徐富賢 高尚卿 孔曉謙 徐魏 伍燕翔 徐麟 魏林 肖鵬飛佘恒志 陳凱 龔飛 蔣鵬 張林 郭曉藝 劉茂

（1 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/作物生理生態(tài)及栽培四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 德陽(yáng) 618000；2 瀘縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 瀘縣 646100，3 富順縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 富順 643200；4 宜賓市翠屏區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 宜賓 644000；5 隆昌市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 隆昌 642150；6 梓潼縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 梓潼 622150；第一作者：xu6501@163.com；*通信作者：2388838818@qq.com）

目前，我國(guó)70%左右稻田采用機(jī)械收割。機(jī)械收割不僅解決了農(nóng)村勞動(dòng)力短缺問(wèn)題，還大幅度提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，每hm2作業(yè)成本1 050~1 800 元，僅為傳統(tǒng)人力脫粒收割方式的10%～15%，深受廣大稻農(nóng)的歡迎。然而，機(jī)械收割的稻谷損失率極高，有研究表明，機(jī)械收割比傳統(tǒng)人力脫粒機(jī)收割多損失稻谷318.0～756.0 kg/hm2，損失率為5.17%～11.98%[1-2]。若以平均損失率8.00%計(jì)，全國(guó)因機(jī)械收割的稻谷損失量高達(dá)117.6 億kg，相當(dāng)于每年損失了166.7 萬(wàn)hm2稻田的稻谷總產(chǎn)量，生產(chǎn)上急需機(jī)收時(shí)減少稻谷產(chǎn)量損失的技術(shù)。因此，開(kāi)展稻田機(jī)收減損技術(shù)研究對(duì)保障國(guó)家糧食安全具有重要意義。

關(guān)于機(jī)械收獲水稻減損技術(shù)研究，先期對(duì)機(jī)收致稻谷損失原因進(jìn)行了較多分析[3-5]。徐富賢等[2]探明了選擇水稻落粒性差品種、適當(dāng)提高施氮量、齊穗后第30 d收獲有利于減少收割時(shí)自然落粒。曾勇軍等[6]認(rèn)為，選擇性能優(yōu)良的國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口收割機(jī)在水稻成熟度為90%時(shí)及時(shí)收獲，機(jī)收的適宜留茬高度為10 cm，保持中低檔行走速度于上午10∶00 以后收割，可顯著減少機(jī)收產(chǎn)量損失。王桂民等[7]指出，從全田90%的谷殼變黃開(kāi)始，最佳收獲歷期5 d 左右，可作為稻麥輪作區(qū)水稻收獲機(jī)械優(yōu)化配置參考。以上研究成果為機(jī)收減損提供了重要技術(shù)支撐，但對(duì)氮肥管理模式、收割機(jī)作業(yè)技術(shù)方面的研究極少。為此，作者于2019—2022 年開(kāi)展了水稻施氮方式、收割時(shí)植株濕潤(rùn)狀態(tài)、收割植株高度、排風(fēng)力度與機(jī)收稻谷損失率的關(guān)系研究，以期為稻田機(jī)收減損技術(shù)集成提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2019—2022 年分別在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所瀘縣基地和瀘縣兆雅鎮(zhèn)冬水稻田進(jìn)行。

1.1 施氮方式對(duì)機(jī)收稻谷損失率的影響

試驗(yàn)于2019 年在瀘縣兆雅鎮(zhèn)雅龍水稻專業(yè)合作社開(kāi)展，以川優(yōu)6203 為試驗(yàn)品種。3 月11 日播種，地膜濕潤(rùn)培育中苗秧，4 月15 日按30 cm×20 cm 規(guī)格每叢栽2 株苗。施氮量150 kg/hm2，并按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶1配施相應(yīng)磷鉀肥，磷鉀肥作底肥一次性施用。設(shè)3 種施氮方式（底肥∶穗肥∶粒肥=6∶2∶2、底肥∶蘗肥∶穗肥=5∶3∶2、底肥∶蘗肥∶穗肥=7∶3∶0），其中底肥、蘗肥、穗肥和粒肥分別于移栽前1 d、移栽后10 d、倒4 葉期和齊穗期施用。其他栽培管理與大面積生產(chǎn)相同。每種施氮方式面積140 m2，3 次重復(fù)，順序排列。

