無人機飛播對水稻生長及產量的影響試驗

許更文 楊燦

摘 要 為了探究無人機飛播對水稻生長及產量的影響，2022年在光明農業發展（集團）有限公司上農種植業中心開展了田間試驗，對比水稻飛播與傳統水直播的成苗率、莖蘗動態、產量等。結果表明，飛播水稻成苗更加均勻、田間實際成苗率更高，每667 m2可節約水稻種子2.5～4.0 kg，節約種子成本17.5～28.0元；無人機飛播水稻苗期分蘗快，高峰苗量多，但莖蘗成穗率低，最終成穗數低，株高較矮、單株生長偏弱，穗型較小，最終產量有所降低。

關鍵詞 水稻；無人機飛播；水直播；成苗率；產量

中圖分類號：S511 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.09.060

農用無人機發展迅速，其以輕簡、便捷、高效的特點深受農業生產者喜愛[1-2]。近年來，光明農業發展（集團）有限公司上農種植業中心（以下簡稱上農種植業中心）水稻種植已全面普及無人機施肥、噴藥，但無人機在水稻播種上的應用較少，2021年僅試驗1條田飛播，2022年增加到約133.33 hm2。然而，無人機飛播的作業參數、用種量，飛播水稻的成苗率、產量等方面還缺乏相關數據[3]。為了探究無人機飛播對水稻生長及產量的影響，上農種植業中心開展了田間試驗。

1 ?材料與方法

1.1 ?供試材料

供試水稻品種為南粳9108，無人機機型分別為大疆T30、大疆T40。

1.2 ?試驗地概況

試驗于2022年在上農種植業中心16生產隊的1排7號、17生產隊的2排10號進行。上農種植業中心地處黃海濕地，土質為砂壤土，土壤偏鹽堿，試驗田pH值為8.27，水溶性鹽含量2.5 g·kg-1，有機質含量17.5 g·kg-1，水解性氮含量103.4 mg·kg-1，有效磷含量45.8 mg·kg-1，速效鉀含量174.2 mg·kg-1。

16隊1排7號試驗田面積為8.8 hm2，東格、西格各4.4 hm2，地理坐標為北緯33°20′16″、東經120°36′28″；17隊2排10號試驗田面積為8.0 hm2，東格、西格各4.0 hm2，地理坐標為北緯33°21′37″、東經120°36′04″。

1.3 ?試驗設計

16隊和17隊為同1條田的東西格對比，播種方式及播種量見表1。各處理其他栽培及植保措施均相同。

無人機飛播主要考慮種子播撒的均勻度，對均勻度影響較大的是播種寬幅，播種寬幅過大會出現出苗不勻的現象，播種寬幅過窄種子重疊較多，播種效率下降。經試驗探索，大疆T30的播種寬幅設定在4.5 m較為合理，大疆T40播種寬幅設定在5.0 m較為合理。飛行高度和播撒盤轉速對播種寬幅也有一定影響，飛行高度越高、播撒盤轉速越快，播種寬幅也越寬，一般大疆T30的飛行高度在3.5 m、播撒盤轉速在800～1 000 r·min-1，大疆T40飛行高度在4.0 m、播撒盤轉速在800～1 000 r·min-1。飛行速度與播種量有關，播種量越大速度越慢，一般自動生成，不需要設定，本次試驗大疆T30、T40飛行速度均為5～6 m·s-1。

水稻直播一般需要將種子浸種催芽后進行播種，無人機播種箱底部有轉動裝置確保種子播撒順暢，因此水稻種子催芽不宜過長，芽長一般需要控制在半粒谷以內。芽頭過長會造成水稻種子機械損傷，也會出現實際播量小于設定播量的情況[4]。

1.4 ?調查項目及方法

1.4.1 ?水稻成苗率調查

田間實際成苗率的計算公式為：

[T=667×D×WS×B×1000] ? ?（1）

式中：T為水稻田間實際成苗率；D為單位面積成苗數，飛播使用0.5 m×0.5 m的框子隨機框取區域調查單位面積成苗數，水直播調查長勢均勻畦面的單位面積成苗數；W為水稻種子千粒重，在水稻種子浸種前調查水稻種子千粒重，g；S為水稻種子發芽率，浸種催芽后，播種前，調查水稻發芽率；B為水稻播種量，kg。

1.4.2 ?水稻莖蘗動態調查

在水稻4葉期，定點調查水稻莖蘗動態，飛播使用0.5 m×0.5 m的框子取4個點進行調查，水直播選取有代表性的4行，每行選擇連續的1 m進行調查。

1.4.3 ?植株形態特征調查

水稻成熟期，在各田塊隨機取10穴，測量其主莖的基部第一節間長、基部第二節間長、穗下節間長、穗長和株高等形態指標。

1.4.4 ?產量及其構成因素調查

水稻成熟期對各田塊考種，測667 m2穗數、每穗粒數、結實率和千粒重，并隨機取4個0.25 m2的水稻植株穗子于網袋中，進行曬干、脫粒測量割方產量。

1.5 ?數據處理

本試驗所有數據使用WPS Office軟件進行處理、統計分析和繪圖。

2 ?結果與分析

2.1 ?對水稻成苗率的影響

表2為播種方式對水稻成苗影響的相關數據。由表可知，16隊飛播用種量較水直播降低3.5 kg/667 m2，種子發芽率一致，飛播基本苗較水直播反而增加了2.82萬苗，主要原因是飛播的種子田間實際成苗率比水直播高27.1個百分點，達66.9%。17隊水稻生長趨勢與16隊一致。

