水稻三種機械化種植模式比較

周為華，戴勤珍

（1.上海市農業機械鑒定推廣站，上海市 201601；2.上海市青浦區白鶴鎮農業農村服務中心，上海市 201711）

1 基本情況

1.1 試驗概況

試驗于2023年5月份在上海市青浦區練塘鎮科技創新基地進行，該試驗田前茬作物為綠肥，土壤類型為青紫泥，肥力條件良好。供試田塊平整、性狀規整、周圍無遮擋物，土壤肥力均衡，肥力水平中等，排灌方便。

1.2 供試水稻品種

水稻品種：“秀水613”（于5月30日播種及移栽）。

試驗機具：大疆T50無人機（播撒箱75 L，最大作業載荷50 kg）、世達爾2BDXZ-10SC（20）水稻穴直播機和洋馬YR90D（G4）高速插秧機。

1.3 試驗設計

試驗設3個處理，為三種不同播種方式，分別采用無人機飛播、機穴播和機插秧，每塊試驗田面積均為1 334 m2。機插秧設計株行距為25 cm×14 cm，每穴4～5株，基本苗8萬株/667m2；機穴播和無人機播種量為芽谷5 kg/667m2。試驗采取大田對比設計，不設重復[1]。處理間播栽期、施肥總量和方法、水漿管理、病蟲草防治統一按照當地雜交稻機插栽培相應的培管措施執行。

1.4 測定項目

播種（移栽）時記錄作業速度、效率，核算工時，計算成本。試驗期間記錄各個作業模式的苗情、生育進程、田間生長表現及產量等指標，成熟時每個試驗田塊隨機選取2個點，每個點隨機選取5穴進行考種，測定單株穗數、每穗粒數、實粒數、千粒重，了解其經濟性狀，并測定田塊實際產量。

2 結果與分析

2.1 不同機械化種植模式水稻生育期比較

由表1可知，3種種植方式的生育期表現，不同播種方式的生育期有明顯差異，其中無人機飛播和機穴播省去了育秧和移栽環節[2]，生育期相較于機插秧明顯縮短，相較于機插秧減少了18天。

表1 3種機械化種植方式水稻生育期

2.2 不同水稻機械化種植模式經濟效益對比

由表2可知，機插秧的水稻株高最高，為108 cm；無人機飛播和機穴播分別為100.1 cm、102.1 cm。3種機械化種植方式的水稻有效穗差異顯著，其中機穴播有效穗數最多，為27.13萬；無人機飛播次之，為26.53萬；機插秧的有效穗數最少，為24.12萬。

表2 3種機械化種植方式水稻經濟性狀及產量

2023年，由于溫度適宜，大田管理恰當，病蟲害發生率低，秀水613的產量均較高。其中無人機飛播的總粒數最高，為137.81粒，其次是機插秧，為132.07粒，最低的是機穴播的，為111.19粒；機插秧的結實率和千粒重都最高，分別為92.25%、27.08 g，飛播的結實率和千粒重最低，分別為25.6%、25.6 g。綜上穗粒結構得出理論產量，其中無人機飛播的理論產量最高，產量為837.87 kg/667m2，其次是機插秧，產量為795.79 kg/667m2，機穴播的產量最低，產量為723.02 kg/667m2。通過實際測產得出，其產量趨勢和理論產量一致，無人機飛播產量最高，為734.49 kg/667m2，其次為機插秧，為706.39 kg/667m2，產量最低的為機穴播，為690.61 kg/667m2。

2.3 不同水稻機械化種植模式作業效率對比

根據表3可知，經3種不同機械種植模式作業比較，無人機飛播工作效率最高，作業效率為2 hm2/h，其次是機穴播，為0.53 hm2/h，機插秧的效率最低，為0.41 hm2/h，無人機飛播的效率是機插秧的4.8倍。直播的用工量相較于機插秧省去1個人的勞力。按照青浦區農機作業市場常規價格來測算，無人機飛播的人工作業成本最低，為3.5～4元/667m2，機插秧的作業人工成本最高，為14.6～19.45元/667m2。在作業質量上來看無人機播種沒有明顯的漏播，機插秧的漏播率最高，為2.19%。綜上所述，無人機飛播用工量少，作業效率高是機穴播作業效率的3.75倍，機插秧作業效率的4.81倍，勞動強度輕，作業人工成本低，遠遠低于機穴播和機插秧作業成本。