于成熟期用久保田688（沃德銳龍）收各區(qū)塊實(shí)產(chǎn)，同時(shí)測(cè)定稻谷充實(shí)率（水選法，充實(shí)率=結(jié)實(shí)粒平均千粒重÷飽粒千粒重×100）和損失量（收集收割機(jī)排風(fēng)口排出的莖葉，從中過(guò)篩選出稻谷量），并統(tǒng)計(jì)稻谷損失率[損失率=稻谷損失量÷（稻谷損失量+實(shí)收產(chǎn)量）×100]。

1.2 植株濕潤(rùn)狀態(tài)對(duì)機(jī)收稻谷損失率的影響

試驗(yàn)于2019 年在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所瀘縣基地開(kāi)展，以明確水稻收割當(dāng)時(shí)植株上的露水對(duì)機(jī)收稻谷損失率的影響。以內(nèi)6 優(yōu)1787 為試驗(yàn)品種，3 月8 日播種，地膜濕潤(rùn)培育中苗秧，4 月11 日按30 cm×20 cm 規(guī)格每叢栽2 株苗。施氮量150 kg/hm2，其中底肥70%、蘗肥30%，并按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶1 配施相應(yīng)磷鉀肥，磷鉀肥作底肥一次性施用。其他栽培管理與大面積生產(chǎn)相同。

于成熟期8 月7 日上午，收割前分別噴清水0、1 500、3 000 kg/hm2。每個(gè)處理小區(qū)面積135 m2，3 次重復(fù)，順序排列。用久保田688（沃德銳龍）收各區(qū)塊測(cè)實(shí)產(chǎn)，同時(shí)測(cè)定損失量，并統(tǒng)計(jì)稻谷損失率。

1.3 收割株高對(duì)機(jī)收稻谷損失率的影響

為了探明機(jī)收植株高度對(duì)稻谷損失率的影響，2020 年在瀘縣兆雅鎮(zhèn)雅龍水稻專業(yè)合作社開(kāi)展試驗(yàn)。以內(nèi)6 優(yōu)107（株高125 cm 左右）為試驗(yàn)品種，3 月5 日播種，地膜濕潤(rùn)培育中苗秧，4 月10 日按30 cm×20 cm規(guī)格每叢栽2 株苗。施氮量150 kg/hm2，其中底肥70%、蘗肥30%，并按N∶P2O5∶K2O =1∶0.5∶1 配施相應(yīng)磷鉀肥，磷鉀肥作底肥一次性施用。其他栽培管理與大面積生產(chǎn)相同。

于8 月6 日，設(shè)割莖處距穗頂長(zhǎng)度65、80、95、110 cm 4 個(gè)處理，每處理收割80 m2，3 次重復(fù)。用久保田688（沃德銳龍）收各區(qū)塊測(cè)實(shí)產(chǎn)，同時(shí)測(cè)定損失量，并統(tǒng)計(jì)稻谷損失率。

1.4 排風(fēng)力度對(duì)機(jī)收稻谷損失率的影響

為了探明機(jī)械風(fēng)力對(duì)稻谷損失率的影響，2021 年在瀘縣兆雅鎮(zhèn)雅龍水稻專業(yè)合作社進(jìn)行試驗(yàn)，以天優(yōu)華占為材料，3 月18 日播種，地膜濕潤(rùn)育秧，本田一次性施復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=23%∶8%∶9%）375 kg/hm2。4 月23 日移栽，移栽規(guī)格30 cm×20 cm，每叢2 株苗。8 月21 日，以水稻收割機(jī)久保田688 為試驗(yàn)機(jī)型，排風(fēng)口設(shè)低、中、高3 種風(fēng)力，標(biāo)準(zhǔn)行走速度，并以傳統(tǒng)人工半自動(dòng)收割為對(duì)照，共4 個(gè)處理。每個(gè)處理3 次重復(fù)，共12 個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積67 m2，各區(qū)（組）間留寬為1 m 的走道。8 月21 日小區(qū)收割測(cè)產(chǎn)，并按13.5%標(biāo)準(zhǔn)含水量折合干谷產(chǎn)量。

