无人机追施氨基酸水溶肥对南方中稻产量及收益的影响

摘要：为筛选适用于无人机平台的水稻追肥种类，在江西省彭泽县以清水、液体尿素和氨基酸水溶肥进行无人机追肥试验，考察3个处理对水稻叶片SPAD值、产量及收益的影响。结果表明：各处理水稻叶片的SPAD值均随着时间的增加呈现出先升高后降低的趋势，且追施液体尿素和氨基酸水溶肥的SPAD值均高于追施清水处理；与追施清水处理相比，追施液体尿素和氨基酸水溶肥的水稻产量分别增加了2.1%～5.2%和7.0%～8.6%，且主要是通过提高穗数和结实率来实现水稻增产；追施氨基酸水溶肥处理的水稻产量比追施液体尿素处理高3.3%～4.8%；追施氨基酸水溶肥的利润显著高于追施清水和液体尿素，而后两者的利润无显著差异。因此，南方中稻区可采用无人机追施氨基酸水溶肥以实现水稻增产增收。

关键词：氨基酸水溶肥；水稻追肥；SPAD值；无人机

中图分类号：S147.32; S511 文献标识码：A 文章编号：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：余红英，宋雨玲，张颖，等. 无人机追施氨基酸水溶肥对南方中稻产量及收益的影响[J]. 湖南农业科学，2024（7）：56-59.

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2024.007.012

收稿日期：2024-02-20

基金项目：国家科技基础资源调查专项项目课题（2021FY100504）

作者简介：余红英（1977—），女，江西南昌市人，高级农艺师，主要从事农业技术推广工作。

通信作者：柳开楼

化肥在保障我国粮食安全方面发挥了重要作用，然而化肥大量不合理使用导致的一系列生产和环境问题引起政府与社会各界的高度重视。2022年农业农村部制定了《到2025年化肥减量化行动方案》。围绕化肥减量增效这一核心目标，如何在化肥减量的前提下，保持水稻产量稳定和提高化肥利用率对保障地区粮食安全和环境保护至关重要。除了优化基肥的用量、种类和施用方式之外，根据水稻长势进行追肥，尤其是追施叶面肥是实现化肥减施增效的重要途径[1-2]。据不完全统计，江西省早晚稻种植中穗粒肥的投入成本约为70元/667m2，其中人工成本为50元/667m2，化肥成本为20元/667m2[3-4]。

随着水稻生产中追肥的人工成本不断上涨，增产效益被人工成本冲销，即“增产不增效”。因此，人们对水稻追肥的积极性普遍较低，严重制约着施肥新技术的推广应用[5-6]。

近年来，随着无人机在农业生产中的应用日渐普及，越来越多的种植户开始在水稻生产中应用无人机进行叶面追肥。由于飞行载荷和飞行高度等条件的限制，固体尿素、复合肥等常规肥料不适宜无人机喷洒[7-8]；另外，由于施用时期、浓度和方式的差异，采用无人机追肥的效果也参差不齐[1，9]。这些因素严重制约了无人机在水稻追肥环节的应用。研究表明，氨基酸水溶肥富含活性肽、氨基酸、钙等物质，可有效刺激作物生长发育，增强作物的抗病抗逆能力，还具有生根、保花、保果等功效[10-11]。因此，该研究拟在江西省彭泽县开展小区试验，研究无人机追施液体尿素和氨基酸水溶肥对水稻产量和收

益的影响，以期筛选适用于无人机喷洒的水稻追肥种类。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验分别在彭泽县黄岭乡（116.56°E，29.83°N）和芙蓉农场（116.49°E，29.87°N）进行。两地均属亚热带湿润季风气候，雨量适中，光照充足；土壤类型均为水稻土，两地试验前的土壤性质见表1。

1.2 试验材料

供试水稻品种为五优308；含氨基酸水溶肥料（水剂）由江西抚州新兴化工有限公司生产，技术指标：氨基酸≥100 g/L，Zn+Mn+B≥20 g/L；液体尿素由山西标美力克生物科技有限公司生产，技术指标：总氮≥422 g/L，其中硝态氮≥120 g/L，铵态氮≥120 g/L，酰胺态氮≥182 g/L。

1.3 试验设计

于2023年6月19日播种，7月13日翻耕试验田、施底肥并划区，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日收获测产。在当地常规施肥的基础上设置T1（清水）、T2（液体尿素，1.5 L/hm2）、T3（含氨基酸水溶肥料，1.5 L/hm2）共3个追肥处理。T2、T3处理将液体肥料稀释500倍后喷施，于水稻拔节期（8月11日）和孕穗灌浆期（9月9日）各追施1次，T1处理喷施等量清水。每个处理设置3次重复，随机区组设计，为了方便无人机操作，每个小区面积为600 m2。其他田间管理同当地生产田。

