再生稻頭季機(jī)收對(duì)再生季產(chǎn)量損失成因及減損技術(shù)研究

林席躍 伍先群 雷正平 邵彩虹 黃素華 陳麗芬 張健

摘要 研究了沃得旋龍4LZ-3.0E等7款收割機(jī)機(jī)型，“Ⅲ”字形等3種收割作業(yè)行走路線，23%～32%分4個(gè)等級(jí)收割前土壤容積含水量，10～40 cm分5個(gè)等級(jí)留樁高度對(duì)機(jī)收再生稻再生季產(chǎn)量的損失差異;同時(shí)對(duì)4個(gè)因素的綜合影響程度進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明，土壤容積含水量和收割作業(yè)行走路線主要影響碾壓比重和碾壓行稻樁的萌芽及成穗，留樁高度影響再生季有效穗數(shù)形成，收割機(jī)機(jī)型（履帶寬度、碎草裝置）影響碾壓比重和碾壓行的產(chǎn)量貢獻(xiàn)。4個(gè)因素對(duì)再生季產(chǎn)量損失影響程度依次降低，集成采用26%、留樁高度15～25 cm收割、按“Ⅲ”字作業(yè)行走路線、使用35 cm窄幅履帶能使機(jī)收再生稻碾壓產(chǎn)量損失率由41.7%降低至25.1%，減損效果明顯，同時(shí)該技術(shù)還有繼續(xù)研究?jī)?yōu)化空間。

關(guān)鍵詞 再生稻;頭季機(jī)收;產(chǎn)量損失;測(cè)算方法;減損技術(shù)

中圖分類號(hào) S 233? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2021）18-0200-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.049

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on the Causes and Reduction Technology of Yield Loss of Ratooning Rice

LIN Xi-yue， WU Xian-qun，LEI Zheng-ping et al （Chongyi County Agricultural Technology Promotion Station， Chongyi，Jiangxi 341300）

Abstract Experimental study on the Uuanlong Wode 4 lz-3.0 E 7 harvester models， and "Ⅲ" glyph three harvest homework walking routes， and 23%-32% in four grades before harvest soil volumetric water content， and the difference between the yield loss of the first season and the yield loss of the regeneration season was investigated with the pile height of? 10-40 cm divided into five grades. The comprehensive influence of four factors on the basis of the comparison analysis was carried out， the results showed that the soil volumetric water content and harvest walk route mainly affected the proportion of RCC and germination and panicle formation， pile height affected the regeneration of season， harvester models （track width， broken grass machine） affected the rolling and rolling production line contribution proportion. Four factors， in turn， less impact on the regeneration season production losses， integrated use 26%， leave a pile height 15-25 cm to harvest， according to the word "Ⅲ" walking routes， 35 cm narrow tracks could make their ratooning rice rolling yield loss rate decreased from 41.7% to 25.1%， and the loss effect was obvious， at the same time the technology had room for continued research and optimization.

Key words Ratooning rice;Head season;Yield loss;Calculation method;Impairment technology

基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“長(zhǎng)江中下游東部雙季稻區(qū)生產(chǎn)能力提升與肥藥精準(zhǔn)施用豐產(chǎn)增效關(guān)鍵技術(shù)研究與模式構(gòu)建”（2017YFD0301602）;國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“西南部紅黃壤山區(qū)水稻綠色規(guī)模化豐產(chǎn)增效技術(shù)集成與示范”（2018YFD0301105）。

作者簡(jiǎn)介 林席躍（1966—），男，江西崇義人，副高六級(jí)，碩士生導(dǎo)師，從事作物栽培技術(shù)研究;

伍先群（1990—），女，江西崇義人，助理農(nóng)藝師，從事作物栽培技術(shù)研究。林席躍和伍先群為共同第一作者。

*通信作者：邵彩虹，副高五級(jí)，碩士生導(dǎo)師，從事作物生理與分子生態(tài)學(xué)研究;黃素華，副高五級(jí)，碩士生導(dǎo)師，從事作物生理與分子生態(tài)學(xué)研究。

