機收方式對再生季稻樁碾壓及產量的影響

張新宇 黃勇 魯華 任美林 周軍 李超 鄒家龍

摘 要 我國南方長江流域再生稻種植面積逐年擴大，對提高稻田復種指數和增加糧食產量具有重要意義。頭季稻機械收割是提高生產效率、降低勞動強度的重要措施，然而傳統機收方式不僅效率偏低，而且造成大面積的稻樁碾壓，嚴重影響再生季產量的形成。為了減少機收損失率，提高水稻產量，指導水稻機械收割，進行了再生稻機收減損試驗。結果表明，優化機收方式相比傳統機收方式可顯著提高單位時間的作業面積，降低田間碾壓面積，但會增加地頭或者轉運區碾壓率；同時優化機收方式能夠降低一次碾壓區的土壤容重，但對土壤緊實度無顯著影響。相比傳統機收方式，優化機收方式可降低田間稻樁碾壓和損傷、增加發苗率和抽穗率，從而增加再生季稻谷的產量。

關鍵詞 再生稻；機收路徑；稻樁碾壓；產量；優化機收方式；機收減損

中圖分類號：S511 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.19.044

再生稻是在分蘗力強的中稻品種頭季收割時，僅割去水稻地上植株2/3部分，利用稻樁上存活的休眠芽，給予適宜的水、溫、光和養分條件，使之萌發再生，進而抽穗成熟為再一季水稻的種植模式[1-2]。再生稻具有省種、省工、節水、充分利用光溫資源、生產成本低和效益高等優點，在長江流域稻作區迅速發展，受到農戶的普遍重視。水稻收獲已由傳統人工收割+機械脫粒發展到全喂入履帶式聯合收割機收獲方式，從而實現農作物收割、脫粒、分離、清選和集糧等全部環節[3-5]。聯合收割機的廣泛使用對減輕農業勞動強度、提高稻作綜合效益有著重要作用。因此，再生稻頭季和再生季也多采用全喂入履帶式聯合收割機進行機械收獲[6-7]。但是，聯合收割機在頭季稻田間行走作業時，輪胎及履帶會不可避免地對土壤和稻樁產生碾壓作用，致使土壤緊實度增加、稻樁不同程度損傷。

已有研究表明，長時間的機械壓實會引起土壤孔隙度和含水量下降，導致土壤物理結構的變化和養分有效性的降低，不利于作物生長。尤其頭季機械收獲時，因農機自重、田間水分狀況和駕駛人員習慣等因素，造成稻樁碾壓率極高，進而導致再生芽產生機械損傷、抽芽率顯著降低，最終影響再生季水稻的產量和品質[8-10]。本研究基于大量的田間調查，針對農戶普遍采用的傳統機收方式（環田塊由外向內、效率低和碾壓率高）存在的問題，進行作業方式的優化和改進。在保證作業效率的前提下，優化作業質量以減少對稻樁的碾壓，從而提高再生芽的發芽率和抽穗率，增加再生季產量，為再生稻產業發展提供參考。

1? 材料與方法

1.1? 試驗點概況

田間試驗地點位于湖北省荊州市荊州區八嶺山鎮的荊州區昌松家庭農場，經度112.110 95，緯度30.410 92，水稻季灌水條件便利，有利于再生稻生產，種植規模達50 hm2。試驗前，耕層土壤基本理化性質為pH值7.24、有機質含量21.6 g·kg-1、有效氮含量145.3 mg·kg-1、有效磷含量12.6 mg·kg-1和速效鉀含量164.8 mg·kg-1。

再生稻品種為豐兩優香一號，由合肥豐樂種業股份有限公司選育，屬秈型兩系雜交水稻。頭季稻于2021年3月25日播種，4月27日機插秧，8月15日機械收獲；再生稻9月8日始穗，9月10日齊穗，11月10號收獲。

