再生稻头季机收对再生季产量损失成因及减损技术研究

2021-09-27林席跃伍先群雷正平邵彩虹黄素华陈丽芬张健

安徽农业科学 2021年18期

林席跃伍先群雷正平邵彩虹黄素华陈丽芬张健

摘要研究了沃得旋龙4LZ-3.0E等7款收割机机型，“Ⅲ”字形等3种收割作业行走路线，23%～32%分4个等级收割前土壤容积含水量，10～40 cm分5个等级留桩高度对机收再生稻再生季产量的损失差异;同时对4个因素的综合影响程度进行了比较分析。结果表明，土壤容积含水量和收割作业行走路线主要影响碾压比重和碾压行稻桩的萌芽及成穗，留桩高度影响再生季有效穗数形成，收割机机型（履带宽度、碎草装置）影响碾压比重和碾压行的产量贡献。4个因素对再生季产量损失影响程度依次降低，集成采用26%、留桩高度15～25 cm收割、按“Ⅲ”字作业行走路线、使用35 cm窄幅履带能使机收再生稻碾压产量损失率由41.7%降低至25.1%，减损效果明显，同时该技术还有继续研究优化空间。

关键词再生稻;头季机收;产量损失;测算方法;减损技术

中图分类号 S 233 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2021）18-0200-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.049

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on the Causes and Reduction Technology of Yield Loss of Ratooning Rice

LIN Xi-yue， WU Xian-qun，LEI Zheng-ping et al （Chongyi County Agricultural Technology Promotion Station， Chongyi，Jiangxi 341300）

Abstract Experimental study on the Uuanlong Wode 4 lz-3.0 E 7 harvester models， and "Ⅲ" glyph three harvest homework walking routes， and 23%-32% in four grades before harvest soil volumetric water content， and the difference between the yield loss of the first season and the yield loss of the regeneration season was investigated with the pile height of 10-40 cm divided into five grades. The comprehensive influence of four factors on the basis of the comparison analysis was carried out， the results showed that the soil volumetric water content and harvest walk route mainly affected the proportion of RCC and germination and panicle formation， pile height affected the regeneration of season， harvester models （track width， broken grass machine） affected the rolling and rolling production line contribution proportion. Four factors， in turn， less impact on the regeneration season production losses， integrated use 26%， leave a pile height 15-25 cm to harvest， according to the word "Ⅲ" walking routes， 35 cm narrow tracks could make their ratooning rice rolling yield loss rate decreased from 41.7% to 25.1%， and the loss effect was obvious， at the same time the technology had room for continued research and optimization.

Key words Ratooning rice;Head season;Yield loss;Calculation method;Impairment technology

基金項目国家重点研发计划“长江中下游东部双季稻区生产能力提升与肥药精准施用丰产增效关键技术研究与模式构建”（2017YFD0301602）;国家重点研发计划“西南部红黄壤山区水稻绿色规模化丰产增效技术集成与示范”（2018YFD0301105）。

作者简介林席跃（1966—），男，江西崇义人，副高六级，硕士生导师，从事作物栽培技术研究;

伍先群（1990—），女，江西崇义人，助理农艺师，从事作物栽培技术研究。林席跃和伍先群为共同第一作者。

*通信作者：邵彩虹，副高五级，硕士生导师，从事作物生理与分子生态学研究;黄素华，副高五级，硕士生导师，从事作物生理与分子生态学研究。

收稿日期 2020-12-14;修回日期 2021-02-03

再生稻种一茬收获2次，即头季水稻收割后，利用残余稻桩腋芽发苗、长穗，再收一季的一种稻作方式[1]。近年来，再生稻已在四川、福建、湖北、江西、安徽、湖南等长江中下游省份稻作区广泛应用，再生稻生产效益比一季中稻提高93.75%、产投比提高12.65%[2]，随着劳动力成本逐年上升，机收再生稻成为未来发展方向[3]。机械碾压严重，再生季损失率高（40%～50%）、稻米品质下降等问题，是现阶段制约再生稻发展的瓶颈。以往的研究从品种、留桩高度、机械收割与人工收割再生季产量比较等方面进行了机收再生稻效益的研究[4-6]及再生稻收割机方面研究[7-8]，但尚缺乏多因素综合分析再生季产量损失的形成原因、测算方法及应对技术措施。笔者从收割机机型、履带宽度、收割作业行走方式、作业时田间水分状态、留桩高度等因素进行了综合分析，提出了机收再生稻再生季产量损失的科学测算方法，研制出减损技术措施，供研究者、农技人员参考。

