?無人機追施氨基酸水溶肥對南方中稻產(chǎn)量及收益的影響?

摘要：為篩選適用于無人機平臺的水稻追肥種類，在江西省彭澤縣以清水、液體尿素和氨基酸水溶肥進行無人機追肥試驗，考察3個處理對水稻葉片SPAD值、產(chǎn)量及收益的影響。結(jié)果表明：各處理水稻葉片的SPAD值均隨著時間的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，且追施液體尿素和氨基酸水溶肥的SPAD值均高于追施清水處理；與追施清水處理相比，追施液體尿素和氨基酸水溶肥的水稻產(chǎn)量分別增加了2.1%～5.2%和7.0%～8.6%，且主要是通過提高穗數(shù)和結(jié)實率來實現(xiàn)水稻增產(chǎn)；追施氨基酸水溶肥處理的水稻產(chǎn)量比追施液體尿素處理高3.3%～4.8%；追施氨基酸水溶肥的利潤顯著高于追施清水和液體尿素，而后兩者的利潤無顯著差異。因此，南方中稻區(qū)可采用無人機追施氨基酸水溶肥以實現(xiàn)水稻增產(chǎn)增收。

關(guān)鍵詞：氨基酸水溶肥；水稻追肥；SPAD值；無人機

中圖分類號：S147.32; S511 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2024）07-0056-04

Topdressing Amino Acid Water-Soluble Fertilizer by Unmanned Aerial Vehicles Increases the Yield and Profit of Mid-Season Rice in Southern China

YU Hong-ying1，SONG Yu-ling2，ZHANG Ying1，ZHANG Chao3，HAO Qi1，SUN Geng4，

HU Dan-dan5，LIU Kai-lou5

（1. Jiujiang Agricultural Technology Extension Center， Jiujiang 332000， PRC; 2. Pengze County Bureau of Agriculture and Rural Affairs， Pengze 332700， PRC; 3. Hukou County Bureau of Agriculture and Rural Affairs， Jiujiang 332500， PRC; 4. Hunan Soil and Fertilizer Institute， Changsha 410125， PRC; 5. Jiangxi Institute of Red Soil and Germplasm Resources， Nanchang 331717， PRC）

Abstract： Field experiments were carried out to screen out the fertilizers suitable for topdressing of rice by unmanned aerial vehicles （UAVs） in Pengze County of Jiangxi Province. Three treatments were designed， including water （T1）， liquid urea （T2）， and amino acid water-soluble fertilizer （T3）. The SPAD value of flag leaf， rice yield， and profit in each treatment were analyzed. The results showed that the SPAD value of flag leaf in each treatment presented a trend of first increasing and then decreasing over time， and it was higher in T2 and T3 than in T1. Compared with T1， T2 and T3 increased the rice yield by 2.1%-5.2% and 7.0%-8.6%， respectively， which was mainly achieved by increasing the panicle number and seed setting rate. The rice yield in T3 was 3.3%-4.8% higher than that in T2. Furthermore， T3 had higher profit than T1 and T2， and the latter two had no significant difference in profit. Therefore， topdressing of amino acid water-soluble fertilizer by UAVs can be adopted to increase the yield and profit of mid-season rice in southern China.

Key words： amino acid water-soluble fertilizer; topdressing of rice; SPAD value; unmanned aerial vehicle

引用格式：余紅英，宋雨玲，張穎，等. 無人機追施氨基酸水溶肥對南方中稻產(chǎn)量及收益的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024（7）：56-59.

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2024.007.012

收稿日期：2024-02-20

基金項目：國家科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項項目課題（2021FY100504）

作者簡介：余紅英（1977—），女，江西南昌市人，高級農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

通信作者：柳開樓

化肥在保障我國糧食安全方面發(fā)揮了重要作用，然而化肥大量不合理使用導(dǎo)致的一系列生產(chǎn)和環(huán)境問題引起政府與社會各界的高度重視。2022年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定了《到2025年化肥減量化行動方案》。圍繞化肥減量增效這一核心目標(biāo)，如何在化肥減量的前提下，保持水稻產(chǎn)量穩(wěn)定和提高化肥利用率對保障地區(qū)糧食安全和環(huán)境保護至關(guān)重要。除了優(yōu)化基肥的用量、種類和施用方式之外，根據(jù)水稻長勢進行追肥，尤其是追施葉面肥是實現(xiàn)化肥減施增效的重要途徑[1-2]。據(jù)不完全統(tǒng)計，江西省早晚稻種植中穗粒肥的投入成本約為70元/667m2，其中人工成本為50元/667m2，化肥成本為20元/667m2[3-4]。

