水稻人工直播機(jī)理研究初探

王　琳

(四川省南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，四川 南充 637000)

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水稻人工直播機(jī)理研究初探

王琳

(四川省南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，四川 南充 637000)

摘要：水稻直播增產(chǎn)機(jī)理是基本苗增加，有效穗增加，單位面積總實(shí)粒數(shù)增加；營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期縮短，生育進(jìn)程加快；分蘗發(fā)生快，分蘗勢(shì)強(qiáng)，分蘗位點(diǎn)低，低節(jié)位分蘗成穗率高，易獲得足夠的穗數(shù)；單位面積光合速率增加，光合產(chǎn)物累積速度快，干物質(zhì)累積多，收獲指數(shù)大幅度提高。因此，應(yīng)選擇分蘗能力強(qiáng)、矮稈、抗倒能力強(qiáng)的品種用于直播。

關(guān)鍵詞：水稻；直播；機(jī)理

水稻直播栽培技術(shù)是一種輕簡(jiǎn)栽培模式。近年來由于人工成本逐年上漲，而直播方式可大大節(jié)省勞動(dòng)力，因此水稻直播在各個(gè)地區(qū)得到迅速發(fā)展。1999年上海市已有65%的水稻面積采用直播，2004年安徽省早稻直播面積已近50%[1]。2001～2008年期間，江蘇省水稻直播面積從5.93萬hm2增加到69.00萬hm2[2]。水稻直播栽培技術(shù)對(duì)解決水稻生產(chǎn)過程中農(nóng)村勞動(dòng)力資源不足的問題，促進(jìn)水稻可持續(xù)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收具有重要作用。目前，有關(guān)水稻直播技術(shù)的研究很多，但多限于簡(jiǎn)單栽培技術(shù)措施，對(duì)光合效率、主要農(nóng)藝性狀、品種選擇等更深層次的分析及其增產(chǎn)原因的思考較少。本研究旨在明確水稻人工直播增產(chǎn)機(jī)理，為水稻人工直播技術(shù)的改進(jìn)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2013～2014年在南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻試驗(yàn)站試驗(yàn)示范基地2號(hào)田進(jìn)行，試驗(yàn)地位于南充市高坪區(qū)東觀鎮(zhèn)四方碑村(30.80°N, 106.27°E)。試驗(yàn)田前作一季中稻，冬閑田，屬沙溪廟灰棕色水稻土，土壤肥力中等偏上，排灌方便，向陽(yáng)無蔭蔽。

1.2供試材料

選用當(dāng)?shù)卮竺娣e種植的水稻品種Q優(yōu)6號(hào)和岡優(yōu)188。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)置栽培處理2個(gè)，即育苗移栽和人工直播。育苗移栽按當(dāng)?shù)卮竺娣e生產(chǎn)正常播種和移栽，播種采用地膜潤(rùn)育秧培育壯秧，移栽采用寬窄行條栽，移栽密度為15萬穴/hm2(33cm×20cm)，每穴栽2株。人工直播按當(dāng)?shù)刈罴巡シN時(shí)段安排在4月10日左右，采用分廂撒播。試驗(yàn)以栽培方式為主區(qū)，品種為副區(qū)，3次重復(fù)，小區(qū)面積66.67 m2以上。區(qū)組間走道寬50cm，小區(qū)間走道寬30cm，試驗(yàn)周圍設(shè)保護(hù)區(qū)。

1.4調(diào)查方法與統(tǒng)計(jì)分析

產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量測(cè)定：在水稻成熟期對(duì)小區(qū)實(shí)收測(cè)產(chǎn)，測(cè)定其有效穗、有效穗構(gòu)成、每穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、千粒重等指標(biāo)。

記載測(cè)定分蘗動(dòng)態(tài)、干物質(zhì)測(cè)量、功能葉光合效率測(cè)定(使用Li6400光合儀，參數(shù)設(shè)置為：光強(qiáng)值1600，二氧化碳濃度350umol，測(cè)定時(shí)間為晴天上午9:30-11:30)、穗部性狀等。

數(shù)據(jù)采用Excel 2010和spss 19.0進(jìn)行分析處理。

2　結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量水平及產(chǎn)量構(gòu)成因素比較

兩年試驗(yàn)結(jié)果表明，水稻人工直播栽培較移栽均表現(xiàn)增產(chǎn)，平均增產(chǎn)14.66%(表1)。2013年直播稻較移栽對(duì)照增產(chǎn)20.93%，其中Q優(yōu)6號(hào)增產(chǎn)26.57%，岡優(yōu)188增產(chǎn)15.39%；2014年直播稻較移栽對(duì)照增產(chǎn)8.98%，Q優(yōu)6號(hào)增產(chǎn)12.05%，岡優(yōu)188增產(chǎn)6.00%。兩年試驗(yàn)均以Q優(yōu)6號(hào)增產(chǎn)幅度大，直播稻產(chǎn)量均顯著高于移栽。由此說明分蘗能力強(qiáng)的品種更適合直播栽培。

