机械化栽种和机播用种量对水稻生产的影响

邱锦辉，周士琳，慕容耀明，黄盛标

（1.肇庆市农业机械化研究所，广东 肇庆 526040；2.肇庆市农业科学研究所，广东 肇庆 526070）

0 引言

我国拥有世界第二的水稻种植面积，面积大、分布范围广，各省份均有种植水稻[1]。2018 年广东省水稻种植面积1 787 390 hm2，其中机械种植面积为336 790 hm2；2018 年全省水稻种植机械化率为18.84%[2]。广东省水稻机械化种植水平与全国平均水平仍存在较大差距，水稻种植机械化仍旧是广东省实现水稻生产全程机械化的短板。

农业现代化以机械化为依托，只有机械化才能保证农业作业质量一致，高效、优质地达到农业技术要求。水稻种植过程所需的工序繁多导致机械化作业难度大、机械化发展进程缓慢，水稻种植机械化环节的发展滞后严重影响了水稻生产现代化的进程。水稻机械种植存在的农艺技术难点在一定程度上制约了种植机械化技术和机具的应用与推广[3]。单方面要求农机服务于农艺的思想已经难以顺应当代水稻生产机械化发展的需要，农机与农艺应当各级调整、相辅相成、融为一体，共同为实现水稻生产机械化、提高水稻生产效益而服务[4]。农机与农艺的融合对促进水稻种植机械化发展和水稻稳产高产有着十分重要的战略意义[5]。

水稻机械化种植模式可分为机械移栽、机械直播和无人机直播。本文通过阐述在保证水稻稳产的前提下，直播时每亩（1 亩=0.067 hm2）种植水稻所需播种量和机械插秧育秧所需播种量以及每亩基本苗数，为水稻机械化种植提供科学的参考数据。

1 水稻种植品种选择

单位面积穗数、每穗粒数、结实率和千粒重是影响水稻亩产最主要的因素。其中单位面积穗数是最早影响水稻产量构成的因素，也是其他因素的基础。当单位面积的基本苗确定之后，单位面积穗数取决于单株有效分蘖[6]。单位面积穗数在一定范围内，产量随穗数增加而增加，当产量达到最高水平后，穗数增加反而会导致产量下降，因此生产上单位面积穗数应该控制在适宜的范围之内[7]。千粒重是综合反映水稻种子品质的指标，是种子活力的重要指标之一，同时也是计算播种量的重要依据。种子千粒重大说明种子饱满度高、充实度好、均匀度高[8]。

水稻品种的选择直接关系到生产水平，直接影响稻米品质，优良的品种能够有效提高产量。因此，种子品种选择是实现优质水稻生产的首要环节。为了保证水稻生产质量，水稻种植主要选择高产、优质、抗逆性强、紧凑抗倒伏的品种。广东省农业农村厅公布了2020 年广东省农业主导品种和主推技术，指导农业生产经营者科学地选择高产的水稻品种和应用适应本地环境的种植技术。本文选取主导品种内的粤禾丝苗（常规稻）、广8 优165（杂交稻）为例，阐述不同种植模式下水稻种植适宜播种量，使得水稻科学种植，降低生产成本，达到稳产、增产效果。

两种水稻品种经济性状和农艺性状如表1所示。

表1 两种水稻品种的经济性状和农艺性状Tab.1 Economic and agronomic traits of two rice varieties

2 水稻机插种植播种量与种植技术

水稻机械化插秧是运用机械替代人工手动插秧作业、插秧机通过模拟人工插秧的路径将适龄秧苗按农艺要求移插到秧田的水稻种植技术。机插秧能够保证插秧作业的一致性，减轻插秧作业的劳动强度，极大地提高劳动生产力，是目前应用最为广泛的水稻机械化种植模式。水稻机插秧可以获得较高的播种密度达到节约秧田、提高秧田利用率的目的。此外，还可实现对秧苗质量的调控，易于田间管理，保障水稻生产取得稳产、高产。

2.1 水稻机插秧播种量

水稻机插秧作业，秧苗是关键。为了培育壮秧，育秧时最重要的是控制好播种量。育秧播种量与成苗率、苗质以及水稻产量密切相关。随着播种量增加，落谷密度增加，单位面积内种子成苗数增加，秧苗均匀度提升，机械漏插率降低。播种量过大会造成叠谷、重籽概率增大，进而降低成苗率[6]。机械插秧作业时要求秧盘内秧苗分布均匀从而保证较低的漏插率，田间秧苗均匀分布进而提高栽插质量。因此在育秧播种时应保证播种量适宜的情况下均匀播种。