供試聯合收割機械為本地區廣泛使用的久保田谷物聯合收割機，機器型號4LZ-2.5、標定功率49.2 kW，機具長4.8 m，寬2.3 m、作業凈幅寬2.0 m，履帶接地長1.7 m，履帶軌距1.2 m、履帶寬度0.4 m、接地壓力為20.3 kPa，作業生產率為0.28～0.61 hm2·h-1。

1.2? 試驗設計

頭季稻機械收獲方式共設傳統機收方式、優化機收方式2個處理。其中，傳統機收方式為環田塊由外向內收割；優化機收方式為縱向等距行走縮環機收方式，環田塊轉2～3圈后，以沿田塊縱向行走收獲為主。具體行走路線如圖1所示，設置3個重復，其他田間管理措施與當地農戶保持一致。由于機械轉彎、收割、稻谷轉運會在田間形成地頭重復碾壓區、田間1次碾壓區和未碾壓區，故田間調查針對這3個區域開展。

1.3? 田間調查與測定

1.3.1? 機械收獲效率及碾壓率

頭季稻成熟后選定大小適中、平整程度、田間水分狀況一致的田塊作為試驗區。根據不同處理記錄收獲時長、田塊面積。同時，跟蹤調查試驗田塊碾壓情況，估算實際碾壓面積和碾壓率。

1.3.2? 土壤容重和緊實度

頭季稻收獲完畢后，采用環刀法測定各處理地頭重復碾壓區、田間1次碾壓區和未碾壓區耕層土壤容重。同時，采用TJSD-750土壤緊實度儀測定土壤緊實度[3，11]。

1.3.3? 再生季出芽和抽穗情況

頭季稻收割后，各處理劃分地頭重復碾壓區、田間1次碾壓區和非碾壓區，并分別選取30蔸稻樁跟蹤調查再生稻的抽芽和抽穗情況，計算抽芽率和抽穗率。

1.3.4? 再生季產量及產量構成因子

再生稻收獲前1天，各處理采集5.0 m×10.0 m的樣方測產，調查碾壓區和非碾壓區再生稻有效穗數、每穗粒數和千粒重等產量構成因子。

1.4 數據處理

采用MS Excel 2019進行數據處理和作圖，Origin Pro 2020b軟件進行方差統計分析，LSD法檢驗P<0.05水平上的顯著性差異。

2? 結果與分析

2.1? 機收方式對作業效率和田間碾壓的影響

表1結果顯示，傳統機收方式對田間和地頭碾壓較為均衡，但整體碾壓率高；而優化機收方式對地頭碾壓較重，比傳統機收方式的碾壓率增加32.8%。優化機收方式的田間碾壓寬度和田間碾壓率均低于傳統機收方式，分別低0.28 m和21.7%。整體而言，由于地頭碾壓只占田塊機械碾壓的少部分，而且再生季產量主要由田塊中間區域貢獻，因此優化機收方式整體碾壓率低于傳統機收方式。此外，收獲作業效率結果顯示，相比傳統機收方式，優化機收方式可顯著提高機械作業效率，增加單位時間作業面積。

2.2? 機收方式對土壤容重和緊實度的影響

從圖2結果可知，稻田土壤容重變化趨勢表現為重復碾壓區＞1次碾壓區＞未碾壓區，表明機械碾壓程度越大，土壤容重也越大。各處理機械收獲行走方式對未碾壓區土壤容重無顯著影響，均為1.0 g·cm-3左右。優化機收方式處理1次碾壓區和重復碾壓區的土壤容重均顯著低于傳統機收方式，分別降低13.7%和30.3%。同樣，對于土壤緊實度，兩種收獲方式對未碾壓區均無影響。優化機收方式處理的一次碾壓區和重復碾壓區土壤緊實度均低于傳統機收方式，且表現為重復碾壓區>一次碾壓區。

2.3? 機收方式對再生季出芽和抽穗的影響

圖3結果顯示，再生季出芽數和出芽率結果為未碾壓區>一次碾壓區>重復碾壓區。各處理未碾壓區和一次碾壓區的出芽數無顯著性差異；而重復碾壓區，優化機收方式出芽數顯著低于傳統機收方式，出芽率也低于傳統機收方式，但差異不顯著。同樣，再生季抽穗率結果也表現為未碾壓區>一次碾壓區>重復碾壓區，且差異極顯著。

