機械育插秧和無人機技術在正優(yōu)538制種中的應用

林金平，任萬軍，馮 燕，劉然金，馮生強，楊善槐，萬 寧，裴佑良，陽 強

(1.四川奧力星農(nóng)業(yè)科技有限公司，成都 610066； 2.四川農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，成都 611130；3.成都興達種業(yè)有限責任公司，四川 成都 610041； 4.成都大美種業(yè)有限責任公司，四川 成都 610066；5.成都市農(nóng)業(yè)技術推廣總站，四川 成都 610041)

在科學技術日新月異的時代背景下，為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)競爭力，以自動化農(nóng)業(yè)機械替代傳統(tǒng)人力的趨勢已經(jīng)形成。產(chǎn)業(yè)興旺離不開農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化離不開農(nóng)業(yè)機械化。伴隨著農(nóng)業(yè)機械的廣泛普及使用，農(nóng)機助耕，農(nóng)機助推產(chǎn)業(yè)興旺發(fā)展的貢獻將越來越大，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化的步伐將越來越快。近年來，由于直接從事雜交水稻制種的農(nóng)村勞動力逐年減少，從業(yè)勞動人員年齡偏大，導致勞動密集型的雜交水稻制種工作迫切需要轉(zhuǎn)變勞作模式，采用機械化、規(guī)模化生產(chǎn)，以適應生產(chǎn)發(fā)展需求。本文在探索全程機械化制種過程中，以四川省成都市大邑縣三岔鎮(zhèn)山墩村為研究試驗地點，針對父、母本播差期較小的組合正優(yōu)538，進行規(guī)?；品N試驗示范，同時采用機育秧、機插秧和無人機噴施“920”、無人機授粉技術。利用先進技術、現(xiàn)代裝備來降低成本以及緩解勞動力不足的狀況。

1 材料和方法

1.1 材料和器材

本制種組合正優(yōu)538，母本正902 A，父本天恢538，播始天數(shù)見表1。試驗生產(chǎn)地點為成都市大邑縣三岔鎮(zhèn)山墩村，試驗田面積為3.73 hm2。

表1 雜交水稻組合正優(yōu)538父母本的始播天數(shù)對比

試驗器材：久保田(SR-K 800 CN)育秧播種機，育秧塑料硬盤(580 mm×280 mm×25 mm)，洋馬VT 6插秧機大疆MG-1 P植保無人機

1.2 機育秧方法

本試驗參照《機插稻工廠化育秧技術規(guī)程》(DB 51/T 1709—2013)(以下簡稱《規(guī)程》)的方法配制營養(yǎng)土[1,2]后進行后續(xù)育秧。即根據(jù)父、母本種子千粒重，選取適量親本種子分別進行浸種、消毒、晾干等處理后，于4月1日用育秧播種機在育秧塑料硬盤內(nèi)播種母本。母本播種要求：按照每667 m2制種播30盤，每盤3 000～3 500粒，每盤實播干谷63.3 g。父本分2期播種(4月3日播第1期，4月11日播第2期)，每667 m2制種播3盤，每盤3 000～3 500粒，每盤實播干谷101.5 g。

播種后將育秧盤疊放20～30層，并用彩條塑料布覆蓋遮光，利于種子萌發(fā)。當種子芽長為1～1.5 cm時(4月7日)將母本盤和一期父本盤擺到苗床地，改用無紡布覆蓋。生長3～4 d后揭無紡布，次日(4月12日)噴灑稀釋1 000倍的30%甲霜惡霉靈液，防治立枯病。同時育秧中后期要進行管水[2]處理，保證秧苗生長需求。2期父本4月15日擺盤，方法同上。

表2 無人機和人工噴施“920”時間和用量

1.3 機插秧方法

在秧苗長至4葉1心期時(4月28—30日)，開始插秧。插秧時父、母本各用1臺插秧機，按2∶6、2∶12相間或2∶10的行比栽插。栽插行距30 cm，父本穴距16 cm，母本穴距11 cm。

