水稻插秧机的复合作业探索

马永明

(上海市金山区农业机械化管理站，上海 201599)

0 引言

由于水稻插秧秧苗素质差、封行迟、返青期长等因素，会加剧稻田杂草的发生[1-3]，另一方面，随着轻简栽培技术推广、机械跨区作业、杂草抗药性水平上升等原因，水稻田杂草种群结构复杂多变，恶性杂草发生密度不断增加，稗草、千金子、多花水苋等主要杂草的抗药性持续上升，对水稻生产构成严重威胁[4-5]。

针对以上问题，本研究在传统水稻插秧机上加装机械化除草设备，操作简便，作业效率高，省时省工节本，除草装置采用雾化喷施封闭技术，对土壤平整度要求较低，精准施药，避免漏喷，与土壤结合能力强；一次封闭用药控草效果达95%以上，持效期达35 d以上，可节约大量的茎叶除草成本。

通过与传统田间插秧、杂草管理措施进行对比试验，选取水稻漏插率、水稻生长指标、产量、田间除草率和伤苗率为田间试验指标，对本研究提出的水稻插秧机复合作业田间应用情况进行科学评价，研究结果对于推动水稻机械化作业提供理论依据及技术参考，对于推动水稻插秧机的复合作业模式具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

选取江苏省泗洪县农业技术推广中心、宿迁市农业技术综合服务中心为试验地进行田间插喷同步除草一体化技术试验研究(图1)，水稻品种为“南梗46”。

图1 插喷同步除草一体化技术田间试验

1.2 测定指标及方法

1.2.1 水稻插秧指标

1)水稻漏插率。以水稻插秧机一个作业方向连续选择100穴作为测定区域，计算漏插穴数，漏插率(%)计算公式

(1)

2)水稻伤根率(%)计算公式[6]

(2)

式中y1—水稻插秧机前秧苗根系质量;

y2—水稻插秧机插秧结束后秧苗根系质量。

1.2.2 水稻生长指标

产量测定时，于成熟期在各小区随机选取5丛水稻计算出每亩穴数、平均穴穗数和平均穗粒数。收获的水稻脱粒晒干后放置于室内至籽粒与空气湿度平衡，通过风选清除杂质和空秕粒后称取实粒重量(采用精度0.01 g天平)，计算结实率。籽粒烘干后测定稻谷质量和含水率，然后按照标准含水率13.5%计算水稻产量，理论亩产=每亩穴数×平均穴穗数×平均穗粒数×结实率×千粒重[7]。

1.2.3 除草指标

由于水稻田间工作环境较为复杂，仅从精准控制试验较为困难，为了测定不同作业模式下对稻田除草率及伤苗率的影响，在目标试验区域内任意取5 m×5 m区域进行指标测定。每个试验小区共选择3次重复实验进行测定。

除草率(%)计算公式如式(3)所示[8]

(3)

式中Q1—除草前测试目标区域内的杂草总数，棵；

Q2—除草后测试目标区域内杂草总数，棵。

伤苗率(%)计算公式如式(4)所示[9]

(4)

式中M1—测试目标区域内总秧苗数，株；

M2—测试目标区域内伤苗、埋苗总数量，株。

1.3 数据处理

首先利用Excel 2007对试验数据进行整理，剔除异常数据。采用SPSS 17.0进行显著性和相关关系分析，用Origin 2019进行绘图分析。

2 结果与分析

2.1 水稻生长指标

2.1.1 水稻插秧效果

水稻漏插率及伤根率是影响机插质量的关键因素，试验组水稻漏插率较对照组显著降低23.08%(P<0.01)(表1)，水稻伤根率较对照组显著降低5.88%(P<0.05)。

表1 水稻插秧效果对比 单位：%

2.1.2 水稻生长

数据统计及方差分析结果显示，水稻插秧机的复合作业模式对水稻亩有效穗数、结实率和产量的影响均达到了显著水平(P<0.05)，但其他产量构成因素的影响均达到极显著水平(P<0.01)。与对照组相比，水稻插秧机的复合作业模式的水稻产量达到了572.6 kg·(667 m2)-1。与对照组相比，水稻插秧机的复合作业模式下水稻有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重及产量都有所提升。研究结果说明，采用水稻插秧机复合作业模式可以为后续水稻生长提供一个良好地生长环境，促进了水稻长势，进而提高了水稻产量(表2)。

表2 水稻产量及构成因素

2.2 除草效果分析

水稻插秧机的复合作业模式与传统除草模式及除草剂进行田间除草效果分析，研究结果如表3所示。研究结果表明，水稻插秧机复合作业模式下对于3种常见杂草去除率较高，在施药前期尤为显著，对田间杂草去除率较好，为水稻生长提供了良好地作业环境(图2)。

图2 除草前后效果对比图

表3 水稻“插喷同步除草”一体化技术除草结果统计表 单位：%

在明确水稻插秧机复合作业模式田间作业优势的前提下，对水稻插秧机的复合作业速度、除草率及水稻田间伤苗率进行分析，研究结果如表4所示。研究结果表明，水稻插秧机复合作业在1.44～2.16 km·h-1范围中，水稻田间除草率随着前进速度增加呈现出先增大后降低的变化趋势，当机器前进速度在1.80 km·h-1时除草率达到最大值。水稻插秧机复合作业在1.44～2.16 km·h-1范围中，水稻伤苗率呈现出先增加后降低的变化趋势，当机器前进速度在1.98 km·h-1时，田间水稻伤苗率达到最小值。

表4 水稻插秧机复合作业模式不同前进速度对水稻除草率及伤苗率的影响

3 结论

本研究提出插喷同步除草一体化技术，在水稻插秧机加装机械化除草设备，操作简便，作业效率高，省时省工节本，采用雾化喷施封闭技术，基于自主研发的油悬除草剂，实现水稻田间精准施药，与土壤结合能力强，药效持效期达35 d以上，并且配备专用安全解毒剂，与除草剂配合使用，可以避免秧苗发生药害，通过田间试验得出以下结论：

1)本研究为验证自主研发的水稻插秧机复合作业模式田间水稻插秧及除草性能，选取水稻除草率、伤苗率及水稻生长性状及产量为评价指标进行验证，田间试验结果表明，水稻插秧机复合作业模式可以提高水稻插秧效率，与对照组相比，试验组水稻产量达到了572.6 kg·(667 m2)-1。

2)为了验证水稻插秧机复合作业模式及自主研发的油悬除草剂对除草性能的影响，选取除草率、伤苗率为评价指标，研究结果表明，水稻插秧机复合作业模式下田间运行稳定、操作简单，伤苗率较低，除草效果较好，与传统田间单独进行除草作业相比，可以节省人力，减少作业工序，与常规除草药剂相比，提高田间除草效果。

3)在明确水稻插秧机复合作业模式田间作业优势的基础上，对水稻插秧机复合作业整机行进速度进行评价，选取水稻除草率及伤苗率为评价指标。结果表明，机器前进速度在1.80 km·h-1时除草率达到最大值，机器前进速度在1.98 km·h-1时，田间水稻伤苗率达到最小值。

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