不同種植方式對早稻生長發育特性及產量的影響

摘要：采用機械精量穴直播、人工撒播和人工手插３種種植方式（４個處理），對比研究了不同種植方式下水稻的生育特性和產量形成特性。結果表明，在不同生育期機播２０及機播２５處理的單穴植株地上部分干重高于人工手插和人工撒播處理。機械精量穴直播和人工撒播最終葉齡數較人工手插處理少１葉左右。機播２０和機播２５的收獲指數較人工撒播分別提高３．９４和４．３５個百分點。機播２０的實際產量最高，機播２０和機播２５的實際產量較人工撒播分別增產１７．４５％和５．７２％。

關鍵詞：早稻；機械精量穴直播；產量；生育特性

中圖分類號：Ｓ５１１；Ｓ２３３．７１文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）03－0457-04

Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐｌａｎｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｎ Ｇｒｏｗｔｈ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｅａｒｌｙ Ｒｉｃｅ

ＣＨＥＮＧ Ｊｉａｎ－ｐｉｎｇ１，ＷＵ Ｊｉａｎ－ｐｉｎｇ１，ＬＵＯ Ｘｉ－ｗｅｎ２，ＦＡＮ Ｑｉ－ｚｈｏｕ３，ＺＨＡＮＧ Ｇｕｏ－ｚｈｏｎｇ２，ＺＨＯＵ Ｚｈｉ－ｙａｎ２，

ＺＡＮＧ Ｙｉｎｇ２， ＹＡＮＧ Ｂｉｎｇ－ｂｉｎｇ４

（１． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｃｒｏｐｓ， Ｈｕｂｅｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｗｕｈａｎ ４３００６４， Ｃｈｉｎａ；

２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｋｅｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４２， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００６４， Ｃｈｉｎａ；

４． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｙａｎｇｔｚｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎｇｚｈｏｕ ４３４０２５， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｇｒｏｗｔｈ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ of early rice under different planting mode ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｈｉｌｌ－ｄｒｏｐ ｄｒｉｌｌｉｎｇ（PRHD） ｗｉｔｈ ｍａｎｕａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｍａｎｕａｌ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｐｌａｎｔ ｓｈｏｏｔ ｄｒｙ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｈｉｌｌ－ｄｒｏｐ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｏｗ ｓｐａｃｅ ｏｆ ２０ｃｍ （ＰＲＨＤ－２０） ａｎｄ ２５ｃｍ （ＰＲＨＤ－２５） ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｍａｎｕａｌ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ（ＭＴ） ａｎｄ ｍａｎｕａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ（ＭＢ） ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅ． Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｌｅａｆ ａｇｅ ｏｆ ＰＲＨＤ ａｎｄ ＭＢ ｒｅｄｕｃｅｄ １ｌｅａｆ ｏｒ ｓｏ ｔｈａｎ ＭＴ． Ｔｈｅ ｈａｒｖｅｓｔ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ＰＲＨＤ－２０ ａｎｄ ＰＲＨＤ－２５ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｂｙ ６．６９％ ａｎｄ ７．３８％ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ＭＢ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ＰＲＨＤ－２０ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ． Ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ＰＲＨＤ－２０ ａｎｄ ＰＲＨＤ－２５ ｗｅｒｅ １７．４５％ ａｎｄ ５．７２％ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ＭＢ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： early ｒｉｃｅ； ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｈｉｌｌ－ｄｒｏｐ ｄｒｉｌｌｉｎｇ； ｙｉｅｌｄ； ｇｒｏｗｔｈ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ

水稻直播省工省力，是美國、澳大利亞、意大利等發達國家主要采用的種植方式［１，２］，日本采用機械直播及側條施肥技術，比普通直播稻可增產５％～１０％；比普通移栽稻可省工３６０～４００ ｈ／ｈｍ２，增加經濟效益１ ２８５元／ｈｍ２，節省成本１５％～２０％，同時可提高肥料利用率［３，４］。近年來，隨著農村勞動力向第二、三產業的轉移和國家對農業投入的重視，我國水稻種植機械化水平有了較大的提高，對水稻直播機械化技術進行了研究與推廣應用。隨著高產抗倒伏品種的育成與高效無公害除草劑的成功研制，我國機播面積不斷擴大，２００６年機播面積４．３５萬ｈｍ２，占２００６年機播面積的１６．７７％［５－１０］。羅錫文等［１１，１２］ 針對直播水稻的倒伏和全苗問題，成功研制出水稻精量穴直播機。水稻精量穴直播機可同步進行開溝、起壟和播種，壟面上的播種溝提高了水稻根系的入土深度，解決了一般直播稻播種在泥面上而根系入土較淺容易倒伏的問題；每穴可調播種量為３～１０粒，行距可選，穴距可調，可控制水稻高產栽培的播種量和基本苗數［１３］。本研究針對湖北省水稻機械化直播中的技術特點，根據田間試驗的初步結果，比較了機械精量穴直播、人工撒播和人工手插不同種植方式對水稻生長發育特性與產量的影響，以期為湖北省發展水稻種植機械化提供技術支撐。

１試驗設計與方法

１．１試驗地點

試驗于２００９年４～７月在湖北省農業科學院試驗田進行。試驗田土壤有機質２５．８２ ｇ／ｋｇ，ｐＨ值７．５７，堿解氮１０２．３３ ｍｇ／ｋｇ，速效磷１２．１９ ｍｇ／ｋｇ，速效鉀１６０．８３ ｍｇ／ｋｇ，土壤肥力中等。試驗田交通方便，灌排條件完善。

１．２試驗設計

試驗所用材料為雜交早稻兩優２８７。試驗處理為：機械精量穴直播２０ ｃｍ行距（簡稱機播２０，下同）、機械精量穴直播２５ ｃｍ行距（簡稱機播２５，下同）、人工手插和人工撒播共４個處理。各處理均于４月７日播種。機播２０ ｃｍ行距的密度為２０ ｃｍ×１５ ｃｍ；機播２５ ｃｍ行距的密度為２５ ｃｍ×１５ ｃｍ。人工撒播播種量取２種機械精量穴直播播種量的平均值。人工手插濕潤育秧，５月７日移栽，密度２０ ｃｍ×１３ ｃｍ。試驗采用單因素隨機區組設計，小區面積為５６０ ｍ２。３個處理的總施肥量相同，氮肥為尿素，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀。全生育期每公頃施肥量為１８０ ｋｇ純氮、７５ ｋｇ Ｐ２Ｏ５、１２０ ｋｇ Ｋ２Ｏ，分３次施入。除草、治蟲、管水按照各自的農藝要求進行管理。

１．３測定指標及其方法

①葉齡和分蘗情況測定。每處理除去邊行，選取３個點，沿行向連續定苗２０穴，標記葉片，記載葉齡和分蘗情況，在抽穗揚花前每７ ｄ記載１次分蘗情況。②植株地上部分干重測定。在分蘗盛期、孕穗期、抽穗揚花期、成熟期等不同生育時期每處理取３株有代表性的植株，將植株地上部分按莖、葉、穗分開，于１０５℃烘箱中殺青３０ ｍｉｎ，在８０℃下烘干至恒重，冷卻至室溫后用１／１ ０００電子天平稱取干重。③考種。谷粒成熟時，去邊行后，每小區按五點取樣法取樣，每個樣點連續取１０穴，共５０穴，統計每穴有效穗數（對于人工撒播處理，取２ ｍ２統計每穴有效穗數）。根據其平均值取有代表性的植株１０穴，測定水稻各經濟性狀，包括單穴有效穗數、每穗總粒數、結實率、千粒重。同時，在每小區去除保護行后進行機械實收，計算實際產量。

１．４數據處理

試驗數據均采用Ｅｘｃｅｌ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ｏｆｆｉｃｅ，２００３）軟件進行數據的計算、繪圖；采用ＤＰＳ數據處理系統（Ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）統計軟件進行方差分析。