1 材料与方法

1.1 试验处理的通用条件设置

通用条件包括塑盘育秧、等行距机插30 cm×16 cm，沃得锐龙4LZ-4.0E联合收割机（履带宽度45 cm、装备碎草机）收割，留桩高度30 cm左右，机收时田间土壤容积含水量控制在26%左右。播种时间、栽种品种、水分调控、施肥水平、病虫防控等大田管理措施各处理相同。

1.2 产量损失调查方法设计

按照与收割机作业行走垂直的方向连续调查3个以上收割幅稻行，对再生季田间非碾压区、碾压区、掉头区的再生季有效穗数分别调查记载，各处理随机取样稻株3兜室内考种计算单位面积理论产量。产量损失测算方法：全田损失率=a+b。式中，a：作业行走区占全田产量损失率（一次碾压）=作业行走区单产×碾压稻桩占比（碾压稻桩数/调查总稻桩数）/非碾压区单产×100;b：掉头区占全田产量损失率（2次以上碾压）=掉头区单产×碾压稻桩占比（碾压稻桩数/调查总稻桩数）/非碾压区单产×100。

1.3 头季不同收割机型对再生季产量损失率比较

1.3.1 收割机机型。

选用本地区普遍使用的自走式履带式全喂入联合收割机共7款，以沃得锐龙4LZ-4.0E为对照（CK）。各参试机型型号见表1。

1.3.2 水稻品种。

供试品种为晶两优534，处理面积600～800 m2，重复2次。对头季收割时间基本相近、不同收割机机型的农户进行大田机收碾压情况调查。

1.4 不同收割机作业行走方式碾压损失率比较

处理Ⅰ：按“Ⅲ”作业行走线路，以田块最窄的两端为固定转弯和出仓区;处理Ⅱ：按“回”字形作业和转弯行走线路，无固定出仓区;处理Ⅲ：按“倒S”（CK），按生产上习惯采用的线路作业和掉头行走线路，无固定出仓区。参试品种为晶两优534。每个处理2次重复，每区面积约800 m2（图1）。

1.5 不同田間水分状态机收碾压损失率比较

参试品种为晶两优534。设处理Ⅰ23%、处理Ⅱ26%、处理Ⅲ29%、处理Ⅳ32% 4个处理，2次重复，共8个处理大区，每区面积800～1 000 m2。收割前通过人工给水或排水方式对田间水分进行调控处理，使用“科顺达”土壤温湿度测量仪测量田间土壤容积含水量。

1.6 不同留桩高度机收碾压损失率比较

选用晶两优1377、晶两优1212、内6优7075这3个品种，头季机收。分别设5个留桩高度处理：处理Ⅰ 10 cm，处理Ⅱ 15 cm，处理Ⅲ 25 cm，处理Ⅳ 30 cm，处理Ⅴ 40 cm。再生季成熟期，每处理调查稻株样本30株以上，随机选取代表性3兜样品室内考种，计算理论产量。

1.7 数据分析

利用Excel 2016进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同收割机机型碾压损失率比较

由图2可知，稻桩的碾压稻桩数量占比与收割机履带宽度呈正相关，与割幅宽度呈负相关。机型A和机型B 2款机型的履带宽度均为35 cm，机型B的收割割幅较大，表现最低的碾压稻桩数占比;机型D和机型F履带宽度45 cm、收割幅200 cm表现最高的碾压稻桩数占比;碾压对稻桩的损伤轻重与履带宽度关联度较高。

由图3可知，不同机型再生季全田实收产量组成差异较大，以机型B、机型C的实收产量占比72%为最高，以机型F的62%为最低;而以机型B的非碾压区实收产量占比59%为最高，与其履带较窄有关。以机型D的半碾压区实收产量占比15%为最高，与其装备碎草机有关。