收稿日期 2020-12-14;修回日期 2021-02-03

再生稻種一茬收獲2次，即頭季水稻收割后，利用殘余稻樁腋芽發(fā)苗、長(zhǎng)穗，再收一季的一種稻作方式[1]。近年來(lái)，再生稻已在四川、福建、湖北、江西、安徽、湖南等長(zhǎng)江中下游省份稻作區(qū)廣泛應(yīng)用，再生稻生產(chǎn)效益比一季中稻提高93.75%、產(chǎn)投比提高12.65%[2]，隨著勞動(dòng)力成本逐年上升，機(jī)收再生稻成為未來(lái)發(fā)展方向[3]。機(jī)械碾壓嚴(yán)重，再生季損失率高（40%～50%）、稻米品質(zhì)下降等問(wèn)題，是現(xiàn)階段制約再生稻發(fā)展的瓶頸。以往的研究從品種、留樁高度、機(jī)械收割與人工收割再生季產(chǎn)量比較等方面進(jìn)行了機(jī)收再生稻效益的研究[4-6]及再生稻收割機(jī)方面研究[7-8]，但尚缺乏多因素綜合分析再生季產(chǎn)量損失的形成原因、測(cè)算方法及應(yīng)對(duì)技術(shù)措施。筆者從收割機(jī)機(jī)型、履帶寬度、收割作業(yè)行走方式、作業(yè)時(shí)田間水分狀態(tài)、留樁高度等因素進(jìn)行了綜合分析，提出了機(jī)收再生稻再生季產(chǎn)量損失的科學(xué)測(cè)算方法，研制出減損技術(shù)措施，供研究者、農(nóng)技人員參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)處理的通用條件設(shè)置

通用條件包括塑盤(pán)育秧、等行距機(jī)插30 cm×16 cm，沃得銳龍4LZ-4.0E聯(lián)合收割機(jī)（履帶寬度45 cm、裝備碎草機(jī)）收割，留樁高度30 cm左右，機(jī)收時(shí)田間土壤容積含水量控制在26%左右。播種時(shí)間、栽種品種、水分調(diào)控、施肥水平、病蟲(chóng)防控等大田管理措施各處理相同。

1.2 產(chǎn)量損失調(diào)查方法設(shè)計(jì)

按照與收割機(jī)作業(yè)行走垂直的方向連續(xù)調(diào)查3個(gè)以上收割幅稻行，對(duì)再生季田間非碾壓區(qū)、碾壓區(qū)、掉頭區(qū)的再生季有效穗數(shù)分別調(diào)查記載，各處理隨機(jī)取樣稻株3兜室內(nèi)考種計(jì)算單位面積理論產(chǎn)量。產(chǎn)量損失測(cè)算方法：全田損失率=a+b。式中，a：作業(yè)行走區(qū)占全田產(chǎn)量損失率（一次碾壓）=作業(yè)行走區(qū)單產(chǎn)×碾壓稻樁占比（碾壓稻樁數(shù)/調(diào)查總稻樁數(shù)）/非碾壓區(qū)單產(chǎn)×100;b：掉頭區(qū)占全田產(chǎn)量損失率（2次以上碾壓）=掉頭區(qū)單產(chǎn)×碾壓稻樁占比（碾壓稻樁數(shù)/調(diào)查總稻樁數(shù)）/非碾壓區(qū)單產(chǎn)×100。

1.3 頭季不同收割機(jī)型對(duì)再生季產(chǎn)量損失率比較

1.3.1 收割機(jī)機(jī)型。

選用本地區(qū)普遍使用的自走式履帶式全喂入聯(lián)合收割機(jī)共7款，以沃得銳龍4LZ-4.0E為對(duì)照（CK）。各參試機(jī)型型號(hào)見(jiàn)表1。

1.3.2 水稻品種。

供試品種為晶兩優(yōu)534，處理面積600～800 m2，重復(fù)2次。對(duì)頭季收割時(shí)間基本相近、不同收割機(jī)機(jī)型的農(nóng)戶進(jìn)行大田機(jī)收碾壓情況調(diào)查。

1.4 不同收割機(jī)作業(yè)行走方式碾壓損失率比較

處理Ⅰ：按“Ⅲ”作業(yè)行走線路，以田塊最窄的兩端為固定轉(zhuǎn)彎和出倉(cāng)區(qū);處理Ⅱ：按“回”字形作業(yè)和轉(zhuǎn)彎行走線路，無(wú)固定出倉(cāng)區(qū);處理Ⅲ：按“倒S”（CK），按生產(chǎn)上習(xí)慣采用的線路作業(yè)和掉頭行走線路，無(wú)固定出倉(cāng)區(qū)。參試品種為晶兩優(yōu)534。每個(gè)處理2次重復(fù)，每區(qū)面積約800 m2（圖1）。