２結果與分析

２．１不同種植方式下兩優２８７的株高變化動態

從圖１可以看出，在分蘗期，人工手插的植株株高明顯低于直播條件下各處理的株高，可能是因為人工手插有一個移栽緩苗的過程，在一定時期內延緩了植株的生長；而在直播條件下，各處理均為同期播種，其生育進程基本保持一致，因而各處理的株高變化趨勢基本一致；在人工撒播條件下植株的田間分布為無序分布，而在機械精量穴直播條件下為有序分布，機械精量穴直播在一定程度上改善了水稻生長的溫、光、氣、熱等環境條件，因而機械精量穴直播兩個處理的株高均高于人工撒播處理；在營養生長盛期，機播２０處理的株高略低于機播２５處理，可能是因為機播２０植株分布密度大于機播２５，其植株個體間因溫、光、養分等資源的競爭也更為激烈所致。

２．２不同種植方式下兩優２８７的單穴地上部分干重

４個處理在分蘗盛期、孕穗期、抽穗揚花期、成熟期等不同生育期的單穴地上部分干重均以機播２５最大、人工撒播和人工手插較小（圖２）。其中，機播２０和機播２５在分蘗盛期、孕穗期、抽穗揚花期、成熟期的單穴地上部分干重較人工撒播的單穴地上部分干重分別提高１０８．５１％和１１４．５３％、１６２．０８％和２０６．０８％、９５．９４％和１０１．０６％、２９．７７％和４６．８６％。在不同生育期機播２０及機播２５處理的單穴植株地上部分干重高于人工手插和人工撒播處理，可能是因為機械精量穴直播變無序為有序，改善了個體發育空間；機械精量穴直播采用起壟播種，改善了水稻的生長發育條件。

２．３不同種植方式下兩優２８７的葉齡進程

從圖３可以看出，直播條件下各處理的葉齡進程在全生育期內基本保持同步，生育前期機械精量穴直播、人工撒播與人工手插的葉齡進程大體同步，但播后５2 ｄ（５月２９日）調查，人工手插的出葉速度加快，同期相比，人工手插的葉齡大于機械精量穴直播和人工撒播的葉齡，在同一栽培條件下，人工手插的最終葉齡數較其他處理多１葉左右。

２．４不同種植方式下兩優２８７的單穴分蘗動態

從圖４可以看出，在不同種植方式下，水稻的單穴分蘗變化動態不盡相同：移栽前，人工撒播處理的單穴分蘗數較人工手插有所提高，但顯著低于機播２０和機播２５處理；移栽后，人工撒播的單穴分蘗數及最終有效穗數均最少。人工手插處理單穴分蘗數及最終有效穗數均低于機播２０和機播２５處理；機播２０播種密度要高于機播２５，植株個體間的競爭導致其發生單穴分蘗數較機播２５的單穴分蘗數稍有降低，但其分蘗變化動態與機播２５保持一致。機械精量穴直播的分蘗發生期較早，在播后３６ ｄ起總莖蘗數呈直線上升趨勢。機播２０和機播２５的高峰苗期均出現在５月２９日左右，單穴分蘗數分別達到了１６．０個和１６．４個，但人工手插的高峰苗期出現在６月８日左右，對生育期而言，人工手插的高峰苗出現期偏遲，說明機械精量穴直播的群體增長較快，分蘗勢較強。可見，機械精量穴直播的分蘗發生早，分蘗高峰出現早，而且全生育期單穴分蘗數顯著高于人工撒播和人工手插處理。