隨著水稻生產(chǎn)中追肥的人工成本不斷上漲，增產(chǎn)效益被人工成本沖銷，即“增產(chǎn)不增效”。因此，人們對水稻追肥的積極性普遍較低，嚴重制約著施肥新技術(shù)的推廣應(yīng)用[5-6]。

近年來，隨著無人機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用日漸普及，越來越多的種植戶開始在水稻生產(chǎn)中應(yīng)用無人機進行葉面追肥。由于飛行載荷和飛行高度等條件的限制，固體尿素、復(fù)合肥等常規(guī)肥料不適宜無人機噴灑[7-8]；另外，由于施用時期、濃度和方式的差異，采用無人機追肥的效果也參差不齊[1，9]。這些因素嚴重制約了無人機在水稻追肥環(huán)節(jié)的應(yīng)用。研究表明，氨基酸水溶肥富含活性肽、氨基酸、鈣等物質(zhì)，可有效刺激作物生長發(fā)育，增強作物的抗病抗逆能力，還具有生根、?；?、保果等功效[10-11]。因此，該研究擬在江西省彭澤縣開展小區(qū)試驗，研究無人機追施液體尿素和氨基酸水溶肥對水稻產(chǎn)量和收

益的影響，以期篩選適用于無人機噴灑的水稻追肥種類。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗分別在彭澤縣黃嶺鄉(xiāng)（116.56°E，29.83°N）和芙蓉農(nóng)場（116.49°E，29.87°N）進行。兩地均屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，雨量適中，光照充足；土壤類型均為水稻土，兩地試驗前的土壤性質(zhì)見表1。

1.2 試驗材料

供試水稻品種為五優(yōu)308；含氨基酸水溶肥料（水劑）由江西撫州新興化工有限公司生產(chǎn)，技術(shù)指標(biāo)：氨基酸≥100 g/L，Zn+Mn+B≥20 g/L；液體尿素由山西標(biāo)美力克生物科技有限公司生產(chǎn)，技術(shù)指標(biāo)：總氮≥422 g/L，其中硝態(tài)氮≥120 g/L，銨態(tài)氮≥120 g/L，酰胺態(tài)氮≥182 g/L。

1.3 試驗設(shè)計

于2023年6月19日播種，7月13日翻耕試驗田、施底肥并劃區(qū)，7月14日移栽，行株距20 cm×20 cm，

每穴栽插2～3株禾苗，10月16日收獲測產(chǎn)。在當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥的基礎(chǔ)上設(shè)置T1（清水）、T2（液體尿素，1.5 L/hm2）、T3（含氨基酸水溶肥料，1.5 L/hm2）共3個追肥處理。T2、T3處理將液體肥料稀釋500倍后噴施，于水稻拔節(jié)期（8月11日）和孕穗灌漿期（9月9日）各追施1次，T1處理噴施等量清水。每個處理設(shè)置3次重復(fù)，隨機區(qū)組設(shè)計，為了方便無人機操作，每個小區(qū)面積為600 m2。其他田間管理同當(dāng)?shù)厣a(chǎn)田。

1.4 指標(biāo)測定

待劍葉展開后測定葉綠素含量，即于播種后79、88、99、108、118、128 d用SPAD測量儀測量不同處理水稻葉片的葉綠素含量。每個小區(qū)隨機選取5株植株，測定劍葉、倒二葉、倒三葉的葉綠素含量，求取平均值。采用實收測產(chǎn)法計算水稻產(chǎn)量，其中稻谷按照2.4元/kg的價格進行效益計算。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2003軟件進行數(shù)據(jù)整理，使用SAS 9.1

軟件進行統(tǒng)計分析，使用Origin 8.1軟件進行制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同追肥處理對水稻葉片SPAD值的影響