1.4 指标测定

待剑叶展开后测定叶绿素含量，即于播种后79、88、99、108、118、128 d用SPAD测量仪测量不同处理水稻叶片的叶绿素含量。每个小区随机选取5株植株，测定剑叶、倒二叶、倒三叶的叶绿素含量，求取平均值。采用实收测产法计算水稻产量，其中稻谷按照2.4元/kg的价格进行效益计算。

1.5 数据处理

使用Excel 2003软件进行数据整理，使用SAS 9.1

软件进行统计分析，使用Origin 8.1软件进行制图。

2 结果与分析

2.1 不同追肥处理对水稻叶片SPAD值的影响

由图1可知，在黄岭乡和芙蓉农场2个试验区中，各处理水稻叶片的SPAD值变化趋势相似，均随着时间的增加呈现出先升高后降低的趋势，且T2（液体尿素）和T3（氨基酸水溶肥）处理的SPAD值均高于T1（清水）处理。尤其是播种108 d后，黄岭乡试验区T2、T3处理的SPAD值比T1处理分别高7.0%和16.9%，芙蓉农场试验区T2和T3处理的SPAD值比T1处理分别高12.1%和20.8%。此外，2个试验区T3处理的SPAD值均高于T2处理，播种108 d后黄岭乡和芙蓉农场试验区T3处理的SPAD值比T2处理分别高9.3%和7.8%。

2.2 不同追肥处理对水稻产量及产量构成的影响

由图2可知，在黄岭乡和芙蓉农场2个试验区中，T2、T3处理的水稻产量显著高于T1处理。与T1处理相比，黄岭乡试验区T2、T3处理的水稻产量分别增加了2.1%和7.0%，芙蓉农场试验区T2、T3处理的水稻产量分别增加了5.2%和8.6%。此外，黄岭乡和芙蓉农场试验区的T3处理均显著高于T2处理，分别提高了4.8%和3.3%。

进一步分析产量构成因子，由表2可知，较T1处理而言，黄岭乡和芙蓉广场试验区T2、T3处理的穗数和结实率有显著提高，而株高、穗粒数和千粒重差异不显著。

2.3 不同追肥处理对水稻收益的影响

与T1处理相比，T2、T3处理均增加了叶面肥投入和无人机施用成本，但是由于T3处理的收入显著高于T2处理，从而导致T3处理的利润显著高于T1和T2处理，而T2处理的利润则与T1处理无显著差异。

3 讨论与结论

在水稻种植过程中，由于劳动力成本增加，越来越多的农户通过减少施肥次数来实现节本增效的目标[12-13]。虽然减少施肥次数可以较大程度上节约成本，但是目前水稻普遍采用种植前施基肥配合返青期追肥的模式施肥，生长后期的追肥缺失很容易导致植株缺乏养分[14-15]，进而影响产量。该研究通过试验发现，利用无人机平台进行追肥可以显著提高水稻叶片的SPAD值，且氨基酸水溶肥的提升效果显著高于液体尿素，这与前人的研究结果相似[16-18]。

原因在于氨基酸可以提高作物光合作用和叶片生理生化功能[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]，为水稻剑叶的健康生长奠定基础。

与不追施叶面肥相比，追施液体尿素和氨基酸水溶肥均可以提升水稻产量，且氨基酸水溶肥处理的水稻产量显著高于液体尿素，这与很多研究结果相同[17，20-21]。但是，由于土壤肥力水平差异，黄岭乡和芙蓉农场的产量增幅不同。分析水稻产量构成因子发现，追施氨基酸水溶肥主要通过增加穗数和结实率提升水稻产量。氨基酸水溶肥不仅保障了水稻的养分需求[10]，提高了水稻分蘖的成穗率，而且为水稻籽粒灌浆提供了物质基础，降低了空粒和瘪粒的比例[22]。

一般情况下，基于无人机平台进行水稻追肥会增加投入成本，因此需要结合水稻价格进行综合效益分析。虽然增加了叶面肥投入和无人机施用成本，但由于水稻产量的增加，追施氨基酸水溶肥的利润仍显著高于其他2个处理。此外，我国南方水稻主产区的地形地貌特征复杂，土壤肥力存在差异，这些会导致水稻长势不均匀[23-24]，因此如何基于无人机平台进行有针对性地追肥、提升追肥效率还有待进一步研究。

参考文献：

[1] 杜海萌，韦还和，余清源，等. 水稻叶面肥研究的应用进展与展望[J]. 作物杂志，2022（3）：33-38.