1.5 不同田間水分狀態(tài)機(jī)收碾壓損失率比較

參試品種為晶兩優(yōu)534。設(shè)處理Ⅰ23%、處理Ⅱ26%、處理Ⅲ29%、處理Ⅳ32% 4個(gè)處理，2次重復(fù)，共8個(gè)處理大區(qū)，每區(qū)面積800～1 000 m2。收割前通過(guò)人工給水或排水方式對(duì)田間水分進(jìn)行調(diào)控處理，使用“科順達(dá)”土壤溫濕度測(cè)量?jī)x測(cè)量田間土壤容積含水量。

1.6 不同留樁高度機(jī)收碾壓損失率比較

選用晶兩優(yōu)1377、晶兩優(yōu)1212、內(nèi)6優(yōu)7075這3個(gè)品種，頭季機(jī)收。分別設(shè)5個(gè)留樁高度處理：處理Ⅰ 10 cm，處理Ⅱ 15 cm，處理Ⅲ 25 cm，處理Ⅳ 30 cm，處理Ⅴ 40 cm。再生季成熟期，每處理調(diào)查稻株樣本30株以上，隨機(jī)選取代表性3兜樣品室內(nèi)考種，計(jì)算理論產(chǎn)量。

1.7 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同收割機(jī)機(jī)型碾壓損失率比較

由圖2可知，稻樁的碾壓稻樁數(shù)量占比與收割機(jī)履帶寬度呈正相關(guān)，與割幅寬度呈負(fù)相關(guān)。機(jī)型A和機(jī)型B 2款機(jī)型的履帶寬度均為35 cm，機(jī)型B的收割割幅較大，表現(xiàn)最低的碾壓稻樁數(shù)占比;機(jī)型D和機(jī)型F履帶寬度45 cm、收割幅200 cm表現(xiàn)最高的碾壓稻樁數(shù)占比;碾壓對(duì)稻樁的損傷輕重與履帶寬度關(guān)聯(lián)度較高。

由圖3可知，不同機(jī)型再生季全田實(shí)收產(chǎn)量組成差異較大，以機(jī)型B、機(jī)型C的實(shí)收產(chǎn)量占比72%為最高，以機(jī)型F的62%為最低;而以機(jī)型B的非碾壓區(qū)實(shí)收產(chǎn)量占比59%為最高，與其履帶較窄有關(guān)。以機(jī)型D的半碾壓區(qū)實(shí)收產(chǎn)量占比15%為最高，與其裝備碎草機(jī)有關(guān)。

由圖4可知，以機(jī)型B的再生季產(chǎn)量綜合損失率25.5%為最低，機(jī)型G的綜合損失率37.7%為最高。調(diào)查發(fā)現(xiàn)各機(jī)型產(chǎn)生的損失率與碾面積占比未呈正相關(guān)，與是否裝備碎草設(shè)備有關(guān)。使用碎草裝置收割后的碾壓行稻樁能萌發(fā)再生苗并形成產(chǎn)量，往往碾壓行形成的有效穗數(shù)可達(dá)非碾壓行的60%左右，千粒重略減，單產(chǎn)約占非碾壓行稻株的50%。

2.2 不同收割機(jī)作業(yè)行走路線碾壓損失率比較

由圖5可知，收割作業(yè)行走路線影響碾壓面積比重，“Ⅲ”字形較“回”字形和“倒S”形表現(xiàn)明顯降低。由表2可知，“Ⅲ”字形綜合損失率28.97%，“回”字形36.5%，分別比“倒S”（CK）下降30.54%、12.47%。

2.3 機(jī)收時(shí)不同土壤容積含水量對(duì)再生季產(chǎn)量碾壓損失率比較

由圖6可知，頭季機(jī)收時(shí)不同土壤容積含水量影響再生季稻的再生苗數(shù)、成穗率，適當(dāng)?shù)乃譅顟B(tài)下碾壓稻樁損傷小，再生苗數(shù)較多，碾壓行可以產(chǎn)生一定產(chǎn)量。處理Ⅰ 23%、處理Ⅱ26%、處理Ⅲ29%、處理Ⅳ32%的再生季產(chǎn)量損

