武漢市水稻飛播技術(shù)應(yīng)用與推廣

王愛民 左叢山 宋承琦 陳柳清 張 凱 李萬里 肖作澤 朱蘭英

(1.武漢市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣指導(dǎo)中心 湖北武漢 430023；2.武漢市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 湖北武漢 430014)

1 水稻飛播發(fā)展過程與特點(diǎn)

1.1 技術(shù)發(fā)展

1918年美國使用有人駕駛飛機(jī)嘗試進(jìn)行播種作業(yè)，20世紀(jì)90年代日本開始嘗試將無人機(jī)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，2004年日本用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的無人機(jī)數(shù)量超過有人駕駛飛行器。2014年我國華南農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用自主設(shè)計(jì)的撒播機(jī)在廣州開展了無人機(jī)撒播水稻實(shí)驗(yàn)，2018年深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司推出了農(nóng)用無人機(jī)用于播撒水稻種，2019年廣州極飛科技有限公司推出了全自主播撒無人機(jī)用于水稻直播，珠海羽人農(nóng)業(yè)航空有限公司也于2019年推出了水稻精量直播無人機(jī)，2020年全國多地開始示范推廣水稻無人機(jī)飛播技術(shù)。武漢市于2019年引進(jìn)了帶有播撒裝置的無人機(jī)，2020年全市部分種植大戶開始嘗試使用無人機(jī)飛播水稻。

1.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

水稻飛播技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在省時(shí)省力、節(jié)約成本、效率高，特別是隨著無人機(jī)飛控技術(shù)的進(jìn)步，飛播效率、精準(zhǔn)度、均勻度等都有了顯著提升，還可以實(shí)現(xiàn)一鍵起飛、自主智能作業(yè)、斷點(diǎn)續(xù)航等功能。珠海羽人8行精量直播機(jī)種子倉共8kg，飛播效率可達(dá)0.67～2.00hm2/h。2021年市場主流機(jī)型大疆T30和極飛P80，種子箱容量分別提升至30kg和40kg，常規(guī)稻和雜交稻播種效率分別可達(dá)3.33hm2/h和6.67hm2/h，是傳統(tǒng)人工撒播效率的30～50倍，是地面直播機(jī)械的12～25倍；另外，水稻飛播與機(jī)械化育插秧相比，僅需要耕整地、催芽及播種3個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，省去了育秧、秧苗管理、運(yùn)秧、插秧等過程，農(nóng)藝簡單、速度快、作業(yè)效率高，每667m2可降低人工及作業(yè)成本150～180元。

1.3 技術(shù)要點(diǎn)

一是稻田耕整。播種前進(jìn)行旋耕平整，開好廂溝和邊溝，田面應(yīng)沉實(shí)平整，高低差不超過3cm，播種時(shí)田面濕潤無明顯積水。二是種子處理。選擇生育期適宜的優(yōu)質(zhì)品種，播前進(jìn)行曬種、除芒、選種、浸種、催芽、拌種、晾干等處理；種子破胸漏白后應(yīng)及時(shí)播種，種芽如果超過2mm，飛播時(shí)會(huì)互相纏繞。三是機(jī)型選擇。播種方式主要有無序撒播和有序條播兩種。無序撒播是通過離心力將種子均勻拋撒到田里，代表機(jī)型主要有大疆T系列和極飛P系列無人機(jī)；有序條播是將種子倉呈等距排列設(shè)置，播后種子成行生長，代表機(jī)型主要有羽人精量條播機(jī)。目前，各地應(yīng)用較多的為無序撒播。四是飛機(jī)播種。播前用衛(wèi)星定位采集田塊信息，規(guī)劃作業(yè)航線，設(shè)定好用種量、飛行速度等參數(shù)，測試排種量達(dá)到要求后方可進(jìn)行播種作業(yè)。撒播型飛機(jī)飛播高度為2～3m、播幅為6～9m；條播型飛機(jī)飛播高度約0.5m，種子掉落行內(nèi)幅寬不超過8cm、行距20～30cm。