由图4可知，以机型B的再生季产量综合损失率25.5%为最低，机型G的综合损失率37.7%为最高。调查发现各机型产生的损失率与碾面积占比未呈正相关，与是否装备碎草设备有关。使用碎草装置收割后的碾压行稻桩能萌发再生苗并形成产量，往往碾压行形成的有效穗数可达非碾压行的60%左右，千粒重略减，单产约占非碾压行稻株的50%。

2.2 不同收割机作业行走路线碾压损失率比较

由图5可知，收割作业行走路线影响碾压面积比重，“Ⅲ”字形较“回”字形和“倒S”形表现明显降低。由表2可知，“Ⅲ”字形综合损失率28.97%，“回”字形36.5%，分别比“倒S”（CK）下降30.54%、12.47%。

2.3 机收时不同土壤容积含水量对再生季产量碾压损失率比较

由图6可知，头季机收时不同土壤容积含水量影响再生季稻的再生苗数、成穗率，适当的水分状态下碾压稻桩损伤小，再生苗数较多，碾压行可以产生一定产量。处理Ⅰ 23%、处理Ⅱ26%、处理Ⅲ29%、处理Ⅳ32%的再生季产量损

2.4 机收再生稻不同留桩高度再生季产量损失比较

由表3可知，不同留桩高度对再生季产量构成影响较大，随着留桩越低表现再生率下降幅度较大、总粒数增多、结实率和千粒重略有下降，以最适当的高度达到综合影响指数的最高。由表4可知，3个品种分别在5个留桩高度等级中，均表现25 cm的损失率最低，在25.1%～ 28.4%;留桩高度≥15 cm和≤30 cm均表现较高的损失率，在27.37%～44.90%;由表5可知，3个品种5个留桩高度的平均损失率为27%～43%，以25 cm为对照进行比较，其他4个等级均达0.05显著水平。

由图7可知，基1～2节位上的腑芽可表现良好的萌芽成苗能力，调查发现，基1节间距0.3～1.5 cm、基2节间距3～5 cm、基3节间距7～8 cm、基4节间距12～20 cm，基1～3节间距14.5～17.0 cm。

2.6 不同因素对机收再生季产量损失的综合影响分析

由图8可知，影响损失率表现为土壤容积含水量>留桩高度>作业行行走方式>履带宽度。

3 结论与讨论

3.1 结论

研究表明，土壤容积含水量和收割作业行走路线主要影响碾压面积比重和碾压行稻桩腋芽的萌芽及成穗，留桩高度影响再生季有效穗数，收割机机型（履带宽度、碎草装置）影响碾压比重和碾压行稻株的产量贡献，4个因素对再生季产量损失影响依次降低，头季稻机收时集成采用土壤含水量26%、留桩高度15～25 cm收割、按“Ⅲ”字作业行走路线、使用35 cm窄幅履带能使机收再生季产量损失率由41.7% 降低到25.1%，减损效果明显，同时该技术还有继续研究优化空间。

3.2 讨论

3.2.1 土壤含水量的影响。

土壤容积含水量过低导致机械对稻桩碾压损伤程度较大，而土壤容积含水量过高，收割机作业将稻桩压入泥土，甚至陷机，导致根系缺氧、基部腋芽无法呼吸，碾压行基本无再生有效穗，而土壤含水量适中（有一定的松软度），稻桩受压时有一定回弹，稻桩受机械性损伤较小，所保留的腋芽萌发再生率较高。

3.2.2

机型的影响。肖森[4]研究表明再生稻头季机械收割后非碾压区产生的边际效应能够在一定程度上弥补头季机械收割碾压区产量下降对再生季造成的产量损失，但采取有效措施减少碾压区产量的损失率才是提高机收再生稻再生季产量的关键。这说明对收割机部位改制，减少碾压面积是减损研究方向。损失率与收割机机重及割幅相关性不大，与履带宽度有直接关系。而市面上的收割机为确保双季稻田间水分饱和状态时作业不陷机而设计，往往将履带设计得较宽。小功率收割机相应配备宽度较小的履带，虽然碾压面积占比相应较少，但不能装备碎草机，导致碾压行稻桩的再生苗数少甚至无，对再生季产量贡献少。如使用装备碎草机的大功率仓式收割机，采取宽窄配套栽插设置，损失率有望实现更低。往往大功率、割幅宽、配备碎草机的收割机机型相应的履带宽度较宽，解决这一问题的办法是对大功能机型进行履带窄幅化改制（50 cm/45 cm→35 cm/28 cm），只要对田间水分进行控制，使收割时田间土壤容积含水量控制在26%左右收割机作业不会下陷，对稻桩的损伤程度也较低。华南农业大学刘竣[9]设计了“高地隙轮式再生稻收获机”，能将碾压率由40.0%降低到11.4%，但该技术尚处设计阶段，实现到生产广普应用的过程还很长，还面临研制和使用成本高以及生产应用效果不确定等系列问题。卢康等[7]研究发明了“双割台双滚筒全履带再生稻收割机”，测试效果理论碾压率为27.5%;付建伟等[8]研究发明的“双通道喂入式再生稻收获机”测试效果：直行碾压率降低16.2%，可使再生季增产23.9%，这些研究与该研究结果相当，但专用机械的投入和使用成本过高，难于大面积推广应用，而履带的窄幅化改制是成本低、广适性强、易推广的方法。

