童紀(jì)氚 戎雪利 任萍 褚光 王丹英*

（1 慈溪市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣中心，浙江 慈溪 315300；2 中國水稻研究所，杭州 310006；3 余姚市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣中心，浙江 余姚 315400；*通信作者：wangdanying@caas.cn）

2020 年，我國水稻耕、種、收的機(jī)械化率分別為98.35%、56.30%和97.73%，水稻耕作和收獲環(huán)節(jié)已基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，但種植環(huán)節(jié)的機(jī)械化水平不高且區(qū)域發(fā)展不平衡，種植機(jī)械化仍然是水稻生產(chǎn)機(jī)械化的薄弱環(huán)節(jié)[1]。我國水稻機(jī)械化種植方式主要有機(jī)插、機(jī)拋和機(jī)直播，其中機(jī)插秧占到80%以上，是目前政府主推和倡導(dǎo)的機(jī)械種植方式。水稻機(jī)插的優(yōu)勢(shì)在于秧苗成活率高，植株分布成行成穴，田間通風(fēng)透氣好且便于田間管理，水稻產(chǎn)量和品質(zhì)有保障，且機(jī)插可以通過育秧縮短水稻的大田生長期，緩解茬口緊張。但機(jī)插也存在許多不足，如其有育秧、移栽環(huán)節(jié)，工序多而復(fù)雜，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且育秧盤隔幾年就要更換，種植成本較高；機(jī)插育秧容易發(fā)生綿腐病、立枯病等，栽插時(shí)容易造成傷根、傷苗、缺苗，出現(xiàn)漏苗現(xiàn)象。近年，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力大量轉(zhuǎn)移、用工成本不斷提高，水稻種植季節(jié)的請(qǐng)工難、用工貴已成為困擾水稻生產(chǎn)的主要問題。在水稻生產(chǎn)比較效益偏低的情況下，水稻機(jī)插因其高成本高投入，面積增長乏力，若非政府繼續(xù)大額補(bǔ)貼，依靠機(jī)插提高種植的機(jī)械化率十分困難。

與此同時(shí)，省工節(jié)本高效的直播稻發(fā)展勢(shì)頭驚人，成為農(nóng)戶自發(fā)采用、不推自廣的技術(shù)。水稻直播是指不經(jīng)過育秧、移栽而直接將水稻種子播入大田的一種輕簡種植方式。目前我國已有超過30%的水稻采用直播，并發(fā)展出了背負(fù)式機(jī)械噴播、行走式機(jī)械直播和無人機(jī)直播等多種方式。相比于機(jī)插，機(jī)直播的作業(yè)效率更高，行走式機(jī)械直播2 人每1 d 可以完成2.0～5.5 hm2稻田的播種作業(yè)[2]；無人機(jī)直播克服了行走式機(jī)直播對(duì)田塊規(guī)則度、平整度以及泥腳深淺要求高等缺點(diǎn)，憑借其運(yùn)輸方便、操作便捷、作業(yè)高效和無視復(fù)雜地形等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[3-4]，發(fā)展勢(shì)頭驚人。機(jī)直播已成為增加水稻生產(chǎn)機(jī)械化率的重要途徑。為了探明水稻應(yīng)用無人機(jī)直播產(chǎn)量、效益及存在的問題，2022 年，作者在浙江慈溪開展機(jī)械插秧、行走式機(jī)械直播和無人機(jī)直播比較試驗(yàn)，結(jié)果總結(jié)如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以常規(guī)粳稻秀水14 為供試品種，于2022 年分別在慈溪市龍山鎮(zhèn)海甸戎村、橋頭鎮(zhèn)小橋頭村、橫河鎮(zhèn)彭橋村等3 個(gè)地點(diǎn)開展機(jī)械插秧（機(jī)插）、田間行走式機(jī)械直播（機(jī)播）和無人機(jī)直播（飛播）的大區(qū)比較試驗(yàn)。各地點(diǎn)每個(gè)處理地塊面積1 334 m2以上。