1.5 集成技術(shù)示范

為檢驗(yàn)以上機(jī)收集成技術(shù)的減損效果，2022 年分別在四川瀘縣、富順、隆昌、翠屏、合江等5 個(gè)地點(diǎn)開(kāi)展同田對(duì)比示范。以內(nèi)6 優(yōu)107 為示范品種，按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)適宜播種期3 月5—12 日播種，地膜濕潤(rùn)育秧，按30 cm×20 cm 規(guī)格每叢栽2 株苗。本田施氮量150 kg/hm2，按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶1 配施相應(yīng)磷鉀肥作底肥。設(shè)3 個(gè)收割處理：1）機(jī)收創(chuàng)新技術(shù)：底肥∶穗肥∶粒肥=6∶2∶2，收割時(shí)無(wú)露水，割莖處距穗頂長(zhǎng)度80 cm 左右，低風(fēng)力；2）機(jī)收常規(guī)技術(shù)（CK1）：底肥∶蘗肥=7∶3，收割時(shí)有露水，割莖處距穗頂長(zhǎng)度95 cm 左右，高風(fēng)力；3）傳統(tǒng)人力收割（CK2）：底肥∶蘗肥=7∶3，收割時(shí)有露水，割莖處距穗頂長(zhǎng)度100 cm 左右，無(wú)風(fēng)力。每個(gè)處理面積100 m2，無(wú)重復(fù)。收割機(jī)均為久保田系列，但各地點(diǎn)的型號(hào)不完全一致。按前述方法計(jì)算2 個(gè)機(jī)收處理的區(qū)塊實(shí)產(chǎn)和損失產(chǎn)量，傳統(tǒng)人力收割方式的殘留莖葉中稻谷過(guò)篩后混入計(jì)總產(chǎn)（沒(méi)有單獨(dú)計(jì)損失產(chǎn)量）。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮方式對(duì)機(jī)收稻谷損失率的影響

從表1 可見(jiàn)，底肥∶穗肥∶粒肥=6∶2∶2（優(yōu)化技術(shù)）處理產(chǎn)量最高，稻谷損失率僅2.51%，顯著低于其他兩種施氮方式。原因在于該技術(shù)中粒肥施用顯著提高了稻谷充實(shí)率，即秕粒比例減少[8]，收割機(jī)排風(fēng)口排出的稻谷量（秕粒多，飽粒極少）少。

表1 不同施氮方式下機(jī)收的稻谷損失率比較

2.2 植株濕潤(rùn)狀態(tài)對(duì)機(jī)收稻谷損失率的影響

由表2 看出，每hm2噴清水1 500 和3 000 kg，機(jī)收時(shí)稻谷損失率分別高達(dá)9.30%和16.39%，均分別比不噴清水處理的稻谷損失率5.17%顯著增加。究其原因，噴水后增加了植株濕度，機(jī)收時(shí)大量谷粒與莖葉粘附在一起，從收割機(jī)排風(fēng)口隨莖葉一同排出田間。因此生產(chǎn)上水稻成熟期選擇全天中植株無(wú)露水時(shí)收割為宜，特別是群體生長(zhǎng)量大的稻田，宜在植株葉片干燥時(shí)收割。

表2 不同噴水量下機(jī)收的稻谷損失率比較

2.3 收割株高對(duì)機(jī)收稻谷損失率的影響

從表3 可見(jiàn)，水稻機(jī)收割莖處距穗頂長(zhǎng)度80 cm處理實(shí)收產(chǎn)量最高。分析其原因，割莖處距穗頂長(zhǎng)度越大，作業(yè)負(fù)荷越大，需大排風(fēng)力，通過(guò)排風(fēng)口排出的谷粒也就越多。因此，95 和110 cm 這2 個(gè)處理的稻谷損失量均比80 cm 處理顯著增加, 65 cm 處理則有所下降。但65 cm 處理割莖處位置相對(duì)較高，致部分株高較低的分蘗穗無(wú)法進(jìn)入收割臺(tái)而漏收，生產(chǎn)上特別是半喂式國(guó)產(chǎn)收割機(jī)型，造成損失更大。

表3 不同收割長(zhǎng)度下機(jī)收的稻谷損失率比較

水稻品種生育期越長(zhǎng)植株高度越高，一般早稻、中秈早熟、中秈中熟、中秈遲熟品種株高分別在90、100、115、125 cm 左右，同一生育期類型不同品種株高相差5～10 cm。根據(jù)本研究結(jié)果，無(wú)論何種品種水稻機(jī)收割莖處距穗頂長(zhǎng)度80 cm 左右的稻谷損失率較低。

2.4 排風(fēng)力度對(duì)機(jī)收稻谷損失率的影響

從表4 看出，以傳統(tǒng)人力半自動(dòng)收割產(chǎn)量最高，分別比機(jī)收風(fēng)力高、中、低處理增產(chǎn)11.68%、9.15%和2.46%。表明機(jī)收風(fēng)力越大，從排風(fēng)口吹出的谷粒越多，其稻谷損失越大。進(jìn)一步多重比較結(jié)果顯示，低風(fēng)力產(chǎn)量與傳統(tǒng)人力半自動(dòng)收割兩種收割方式間產(chǎn)量差異不顯著，均分別比中、高風(fēng)力收割方式顯著增產(chǎn)?？梢?jiàn)，采用機(jī)收以低風(fēng)力收割為宜。