1.4 田間管理

1.4.1追肥、除草、殺螺

根據(jù)水稻生長情況，結(jié)合追肥進行封閉除草和殺螺(5月4日)，即將尿素3.5 kg、45%吡嘧·丙草胺50 g、70%殺螺胺50 g混合，按每667 m2用量進行撒施。2周后按母本5 kg，父本2.5 kg追施尿素(5月19日)。除草需在田面無水的情況下進行，將40%雙草醚8 mL、助劑5 g、30%氰氟草酯20 mL，兌水1 kg后，用無人機順父、母本行飛防噴灑(5月25日)。

1.4.2管 水

栽后2～3 d及時灌淺水，分蘗期田間一直保持淺水。5月23—24日排水露草便于葉面噴施選擇性除草劑，5月27日施藥后灌水護苗。6月1日后排水曬田，7月5日復水。復水后保持田中3～5 cm水層孕穗，授粉結(jié)束后及時排水。

1.4.3防病治蟲

針對水稻二化螟，按每667 m2用180 g 90%殺蟲單兌水1 kg后，使用無人機飛防(5月20日)。針對飛防漏防的地方補治二化螟時，用10 g福戈(40%氯蟲·噻蟲嗪水分散粒劑)進行無人機飛防噴灑(6月10日)。對個別缺肥的田塊補肥時，對枯心嚴重的地方需要繼續(xù)補治二化螟，并去除田埂上的雜草(6月23日)。7月19日分別用福戈、三環(huán)唑、愛苗(30%苯甲·丙環(huán)唑乳油)防治二化螟、稻瘟病、稻粒黑粉病。

1.4.4除落田谷和保持系

人工除落田谷需進行2次，即6月15—16日和7月18—19日，同時需要人工除保持系。

1.4.5花期預測

6月16日、6月24日、6月29日分別進行花期預測，判斷花期正常。

2 噴施“920”及授粉

2.1 噴施“920”保證抽穗整齊

在雜交水稻制種技術上應用“920”的主要作用是促進穗頸節(jié)伸長，增加父本高度，便于傳粉，降低母本包頸程度，利于異花授粉；促進分蘗穗伸長發(fā)育，加大母本劍葉角度，提高母本柱頭外露率和結(jié)實率。本試驗采用乳劑“920”(3%的赤霉素乳劑)根據(jù)每667 m2不同用量進行配制，隨配隨噴，確保應用效果。

為確定機械噴藥與人工噴藥的效果差別，在3.73 hm2制種示范面積中單獨劃出0.69 hm2采用無人機噴施“920”和無人機授粉，其余示范面積使用人工噴施“920”和人工授粉。當母本抽穗20%～30%時(7月20日)，分別進行無人機噴施和人工噴施“920”，除了用水量不同，其余皆一致。第2次噴施時遇大雨，次日補噴(詳見表2)。無人機噴施“920”時飛行高度2 m，幅度3 m，速度4 m·s-1[3]。

2.2 授 粉

在水稻開花期(7月23日—8月1日)，根據(jù)天氣情況在10：30—12：30時進行授粉，每天授粉3次，每次間隔30 min左右。采用無人機授粉時，啟動自動巡航模式，飛行高度為穗層上2～2.5 m，速度3～4 m·s-1，沿父本行飛行[3]。人工授粉則采用平行父本行拉花授粉。

3 示范結(jié)果與分析

3.1 母本有效穗

該組合機栽時按行比2∶6、2∶12相間進行，即平均2∶9，母本穴距11 cm，取秧量大。栽后測量母本平均行距(含父本行)38.9 cm，平均穴距(含缺窩)14 cm，每667 m2栽12 247穴，基本苗平均每穴4.0苗，折合4.90萬·(667 m2)-1。有效穗平均每穴16.5穗，折合20.20萬·(667 m2)-1，達到了高產(chǎn)制種所需的有效穗數(shù)。

