基于無人機平臺的精量播種技術在水稻直播中的應用研究

岳 進，楊欣倫，李春龍，賴運平

(成都農業科技職業學院現代農業分院，成都 溫江 611130)

水稻直播機器具有非常廣闊的發展空間。我國是世界上水稻種植面積最大的國家，水稻機耕面積為44%，機收面積為20%，機械化作業水平甚低。要想實現水稻生產全程機械化，就必須因地制宜地推廣和發展水稻機械化直播技術。直播稻技術的更新使我們有理由相信直播技術能夠適應稻作技術的可持續發展[1]。無人機播種系統除用于水稻外，還可以應用于小麥、油菜等小顆粒種子的農作物播種。此機載裝置采取的為遠程操作方式，大大減輕了作業人員的勞動強度，提高作業效率。此機載裝置無需作業人員步入田間作業，無需在田間留有界線，故而能在不影響田間平整度、不增加農田面積的情況下提高農田的播種面積。在某些地區，水田內存在大量影響人身健康的微生物或者有毒蟲體，而此機載裝置無需作業人員進入田間，故而增加了作業人員的安全性[2]。而關于利用無人機進行直播稻種植模式，目前在國內尚無報道。

直播稻充分尊重稻作植物自身的生長規律，避免了由于移栽所致的生長挫折，同時也減少了勞動力的支出，降低了稻作生產成本。無人航空器(簡稱無人機)在水稻直播中的應用無疑為水稻種植技術提供一種現代化的高效率、低成本的生產方式，使現有的農田耕作變得更高效、更節約資源和環境友好。無人機播種系統用于水稻、小麥、油菜等小顆粒種子的農作物播種。此機載裝置采取的為遠程操作方式，大大減輕了作業人員的勞動強度，提高作業效率。此機載裝置無需作業人員步入田間作業，無需在田間留有界線，故而能在不影響田間平整度、不增加農田面積的情況下提高農田的播種面積；適應性廣，遙感操縱，空中作業，不受地形環境等因素的約束[3]。無人機飛防可以提高作業安全性，作業人員遠離施藥區域，不受農藥危害，防治效果好，面臨突發蟲害有很強的突擊能力。無人航空器將會是由繁重的體力勞動、高成本、低效益向解放生產力、低成本、高效益轉變的重要手段。大大降低作業人員的勞動強度、在不影響農田表面平整度的狀態下提高農田播種面積、且此機載裝置采取的為遠程操作方式，操作需簡單，使用方便。

本文主要研究使用無人機進行潔田稻直播，并且確定出無人機潔田稻播種的最佳密度；以及針對潔田稻品種進行特有飛防方式及用藥研究，保障產量及成本最低化。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗設計

參試水稻品種為黃華占1號(千粒重22.2～23.1g，成熟期120～130d，每667m2產量為400～520kg)。

試驗分為2個處理：處理1為無人機離心播種，1200r/min，飛行高度2m，速度4m/s，每667m2用時為1.5min，播種量為1.5kg/667m2，苗期出苗距離最遠為32cm；處理2為無人機離心播種，1200r/min，飛行高度2m，速度5m/s，每667m2用時為1min，播種量為1.2kg/667m2，苗期出苗距離最遠為36cm；對照為育苗移栽，每667m2用時為20min，播種量為2.0kg/667m2，苗期出苗距離均勻，為30cm。3個處理的面積均為6670m2，3次重復，隨機區組排列。

整個水稻栽培期間，處理1和2均在水稻3葉時采用無人機進行1次除草防治，對照則是在水稻緩苗期10d左右采用無人機進行1次除草防治，除草劑均選用AB型專用除草劑；整個水稻栽培期間，各處理及對照均采用無人機進行水稻螟蟲及稻瘟病等常規防治。

1.2 試驗地概況及供試土樣的采集

該試驗是在成都農業科技職業學院崇州園區試驗田進行的。試驗區位于四川省崇州市濟協鄉文昌村，地理坐標30°38′N，103°37′E，海拔540m，屬亞熱帶。常年氣候溫和，四季分明，年平均降雨量1000mm，年平均氣溫16℃，霜期短暫，雨量充沛。經作者測定，試驗地土壤基本性質如表1所示。

表1 試驗地土壤基本性質

注：取樣時間2016年4月10日

1.3 測定方法

測定各處理的水稻產量。采取5點取樣法，每個樣點1m×1m，取其平均值。

單產=平均值×處理面積/667m2

1.4 數據統計

采用SPSS(12.0)統計軟件進行單因素方差、LSD和相關性分析(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 不同播種技術對水稻產量的影響

圖1 不同處理對水稻產量影響

由圖1可以看出，育苗移栽(對照)的水稻產量最高，為440.0kg/667m2；處理2的水稻產量為413.5kg/667m2，且與對照無顯著性差異；處理1的水稻產量為384.0kg/667m2，較對照顯著下降，下降了12.7%。

2.2 不同播種技術對水稻生產成本影響

對照的成本為基礎成本(主要包括種子、農藥、肥料等)，處理1較對照每667m2減少投入300元，最終收入較基礎減少156.8元，相當于每667m2凈收入較對照提高了143.2元；較對照每667m2減少投入300元最終收入較基礎減少74.2元，相當于每667m2凈收入較對照提高了225.8元。

3 結論

由上述研究結果可知：處理2無人機離心播種產量較高，且每667m2凈收入較對照提高了225.8元。建議水稻直播選用無人機離心播種，1200r/min，飛行高度2m，速度5m/s，每667m2用時為1min，播種量為1.2kg/667m2，苗期出苗距離最遠為36cm。