表4 不同收割方式下稻谷產(chǎn)量比較

2.5 機(jī)收集成技術(shù)的示范效果

由表5 看出，3 種水稻機(jī)收技術(shù)在5 個(gè)地點(diǎn)平均實(shí)收產(chǎn)量有差異，其中機(jī)收創(chuàng)新技術(shù)實(shí)收產(chǎn)量為9 162.0 kg/hm2，與傳統(tǒng)人力收割（CK2）相當(dāng)，但比機(jī)收常規(guī)技術(shù)（CK1）增產(chǎn)8.68 %。

表5 不同收割方法的稻谷產(chǎn)量比較 （單位：kg/hm2）

3 討論

機(jī)收會(huì)造成雜交水稻極大損失[1-2]。影響損失的主要因素有收割機(jī)性能、機(jī)手水平、作物狀況、作業(yè)速度和田塊大小等[3]，具體損失包括拔禾損失、割臺(tái)損失、脫粒損失、夾帶損失和清選損失[4-5]。目前，有關(guān)機(jī)收對(duì)稻谷產(chǎn)量的減損措施多停留在宏觀上[3-5]，如采取強(qiáng)化培訓(xùn)、適時(shí)收割、及時(shí)調(diào)整、正確收割倒伏水稻等，以及啟動(dòng)作業(yè)補(bǔ)貼、提高智能化水平、加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)、加強(qiáng)對(duì)機(jī)收損失的測(cè)評(píng)和農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合等。

就減損技術(shù)而言，通過(guò)選擇水稻落粒性差品種、適當(dāng)提高施氮量[2]、稻谷9 成黃收割、留茬高度為10 cm，低檔行走速度于上午10∶00 以后收割[6-7]，對(duì)降低機(jī)收產(chǎn)量損失有一定效果。作者發(fā)現(xiàn)，水稻機(jī)收時(shí)90%以上的稻谷損失量均是從收割機(jī)雜質(zhì)排風(fēng)口排入田間所致。本文圍繞如何減少稻谷從排風(fēng)口排出量而開(kāi)展的研究表明，采用“前促中控后保施氮法（底肥∶穗肥∶粒肥=6∶2∶2）”可在保證水稻高產(chǎn)的足夠庫(kù)容量基礎(chǔ)上，通過(guò)施用粒肥提高籽粒充實(shí)度[8]，以減少機(jī)收時(shí)從排風(fēng)口排出秕粒數(shù)量，進(jìn)而達(dá)到降低稻谷損失目的。曾勇軍等[6]提出機(jī)收適宜留茬高度為10 cm，適用于株高較矮的早稻品種。本研究認(rèn)為，無(wú)論何種類型品種，水稻機(jī)收割莖處距穗頂長(zhǎng)度80 cm 左右為宜，因?yàn)楦钋o處距穗頂長(zhǎng)度越大，作業(yè)負(fù)荷越大，需大排風(fēng)力，通過(guò)排風(fēng)口排出谷粒多。如果割莖處距穗頂長(zhǎng)度過(guò)小，則會(huì)導(dǎo)致部分株高較矮的分蘗穗無(wú)法進(jìn)入收割臺(tái)而漏收，造成較大損失。每hm2噴清水1 500 kg 和3 000 kg，機(jī)收時(shí)稻谷損失率分別高達(dá)9.30%和16.39%，均分別比不噴清水處理的稻谷損失率（5.17%）顯著增加，選擇全天中植株無(wú)露水時(shí)收割有利于降低損失率。進(jìn)一步研究表明，在收割機(jī)標(biāo)準(zhǔn)行走速度下，設(shè)置為低風(fēng)力排莖葉的方法，大大減少了從排風(fēng)口排出的稻谷損失量。

集成的以“前促中控后保施氮法（底肥∶穗肥∶粒肥=6∶2∶2）、水稻機(jī)收割莖處距穗頂長(zhǎng)度80 cm 左右、植株干燥時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)行走速度下低排風(fēng)力收割”為核心的機(jī)收減損技術(shù)，在川南部分縣（區(qū)）示范，平均稻谷損失量?jī)H208.5 kg/hm2，比大面積現(xiàn)有機(jī)收技術(shù)稻谷損失減少367.5 kg/hm2，平均產(chǎn)量9 162.0 kg/hm2，與傳統(tǒng)人力收割方式產(chǎn)量相當(dāng)。