水稻三种机械化种植模式比较

周为华，戴勤珍

（1.上海市农业机械鉴定推广站，上海市 201601；2.上海市青浦区白鹤镇农业农村服务中心，上海市 201711）

1 基本情况

1.1 试验概况

试验于2023年5月份在上海市青浦区练塘镇科技创新基地进行，该试验田前茬作物为绿肥，土壤类型为青紫泥，肥力条件良好。供试田块平整、性状规整、周围无遮挡物，土壤肥力均衡，肥力水平中等，排灌方便。

1.2 供试水稻品种

水稻品种：“秀水613”（于5月30日播种及移栽）。

试验机具：大疆T50无人机（播撒箱75 L，最大作业载荷50 kg）、世达尔2BDXZ-10SC（20）水稻穴直播机和洋马YR90D（G4）高速插秧机。

1.3 试验设计

试验设3个处理，为三种不同播种方式，分别采用无人机飞播、机穴播和机插秧，每块试验田面积均为1 334 m2。机插秧设计株行距为25 cm×14 cm，每穴4～5株，基本苗8万株/667m2；机穴播和无人机播种量为芽谷5 kg/667m2。试验采取大田对比设计，不设重复[1]。处理间播栽期、施肥总量和方法、水浆管理、病虫草防治统一按照当地杂交稻机插栽培相应的培管措施执行。

1.4 测定项目

播种（移栽）时记录作业速度、效率，核算工时，计算成本。试验期间记录各个作业模式的苗情、生育进程、田间生长表现及产量等指标，成熟时每个试验田块随机选取2个点，每个点随机选取5穴进行考种，测定单株穗数、每穗粒数、实粒数、千粒重，了解其经济性状，并测定田块实际产量。

2 结果与分析

2.1 不同机械化种植模式水稻生育期比较

由表1可知，3种种植方式的生育期表现，不同播种方式的生育期有明显差异，其中无人机飞播和机穴播省去了育秧和移栽环节[2]，生育期相较于机插秧明显缩短，相较于机插秧减少了18天。

表1 3种机械化种植方式水稻生育期

2.2 不同水稻机械化种植模式经济效益对比

由表2可知，机插秧的水稻株高最高，为108 cm；无人机飞播和机穴播分别为100.1 cm、102.1 cm。3种机械化种植方式的水稻有效穗差异显著，其中机穴播有效穗数最多，为27.13万；无人机飞播次之，为26.53万；机插秧的有效穗数最少，为24.12万。

表2 3种机械化种植方式水稻经济性状及产量

2023年，由于温度适宜，大田管理恰当，病虫害发生率低，秀水613的产量均较高。其中无人机飞播的总粒数最高，为137.81粒，其次是机插秧，为132.07粒，最低的是机穴播的，为111.19粒；机插秧的结实率和千粒重都最高，分别为92.25%、27.08 g，飞播的结实率和千粒重最低，分别为25.6%、25.6 g。综上穗粒结构得出理论产量，其中无人机飞播的理论产量最高，产量为837.87 kg/667m2，其次是机插秧，产量为795.79 kg/667m2，机穴播的产量最低，产量为723.02 kg/667m2。通过实际测产得出，其产量趋势和理论产量一致，无人机飞播产量最高，为734.49 kg/667m2，其次为机插秧，为706.39 kg/667m2，产量最低的为机穴播，为690.61 kg/667m2。

2.3 不同水稻机械化种植模式作业效率对比

根据表3可知，经3种不同机械种植模式作业比较，无人机飞播工作效率最高，作业效率为2 hm2/h，其次是机穴播，为0.53 hm2/h，机插秧的效率最低，为0.41 hm2/h，无人机飞播的效率是机插秧的4.8倍。直播的用工量相较于机插秧省去1个人的劳力。按照青浦区农机作业市场常规价格来测算，无人机飞播的人工作业成本最低，为3.5～4元/667m2，机插秧的作业人工成本最高，为14.6～19.45元/667m2。在作业质量上来看无人机播种没有明显的漏播，机插秧的漏播率最高，为2.19%。综上所述，无人机飞播用工量少，作业效率高是机穴播作业效率的3.75倍，机插秧作业效率的4.81倍，劳动强度轻，作业人工成本低，远远低于机穴播和机插秧作业成本。

表3 3种不同机械种植模式作业对比

2.4 不同水稻机械化种植模式水稻抗倒伏性状对比

无人机飞播种植的水稻茎秆细，株高基本一致，茎壁薄，且相对扎根浅，容易发生浅根倒伏或者茎秆倒伏。

通过对3种机械化种植水稻田间调查发现，无人机飞播种植的水稻茎基宽度显著小于常规机直播（表4），但株高没有明显差异，且茎壁相对于常规机直播种植的水稻要薄。

表4 3种不同机械种植模式株高及茎基宽比较

除此之外，通过对两个品种，不同种植方式的水稻根系进行观察发现，相比于常规直播无人机飞播的水稻主根短，须根少（图1）。水稻根系与抗倒伏也有关，根系发达，吸水吸肥能力强，有利于地上部分发育，促进茎秆粗壮。根系扎得浅，固土能力弱也易发生浅根倒[3]。

图1 三种不同机械种植方式水稻根系比较

图2 三种不同机械种植方式水稻穗型比较

同时，通过观察发现，在水肥运筹一致的情况，无人机飞播的水稻剑叶叶片面积相对较小，穗型相对较小，穗长短、着粒密度低、单穗质量相对较轻。

究其原因，可能是在水肥运筹一致的情况下，抽穗开花以后，无人机直播水稻根系衰退过快，剑叶功能受到很大限制[4]。

但同时，由于穗型较小，单穗质量较轻，今年台风过境之后，倒伏情况并不明显。

3 小结与分析

近两年随着无人机制造企业技术不断迭代升级，无人机的功能更加强大、性能更加稳定，全市水稻无人机飞播应用面积有小幅增加的趋势。根据2023年三夏农机作业数据显示，我市水稻无人机飞播面积0.96万hm2，较2022年0.52万hm2左右的面积有大幅增加。

劳动力紧缺、用工成本高、无人机飞播作业效率高、劳动强度轻、作业成本低于机穴播和机条播等是使用无人机飞播的主要原因[5]，而今年疫情防控影响是次要原因，进一步加剧劳动力紧缺、用工成本变高等情况。无人机飞播优势主要体现以下两方面。

3.1 作业效率高

无人机（大疆T50）飞播作业效率最高可达2 hm2/h，日作业量达16.67 hm2，相比常规机穴播效率提高近3倍，相较于机穴播效率提了近4倍。

3.2 作业成本优势明显

直播的用工量相较于机插秧省去1个人的劳力。按照青浦区农机作业市场常规价格来测算，无人机飞播的人工作业成本最低，为3.5～4元/667m2，机插秧的作业人工成本最高，为14.6～19.45元/667m2，其次为机穴播，为8.86～11.39元/667m2。

水稻无人机播种是一项新型农机作业模式，是农机农艺相融合的“轻简化”产物。在作业效率高，作业成本降低的情况下，无人机飞播田块水稻水浆管理、除草、肥料、植保等田间管理与常规机直播无明显区别，长势、生育期等几乎一样[6]。

无人机飞播是水稻机械直播技术的补充，弥补了机械精量穴直播不宜在小田块、有高度差的梯田及烂泥田作业的缺陷。无人机飞播无需育秧和移栽，可以加快生育进程，缩短生育期，水稻产量也高。无人机飞播节省人工和经济成本，提高工作效率，可以很好地缓解农忙时用工紧缺、人工费用高的问题，具有广泛的推广应用前景。