机械育插秧和无人机技术在正优538制种中的应用

林金平，任万军，冯 燕，刘然金，冯生强，杨善槐，万 宁，裴佑良，阳 强

(1.四川奥力星农业科技有限公司，成都 610066； 2.四川农业大学农学院，成都 611130；3.成都兴达种业有限责任公司，四川 成都 610041； 4.成都大美种业有限责任公司，四川 成都 610066；5.成都市农业技术推广总站，四川 成都 610041)

在科学技术日新月异的时代背景下，为提高农业生产竞争力，以自动化农业机械替代传统人力的趋势已经形成。产业兴旺离不开农业现代化，农业现代化离不开农业机械化。伴随着农业机械的广泛普及使用，农机助耕，农机助推产业兴旺发展的贡献将越来越大，实现农业机械化的步伐将越来越快。近年来，由于直接从事杂交水稻制种的农村劳动力逐年减少，从业劳动人员年龄偏大，导致劳动密集型的杂交水稻制种工作迫切需要转变劳作模式，采用机械化、规模化生产，以适应生产发展需求。本文在探索全程机械化制种过程中，以四川省成都市大邑县三岔镇山墩村为研究试验地点，针对父、母本播差期较小的组合正优538，进行规模化制种试验示范，同时采用机育秧、机插秧和无人机喷施“920”、无人机授粉技术。利用先进技术、现代装备来降低成本以及缓解劳动力不足的状况。

1 材料和方法

1.1 材料和器材

本制种组合正优538，母本正902 A，父本天恢538，播始天数见表1。试验生产地点为成都市大邑县三岔镇山墩村，试验田面积为3.73 hm2。

表1 杂交水稻组合正优538父母本的始播天数对比

试验器材：久保田(SR-K 800 CN)育秧播种机，育秧塑料硬盘(580 mm×280 mm×25 mm)，洋马VT 6插秧机大疆MG-1 P植保无人机

1.2 机育秧方法

本试验参照《机插稻工厂化育秧技术规程》(DB 51/T 1709—2013)(以下简称《规程》)的方法配制营养土[1,2]后进行后续育秧。即根据父、母本种子千粒重，选取适量亲本种子分别进行浸种、消毒、晾干等处理后，于4月1日用育秧播种机在育秧塑料硬盘内播种母本。母本播种要求：按照每667 m2制种播30盘，每盘3 000～3 500粒，每盘实播干谷63.3 g。父本分2期播种(4月3日播第1期，4月11日播第2期)，每667 m2制种播3盘，每盘3 000～3 500粒，每盘实播干谷101.5 g。

播种后将育秧盘叠放20～30层，并用彩条塑料布覆盖遮光，利于种子萌发。当种子芽长为1～1.5 cm时(4月7日)将母本盘和一期父本盘摆到苗床地，改用无纺布覆盖。生长3～4 d后揭无纺布，次日(4月12日)喷洒稀释1 000倍的30%甲霜恶霉灵液，防治立枯病。同时育秧中后期要进行管水[2]处理，保证秧苗生长需求。2期父本4月15日摆盘，方法同上。

表2 无人机和人工喷施“920”时间和用量

1.3 机插秧方法

在秧苗长至4叶1心期时(4月28—30日)，开始插秧。插秧时父、母本各用1台插秧机，按2∶6、2∶12相间或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 田间管理

1.4.1追肥、除草、杀螺

根据水稻生长情况，结合追肥进行封闭除草和杀螺(5月4日)，即将尿素3.5 kg、45%吡嘧·丙草胺50 g、70%杀螺胺50 g混合，按每667 m2用量进行撒施。2周后按母本5 kg，父本2.5 kg追施尿素(5月19日)。除草需在田面无水的情况下进行，将40%双草醚8 mL、助剂5 g、30%氰氟草酯20 mL，兑水1 kg后，用无人机顺父、母本行飞防喷洒(5月25日)。

1.4.2管 水

栽后2～3 d及时灌浅水，分蘖期田间一直保持浅水。5月23—24日排水露草便于叶面喷施选择性除草剂，5月27日施药后灌水护苗。6月1日后排水晒田，7月5日复水。复水后保持田中3～5 cm水层孕穗，授粉结束后及时排水。

1.4.3防病治虫

针对水稻二化螟，按每667 m2用180 g 90%杀虫单兑水1 kg后，使用无人机飞防(5月20日)。针对飞防漏防的地方补治二化螟时，用10 g福戈(40%氯虫·噻虫嗪水分散粒剂)进行无人机飞防喷洒(6月10日)。对个别缺肥的田块补肥时，对枯心严重的地方需要继续补治二化螟，并去除田埂上的杂草(6月23日)。7月19日分别用福戈、三环唑、爱苗(30%苯甲·丙环唑乳油)防治二化螟、稻瘟病、稻粒黑粉病。

1.4.4除落田谷和保持系

人工除落田谷需进行2次，即6月15—16日和7月18—19日，同时需要人工除保持系。

1.4.5花期预测

6月16日、6月24日、6月29日分别进行花期预测，判断花期正常。

2 喷施“920”及授粉

2.1 喷施“920”保证抽穗整齐

在杂交水稻制种技术上应用“920”的主要作用是促进穗颈节伸长，增加父本高度，便于传粉，降低母本包颈程度，利于异花授粉；促进分蘖穗伸长发育，加大母本剑叶角度，提高母本柱头外露率和结实率。本试验采用乳剂“920”(3%的赤霉素乳剂)根据每667 m2不同用量进行配制，随配随喷，确保应用效果。