3.2.3 收割机作业行走线路优化。

洪瑛杰等[10]研究提出“优化收割线路，尽量减少转弯次数，避免重复碾压”，对该技术进行深入研究，并取得明确的技术指标和应用效果。

3.2.4 留桩高度的影响。不同留桩高度对再生穗的再生率、成苗和成穗等有直接影响，留桩高度越低，再生有效穗数减少、穗粒数增多、结实率下降、千粒重下降，虽然穗粒数有所增多，但有效穗数下降明显。低留桩母茎上可利用健壮的腋芽数相应减少、可利用促发成苗的概率明显降低;而25 cm以上的过高留桩虽然所留母茎上的腋芽较多，但由于稻桩根系吸收和供给营养不足于支撑多芽萌发营养供给需要，导致穗多、粒少、产量下降。同时，稻桩节位越高节间距越长，各节位萌芽出苗时间拉长，导致成熟期相距较大，成熟一致性较差，最终产量未能获得较高。留桩25 cm高度收割能保证3个节芽利用，获得最高产量，这与刘秀斌等[11]研究结果相符。同时，而头季稻主穗茎秆基部节间距相对较短、分蘖穗茎秆基部间距相对较短。去除第4节位以上茎秆能有效降低顶端优势，促使低节位腋芽萌发，缩短萌芽节位间距，提高再生穗成熟一致程度。

3.2.5 减损技术优化空间。

该研究基于30 cm等行距栽插密度的减损效果，而对稻桩造成碾压损伤的是收割机履带铁质导轮，导轮的宽度为18 cm。如果履带（导轮）能在稻株行间作业行走，将不会对稻桩形成正面的碾压，旁侧碾压对稻桩损伤性明显更低。因此，采用宽窄行配套减损栽插，使履带导轮能在行间作业行走，将可损失更大幅度减少。

参考文献

[1] “再生之稻”—晶两优1212再生稻种植技术详解，亩产可达1000公斤[EB/OL].（2019-01-04）[2020-09-25].https：//www.sohu.com/a/286707709_99995850.

[2] 杨东，董瑞霞，张水金，等.再生稻生产效益与栽培技术研究[J].江西农业学报，2017，19（9）：28-30.

[3] 郑景生，沈如色，李小萍，等.再生稻头季机割高度对再生季形态发育和产量的影响[J].福建农业学报，2016，31（8）：791-796.

[4] 肖森.再生稻头季机收对再生季产量和品质的影响[D].武汉：华中农业大学，2018.

[5] 梁建红，梁中卫.涟源市中稻+再生稻全程机械化高产模式的优势及栽培技术[J].现代农业科技，2018（4）：26-27.

[6] 雷正平，林席跃，谢芳腾，等.赣西南山区籼粳杂交稻品种再生能力及丰产性研究[J].安徽农学通报，2019，25（24）：41-44.

[7] 卢康，张国忠，彭少兵，等.双割台双滚筒全履带式再生稻收割机的设计与性能试验[J].华中农业大学学报，2017，36（5）：108-114.

[8] 付建伟，张国忠，谢干，等.双通道喂入式再生稻收获机研制[J].农业工程学报，2020，36（3）：11-20.

[9] 刘竣.高地隙轮式再生稻收获机的设计与试验[D].广州：华南农业大学，2019.