2 武漢市試驗(yàn)及推廣應(yīng)用情況

2.1 對(duì)比試驗(yàn)和跟蹤調(diào)查

2020年6-11月，武漢市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣指導(dǎo)中心在黃陂區(qū)金寨村、新洲區(qū)同心村、江夏區(qū)菱米村，分別對(duì)嘉優(yōu)2號(hào)、糯兩優(yōu)561、黃華占3個(gè)水稻品種開展了無人機(jī)飛播和人工撒播對(duì)比試驗(yàn)，所用無人機(jī)為大疆T16。跟蹤調(diào)查了播種均勻度、秧苗素質(zhì)、基本苗、最高苗、成穗率、產(chǎn)量等指標(biāo)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，通過無人機(jī)撒播的3個(gè)品種比人工撒播均勻度平均提高20.6%，產(chǎn)量平均提高8.5%。表明無人機(jī)撒播相比人工撒播更加均勻，通風(fēng)透光性更好，有利于獲得更高產(chǎn)量。

2021年，武漢市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣指導(dǎo)中心對(duì)蔡甸區(qū)洪北么溝村水稻飛播應(yīng)用情況進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，該村5月18日使用極飛P系列2020款農(nóng)用無人機(jī)飛播雜交稻隆兩優(yōu)8612，用種量為1.5kg/667m2，面積5.33hm2，實(shí)際產(chǎn)量為531kg/667m2。通過對(duì)比試驗(yàn)示范，為武漢市水稻生產(chǎn)探索了一條更便捷高效的機(jī)械化播種技術(shù)路徑。

2.2 飛播技術(shù)示范推廣

2020—2021年，武漢市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣指導(dǎo)中心大力宣傳推廣水稻無人機(jī)飛播技術(shù)，先后組織舉辦無人機(jī)水稻飛播現(xiàn)場演示培訓(xùn)活動(dòng)5場(次)，參與演示培訓(xùn)260人(次)，全市農(nóng)用無人機(jī)播撒裝置140套。2021年黃陂區(qū)港灣永旺農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社飛播約333hm2，蔡甸區(qū)豐盛祥農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社飛播面積約267hm2。通過宣傳推廣和示范帶動(dòng)，武漢市江夏區(qū)法泗街、新洲區(qū)辛沖街、黃陂區(qū)王家河街、蔡甸區(qū)侏儒山街等地部分合作社及種植大戶開始接受并使用無人機(jī)飛播水稻。根據(jù)大疆和極飛無人機(jī)作業(yè)后臺(tái)數(shù)據(jù)，全市2020年水稻飛播面積為1543.33hm2，2021年增長至7073.33hm2，呈爆發(fā)式增長態(tài)勢(shì)。

2.3 參與制定地方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

通過近兩年的對(duì)比試驗(yàn)和跟蹤調(diào)查，武漢市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣指導(dǎo)中心從作業(yè)準(zhǔn)備、播種要求、播種技術(shù)、田間管理、收獲技術(shù)等方面，總結(jié)形成了水稻飛播技術(shù)模式，參與起草了適用于湖北省水稻無人機(jī)飛播輕簡化生產(chǎn)管理和指導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)文本《水稻無人機(jī)輕簡化栽培技術(shù)規(guī)程》，并與長江大學(xué)、湖北省農(nóng)技推廣總站、荊門市農(nóng)機(jī)發(fā)展中心等單位共同申報(bào)了湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。目前，該標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目正在審核認(rèn)定中。

3 存在的問題

3.1 應(yīng)用推廣還不夠快捷

當(dāng)前，無人機(jī)高效植保作業(yè)方式已被農(nóng)民普遍接受，但無人機(jī)飛播水稻仍然還是一項(xiàng)新技術(shù)，許多農(nóng)民出于種植習(xí)慣以及對(duì)飛播效果的擔(dān)憂，使得這一技術(shù)推廣應(yīng)用還不夠快。目前水稻飛播面積不到全市總種植面積的7%，尚有很大的應(yīng)用推廣空間。