[2] 薛利红，李刚华，侯朋福，等. 太湖地区稻田持续高产的减量施

氮技术体系研究[J]. 农业环境科学学报，2016，35（4）：729-736.

[3] 何浩，伍龙梅，黄庆，等. 南方双季稻区水稻不同种植模式碳足迹和经济效益比较研究[J]. 广东农业科学，2021，48（11）：8-17.

[4]管珊红，曾小军，许晶晶，等. 江西省水稻产业发展现状与对策[J]. 南方农业学报，2017，48（1）：189-196.

[5] 汪董，陈祥伟. 浅谈我国水稻生产效益的影响因素[J]. 农村经济与科技，2017，28（10）：51，54.

[6] 熊鹰，何鹏. 绿色防控技术采纳行为的影响因素和生产绩效研究：基于四川省水稻种植户调查数据的实证分析[J]. 中国生态农业学报（中英文），2020，28（1）：136-146.

[7] 臧英，侯晓博，汪沛，等. 基于无人机遥感技术的黄华占水稻施

肥决策模型研究[J]. 沈阳农业大学学报，2019，50（3）：324-330.

[8] 任万军，吴振元，李蒙良，等. 水稻无人机撒肥系统设计与试验[J].

农业机械学报，2021，52（3）：88-98.

[9] 罗锡文，廖娟，胡炼，等. 我国智能农机的研究进展与无人农场的实践[J]. 华南农业大学学报，2021，42（6）：8-17，5.

[10] 曹小闯，李烨锋，吴龙龙，等. 氨基酸水溶肥施用模式对水稻氮

素吸收和转运的影响[J]. 江苏农业学报，2020，36（4）：888-895.

[11] 卢丽娟，徐曙，于洪喜，等. 穗期喷施叶面肥对水稻产量和品质的影响[J]. 大麦与谷类科学，2020，37（1）：46-50.

[12] 胡香玉，钟旭华，林绿，等. 水稻“三控”施肥技术在南方稻区的推广应用[J]. 广东农业科学，2021，48（10）：100-110.

[13] 雷小龙，陈勇，王金华，等. 水稻机械化生产技术产教协同推广模式的构建与应用[J]. 中国农业大学学报，2022，27（3）：202-210.

[14] 陶怡，徐亚楠，叶昌，等. 水稻叶片衰老转色与氮循环利用及挥发关系的研究进展[J]. 中国水稻科学，2023，37（6）：553-562.

[15] 唐秀英，邵彩虹，谢金水. 营养缺乏胁迫下水稻籽粒蛋白质组图谱分析[J]. 江西农业大学学报，2011，33（2）：217-221.

[16] 穆杰，徐阳春，朱培淼，等. 氨基酸螯合微肥对旱作水稻苗期生

长及生理效应的影响[J]. 水土保持学报，2006，20（5）：178-182.

[17] 赵学梅，刘笑吟，黄涛，等. 控制灌溉条件下不同氨基酸水溶肥对水稻生长和产量的影响[J]. 灌溉排水学报，2022，41（10）：65-72.

[18] 葛明慧，章力干，齐永波，等. 复合氨基酸增效剂与尿素配施对水稻幼苗生长及土壤氮素的影响[J]. 中国土壤与肥料，2020（6）：122-129.

[19] 梁嘉敏，杨虎晨，张立丹，等. 我国水溶性肥料及水肥一体化的研究进展[J]. 广东农业科学，2021，48（5）：64-75.

[20] 田雁飞，马友华，褚进华，等. 水稻减量化施肥与氨基酸水溶性肥配施效果研究[J]. 中国农学通报，2011，27（15）：34-39.

[21] 于斌，沈家禾，蒋红刚，等. 含氨基酸水溶肥料在水稻上的施用效果研究[J]. 现代农业科技，2015（12）：20-21.

[22] 秦猛，刘丽华，郑桂萍，等. 不同叶面肥及施用时期对水稻穗部性状及产量、品质的影响[J]. 河南农业科学，2020，49（9）：20-26.

[23] 王道中，张成军，郭熙盛. 减量施肥对水稻生长及氮素利用率的影响[J]. 土壤通报，2012，43（1）：161-165.

[24] 柳开楼，李大明，余喜初，等. 基于养分专家系统评估双季稻区的氮肥减施潜力[J]. 中国稻米，2019，25（3）：44-48.

（责任编辑：王婷）