飛播田間實際成苗率高、可節約用種量的主要因素是飛播與人工撒種類似，種子由空中落下，半粒谷入泥，有利于水稻扎根成活。飛播種子撒施均勻，到邊到角，無需補種，而水直播機械接觸壅泥部分和田地邊角需人工補種，增加了部分用種量。綜合全場飛播情況來看，無人機飛播每667 m2可節約水稻用種量2.5～4.0 kg，水稻種子按7元·kg-1計算，每667 m2可節約水稻種子成本17.5～28.0元。

2.2 ?對水稻莖蘗動態的影響

由圖1可知，飛播基本苗均高于水直播，且飛播水稻的分蘗增長較快，高峰時每667 m2苗數可達60萬個，水直播高峰時每667 m2苗數僅45萬個，從7月21日高峰苗后的折線圖能夠看出飛播水稻的斜率較大，表明飛播水稻的分蘗消亡速度較快，最終成穗數略低于水直播。田間也同樣觀察到飛播水稻秧苗質量較好，分蘗發生快而多，但秧苗分布隨機，不成行，田間通風透光性差。水稻分蘗能成穗的條件不僅要有3片以上葉片，擁有獨立根系，還需要充足的光照，通風透光性差是飛播水稻莖蘗成穗率低的主要原因[5]。

2.3 ?對水稻形態結構的影響

由表3可知，飛播與水直播在水稻形態結構上表現一致，即飛播水稻的基部第一節間長、基部第二節間長、穗長、株高均低于水直播水稻，穗下節間長差別較小。表明飛播水稻單株長勢較弱，生長量低于水直播水稻。造成這一現象的主要原因可能是飛播水稻高峰苗較大，單株吸收養分偏少、光照偏少。植株較矮、長勢較弱、穗長較短均不利于大穗的形成。

2.4 ?對水稻產量及其構成因素的影響

由表4可知，實收產量與理論產量均表現為飛播產量低于水直播產量。從產量構成因素看，飛播產量較低的原因是667 m2穗數和每穗粒數的下降：16隊667 m2穗數降低0.59萬穗，每穗粒數降低5.44粒；17隊667 m2穗數下降1.27萬穗，每穗粒數降低5.17粒。飛播與水直播水稻在結實率和千粒重方面差別不大。

3 ?小結與建議

1）飛播水稻產量低于水直播水稻，主要原因是飛播水稻高峰苗量過多，田間通風透光性差，莖蘗成穗率低，單株生長較弱，穗型偏小。2）在飛播

667 m2播量減少2.5 kg左右種子用量的情況下，由于田間實際成苗率高，基本苗仍較多，且飛播水稻秧苗素質好、分蘗快，建議可進一步降低飛播播種量，將667 m2基本苗控制在13萬～15萬苗。3）在田間出苗上，飛播更加均勻一致，而水直播田間有不少缺塘，本試驗為田間割方測產，挑選區域均勻度較好，因此割方測產會存在一定的誤差，若能整條田單收測產則會更加準確。

綜上所述，在推廣水稻飛播之前建議進一步試驗示范。1）在年際間做重復試驗，在播種量上需要更加精準，建立合理基本苗起點，在測產時最好能夠單收測產，進一步驗證本試驗結果。2）理論上飛播水稻通風透光性差，田間小氣候有利于病蟲害的發生，因此還需增加病蟲害相關對比試驗[6]。

參考文獻：

[1] 鹿紅麗.無人機撒播技術在農業中的應用綜述[J].農業工程技術，2020，40（3）：53-54.

[2] 岳進，楊欣倫，李春龍，等.基于無人機平臺的精量播種技術在水稻直播中的應用研究[J].四川農業科技，2019（4）：19-20.

[3] 王愛民，左叢山，宋承琦，等.武漢市水稻飛播技術應用與推廣[J].湖北植保，2022（1）：10-12.

[4] 朱海濱，馬中濤，徐棟，等.無人飛播水稻優質豐產“無人化”栽培技術體系探討與展望[J].中國稻米，2021，27（5）：5-11.

[5] 孫秀紅，胡波.影響水稻分蘗發生的主要栽培措施和環境因素研究進展[J].現代農業科技，2020（7）：6-8.

[6] 宰素珍.綜合防治稻田病蟲害技術[J].新農業，2018（19）：14-15.

（責任編輯：張春雨 ?丁志祥）