为确定机械喷药与人工喷药的效果差别，在3.73 hm2制种示范面积中单独划出0.69 hm2采用无人机喷施“920”和无人机授粉，其余示范面积使用人工喷施“920”和人工授粉。当母本抽穗20%～30%时(7月20日)，分别进行无人机喷施和人工喷施“920”，除了用水量不同，其余皆一致。第2次喷施时遇大雨，次日补喷(详见表2)。无人机喷施“920”时飞行高度2 m，幅度3 m，速度4 m·s-1[3]。

2.2 授 粉

在水稻开花期(7月23日—8月1日)，根据天气情况在10：30—12：30时进行授粉，每天授粉3次，每次间隔30 min左右。采用无人机授粉时，启动自动巡航模式，飞行高度为穗层上2～2.5 m，速度3～4 m·s-1，沿父本行飞行[3]。人工授粉则采用平行父本行拉花授粉。

3 示范结果与分析

3.1 母本有效穗

该组合机栽时按行比2∶6、2∶12相间进行，即平均2∶9，母本穴距11 cm，取秧量大。栽后测量母本平均行距(含父本行)38.9 cm，平均穴距(含缺窝)14 cm，每667 m2栽12 247穴，基本苗平均每穴4.0苗，折合4.90万·(667 m2)-1。有效穗平均每穴16.5穗，折合20.20万·(667 m2)-1，达到了高产制种所需的有效穗数。

3.2 人工移栽与机插秧对播始天数的影响

该组合人工移栽和机械化育秧移栽的始穗情况见表3。父、母本机械化育秧移栽播始天数较人工育苗移栽延长6～7 d，父、母本趋势一致。从栽后父、母本新叶生长、分蘖发生情况看，无明显停滞待长情况。在使用硬盘标准化育秧的情况下，早春秧龄控制在30 d以内，叶龄4～4.5叶，机械化育秧移栽后及时管理，播始天数有延长，父、母本同育同栽同管的情况下延长趋势一致。

表3 人工移栽与机械化育秧移栽的播始天数比较

3.3 “920”不同喷施方式比较

为保证试验效果，使用同等用量“920”的情况下，分别使用无人机喷施“920”和人工喷施“920”。结果表明，2种喷施方式下植株高度、母本出颈程度等方面没有明显差异。相对于人工喷施，无人机自动巡航模式下喷施的田块之间、田块内不同秧厢之间，抽穗和开花情况更加平衡一致。

3.4 结实率差异比较

经考种，通过无人机授粉该组合母本的结实率为33.0%，人工拉花授粉的结实率为32.4%，以上结果表明无人机辅助授粉，只要使用方法恰当，不影响母本的异交结实率。

收获前邀请栽培、制种等方面专家现场考察，专家组一致认为，无人机喷施“920”和授粉部分制种田间植株整齐，结实均匀，整体效果优于人工喷施“920”和人工辅助授粉。人工操作中，由于人与人之间的不同操作特点、习惯和劳动力差异，导致田间植株不整齐，差异明显。

4 存在问题与讨论

4.1 落田谷是影响种子质量的重要因素

今年该组合制种，栽后3～5 d结合追施除草剂控落田谷，在田间有水淹的地方效果好，只有少量落田谷和杂草萌生[4,5]；没有水淹没的地方未能有效控制落田谷和杂草。

在落田谷3～5叶时由于劳动力紧张，没有安排拔除，计划到晒田后期割除。6月15—16日具体实施时，母本已封行，识别和割除(拔除)难度大，抽穗前进行继续去除。在防控落田谷方面正在探索和完善新方法：

1) 插秧后及时喷施丙草胺和杀螺胺溶液，以最大程度实现封杀的目的；

2) 尽量利用上季蔬菜田等上茬没种水稻的田块制种，减少田间落田谷基数；

3) 增加翻耕旋耕次数，翻耕晒田3次，能有效降低落田谷70%以上；

4) 栽后母本封行前及时拔除非移栽秧苗。

4.2 本试验制种产量不高的原因分析

该组合制种单产141.8 kg·(667 m2)-1偏低，主要有以下几个方面的原因：

1) 不利天气影响。本试验中，授粉结束至收获前，8月10-12日连续3 d最高气温超过34 ℃，分别达到36.2 ℃、34.5 ℃、36.9 ℃[6]，受高温影响，千粒重明显降低，仅17 g，较正常情况(千粒重25 g)降低30%。

2) 技术集成需提速。本试验中，对田间水肥管理、病虫草害综合防控、机械化收获的技术的研究与应用还不完全配套，集成与应用综合技术，是完善本研究的重要方向。

3) 加强防控黑粉病。种子收储过程中发现，黑粉病粒比例较高，不仅影响制种产量，也影响种子商品质量，综合应用稻粒黑粉病防控技术，是提高种子产量、质量的重要措施。

4) 加工技术需改进。本试验中，受高温天气影响，千粒重下降，但种子加工过程中，仍按传统加工工艺进行，小籽粒种子损失严重，因此，合理安排播种时间，规避不利天气影响、重视加工技术研究与改进是今后研究的重要方向。