀的影響

從表2可看出，各處理水稻植株高度為處理3＞處理1（CK）＞處理2，處理3植株平均高度最高，達(dá)139.6 cm，分別比處理1和處理2高2.8 cm和3.6 cm；各處理間的有效穗數(shù)均有顯著差異，數(shù)量為處理3＞處理1（CK）＞處理2；各處理每穗粒數(shù)為處理2＞處理1（CK）＞處理3；各處理的結(jié)實(shí)率均較低，為處理2＞處理1（CK）＞處理3；各處理的千粒重?zé)o顯著差異。結(jié)果說(shuō)明，無(wú)人機(jī)精量直播會(huì)對(duì)水稻的有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率造成一定影響。此外，測(cè)產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)各處理成熟期均出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象，其中處理3的倒伏最嚴(yán)重，說(shuō)明無(wú)人機(jī)精量直播較易出現(xiàn)倒伏。

表2 不同處理對(duì)水稻主要農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

由表3可知：各處理每667m2產(chǎn)量在529.2～570.9 kg，但差異均不顯著。其中，以處理2產(chǎn)量最高，處理1（CK）次之，處理3最低，處理3比處理1（CK）減產(chǎn)0.95%。說(shuō)明相同用種量情況下，無(wú)人機(jī)精量直播模式不會(huì)造成水稻產(chǎn)量大幅減產(chǎn)。

2.3 不同處理對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

經(jīng)濟(jì)效益高低是衡量一項(xiàng)新技術(shù)模式是否具有推廣價(jià)值的重要參考依據(jù)。根據(jù)各處理的投入產(chǎn)出計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益（表4），結(jié)果表明：無(wú)人機(jī)精量直播處理2、處理3的每667m2經(jīng)濟(jì)效益分別比人工播種人工插秧的處理1 （CK）節(jié)本增收211.1元、75.2元，分別節(jié)本增效13.62%、4.85%。分析其原因，主要是無(wú)人機(jī)精量直播能穩(wěn)定水稻產(chǎn)量，同時(shí)降低勞動(dòng)力強(qiáng)度投入，達(dá)到節(jié)本增效目的。

表3 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

表4 不同處理對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 討論

農(nóng)業(yè)機(jī)械逐步代替人工勞動(dòng)力是今后農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)，糧食生產(chǎn)作為一種勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，尋找一種作業(yè)高效、操作智能化、勞動(dòng)力投入低的生產(chǎn)模式是今后糧食生產(chǎn)主攻方向，基于此原因，水稻無(wú)人機(jī)精量播種技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無(wú)人機(jī)精量播種過(guò)程中每667m2用種量分別為0.60 kg和0.75 kg，水稻產(chǎn)量略有差異，產(chǎn)量比處理1（CK）分別增加6.85%和降低0.95%。分析原因，這可能與水稻播種密度相關(guān)，適宜的用種量能保證水稻合理的種植密度，促進(jìn)水稻分蘗，后期利于形成水稻生長(zhǎng)的通風(fēng)透光環(huán)境［12-13］，進(jìn)而有利于植株群體有效穗的形成和結(jié)實(shí)率的提高，最終表現(xiàn)產(chǎn)量提高。處理3和處理1（CK）在相同用種量的前提下，處理1（CK）產(chǎn)量表現(xiàn)略優(yōu)于處理3，這可能是人工插秧作業(yè)較精細(xì)，種植密度較無(wú)人機(jī)播種更合理，同時(shí)無(wú)人機(jī)播種播撒種子暴露在田地表面上也可能會(huì)影響水稻種子后續(xù)成活率，最終影響產(chǎn)量。

抗倒伏性是檢驗(yàn)水稻無(wú)人機(jī)精量播種技術(shù)模式是否成熟的重要指標(biāo)之一。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)各處理均出現(xiàn)不同程度的倒伏問(wèn)題。水稻倒伏現(xiàn)象的發(fā)生與種植方式、肥水供應(yīng)、品種特性及自然災(zāi)害等多種因素有關(guān)。沈洪昌等［14］研究表明，耕作層淺、種植密度不合理、施肥不當(dāng)、灌溉不合理和病蟲害等因素均會(huì)造成水稻倒伏。試驗(yàn)中雖然各處理均出現(xiàn)不同程度倒伏，但2個(gè)無(wú)人機(jī)精量直播處理的倒伏情況均比人工插秧嚴(yán)重，其中無(wú)人機(jī)精量直播每667m2用種量0.75 kg出現(xiàn)大面積倒伏，這與周龍［15］等的研究結(jié)果基本一致。究其原因，一方面可能是無(wú)人機(jī)撒播水稻根系扎根較淺，影響水稻植株的抗倒伏能力；另一方面可能是無(wú)人機(jī)飛播播撒密度不均勻，種植空間通風(fēng)性差，植株莖稈細(xì)、較高，導(dǎo)致抗折力較弱。

4 結(jié)論

水稻無(wú)人機(jī)精量播種作為一種新興的水稻栽培模式，具有輕簡(jiǎn)、高效的特點(diǎn)，但需要統(tǒng)籌考慮當(dāng)?shù)氐牡乩須夂蛱攸c(diǎn)，選用與之相匹配的品種。因此，結(jié)合上杭縣氣候特點(diǎn)，建議選用生育期短、抗倒伏性強(qiáng)、高產(chǎn)的品種作為無(wú)人機(jī)精量播種栽培用種。

水稻無(wú)人機(jī)精量播種由于種子播撒無(wú)序，因此適宜的用種量可降低播種密度，避免用種量偏多造成倒伏。綜合對(duì)比本試驗(yàn)結(jié)果，水稻品種韶優(yōu)766在上杭縣無(wú)人機(jī)精量直播的每667m2適宜用種量為0.60 kg，但是否是最優(yōu)用種量有待進(jìn)一步研究。

鑒于水稻無(wú)人機(jī)精量播種技術(shù)具有作業(yè)高效、節(jié)本增效的優(yōu)勢(shì)，值得在全縣進(jìn)一步研究，但還需從品種選用、田間管理、抗倒伏等方面不斷總結(jié)和完善該技術(shù)模式，為全縣下一步示范并擴(kuò)大推廣面積積累經(jīng)驗(yàn)。