2.4? 機收方式對產量及產量構成因子的影響

表2結果顯示，機收方式對再生季產量影響較為明顯，傳統機收方式和優化機收方式的產量分別為3 890 kg/hm2和4 367 kg/hm2，優化機收方式比傳統機收方式處理增產12.2%。對比發現2個處理的碾壓區產量構成因子均低于未碾壓區，尤其有效穗數和每穗實粒數顯著性差異。各處理對應的碾壓區產量構成因子之間差異不明顯，但優化機收方式1次碾壓區面積顯著小于傳統機收方式處理，從而提高優化機收方式處理的整體單位面積再生稻產量。因此，機械碾壓顯著降低再生季產量，但優化機收方式可減少機械碾壓面積，有效提高再生季產量。

3? 討論與結論

3.1? 討論

本研究通過前期大量田間實證調查發現，全喂入履帶式聯合收割機雖然能夠適應江漢平原水田作業，但是其轉向不靈活、履帶寬度比一般輪式收割機大，在行走和返回公路轉運稻谷途中易造成大片稻樁碾壓，尤其是調頭轉向處的反復碾壓，這不僅造成稻樁機械損傷嚴重，而且對土壤物理性質產生極大影響[6，12]。表1結果顯示，優化機收方式地頭碾壓寬度和碾壓率遠高于田塊中間區域。研究表明高含水量土壤受到外力碾壓時，土壤更容易下沉，使得土壤緊實度增加。頻繁機械壓實會影響碾壓土壤物理性狀，導致土壤孔隙度降低、土壤緊實度增大。土壤孔隙和固體數量決定土壤的容重。土壤容重高低可反映出土壤緊實或疏松，總孔隙度，土壤水分、空氣、熱量狀況較差或良好等情況。土壤容重過大，表明土壤密度大，易板結，不利于透水、通氣，植物地下部分難以生長發育。土壤容重過小，說明土質疏松，不利于養分保存，會使有機質易分解[2]。根據田間監測和測量可知，久保田全喂入履帶式聯合收割機進入田間進行收割作業時的收割寬度為2 m，1次收割6行，其中中間4行稻樁未碾壓，兩側各1行稻樁會被收割機履帶1次碾壓。機械設備于田塊兩頭轉彎時各碾壓2 m寬稻樁，因而形成頭季稻收獲后的地頭重復碾壓區、田間1次碾壓區和田間非碾壓區。再生季抽芽率和抽穗率均表現為未碾壓區＞1次碾壓區＞重復碾壓區，這表明機械碾壓會顯著影響再生季腋芽萌發和再生苗生長發育，最終影響再生季產量[5，13]。聯合收割機操作手為便于行走和卸谷，通常采用環形由外向內路線，容易產生較多的重復碾壓區，而優化路線可以顯著降低重復碾壓區面積、提高作業效率，最終提高田塊的整體產量。

此外，通過本次試驗發現，碾壓區和非碾壓區的再生稻生育期進程存在較大差異。碾壓區由于受到機械損傷、稻樁破壞嚴重，再生芽需要重新萌發，從而導致其成熟期推遲15 d左右。因此，如果碾壓區和非碾壓區的稻谷同時收獲，勢必會影響稻米的品質[14-15]。如何來調控兩者生育期的剩余進程還需進一步研究，以利于再生稻產業的健康發展。

3.2? 結論

本次試驗結果表明，1）優化機收方式相比傳統機收方式可顯著提高單位時間的作業面積，降低田間碾壓面積，但會增加地頭或者轉運區碾壓率。2）優化機收方式能夠減小1次碾壓區的土壤容重，但對土壤緊實度無顯著影響。3）相比傳統機收方式方式，優化機收方式可降低田間稻樁碾壓和損傷、增加發苗率和抽穗率，從而增產再生季稻谷的產量。

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（責任編輯：敬廷桃）