3.2 作業(yè)效果還不夠穩(wěn)定

由于催芽過長導(dǎo)致種芽纏繞，或是種子沒有晾干導(dǎo)致結(jié)塊，都容易出現(xiàn)飛播作業(yè)時(shí)播種盤卡死問題，導(dǎo)致播撒不均勻。有時(shí)因?yàn)樾l(wèi)星定位問題，偶爾也會(huì)出現(xiàn)實(shí)際作業(yè)范圍與規(guī)劃航線出現(xiàn)偏差。飛手技術(shù)不夠熟練，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)重播、漏播問題。

3.3 飛播效果還不夠理想

飛播技術(shù)在克服水稻直播存在的“兩難兩易”(苗難齊、草難控、易水淹、易倒伏)問題方面表現(xiàn)得還不夠理想。直播水稻無秧田期、生育期縮短、不利高產(chǎn)，同時(shí)還存在草害嚴(yán)重、抗倒伏和抗逆境能力差等問題，但無人機(jī)飛播與地面機(jī)械直播或人工撒播之間無顯著差異。

4 對(duì)策與建議

4.1 開展技術(shù)應(yīng)用示范，提高水稻飛播普及率

依托農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社，大力開展無人機(jī)飛播水稻作業(yè)示范推廣活動(dòng)，宣傳水稻飛播成功應(yīng)用典型，廣泛引導(dǎo)農(nóng)民使用水稻飛播技術(shù)，迅速提升該技術(shù)普及率，補(bǔ)齊水稻生產(chǎn)機(jī)械化播種水平不夠高的短板。

4.2 加大技術(shù)培訓(xùn)力度，提升作業(yè)效果穩(wěn)定性

針對(duì)田面不平整有明顯積水致使出苗不齊、出苗率不高，以及催芽過長導(dǎo)致播撒時(shí)易纏繞等問題，建議通過組織現(xiàn)場演示活動(dòng)，加強(qiáng)對(duì)耕整田、開溝排水、種子處理等配套技術(shù)的培訓(xùn)，解決田塊和種子因素導(dǎo)致作業(yè)效果不佳的問題；同時(shí)，加強(qiáng)無人機(jī)飛手實(shí)際操控技能培訓(xùn)，確保飛播效果。

4.3 強(qiáng)化農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，完善飛播技術(shù)新模式

根據(jù)直播對(duì)水稻品種的要求，選擇具備發(fā)芽率高且出苗快、生育期適宜、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、根系發(fā)達(dá)、矮稈抗倒伏、抗病蟲害和抗逆性強(qiáng)且適合無人機(jī)飛播的水稻品種；同時(shí)，依據(jù)氣候條件、土壤類型和雜草譜系，選擇適宜的播種期和化學(xué)除草藥劑，確保苗齊苗壯，促進(jìn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。盡快出臺(tái)水稻飛播作業(yè)各環(huán)節(jié)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，完善適宜全市廣泛推廣的水稻飛播技術(shù)新模式。

4.4 加強(qiáng)政策供給引導(dǎo)，激發(fā)市場主體積極性

機(jī)播率相對(duì)其他環(huán)節(jié)還比較低，是水稻全程機(jī)械化生產(chǎn)的短板。建議在繼續(xù)發(fā)揮農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼政策導(dǎo)向作用的同時(shí)，加強(qiáng)項(xiàng)目試點(diǎn)和作業(yè)補(bǔ)貼政策扶持，對(duì)無人機(jī)水稻飛播作業(yè)進(jìn)行補(bǔ)貼，提高農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社等市場主體的積極性，多舉措促進(jìn)和提高水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化水平。