徐 杰王 攀李志全羅 燕楊海龍王 川李 培賈現(xiàn)文

（1.眉山市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 四川眉山 620020；2.眉山市東坡區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 四川眉山 620010；3.眉山市公安局 四川眉山 620020）

眉山市東坡區(qū)位于四川盆地成都平原西南邊緣、岷江中游，年平均氣溫16.8℃，全年無霜期308~320 d，年平均降水量1 153.7 mm，有40多年雜交水稻制種歷史，常年制種面積達3萬畝，是國家級雜交水稻制種基地縣。傳統(tǒng)的人工雜交水稻種子生產(chǎn)在插秧和趕花授粉環(huán)節(jié)需要大量的季節(jié)性集中勞動力，近年來，勞動力逐年緊缺且用工成本高，嚴重制約了制種規(guī)模化生產(chǎn)。自2016年以來，眉山市東坡區(qū)開展了機插、機防、烘干等全程機械化技術(shù)試驗研究和示范推廣，雜交水稻制種生產(chǎn)在機耕、機防、機收、烘干等環(huán)節(jié)基本可實現(xiàn)機械化作業(yè)，但在機械化授粉環(huán)節(jié)存在短板，是制約雜交水稻制種全程機械化的主要瓶頸。2021年采用多旋翼無人機輔助授粉配套父母本大行比相間種植進行多點試驗，研究最佳的授粉方式，以期為在大面積制種生產(chǎn)上得到推廣應(yīng)用，促進雜交水稻制種全程機械化發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 植保無人機

選用六旋翼電動無人機，大疆T20植保無人機由眉山吉峰農(nóng)機汽車貿(mào)易有限公司提供，外形尺寸2 509 mm×2 213 mm×732 mm（機臂展開、槳葉展開），作業(yè)滿載20 kg，續(xù)航時間7.5 min。

1.2 參試制種組合

清香2A/R168、裕豐1A/R1625、川香29A/泰恢199、荃香9A/YR512、內(nèi)香6A/瀘恢103等5個參試組合。

1.3 試驗地點

在眉山市東坡區(qū)復(fù)興鎮(zhèn)高塔村、紅五星村、松江鎮(zhèn)眉青村、修文鎮(zhèn)英雄村和崇禮鎮(zhèn)光華村共5個地點進行試驗。

1.4 試驗處理

參試制種5個組合，在每個試驗地點種植一個組合，每個組合都按照表1處理方式分5個處理，每個處理種植8畝，每個組合種植面積為40畝。

表1 試驗處理方式

參試的5個組合分別按照表2中的父本與母本種植密度進行栽插，各組合父本與母本的間距統(tǒng)一為30 cm。

表2 參試各組合種植密度

1.5 授粉方式

花期每日授粉次數(shù)：初、末花期每日授粉2~3次，盛花期每日授粉3~4次。無人機授粉隨父本行順行勻速飛行，飛行高度3.5 m左右[1]。對照田塊采用傳統(tǒng)人工竹竿趕花授粉。

1.6 考查內(nèi)容與方法

1.6.1 雜交水稻種子大田平均畝產(chǎn)量成熟后，每個試驗組合按照5個處理單獨收割，分別烘干、全產(chǎn)稱量、計算單產(chǎn)。

1.6.2 雜交水稻種子平均畝收益根據(jù)投入親本、化肥、土地租金等成本和收獲種子產(chǎn)量，分別測算每個試驗地點、每個處理的平均畝收益。

2 結(jié)果與分析

2.1 大田畝產(chǎn)量比較分析

由表3可知，①內(nèi)香6A/瀘恢103組合無人機授粉組，父母本行比5∶24、飛行速度3.5 m/s的平均畝產(chǎn)量為193 kg，分別比父母本行比5∶24、飛行速度4.5 m/s的平均畝產(chǎn)量191 kg，父母本行比5∶20、飛行速度3.5 m/s的平均畝產(chǎn)量189 kg，父母本行比5∶20、4.5 m/s的平均畝產(chǎn)量184 kg，增加2 kg、4 kg、9 kg，增幅分別為1.0%、2.1%、4.9%；②清香2A/R168組合無人機授粉組，父母本行比5∶24、飛行速度3.5 m/s的平均畝產(chǎn)量為88.5 kg，分別比父母本行比5∶24、飛行速度4.5 m/s的平均畝產(chǎn)量84.3 kg，父母本行比5∶20、飛行速度3.5 m/s的平均畝產(chǎn)量83.2 kg，父母本行比5∶20、飛行速度4.5 m/s的平均畝產(chǎn)量80.1 kg，增加4.2 kg、5.3 kg、8.4 kg，增幅分別為5.0%、6.4%、10.5%；③川香29A/泰恢199組合無人機授粉組，父母本行比5∶24、飛行速度3.5 m/s的平均畝產(chǎn)量為115 kg，分別比父母本行比5∶24、飛行速度4.5 m/s的平均畝產(chǎn)量110 kg，父母本行比5∶20、飛行速度3.5 m/s的平均畝產(chǎn)量108 kg，父母本行比5∶20、分行速度4.5 m/s的平均畝產(chǎn)量102 kg，增加5 kg、7 kg、13 kg，增幅分別為4.5%、6.5%、12.7%；④荃香9A/YR512組合無人機授粉組，父母本行比5∶24、飛行速度3.5 m/s的平均畝產(chǎn)量為152 kg，分別比父母本行比5∶24、飛行速度4.5 m/s的平均畝產(chǎn)量151 kg，父母本行比5∶20、飛行速度3.5 m/s的平均畝產(chǎn)量149 kg，父母本行比5∶20、飛行速度4.5 m/s的平均畝產(chǎn)量148 kg，增加1 kg、3 kg、4 kg，增幅分別為0.7%、2.0%、2.7%；⑤裕豐1A/R1625組合無人機授粉組，父母本行比5∶24、飛行速度3.5 m/s的平均畝產(chǎn)量為85.4 kg，分別比父母本行比5∶24、飛行速度4.5 m/s的平均畝產(chǎn)量80.5 kg，父母本行比5∶20、飛行速度3.5 m/s的平均畝產(chǎn)量79 kg，父母本行比5∶20、飛行速度4.5 m/s的平均畝產(chǎn)量78.5 kg，增加4.9 kg、6.4 kg、6.9 kg，增幅分別為6.1%、8.1%、8.8%。