水稻種植前使用秸稈還田機(jī)械進(jìn)行耕整，要求耕整后的田塊地表無殘茬、無水坑、無高堆；水稻種子經(jīng)曬種、選種、浸種、催芽，攤放瀝干水分后播種。機(jī)插、機(jī)播和飛播的用種量均為3.5 kg/667 m2，其中，機(jī)插采用水稻育秧流水線育秧，栽插行株距30 cm×12 cm，每叢3～4 株苗，栽插深度2～3 cm；機(jī)播采用上海世達(dá)爾直播機(jī)，行株距20 cm×14 cm，每穴播3～4 粒種；飛播的無人機(jī)型號(hào)為極飛xp 2020，飛行速度8～12 m/s，播幅1.8 m，飛行高度2.5 m。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

記載水稻生育期；記錄不同處理從田塊翻耕到水稻收獲后烘干期間的所有費(fèi)用；成熟期每個(gè)地點(diǎn)的每個(gè)處理選擇3 個(gè)1 m2，調(diào)查有效穗數(shù)；摘取所有稻穗，測(cè)量單穗穗長、穗質(zhì)量，單位面積的稻穗脫粒去除秕粒測(cè)量千粒重，計(jì)算每穗實(shí)粒數(shù)；其余田塊實(shí)割，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量；計(jì)算不同種植方式的成本和效益。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植方式工作效率比較

由表1 可見，每667 m2水稻機(jī)插所需時(shí)間為25.0～28.4 min，遠(yuǎn)高于機(jī)播的5.6～9.1 min 和飛播的0.7～1.0 min，單位面積機(jī)插用時(shí)分別為機(jī)播和飛播的3.8 倍和33.4 倍。

表1 不同種植方式的工作效率比較

2.2 不同種植方式農(nóng)藝性狀比較

從表2 可見，同一時(shí)間播種的機(jī)插、機(jī)播和飛播處理的收獲期相同，種植方式對(duì)秀水14 全生育期的影響不大。在水稻長勢(shì)上，粳稻秀水14 株高71.1～82.2 cm，穗長13.8～17.1 cm，兩者均是地點(diǎn)間的差異大于種植方式的差異，機(jī)插、機(jī)播和飛播間的差異未達(dá)顯著水平。

表2 不同種植方式下的水稻播收期

2.3 不同種植方式水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成比較

由表3 可以看出，在3 個(gè)地點(diǎn)中，僅橋頭鎮(zhèn)的水稻產(chǎn)量是機(jī)插＞機(jī)播、飛播，其余2 地都是機(jī)播和飛播大于機(jī)插。正是由于地點(diǎn)間差異較大，方差分析結(jié)果顯示，機(jī)插、機(jī)播和飛播的有效穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量并無顯著差異，僅每穗實(shí)粒數(shù)機(jī)播顯著高于飛播。在產(chǎn)量及其構(gòu)成上，機(jī)插處理3 個(gè)地點(diǎn)間的有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和產(chǎn)量存在較大差異，三者的變異系數(shù)分別達(dá)9.8%、9.6%和13.4%；機(jī)播處理產(chǎn)量的地點(diǎn)間差異最小，變異系數(shù)僅為3.6%，但其有效穗數(shù)變異系數(shù)為8.2%，高于飛播處理的2.5%，說明在種植的均勻性上，飛播優(yōu)于機(jī)播，而機(jī)插可能存在漏缺叢現(xiàn)象，其均勻性最差。

表3 不同種植方式下的水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

2.4 不同種植方式成本與收益比較

從表4 可見，機(jī)插處理育秧加插秧的種植成本為150.0 元/667 m2，機(jī)播35.0 元/667 m2，飛播15.0 元/667 m2。由于不同種植方式間產(chǎn)量無顯著差異，收入相近，凈收益機(jī)播和飛播分別為303.9 元/667 m2和290.3元/667 m2，顯著高于機(jī)插的130.5 元/667 m2。

表4 不同種植方式的成本與收益比較（單位：元/ 667 m2）

3 無人機(jī)直播技術(shù)要點(diǎn)