２．５不同種植方式下兩優２８７的植株個體生物產量與收獲指數

機械精量穴直播的個體生物產量結果（表１）表明：機播２０和機播２５的單穴總干重、單穴葉干重和單穴穗干重變化趨勢比較接近，而機播２５較人工撒播差異顯著，機播２０和機播２５的單穴總干重較人工撒播的單穴總干重分別提高２９．７７％和４６．８６％；單穴莖干重各處理無顯著差異。機播２０和機播２５的收獲指數差異不顯著，較人工撒播顯著增加，分別提高了３．９４和４．３５個百分點；機播２０和人工手插的收獲指數差異不顯著，但機播２５的收獲指數較人工手插顯著增加，提高了３．７２個百分點。可見，機械精量穴直播種植方式在一定程度上提高了早稻的個體生物產量和收獲指數。

２．６不同種植方式下兩優２８７的產量及產量構成

不同種植方式的產量及產量構成結果（表２）表明，機播２０和機播２５的實際產量較人工撒播分別增產１７．４５％和５．７２％，較人工手插的實際產量分別增產１２．２９％和１．０８％；機播２０和機播２５的理論產量與實際產量的結果相似，較人工撒播分別增產１８．３２％和７．６５％，較人工手插分別增產１５．６５％和５．２２％。其中以機播２０的理論產量最高，較人工撒播增產達到顯著水平。從產量的構成來看，機播２０和機播２５較人工手插提高了單位面積的有效穗數，其中機播２０的有效穗數較人工手插的有效穗數增加１９．９２％，達到了顯著水平；機播２０和機播２５的每穗總粒數較人工撒播和人工手插無顯著差異；機播２０和機播２５的結實率較人工手插的無顯著差異，但較人工撒播的結實率的增加幅度分別為５．１４和５．８０個百分點；千粒重與每穗總粒數的變化趨勢基本一致，各處理的千粒重無顯著差異。機播２５的增產幅度不及機播２０處理，可能主要與其播種密度偏小所導致的有效穗數偏少有關。

３討論

本試驗結果表明，機械精量穴直播有利于加快水稻的生長發育進程、縮短水稻的生育期，在同一栽培條件下，機械精量穴直播的主莖總葉齡比人工手插的減少了１葉左右。在分蘗特性上，機械精量穴直播的分蘗勢較強，分蘗增長快，總苗數過多，群體過大，這與景啟堅等［１４］的研究結果基本一致。因此在大田生產中應最大限度地利用主莖一次分蘗成穗，以形成壯稈大穗，提高群體質量。為此，在適宜基本苗的基礎上，應根據品種特性和田間苗情控制高峰苗，適時適度擱田，促進個體發育和群體質量相協調。

不同種植方式下的產量與產量構成結果表明，水稻機械精量穴直播有利于提高產量，其中，機播２０的實際產量最高，較人工撒播和人工手插的實際產量分別增產１７．４５％和１２．２９％，這與Ｓｈａｒｍａ等［１５－１９］報道的結果相似。機械精量穴直播在產量上較其他種植方式具有明顯的優勢，這主要是由于采用機械精量穴直播栽培模式，有利于田間通風透光和群體與個體間的協調生長，有利于高質量群體的建成，并進而獲得高產穩產。可見，水稻機械精量穴直播有利于優化水稻的群體結構，提高產量，是目前農村適宜推廣的一種輕簡化高產高效栽培模式。

當然，機械精量穴直播的實施受氣候條件和茬口的影響，因此要根據具體情況選擇水稻的栽培模式。機播２５的增產幅度不及機播２０，可能主要與其播種密度偏小所導致的有效穗偏少有關。在選擇早稻的機械精量穴直播模式時，宜根據品種特性選擇適宜的播種密度，特別是適宜的穴距。

本試驗采用單因素隨機區組設計，各處理沒有設置重復（實際產量未進行多重比較），但小區設置面積較大，在田間取樣時應盡量采用多點取樣法取樣，以減少試驗誤差。本結論為２００９年１年的試驗結果，由于水稻一生中自始至終貫穿著水稻與環境條件、群體與個體及個體內部各器官間的３對矛盾，在不同栽培條件下機械精量穴直播水稻的生育特性和產量形成特性有待進一步研究。

致謝：華中農業大學植物科技學院柯傳勇等同學在本試驗中參加了部分數據的調查工作，在此表示感謝。

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