表3 3種不同機械種植模式作業對比

2.4 不同水稻機械化種植模式水稻抗倒伏性狀對比

無人機飛播種植的水稻莖稈細，株高基本一致，莖壁薄，且相對扎根淺，容易發生淺根倒伏或者莖稈倒伏。

通過對3種機械化種植水稻田間調查發現，無人機飛播種植的水稻莖基寬度顯著小于常規機直播（表4），但株高沒有明顯差異，且莖壁相對于常規機直播種植的水稻要薄。

表4 3種不同機械種植模式株高及莖基寬比較

除此之外，通過對兩個品種，不同種植方式的水稻根系進行觀察發現，相比于常規直播無人機飛播的水稻主根短，須根少（圖1）。水稻根系與抗倒伏也有關，根系發達，吸水吸肥能力強，有利于地上部分發育，促進莖稈粗壯。根系扎得淺，固土能力弱也易發生淺根倒[3]。

圖1 三種不同機械種植方式水稻根系比較

圖2 三種不同機械種植方式水稻穗型比較

同時，通過觀察發現，在水肥運籌一致的情況，無人機飛播的水稻劍葉葉片面積相對較小，穗型相對較小，穗長短、著粒密度低、單穗質量相對較輕。

究其原因，可能是在水肥運籌一致的情況下，抽穗開花以后，無人機直播水稻根系衰退過快，劍葉功能受到很大限制[4]。

但同時，由于穗型較小，單穗質量較輕，今年臺風過境之后，倒伏情況并不明顯。

3 小結與分析

近兩年隨著無人機制造企業技術不斷迭代升級，無人機的功能更加強大、性能更加穩定，全市水稻無人機飛播應用面積有小幅增加的趨勢。根據2023年三夏農機作業數據顯示，我市水稻無人機飛播面積0.96萬hm2，較2022年0.52萬hm2左右的面積有大幅增加。

勞動力緊缺、用工成本高、無人機飛播作業效率高、勞動強度輕、作業成本低于機穴播和機條播等是使用無人機飛播的主要原因[5]，而今年疫情防控影響是次要原因，進一步加劇勞動力緊缺、用工成本變高等情況。無人機飛播優勢主要體現以下兩方面。

3.1 作業效率高

無人機（大疆T50）飛播作業效率最高可達2 hm2/h，日作業量達16.67 hm2，相比常規機穴播效率提高近3倍，相較于機穴播效率提了近4倍。

3.2 作業成本優勢明顯

直播的用工量相較于機插秧省去1個人的勞力。按照青浦區農機作業市場常規價格來測算，無人機飛播的人工作業成本最低，為3.5～4元/667m2，機插秧的作業人工成本最高，為14.6～19.45元/667m2，其次為機穴播，為8.86～11.39元/667m2。

水稻無人機播種是一項新型農機作業模式，是農機農藝相融合的“輕簡化”產物。在作業效率高，作業成本降低的情況下，無人機飛播田塊水稻水漿管理、除草、肥料、植保等田間管理與常規機直播無明顯區別，長勢、生育期等幾乎一樣[6]。

無人機飛播是水稻機械直播技術的補充，彌補了機械精量穴直播不宜在小田塊、有高度差的梯田及爛泥田作業的缺陷。無人機飛播無需育秧和移栽，可以加快生育進程，縮短生育期，水稻產量也高。無人機飛播節省人工和經濟成本，提高工作效率，可以很好地緩解農忙時用工緊缺、人工費用高的問題，具有廣泛的推廣應用前景。