表3 不同行比、不同飛行速度多旋翼無人機輔助授粉的種子產(chǎn)量

試驗結(jié)果表明，無人機授粉組父母本行比5∶24、無人機飛行高度3.5 m的授粉效果優(yōu)于其他處理。其中，內(nèi)香6A/瀘恢103、荃香9A/YR512組合，父母本行比5∶24、飛行速度3.5 m/s的畝產(chǎn)量基本與父母本小行比的傳統(tǒng)人工授粉方式相當(dāng)。

2.2 平均畝收益比較分析

由表4可知，①內(nèi)香6A/瀘恢103組合無人機授粉組，父母本行比5∶24、飛行速度3.5 m/s分別比父母本行比5∶24、飛行速度4.5 m/s，父母本行比5∶20、飛行速度3.5 m/s和4.5 m/s平均畝增收33元、66.2元、186.9元；②清香2A/R168組合無人機授粉組，父母本行比5∶24、飛行速度3.5 m/s分別比父母本行比5∶24、飛行速度4.5 m/s，父母本行比5∶20、飛行速度3.5 m/s和4.5 m/s平均畝增收92元、95元、163元；③川香29A/泰恢199組合無人機授粉組，父母本行比5∶24、飛行速度3.5 m/s分別比父母本行比5∶24、飛行速度4.5 m/s，父母本行比5∶20、飛行速度3.5 m/s和4.5 m平均畝增收89.6元、128.7元、269元；④荃香9A/YR512組合無人機授粉組，父母本行比5∶24、飛行速度3.5 m/s分別比父母本行比5∶24、飛行速度4.5 m/s，父母本行比5∶20、飛行速度3.5 m/s和4.5 m/s平均畝增收19.4元、44.6元、64元；⑤裕豐1A/R1625組合無人機授粉組，父母本行比5∶24、飛行速度3.5 m/s分別比父母本行比5∶24、飛行速度4.5 m/s，父母本行比5∶20、飛行速度3.5 m/s和4.5 m/s平均畝增收108元、119元、130元。試驗結(jié)果表明，5個組合無人機授粉組父母本行比5∶20、飛行速度3.5 m/s平均畝收益均高于父母本小行比的傳統(tǒng)人工授粉方式。

表4 不同行比、不同飛行速度多旋翼無人機輔助授粉的平均畝收益

3 結(jié)論與討論

王茂理等[2]的研究認為，單旋翼和多旋翼無人機均可用于雜交水稻制種輔助授粉，且最佳飛行速度為3～4 m/s。劉愛民等[3]開展單旋翼無人機輔助雜交水稻制種授粉研究結(jié)果表明，父母本行比6∶（40～60）時，無人機輔助授粉的結(jié)實率和產(chǎn)量可達到甚至高于人工輔助授粉。王沛等[4]的研究認為，多旋翼無人機由于多個旋翼之間風(fēng)場形成側(cè)向氣流疊加效應(yīng)，導(dǎo)致水平且垂直于飛行方向的風(fēng)場寬度變窄，不能形成足夠?qū)挾鹊娘L(fēng)場風(fēng)速；單旋翼無人機風(fēng)場風(fēng)速更穩(wěn)定、持續(xù)，不育系輔助授粉大多采用單旋翼無人機。由于多旋翼無人機具備飛行中能夠懸停、機械性能穩(wěn)定、操作簡單等優(yōu)勢，筆者通過減少母本行廂寬的方式來彌補多旋翼無人機水平且垂直于飛行方向的風(fēng)場寬度變窄的不足。通過多點多組合應(yīng)用多旋翼無人機輔助雜交水稻制種授粉的試驗結(jié)果表明，應(yīng)用多旋翼無人機輔助授粉的制種產(chǎn)量可達到人工輔助授粉水平，且平均畝收益超過人工授粉方式，實現(xiàn)了父母本大行比相間種植，有利于父母本栽插、收割和田間管理的機械化作業(yè)，從而可以實現(xiàn)雜交水稻制種的全程機械化。