從產(chǎn)量構(gòu)成來看，直播與移栽相比，有效穗增35.66萬/hm2、最高苗增加65.30萬/hm2，結(jié)實(shí)率增加3個(gè)百分點(diǎn)，千粒重略有增加，每穗總粒數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)分別下降17.38粒、8.58粒。直播基本苗高于移栽時(shí)，其最高苗、有效穗、結(jié)實(shí)率、千粒重均顯著高于移栽，但每穗總粒數(shù)顯著低于移栽，每穗實(shí)粒數(shù)較移栽略有下降；直播基本苗與移栽一致時(shí)，其最高苗、有效穗均顯著高于移栽，每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率均有所下降，下降幅度較小，千粒重幾乎持平。直播稻增產(chǎn)的主要原因是有效穗的增加所致。

表1　兩種栽培方式水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

由表2可知，結(jié)實(shí)率與基本苗和有效穗成顯著正相關(guān)；每穗實(shí)粒數(shù)與每穗總粒數(shù)成極顯著正相關(guān)；每穗總粒數(shù)與有效穗成顯著負(fù)相關(guān)；產(chǎn)量與結(jié)實(shí)率成顯著正相關(guān)，與最高苗、有效穗成極顯著相關(guān)；這說明直播稻增產(chǎn)的主要原因是有效穗的大幅度增加，使得總穎花量和總實(shí)粒數(shù)高于移栽。

其中,r為無風(fēng)險(xiǎn)利率;θ是長(zhǎng)期方差,當(dāng)t→∞時(shí),E(ν(t))→θ(E(·)表示期望算子);κ是瞬時(shí)波動(dòng)率ν(t)回歸至θ的速度,σ是ν(t)的波動(dòng)率;Wj(t)(j=1,2)是相關(guān)系數(shù)為ρ的2個(gè)維納過程。由文獻(xiàn)[14]可知,SV模型的特征函數(shù)為

表2　產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成相關(guān)性分析

*. 在 0.05 水平上顯著相關(guān)，**. 在0.01 水平上顯著相關(guān)。

2.2生育期、苗情動(dòng)態(tài)變化比較

兩年試驗(yàn)結(jié)果兩個(gè)品種表現(xiàn)一致，全生育期直播比移栽縮短了11～12d。從水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)階段來看，直播與移栽相比主要是縮短了營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)歷期 ，而決定穗型大小、粒重 、 結(jié)實(shí)率的生殖生長(zhǎng)期則相對(duì)較穩(wěn)定 , 這為直播稻高產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)(表3)。

表3　兩種栽培方式的生育歷期比較

由表3可知，2013年直播比移栽播種期晚26d，2014年直播比移栽播種期晚20d。由表4可看出，2013年，移栽的始蘗期為4月28日，最高苗期為6月4日，而直播的始蘗期為5月5日，最高苗期為6月12日；2014年移栽的始蘗期為5月6日，最高苗期為6月17日，而直播的始蘗期為5月13日，最高苗期為6月24日。直播的基本苗大于移栽時(shí)，其分蘗歷期長(zhǎng)于移栽；直播與移栽基本苗一致時(shí)，分蘗歷期也相同。直播比移栽分蘗發(fā)生快，分蘗勢(shì)強(qiáng)。

表4兩種栽培方式苗情動(dòng)態(tài)單位：萬/hm2

年份栽培方式基本苗123456782013移栽30.060.378.2102.0130.0168.0221.5227.6223.0日期—4/285/55/125/195/266/26/46/6直播38.368.0108.5159.5221.7285.5311.9320.5318.0日期4/285/55/125/195/266/26/96/126/142014移栽30.087.2104.6126.0163.4201.7265.2272.5267.5日期—5/65/135/205/276/36/106/176/24直播30.057.883.3117.4174.2252.3288.8310.1302.2日期4/305/135/205/276/36/106/176/247/1

2.3有效穗構(gòu)成及節(jié)間長(zhǎng)度比較

由圖1可知，直播栽培方式較移栽有效穗、一次穗、二次穗均明顯增多，三次穗略少于移栽。這說明直播栽培方式能提高有效穗的形成，分蘗位點(diǎn)低，早期分蘗快，低節(jié)位分蘗成穗率高，易獲得足夠的穗數(shù)。

圖1　兩種栽培方式有效穗構(gòu)成情況

圖2可看出，移栽和直播這兩種栽培方式的倒6節(jié)、倒5節(jié)、倒4節(jié)長(zhǎng)度均相近，沒有顯著差異，這說明兩種栽培方式對(duì)水稻的光溫生態(tài)敏感性無明顯影響，及對(duì)水稻的出穗促進(jìn)率無明顯影響[3]。直播栽培方式的倒1節(jié)、倒2節(jié)、倒3節(jié)略高于移栽栽培，直播栽培方式的株高明顯高于移栽，這說明直播較移栽易倒伏[4]。

