傅 松
（上杭县土壤肥料技术站，福建龙岩 364200）
上杭县是福建省重要的产粮大县之一，水稻是上杭县的主要粮食作物，面积、产量常年居全市前列。近年来随着经济高速发展，农业生产尤其是粮食生产由于新老交替、效益较低、青壮劳力不愿从事等问题出现劳动力短缺现象［1］。农业全程机械化是提高农业生产能力、降低劳动强度、促进节本增效的重要手段［2］。因此粮食生产从机械化、轻简化方面考虑，探索符合区域地理气候特点、生产高效兼稳产增收的种植技术模式，对于解决粮食生产劳动力缺乏、作业高效难题，进而稳定粮食播种面积、保障粮食安全具有重要意义。
无人机由于在作业效率、安全保障、劳动力强度等［3］方面具有较大优势，近年来在农业生产方面探索应用并初具成效。目前，农用无人机在农业生产中应用较成熟的领域主要有植保作业、林业监测、作物授粉等方面［4］。随着科技进步，近年来农用无人机进一步被探索应用于农田施肥、播种作业等环节［5］，无人机在农业生产尤其是在水稻生产这一劳动力密集型产业方面的应用潜力巨大。针对无人机在水稻直播方面的技术应用前人已有诸多研究，并取得一定成果［6-7］，但水稻种植易受区域、气候、土地、品种、施肥等诸多因素影响［8-10］，而水稻无人机精量播种的优势除了降低劳动强度，其在稳产增收、节本增效等方面的研究还比较少，因此，探究无人机水稻精量播种对水稻产量影响，与水稻常规种植模式进行对比，探索其节本与增效关系，从而实现降低农民劳动力投入、提高粮食产量、增加农民收入目的。
为此，研究结合上杭县地理气候特点，避开早季低温多雨对水稻直播容易烂种和晚季低温寒流对水稻抽穗开花的影响，选择上杭县烟后稻区域开展研究水稻无人机精量播种对水稻产量影响的对比试验，通过设置2种无人机精量直播不同用种量与常规人工插秧对比，从水稻农艺性状、产量状况、抗倒性、经济效益等方面分析研究水稻无人机精量播种模式的优劣，同时根据上杭县地理气候条件，结合试验情况，发现存在问题，及时总结提炼无人机精量播种在水稻方面的技术措施，以期为该技术模式在上杭县进一步研究应用提供参考。
1.1 试验材料
试验品种为韶优766，其生育期短，全生育期117.8 d，广东源泰农业科技有限公司提供；
试验使用的水稻配方肥为全福牌配方肥（N-P2O5-K2O=17-6-17，总养分≥40%（含氯），瓮福紫金化工股份有限公司生产；
试验区无人机直播使用的机具为：大疆T10，深圳市大疆创新科技有限公司制造。
供试地块土壤为水稻土、粘土，前季作物为烤烟。整地施肥前取土壤化验，供试土壤理化性状：pH 5.4，土壤有机质37.5 g/kg，碱解氮201 mg/kg，有效磷29.3 mg/kg,速效钾65.0 mg/kg。
1.2 试验地概况与气候特点
试验于2021年6—10月在上杭县思绿农业发展有限公司水稻基地进行，公司基地位于上杭县中都镇长徐村大岗段，试验地块具体地理位置为东经116°16′、北纬24°56′、海拔187.69 m。
中都镇位于上杭县西南部，属亚热带季风气候，年平均气温19.0℃，年平均降雨量1 481.7 mm左右，年日照时数约1 801 h，无霜期270～280 d，春夏湿润多雨，雨量相对集中。
1.3 试验设计
试验采用单因素随机区组设计，设置3个处理：处理1为人工播种、大田人工常规插秧（CK），处理2和处理3为不同用种量无人机精量直播 （表1）；
每个处理3次重复，随机区组排列，共9个大区，每个大区面积600 m2（每个大区20 m×30 m，9个大区在同一连片田块）。
表1 试验设计
1.4 无人机精量直播技术措施
1.4.1 田块平整 各处理田块播撒前应推平，平整有浆面，每隔2.5 m设置0.3 m操作沟。
1.4.2 播种催芽处理 各处理种子于6月18日浸种，浸种15 h进行催芽，水稻种子破口露白，芽长不超过0.1 cm即可准备播撒；
6月20日按试验设计分别进行无人机播种和大田育秧工作，大田育秧采用湿润育秧法育秧。处理1的人工插秧于7月10日进行移栽插秧，种植规格控制25 cm×22 cm。
1.4.3 无人机播撒技术要求 试验水稻无人机播撒使用条播方式［11］，仓口转速控制在800转/min，播撒幅度控制4.0 m以内，飞行高度稳定在3.0 m，播距控制10粒种子40 cm×40 cm范围。飞机播撒时田面保持湿润，不积水，土壤呈泥浆状。
1.5 田间管理
1.5.1 除杂草 各处理翻地前7 d每667m2使用草铵磷300 mL进行除草。处理2和处理3无人机精量直播后3 d进行第2次除草，每667m2使用扫茀特乳油100 mL+10%苄嘧磺隆可湿性粉剂30 g；
第10天进行第3次除草，使用方法与第2次相同。
1.5.2 肥水管理和病虫害防治 肥水管理和病虫害防治由专人负责。田块平整后基肥每667m2撒施配方肥20 kg，追肥每667m2撒施配方肥17.5 kg。各处理病虫害防治及其它农事操作相同且符合大田生产要求。