3.2 人工移栽與機插秧對播始天數(shù)的影響

該組合人工移栽和機械化育秧移栽的始穗情況見表3。父、母本機械化育秧移栽播始天數(shù)較人工育苗移栽延長6～7 d，父、母本趨勢一致。從栽后父、母本新葉生長、分蘗發(fā)生情況看，無明顯停滯待長情況。在使用硬盤標準化育秧的情況下，早春秧齡控制在30 d以內(nèi)，葉齡4～4.5葉，機械化育秧移栽后及時管理，播始天數(shù)有延長，父、母本同育同栽同管的情況下延長趨勢一致。

表3 人工移栽與機械化育秧移栽的播始天數(shù)比較

3.3 “920”不同噴施方式比較

為保證試驗效果，使用同等用量“920”的情況下，分別使用無人機噴施“920”和人工噴施“920”。結(jié)果表明，2種噴施方式下植株高度、母本出頸程度等方面沒有明顯差異。相對于人工噴施，無人機自動巡航模式下噴施的田塊之間、田塊內(nèi)不同秧廂之間，抽穗和開花情況更加平衡一致。

3.4 結(jié)實率差異比較

經(jīng)考種，通過無人機授粉該組合母本的結(jié)實率為33.0%，人工拉花授粉的結(jié)實率為32.4%，以上結(jié)果表明無人機輔助授粉，只要使用方法恰當，不影響母本的異交結(jié)實率。

收獲前邀請栽培、制種等方面專家現(xiàn)場考察，專家組一致認為，無人機噴施“920”和授粉部分制種田間植株整齊，結(jié)實均勻，整體效果優(yōu)于人工噴施“920”和人工輔助授粉。人工操作中，由于人與人之間的不同操作特點、習慣和勞動力差異，導致田間植株不整齊，差異明顯。

4 存在問題與討論

4.1 落田谷是影響種子質(zhì)量的重要因素

今年該組合制種，栽后3～5 d結(jié)合追施除草劑控落田谷，在田間有水淹的地方效果好，只有少量落田谷和雜草萌生[4,5]；沒有水淹沒的地方未能有效控制落田谷和雜草。

在落田谷3～5葉時由于勞動力緊張，沒有安排拔除，計劃到曬田后期割除。6月15—16日具體實施時，母本已封行，識別和割除(拔除)難度大，抽穗前進行繼續(xù)去除。在防控落田谷方面正在探索和完善新方法：

1) 插秧后及時噴施丙草胺和殺螺胺溶液，以最大程度實現(xiàn)封殺的目的；

2) 盡量利用上季蔬菜田等上茬沒種水稻的田塊制種，減少田間落田谷基數(shù)；

3) 增加翻耕旋耕次數(shù)，翻耕曬田3次，能有效降低落田谷70%以上；

4) 栽后母本封行前及時拔除非移栽秧苗。

4.2 本試驗制種產(chǎn)量不高的原因分析

該組合制種單產(chǎn)141.8 kg·(667 m2)-1偏低，主要有以下幾個方面的原因：

1) 不利天氣影響。本試驗中，授粉結(jié)束至收獲前，8月10-12日連續(xù)3 d最高氣溫超過34 ℃，分別達到36.2 ℃、34.5 ℃、36.9 ℃[6]，受高溫影響，千粒重明顯降低，僅17 g，較正常情況(千粒重25 g)降低30%。

2) 技術集成需提速。本試驗中，對田間水肥管理、病蟲草害綜合防控、機械化收獲的技術的研究與應用還不完全配套，集成與應用綜合技術，是完善本研究的重要方向。

3) 加強防控黑粉病。種子收儲過程中發(fā)現(xiàn)，黑粉病粒比例較高，不僅影響制種產(chǎn)量，也影響種子商品質(zhì)量，綜合應用稻粒黑粉病防控技術，是提高種子產(chǎn)量、質(zhì)量的重要措施。

4) 加工技術需改進。本試驗中，受高溫天氣影響，千粒重下降，但種子加工過程中，仍按傳統(tǒng)加工工藝進行，小籽粒種子損失嚴重，因此，合理安排播種時間，規(guī)避不利天氣影響、重視加工技術研究與改進是今后研究的重要方向。