3.1 田塊整備

要求田面平整，基本無雜草、雜物、殘茬等殘留物。田塊內(nèi)高低落差不大于30 mm；播種前需沉淀泥漿，確保播種時(shí)田面無明顯積水。

3.2 種子準(zhǔn)備

選擇通過國家或省級(jí)農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定并適宜當(dāng)?shù)刂辈サ乃酒贩N，稻種必須干凈、無雜質(zhì)，帶芒稻種需要脫芒處理。根據(jù)播種計(jì)劃分批次浸種，浸種時(shí)加入咪鮮胺、噁霉靈、頂苗新等浸種劑，浸種后催芽，以種子露白為宜，芽長不要長于0.5 cm；播種前在室內(nèi)攤晾種子，晾干種子表面水分，并用35%丁硫克百威粉劑拌種，驅(qū)鳥防蟲。

3.3 播種

無人機(jī)播種前先要進(jìn)行播量校準(zhǔn)，規(guī)劃播種路徑，播種量常規(guī)稻3.0～6.0 kg/667 m2、雜交稻1.5～2.0 kg/667 m2，飛行速度5.0～7.0 m/s，飛行高度2.5～4.0 m，播幅（噴幅）4.0～6.0 m。

3.4 雜草防除

重視土壤封閉，采用“一封二殺三補(bǔ)”技術(shù)。一封：播種前3～7 d 耙田，用芐嘧丙草胺進(jìn)行播種前土壤封閉，或在播種后2 d 內(nèi)噴施芐嘧磺隆+丙草胺進(jìn)行土壤封閉；二殺：在第1 次用藥后12～15 d，每667 m2噴施吡嘧磺隆20 g+氰氟草酯150～200 mL；三補(bǔ)：除草效果不好的田塊，在水稻分蘗期(4～5 葉期)，根據(jù)草相特點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)治。

3.5 好氧灌溉

播種后排除田間積水，3 葉期前，盡量少灌水，以促根系下扎。分蘗開始后采用淺濕灌溉，田里保持0～3 cm水層，苗數(shù)達(dá)到穗數(shù)的80%～90%時(shí)開始擱田；穗分化后期保持較深水層，防止高溫天氣影響穎花分化；抽穗期保持淺水；灌漿期間歇灌溉、干濕交替；收獲前7 d排水。

4 小結(jié)與討論

本試驗(yàn)表明，與機(jī)插相比，飛播省去了育苗、移栽、插秧環(huán)節(jié)，省時(shí)省工，種植效率分別是機(jī)插的33.4 倍，且不存在返青和植傷問題，同期播種時(shí)分蘗期比機(jī)插水稻顯著提早，分蘗數(shù)增多；在播種的均勻性上，飛播通過機(jī)械精準(zhǔn)控制單位時(shí)間的種子播撒量和飛行速度，播種的均勻度高。與機(jī)播相比，飛播的產(chǎn)量無顯著差異，但作業(yè)效率更高，完成667 m2稻田飛播僅需0.8 min（不考慮加稻種和更換電池的時(shí)間），作業(yè)時(shí)間僅為機(jī)播作業(yè)時(shí)間的11.4%；在作業(yè)成本上，飛播比行走式機(jī)械直播低近20 元/667 m2。在無人機(jī)植保普及區(qū)域，無人植保機(jī)上加配3 000～4 500 元的播撒系統(tǒng)，可以一機(jī)多用，實(shí)現(xiàn)播種、施肥、噴藥等功能。而將插秧機(jī)改成行走式機(jī)械直播機(jī)則需要搭配3.0～4.0 萬元的播種裝置，機(jī)械裝備成本機(jī)播遠(yuǎn)高于飛播。此外，飛播對(duì)田塊大小、田塊位置、田塊規(guī)則度、泥腳深淺等無要求，技術(shù)的適用范圍較行走式機(jī)械直播高。然而，飛播和機(jī)播因是將種子直接播種于露天大田，相比于機(jī)插育秧，其種子發(fā)芽出苗將直面各種逆境和雜草的競(jìng)爭(zhēng)，存在缺苗、草害風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)田塊耕整水平和草害防除技術(shù)要求高，且相對(duì)于機(jī)插，飛播的水稻植根較淺，存在一定的倒伏風(fēng)險(xiǎn)。