由圖1可知，在黃嶺鄉(xiāng)和芙蓉農(nóng)場2個試驗區(qū)中，各處理水稻葉片的SPAD值變化趨勢相似，均隨著時間的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，且T2（液體尿素）和T3（氨基酸水溶肥）處理的SPAD值均高于T1（清水）處理。尤其是播種108 d后，黃嶺鄉(xiāng)試驗區(qū)T2、T3處理的SPAD值比T1處理分別高7.0%和16.9%，芙蓉農(nóng)場試驗區(qū)T2和T3處理的SPAD值比T1處理分別高12.1%和20.8%。此外，2個試驗區(qū)T3處理的SPAD值均高于T2處理，播種108 d后黃嶺鄉(xiāng)和芙蓉農(nóng)場試驗區(qū)T3處理的SPAD值比T2處理分別高9.3%和7.8%。

2.2 不同追肥處理對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由圖2可知，在黃嶺鄉(xiāng)和芙蓉農(nóng)場2個試驗區(qū)中，T2、T3處理的水稻產(chǎn)量顯著高于T1處理。與T1處理相比，黃嶺鄉(xiāng)試驗區(qū)T2、T3處理的水稻產(chǎn)量分別增加了2.1%和7.0%，芙蓉農(nóng)場試驗區(qū)T2、T3處理的水稻產(chǎn)量分別增加了5.2%和8.6%。此外，黃嶺鄉(xiāng)和芙蓉農(nóng)場試驗區(qū)的T3處理均顯著高于T2處理，分別提高了4.8%和3.3%。

進一步分析產(chǎn)量構(gòu)成因子，由表2可知，較T1處理而言，黃嶺鄉(xiāng)和芙蓉廣場試驗區(qū)T2、T3處理的穗數(shù)和結(jié)實率有顯著提高，而株高、穗粒數(shù)和千粒重差異不顯著。

2.3 不同追肥處理對水稻收益的影響

與T1處理相比，T2、T3處理均增加了葉面肥投入和無人機施用成本，但是由于T3處理的收入顯著高于T2處理，從而導(dǎo)致T3處理的利潤顯著高于T1和T2處理，而T2處理的利潤則與T1處理無顯著差異。

3 討論與結(jié)論

在水稻種植過程中，由于勞動力成本增加，越來越多的農(nóng)戶通過減少施肥次數(shù)來實現(xiàn)節(jié)本增效的目標(biāo)[12-13]。雖然減少施肥次數(shù)可以較大程度上節(jié)約成本，但是目前水稻普遍采用種植前施基肥配合返青期追肥的模式施肥，生長后期的追肥缺失很容易導(dǎo)致植株缺乏養(yǎng)分[14-15]，進而影響產(chǎn)量。該研究通過試驗發(fā)現(xiàn)，利用無人機平臺進行追肥可以顯著提高水稻葉片的SPAD值，且氨基酸水溶肥的提升效果顯著高于液體尿素，這與前人的研究結(jié)果相似[16-18]。

原因在于氨基酸可以提高作物光合作用和葉片生理生化功能[10-11]；此外，也有研究表明氨基酸可以提升水稻等作物的抗病能力[19]，為水稻劍葉的健康生長奠定基礎(chǔ)。

與不追施葉面肥相比，追施液體尿素和氨基酸水溶肥均可以提升水稻產(chǎn)量，且氨基酸水溶肥處理的水稻產(chǎn)量顯著高于液體尿素，這與很多研究結(jié)果相同[17，20-21]。但是，由于土壤肥力水平差異，黃嶺鄉(xiāng)和芙蓉農(nóng)場的產(chǎn)量增幅不同。分析水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子發(fā)現(xiàn)，追施氨基酸水溶肥主要通過增加穗數(shù)和結(jié)實率提升水稻產(chǎn)量。氨基酸水溶肥不僅保障了水稻的養(yǎng)分需求[10]，提高了水稻分蘗的成穗率，而且為水稻籽粒灌漿提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，降低了空粒和癟粒的比例[22]。

一般情況下，基于無人機平臺進行水稻追肥會增加投入成本，因此需要結(jié)合水稻價格進行綜合效益分析。雖然增加了葉面肥投入和無人機施用成本，但由于水稻產(chǎn)量的增加，追施氨基酸水溶肥的利潤仍顯著高于其他2個處理。此外，我國南方水稻主產(chǎn)區(qū)的地形地貌特征復(fù)雜，土壤肥力存在差異，這些會導(dǎo)致水稻長勢不均勻[23-24]，因此如何基于無人機平臺進行有針對性地追肥、提升追肥效率還有待進一步研究。

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（責(zé)任編輯：王婷）