中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (5): 864-876.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.05.004
张洪程1(), 邢志鹏1(
), 张瑞宏2, 单翔2, 奚小波2, 程爽1, 翁文安1, 胡群1, 崔培媛1, 魏海燕1
收稿日期:
2024-07-10
接受日期:
2024-09-07
出版日期:
2025-03-07
发布日期:
2025-03-07
联系方式:
张洪程,E-mail:hczhang@yzu.edu.cn。邢志鹏,E-mail:zpxing@yzu.edu.cn。张洪程与邢志鹏为同等贡献作者
基金资助:
ZHANG HongCheng1(), XING ZhiPeng1(
), ZHANG RuiHong2, SHAN Xiang2, XI XiaoBo2, CHENG Shuang1, WENG WenAn1, HU Qun1, CUI PeiYuan1, WEI HaiYan1
Received:
2024-07-10
Accepted:
2024-09-07
Published:
2025-03-07
Online:
2025-03-07
摘要:
【目的】为创新小麦绿色丰产优质高效的无人化栽培技术体系提供理论和技术支撑。【方法】笔者团队根据土地流转与规模化经营加速、从事农业生产的劳动力不断减少、种田方式要求更为高效舒适的形势,通过“农艺-农机-农智”融合研究,研创了小麦整合化无人化栽培技术,即运用新技术、新产品、新装备,进行小麦全程生产农事操作的简化整合,以最少的作业次数、用最少的机具和无人化作业,完成小麦生产。在探索性试验的基础上,于2019—2020、2020—2021和2021—2022年度在江苏省盐城市大中农场,设置小麦整合化无人化栽培技术(IU)处理和试验区小麦常规全程机械化丰产栽培技术(CK)处理,研究不同处理间小麦产量形成特征及差异,分析小麦整合化无人化栽培的丰产特征,进而提出无人化栽培技术途径。【结果】IU处理较CK处理提高小麦产量3.0%—5.9%,部分品种和生长季下处理间差异显著。在产量构成上,穗数表现为IU>CK(部分品种和生长季下处理间差异显著),穗粒数为IU>CK(P>0.05),总实粒数为IU>CK(P<0.05),千粒重为IU<CK(P>0.05),说明IU处理通过稳定穗粒数和千粒重、增加穗数,实现小麦增产。在光合物质生产上,主要生育时期的茎蘖数、叶面积指数、干物质积累量和主要生育阶段的光合势、群体生长率以及茎蘖成穗率、粒叶比均表现为IU>CK(部分品种和生长季下处理间差异显著),为IU处理增产奠定物质基础。总结了所创建的整合化无人化栽培途径及基本技术,从整合化、无人化、“农艺-农机-农智”融合度、关键栽培技术、综合评价等方面进行了小麦整合化无人化栽培发展的若干讨论。【结论】小麦整合化无人化栽培与试验区小麦常规全程机械化丰产栽培的产量相当或显著增加,可以较少的机力人力投入与无人化作业实现小麦丰产栽培,是农业现代化生产发展的有效途径,未来应加强多方面协同创新与投入,以加快该技术的优化熟化和大面积示范推广。
张洪程, 邢志鹏, 张瑞宏, 单翔, 奚小波, 程爽, 翁文安, 胡群, 崔培媛, 魏海燕. 小麦整合化无人化丰产栽培的特征与技术途径[J]. 中国农业科学, 2025, 58(5): 864-876.
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表1
2017—2019年基于小麦耕种管整体机的试验示范产量及有关参数"
年份 Year | 地点 Site | 品种 Variety | 穗数 Spike number (×104·hm-2) | 穗粒数 Grains per spike | 千粒重 1000-kernels weight (g) | 实产 Yield (kg·hm-2) | 成熟期干物质量 Dry matter at maturity (kg·hm-2) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
2017—2018 | 姜堰 Jiangyan | 扬麦23 Yangmai23 (n=6) | 501.9±15.3 | 39.1±1.5 | 37.9±0.6 | 7117.4±306.9 | 18705.2±606.2 |
2018—2019 | 姜堰 Jiangyan | 扬麦23 Yangmai23 (n=5) | 501.7±6.9 | 38.7±1.7 | 38.9±0.9 | 7239.8±223.9 | 18273.6±611.1 |
兴化 Xinghua | 扬麦23 Yangmai23 (n=8) | 519.0±7.8 | 39.7±1.1 | 37.9±0.9 | 7501.9±220.8 | 18595.6±397.0 |
图1
小麦无人化耕种管整体机与田间作业效果 A:2.5 m作业幅 2.5 m working width;B:3.5米作业幅 3.5 m working width;1:施肥系统 Fertilization system;2:无人驾驶动力系统 Unmanned driving power system;3:双轴分层切削旋耕整地系统 Biaxial layered cutting rotary tillage system;4:镇压开种行系统 Compacting system with seed furrow opening;5:播种系统 Sowing system;6:覆土系统 Soil covering system;7:二次镇压和开排水沟系统 Twice compacting and drainage ditch excavating system"
表2
不同栽培技术下小麦产量及其构成"
年度 Year | 品种 Variety | 处理 Treatment | 穗数 Spike number (×104·hm-2) | 穗粒数 Grains per spike | 总实粒数 Total grains (×104·hm-2) | 千粒重 1000-kernels weight (g) | 实产 Yield (kg·hm-2) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