2.4 機(jī)收再生稻不同留樁高度再生季產(chǎn)量損失比較

由表3可知，不同留樁高度對(duì)再生季產(chǎn)量構(gòu)成影響較大，隨著留樁越低表現(xiàn)再生率下降幅度較大、總粒數(shù)增多、結(jié)實(shí)率和千粒重略有下降，以最適當(dāng)?shù)母叨冗_(dá)到綜合影響指數(shù)的最高。由表4可知，3個(gè)品種分別在5個(gè)留樁高度等級(jí)中，均表現(xiàn)25 cm的損失率最低，在25.1%～ 28.4%;留樁高度≥15 cm和≤30 cm均表現(xiàn)較高的損失率，在27.37%～44.90%;由表5可知，3個(gè)品種5個(gè)留樁高度的平均損失率為27%～43%，以25 cm為對(duì)照進(jìn)行比較，其他4個(gè)等級(jí)均達(dá)0.05顯著水平。

由圖7可知，基1～2節(jié)位上的腑芽可表現(xiàn)良好的萌芽成苗能力，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，基1節(jié)間距0.3～1.5 cm、基2節(jié)間距3～5 cm、基3節(jié)間距7～8 cm、基4節(jié)間距12～20 cm，基1～3節(jié)間距14.5～17.0 cm。

2.6 不同因素對(duì)機(jī)收再生季產(chǎn)量損失的綜合影響分析

由圖8可知，影響損失率表現(xiàn)為土壤容積含水量>留樁高度>作業(yè)行行走方式>履帶寬度。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

研究表明，土壤容積含水量和收割作業(yè)行走路線主要影響碾壓面積比重和碾壓行稻樁腋芽的萌芽及成穗，留樁高度影響再生季有效穗數(shù)，收割機(jī)機(jī)型（履帶寬度、碎草裝置）影響碾壓比重和碾壓行稻株的產(chǎn)量貢獻(xiàn)，4個(gè)因素對(duì)再生季產(chǎn)量損失影響依次降低，頭季稻機(jī)收時(shí)集成采用土壤含水量26%、留樁高度15～25 cm收割、按“Ⅲ”字作業(yè)行走路線、使用35 cm窄幅履帶能使機(jī)收再生季產(chǎn)量損失率由41.7% 降低到25.1%，減損效果明顯，同時(shí)該技術(shù)還有繼續(xù)研究?jī)?yōu)化空間。

3.2 討論

3.2.1 ?土壤含水量的影響。

土壤容積含水量過(guò)低導(dǎo)致機(jī)械對(duì)稻樁碾壓損傷程度較大，而土壤容積含水量過(guò)高，收割機(jī)作業(yè)將稻樁壓入泥土，甚至陷機(jī)，導(dǎo)致根系缺氧、基部腋芽無(wú)法呼吸，碾壓行基本無(wú)再生有效穗，而土壤含水量適中（有一定的松軟度），稻樁受壓時(shí)有一定回彈，稻樁受機(jī)械性損傷較小，所保留的腋芽萌發(fā)再生率較高。