广东为双季稻区，以盘式育秧为例，根据机插秧要求，普遍采用内径规格为58.0 cm×28.0 cm×2.8 cm、底孔直径为0.25～0.30 cm的秧盘进行育秧，盘式育秧适宜的落谷密度为23 000～25 000粒/m2，每盘育苗所需播种量根据不同的水稻品种存在一定差异。如粤禾丝苗千粒重为22 g，双季常规稻播种量约120 g/盘（种子发芽率为90%时的播种量），播种2～4粒/cm2，保证成苗1～3株；广8优165千粒重为21.7 g，双季杂交稻播种量要求略少于常规稻，每盘播种量为100 g左右，播种2～4粒/cm2，保证成苗1～3 株。

水稻机插秧通过确定大田内适宜的基本苗从而确保适宜穗数，适宜基本苗指的是大田单位面积上生长的水稻个体总数。机插秧大田适宜基本苗数=单位面积高产适宜穗数/单株成穗数。

机械插秧作业中，每亩稻田所需要秧苗盘数与每秧盘育秧苗数相关，当秧盘中秧苗数多，则每亩所需秧盘数少。广东省机械插秧作业的行距一般取30 cm，通过调整株距可以调整大田的基本苗数。针对常规稻而言，千粒重16～17 g 品种，亩用种量1.50～1.65 kg；千粒重18～20 g 品种，亩用种量1.7～1.9 kg；杂交稻每亩用量一般为1.1～1.7 kg。粤禾丝苗适宜基本苗约为70 000 条/亩，广8 优165 适宜基本苗约为35 000 条/亩，依据工厂化盘式育秧每盘适宜播种量，机插秧粤禾丝苗每亩大约需要秧苗16 盘；广8 优165 每亩大约需要秧苗12盘。在大田机插秧作业时，为了预防漏插或者缺苗现象对插秧效果造成的影响，一般每亩大田配备秧苗18～24 盘。大田机械实际栽插的每亩基本苗数不应超过农艺要求的每亩适宜基本苗数的±10%。

2.2 不同插秧机械作业效率以及秧苗需求量

目前我国应用较为广泛的水稻插秧机主要为手扶式和高速（乘坐式）插秧机两大类，插秧机通过插植臂，采用仿人工插秧的方式进行插秧作业，插秧机构通过改变横向传送次数和纵向取苗量来实现每穴载插秧苗的数量。机械栽插作业深度一致，栽插穴（株）距可调整，穴（株）距少为密植，穴（株）距大为疏植。手扶式插秧机操作简单，机手操控作业面板的手柄即可完成插秧作业，有效地减轻了劳作强度。手扶插秧机采用汽油发动机为动力，手扶插秧机价格低廉。市面上常用的手扶式插秧机工作行数为4 或者6（广东区域较少使用2 行），作业效率为1.20～3.15 亩/h，插秧深度为7～37 mm，行距为30 cm。其中，久保田SPW 系列手扶式插秧机的工作参数如表2 所示。高速插秧机工作效率高，机手只需要在控制室内即可完成插秧作业，相比手扶式插秧机，高速插秧机作业更加稳定且具有更高的精度，即使在高速作业的情况下也能保证达到较好的插秧效果，对秧苗损害小。高速插秧机工作行数以6 或者8 居多，作业效率3～9 亩/h，插秧深度为10～55 mm，可调整穴（株）距为10、12、14、16、18、21、24 cm。

表2 久保田SPW系列手扶式插秧机的工作参数Tab.2 Working parameters of Kubota SPW series walk-behind rice transplanter

3 水稻精量穴直播播种量以及种植技术

水稻机械化直播是轻便简单、可持续发展、生产效率高的水稻栽种方式，欧美国家大多采用直播的方式种植水稻[9]。水稻精量穴直播不仅节省了种植工序、有效降低水稻生产成本，还可提早水稻生育期，能够做到水稻迟播早熟、迟播高产。水稻精量穴直播克服了直播水稻发苗困难、容易倒伏的问题，是未来实现水稻机械化种植重要的发展方向。