1.6 产量测定与数据处理
10月11日组织人员取样考种，每个大区取稻株20丛，调查每丛有效穗数、株高、每穗粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重；
观察记录各处理水稻抗倒伏表现。10月12日组织收割机对各大区进行产量测定，记录湿谷产量，取样晒干后计算晒干率和干谷产量。
试验采集数据用DPS数据处理软件进行方差和相关性分析，采用Duncan新复极差法进行多重比较。
2.1 不同处理对水稻主要农艺性状的影响
从表2可看出，各处理水稻植株高度为处理3＞处理1（CK）＞处理2，处理3植株平均高度最高，达139.6 cm，分别比处理1和处理2高2.8 cm和3.6 cm；
各处理间的有效穗数均有显著差异，数量为处理3＞处理1（CK）＞处理2；
各处理每穗粒数为处理2＞处理1（CK）＞处理3；
各处理的结实率均较低，为处理2＞处理1（CK）＞处理3；
各处理的千粒重无显著差异。结果说明，无人机精量直播会对水稻的有效穗数、每穗总粒数、结实率造成一定影响。此外，测产中发现各处理成熟期均出现倒伏现象，其中处理3的倒伏最严重，说明无人机精量直播较易出现倒伏。
表2 不同处理对水稻主要农艺性状的影响
2.2 不同处理对水稻产量的影响
由表3可知：各处理每667m2产量在529.2～570.9 kg，但差异均不显著。其中，以处理2产量最高，处理1（CK）次之，处理3最低，处理3比处理1（CK）减产0.95%。说明相同用种量情况下，无人机精量直播模式不会造成水稻产量大幅减产。
2.3 不同处理对水稻经济效益的影响
经济效益高低是衡量一项新技术模式是否具有推广价值的重要参考依据。根据各处理的投入产出计算经济效益（表4），结果表明：无人机精量直播处理2、处理3的每667m2经济效益分别比人工播种人工插秧的处理1 （CK）节本增收211.1元、75.2元，分别节本增效13.62%、4.85%。分析其原因，主要是无人机精量直播能稳定水稻产量，同时降低劳动力强度投入，达到节本增效目的。
表3 不同处理对水稻产量的影响
表4 不同处理对水稻经济效益的影响
农业机械逐步代替人工劳动力是今后农业现代化的发展趋势，粮食生产作为一种劳动密集型产业，寻找一种作业高效、操作智能化、劳动力投入低的生产模式是今后粮食生产主攻方向，基于此原因，水稻无人机精量播种技术应运而生。本试验发现，无人机精量播种过程中每667m2用种量分别为0.60 kg和0.75 kg，水稻产量略有差异，产量比处理1（CK）分别增加6.85%和降低0.95%。分析原因，这可能与水稻播种密度相关，适宜的用种量能保证水稻合理的种植密度，促进水稻分蘖，后期利于形成水稻生长的通风透光环境［12-13］，进而有利于植株群体有效穗的形成和结实率的提高，最终表现产量提高。处理3和处理1（CK）在相同用种量的前提下，处理1（CK）产量表现略优于处理3，这可能是人工插秧作业较精细，种植密度较无人机播种更合理，同时无人机播种播撒种子暴露在田地表面上也可能会影响水稻种子后续成活率，最终影响产量。
抗倒伏性是检验水稻无人机精量播种技术模式是否成熟的重要指标之一。试验发现各处理均出现不同程度的倒伏问题。水稻倒伏现象的发生与种植方式、肥水供应、品种特性及自然灾害等多种因素有关。沈洪昌等［14］研究表明，耕作层浅、种植密度不合理、施肥不当、灌溉不合理和病虫害等因素均会造成水稻倒伏。试验中虽然各处理均出现不同程度倒伏，但2个无人机精量直播处理的倒伏情况均比人工插秧严重，其中无人机精量直播每667m2用种量0.75 kg出现大面积倒伏，这与周龙［15］等的研究结果基本一致。究其原因，一方面可能是无人机撒播水稻根系扎根较浅，影响水稻植株的抗倒伏能力；
另一方面可能是无人机飞播播撒密度不均匀，种植空间通风性差，植株茎秆细、较高，导致抗折力较弱。
水稻无人机精量播种作为一种新兴的水稻栽培模式，具有轻简、高效的特点，但需要统筹考虑当地的地理气候特点，选用与之相匹配的品种。因此，结合上杭县气候特点，建议选用生育期短、抗倒伏性强、高产的品种作为无人机精量播种栽培用种。
水稻无人机精量播种由于种子播撒无序，因此适宜的用种量可降低播种密度，避免用种量偏多造成倒伏。综合对比本试验结果，水稻品种韶优766在上杭县无人机精量直播的每667m2适宜用种量为0.60 kg，但是否是最优用种量有待进一步研究。
鉴于水稻无人机精量播种技术具有作业高效、节本增效的优势，值得在全县进一步研究，但还需从品种选用、田间管理、抗倒伏等方面不断总结和完善该技术模式，为全县下一步示范并扩大推广面积积累经验。
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