3.2.2

機(jī)型的影響。肖森[4]研究表明再生稻頭季機(jī)械收割后非碾壓區(qū)產(chǎn)生的邊際效應(yīng)能夠在一定程度上彌補(bǔ)頭季機(jī)械收割碾壓區(qū)產(chǎn)量下降對(duì)再生季造成的產(chǎn)量損失，但采取有效措施減少碾壓區(qū)產(chǎn)量的損失率才是提高機(jī)收再生稻再生季產(chǎn)量的關(guān)鍵。這說(shuō)明對(duì)收割機(jī)部位改制，減少碾壓面積是減損研究方向。損失率與收割機(jī)機(jī)重及割幅相關(guān)性不大，與履帶寬度有直接關(guān)系。而市面上的收割機(jī)為確保雙季稻田間水分飽和狀態(tài)時(shí)作業(yè)不陷機(jī)而設(shè)計(jì)，往往將履帶設(shè)計(jì)得較寬。小功率收割機(jī)相應(yīng)配備寬度較小的履帶，雖然碾壓面積占比相應(yīng)較少，但不能裝備碎草機(jī)，導(dǎo)致碾壓行稻樁的再生苗數(shù)少甚至無(wú)，對(duì)再生季產(chǎn)量貢獻(xiàn)少。如使用裝備碎草機(jī)的大功率倉(cāng)式收割機(jī)，采取寬窄配套栽插設(shè)置，損失率有望實(shí)現(xiàn)更低。往往大功率、割幅寬、配備碎草機(jī)的收割機(jī)機(jī)型相應(yīng)的履帶寬度較寬，解決這一問(wèn)題的辦法是對(duì)大功能機(jī)型進(jìn)行履帶窄幅化改制（50 cm/45 cm→35 cm/28 cm），只要對(duì)田間水分進(jìn)行控制，使收割時(shí)田間土壤容積含水量控制在26%左右收割機(jī)作業(yè)不會(huì)下陷，對(duì)稻樁的損傷程度也較低。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)劉竣[9]設(shè)計(jì)了“高地隙輪式再生稻收獲機(jī)”，能將碾壓率由40.0%降低到11.4%，但該技術(shù)尚處設(shè)計(jì)階段，實(shí)現(xiàn)到生產(chǎn)廣普應(yīng)用的過(guò)程還很長(zhǎng)，還面臨研制和使用成本高以及生產(chǎn)應(yīng)用效果不確定等系列問(wèn)題。盧康等[7]研究發(fā)明了“雙割臺(tái)雙滾筒全履帶再生稻收割機(jī)”，測(cè)試效果理論碾壓率為27.5%;付建偉等[8]研究發(fā)明的“雙通道喂入式再生稻收獲機(jī)”測(cè)試效果：直行碾壓率降低16.2%，可使再生季增產(chǎn)23.9%，這些研究與該研究結(jié)果相當(dāng)，但專用機(jī)械的投入和使用成本過(guò)高，難于大面積推廣應(yīng)用，而履帶的窄幅化改制是成本低、廣適性強(qiáng)、易推廣的方法。

3.2.3 收割機(jī)作業(yè)行走線路優(yōu)化。

洪瑛杰等[10]研究提出“優(yōu)化收割線路，盡量減少轉(zhuǎn)彎次數(shù)，避免重復(fù)碾壓”，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行深入研究，并取得明確的技術(shù)指標(biāo)和應(yīng)用效果。

3.2.4 留樁高度的影響。不同留樁高度對(duì)再生穗的再生率、成苗和成穗等有直接影響，留樁高度越低，再生有效穗數(shù)減少、穗粒數(shù)增多、結(jié)實(shí)率下降、千粒重下降，雖然穗粒數(shù)有所增多，但有效穗數(shù)下降明顯。低留樁母莖上可利用健壯的腋芽數(shù)相應(yīng)減少、可利用促發(fā)成苗的概率明顯降低;而25 cm以上的過(guò)高留樁雖然所留母莖上的腋芽較多，但由于稻樁根系吸收和供給營(yíng)養(yǎng)不足于支撐多芽萌發(fā)營(yíng)養(yǎng)供給需要，導(dǎo)致穗多、粒少、產(chǎn)量下降。同時(shí)，稻樁節(jié)位越高節(jié)間距越長(zhǎng)，各節(jié)位萌芽出苗時(shí)間拉長(zhǎng)，導(dǎo)致成熟期相距較大，成熟一致性較差，最終產(chǎn)量未能獲得較高。留樁25 cm高度收割能保證3個(gè)節(jié)芽利用，獲得最高產(chǎn)量，這與劉秀斌等[11]研究結(jié)果相符。同時(shí)，而頭季稻主穗莖稈基部節(jié)間距相對(duì)較短、分蘗穗莖稈基部間距相對(duì)較短。去除第4節(jié)位以上莖稈能有效降低頂端優(yōu)勢(shì)，促使低節(jié)位腋芽萌發(fā)，縮短萌芽節(jié)位間距，提高再生穗成熟一致程度。

3.2.5 減損技術(shù)優(yōu)化空間。

該研究基于30 cm等行距栽插密度的減損效果，而對(duì)稻樁造成碾壓損傷的是收割機(jī)履帶鐵質(zhì)導(dǎo)輪，導(dǎo)輪的寬度為18 cm。如果履帶（導(dǎo)輪）能在稻株行間作業(yè)行走，將不會(huì)對(duì)稻樁形成正面的碾壓，旁側(cè)碾壓對(duì)稻樁損傷性明顯更低。因此，采用寬窄行配套減損栽插，使履帶導(dǎo)輪能在行間作業(yè)行走，將可損失更大幅度減少。

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