3.1 水稻精量穴直播播种量

水稻精量穴直播通过精确控制每穴种子数量进而减少播种量、控制大田基本苗，达到预防倒伏的目的。稻田基本苗控制在适宜的范围之内是保证水稻直播产量和抗倒伏的基础，常规稻直播应控制每亩5～6万株基本苗，杂交稻每亩应控制在3～4万株基本苗[10]。水稻精量穴直播种植密度可高于水稻机插秧种植，提高农田利用率，一般种植行距取25 cm，穴距取18 cm[11]。在华南地区，大多数务农人员选择每亩播种常规稻2.0～2.5 kg，杂交稻1.5 kg。以粤禾丝苗和广8优165两种品种为例，在保证适宜基本苗的前提下，每穴播种3～5粒种子，根据品种的发芽率以及成苗率可知粤禾丝苗每亩播种量范围为2.0～2.5 kg，广8优165每亩适宜播种量为1.5～2.0 kg。

3.2 水稻精量穴直播机械工作效率

水稻精量穴直播机工作行数一般为10 行，有20、25、30 cm 3 种固定行距和15、35 cm 可选宽窄行距，直播时穴距能够在12～25 cm 范围内调节，农户可根据本地条件和水稻种类选择适宜的穴距。每台播种机设置10个播种箱，单个种箱容积为10 L，种箱最大可装载2 kg 种子，播种机工作效率大于4亩/h。水稻精量穴直播一般工作行距为25 cm，穴距为18 cm，每穴播种2～4粒种子，每亩用种量为1.0～1.8 kg，表3为世达尔精量化水稻穴直播机亩万穴数。

表3 世达尔精量化水稻穴直播机亩万穴数（理论值）Tab.3 Shidaer accurately quantifies the number of holes per mu of rice direct seeding machine (theoretical value)

4 无人机直播

广东属于丘陵地形，田块细碎分散一定程度上阻碍了广东水稻种植机械化的发展。农用无人机因体积小、质量轻、对地形适应性强、能够实现精准高效的作业、有效保障作业人员安全等优点被广泛应用于农业生产管理当中。将农用无人机应用于水稻生产精准播种，是基于水稻机械化种植的一种新兴种植方式。

水稻无人机直播具有智能化程度高、适应性强、能大幅度提升作业效率和降低劳动强度等优点，主要有撒播（无序）和条播（有序）两种播种模式[12]。

撒播（无序）农用无人机载荷有10（作业效率为150 亩/h）、20 kg（作业效率为300 亩/h）两种，播撒幅度为6～9 m。

条播主要是通过采用1 个或者多个播种器将种子通过定位管道吹出，使种子能够在田间均匀分布，呈有序排列。条播无人机的种箱装载量有3～5 个单体种仓（载荷5 kg）及6～10 个单体种仓（载荷10 kg）两种规格，播种行距20～30 cm，种子掉落行内最大幅宽不超过8 cm[13]。目前市面上用于条播的代表机型有珠海羽人公司研发的精量播种器。

珠海羽人研发的谷上飞水稻精量直播无人机最多可挂载10个承重为1 kg的种仓，播种行距在20～30 cm范围内可调，能够适应不同地形和水稻品种的种植要求。该款无人机单次作业时间最高为12 min，作业效率大于30 亩/h。通过对大数据技术的应用，在全自主作业模式下，用户可直接调用地块数据，设置每亩用量、飞行速度以及垄距等参数自动生成无人机的飞行路线，无人机即可完成自主播种作业。以常规稻每亩4 kg种子用量，杂交稻每亩2 kg种子用量为例，在单次种仓满载的情况下，该无人机可播种常规稻约3亩、杂交稻约5亩，极大地提高了水稻播种的作业效率。

5 结语

随着农业机械化进程的加快，水稻种植机械化向智能化、精准化方向发展，水稻机械化种植方式亦应与时俱进、不断完善。水稻机插秧可以减少秧苗倒伏情况出现，栽培规范，容易获得高产，但存在移栽期容易受到天气影响的问题；水稻精量穴直播简化了种植过程中育秧和移栽等工序，生产更加方便高效，但水稻穴直播秧苗容易倒伏；无人机条播技术智能、高效，但仍需进一步改进。机械化种植方式都在一定程度上缩短了水稻的生育周期，降低了群体质量。因此，水稻机械化种植方式都应与农艺融合，选用短生育期、大穗型的高产品种。水稻机械化种植不仅要根据水稻生长特性确定不同种植方式、水稻生长所需行距和穴距、种植深度等，还需依据当地气候条件和土壤类型确定大田适宜播种量和基本苗，充分利用阳光等自然资源，达到促进水稻稳产的目的。