2019-2020 | 农麦88 Nongmai 88 | IU | 529.5±30.7a | 43.9±2.5a | 23217.4±30.7a | 42.4±1.1a | 9472.6±23.5a |
CK | 516.3±24.3a | 42.6±1.7a | 21991.5±12.4b | 43.3±1.4a | 9146.6±18.4a | ||
宁麦13 Ningmai 13 | IU | 596.1±17.0a | 38.7±1.6a | 23091.8±27.0a | 40.1±1.6a | 8922.8±16.8a | |
CK | 567.4±28.2b | 38.4±2.3a | 21783.3±16.4b | 40.9±1.5a | 8487.6±20.3b | ||
2020-2021 | 农麦88 Nongmai 88 | IU | 524.5±19.7a | 42.3±2.0a | 22161.1±21.9a | 40.8±1.7a | 8677.0±28.9a |
CK | 499.0±18.4b | 41.9±2.2a | 20929.0±31.1b | 41.5±1.7a | 8262.4±16.4b | ||
宁麦13 Ningmai 13 | IU | 568.3±28.0a | 39.2±1.6a | 22288.3±29.0a | 39.1±1.4a | 8356.7±11.7a | |
CK | 537.6±26.7b | 38.5±1.7a | 20675.0±9.1b | 40.1±1.9a | 7887.4±20.9b | ||
2021-2022 | 农麦88 Nongmai 88 | IU | 548.3±21.6a | 44.5±2.0a | 24388.6±26.3a | 42.0±1.4a | 9885.1±18.5a |
CK | 538.4±29.4a | 43.1±2.6a | 23217.9±8.3b | 42.9±1.6a | 9595.3±19.3a | ||
宁麦13 Ningmai 13 | IU | 605.2±19.8a | 40.2±1.2a | 24305.8±9.1a | 40.9±1.3a | 9564.9±16.6a | |
CK | 579.3±25.1a | 39.4±1.6a | 22807.9±276b | 41.8±0.6a | 9153.8±12.0a |
表3
2019—2022年各基地小麦整合化无人化栽培技术试验示范田产量及有关参数"
年份 Year | 地点 Site | 品种 Variety | 穗数 Spike number (×104·hm-2) | 穗粒数 Grains per spike | 千粒重 1000-kernels weight (g) | 实产 Yield (kg·hm-2) | 成熟期干物质量 Dry matter at maturity (kg·hm-2) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
2019-2020 | 姜堰 Jiangyan | 扬麦23 Yangmai23 (n=6) | 515.5±13.6 | 41.1±1.1 | 39.6±0.3 | 8010.9±216.3 | 20746.1±871.5 |
大中农场 Dazhong farm | 农麦88 Nongmai88 (n=5) | 504.6±10.2 | 43.6±0.7 | 42.1±0.9 | 8886.7±236.3 | 23525.2±744.2 | |
宁麦13 Ningmai13 (n=5) | 569.4±14.4 | 40.1±0.7 | 39.8±0.5 | 8687.3±277.7 | 23495.1±413.8 | ||
2020-2021 | 泗洪 Sihong | 淮麦35 Huaimai35 (n=5) | 554.0±22.4 | 36.0±0.3 | 41.9±0.6 | 7893.5±325.1 | 22678.8±677.2 |
大中农场 Dazhong farm | 农麦88 Nongmai88 (n=8) | 510.4±12.1 | 43.1±0.6 | 40.9±0.5 | 8638.2±124.9 | 22493.5±521.7 | |
宁麦13 Ningmai13 (n=8) | 569.4±6.4 | 38.3±0.9 | 39.9±0.6 | 8303.9±271.3 | 22533.7±558.1 | ||
扬麦28 Yangmai28 (n=4) | 505.8±21.0 | 40.6±0.9 | 41.8±0.8 | 8201.0±343.0 | 22764.1±603.1 | ||
2021-2022 | 泗洪 Sihong | 淮麦35 Huaimai35 (n=6) | 548.2±10.2 | 36.4±0.6 | 42.4±0.6 | 8075.0±285.4 | 21274.6±742.0 |
淮麦33 Huaimai33 (n=6) | 561.8±9.3 | 38.3±1.4 | 40.3±0.7 | 8327.4±271.0 | 21758.8±612.5 | ||
大中农场 Dazhong farm | 农麦88 Nongmai88 (n=8) | 559.2±10.6 | 43.1±1.2 | 42.1±0.9 | 9787.8±317.3 | 24963.0±991.2 | |
宁麦13 Ningmai13 (n=4) | 599.8±18.7 | 39.3±0.5 | 40.9±0.8 | 9283.6±276.3 | 24276.4±857.9 | ||
农麦128 Nongmai128 (n=8) | 596.6±12.6 | 39.3±0.9 | 42.0±0.7 | 9480.3±323.7 | 24422.6±828.1 |
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