圖2　兩種栽培方式節(jié)間長(zhǎng)度情況

2.4干物質(zhì)重量測(cè)定結(jié)果比較

表5　兩種栽培方式干物質(zhì)測(cè)定比較

2.5功能葉片光合效率比較

兩種栽培方式總光合效率無較大差異，但直播栽培劍葉和倒3葉的光合效率略高于移栽，倒2葉的光合效率略低于移栽。Q優(yōu)6號(hào)在兩種栽培方式下的光合效率較穩(wěn)定，兩年的光合效率均一致，其光合速率不受群體密度的影響。2013年直播密度大于移栽時(shí)，岡優(yōu)188直播栽培的光合效率是38.30umolCO2/m2s，移栽的光合效率是41.60umolCO2/m2s，直播顯著小于移栽；2014年直播與移栽的密度一致時(shí)，岡優(yōu)188直播栽培的光合效率是44.90umolCO2/m2s，移栽的光合效率是39.77umolCO2/m2s，直播顯著大于移栽。這說明兩種栽培方式功能

表6兩種栽培方式功能葉片光合效率測(cè)定單位：umolCO2/m2s

年份品種栽培方式劍葉倒2葉倒3葉合計(jì)2013Q優(yōu)6號(hào)移栽21.33a12.43a6.93b40.70ab直播21.20a12.17ab7.30ab40.67ab岡優(yōu)188移栽21.37a12.37a7.87a41.60a直播21.23a10.40b6.67b38.30b平均移栽21.3512.407.4041.15直播21.2211.286.9839.482014Q優(yōu)6號(hào)移栽19.49b15.22a8.37a43.08ab直播20.93ab13.40a8.57a42.90ab岡優(yōu)188移栽19.60b11.83a8.33a39.77b直播21.73a13.27a9.90a44.90a平均移栽19.5413.538.3541.42直播21.3313.339.2343.90平均移栽20.4512.967.8841.29直播21.2812.318.1141.69

葉片的光合效率與密度和種植的品種有關(guān)，Q優(yōu)6號(hào)的光合效率不受栽培方式和種植密度的影響，而岡優(yōu)188因不同栽培方式和不同種植密度其功能葉的光合效率有明顯不同。但直播栽培方式總的光合效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于移栽，光合產(chǎn)物累積速度也大于移栽。

3　結(jié)論與討論

3.1直播的增產(chǎn)機(jī)理

綜合兩年的試驗(yàn)結(jié)果表明，直播增產(chǎn)的機(jī)理在于：①直播栽培方式增加了基本苗，使有效穗大幅度增加，使得單位面積總實(shí)粒增加，從而產(chǎn)量增加。②直播較移栽營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期縮短，生育進(jìn)程加快；分蘗發(fā)生快，分蘗勢(shì)強(qiáng)，分蘗位點(diǎn)低，低節(jié)位分蘗成穗率高，易獲得足夠的穗數(shù)。③直播與移栽每苗的光合速率無顯著差異，但干物質(zhì)累積多，收獲指數(shù)也大幅度提高，說明直播的單位面積光合速率遠(yuǎn)大于移栽，光合產(chǎn)物累積速度快。這與潘典進(jìn)等研究相符，從而證實(shí)了直播栽培方式增加了單位面積有效穗[5]。

3.2直播品種選擇

景德道等認(rèn)為，直播應(yīng)選擇矮稈、抗倒品種，且選用適宜播種量[6]。本研究與之相符，直播栽培較移栽株高和部分節(jié)間距都有所提高，相對(duì)易倒伏，因此在品種選擇上應(yīng)選擇不易倒伏的品種。Q優(yōu)6號(hào)相比岡優(yōu)188更適合直播栽培，這說明分蘗能力強(qiáng)的品種更適合直播，其群體調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)，個(gè)體的光合效率、產(chǎn)量、有效分蘗等受群體的影響不大，個(gè)體特性不易受改變，適應(yīng)性更強(qiáng)。

綜上述，直播栽培方式能增加水稻單位面積有效穗，從而提高單位面積產(chǎn)量。直播在選擇品種時(shí)，應(yīng)選擇分蘗力較強(qiáng)、矮稈、抗倒品種，選擇合理的播種量，完善直播栽培技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳文革，陳燁，錢銀飛，等．水稻直播栽培的發(fā)展概況與研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2006(8)：32-36.

[2]盧百關(guān)，秦德榮．江蘇省直播稻生產(chǎn)現(xiàn)狀、趨勢(shì)及存在問題探討[J]. 中國(guó)稻米，2009，15(2)：45-47.

[3]李志新，王美歡，徐超飛，等．水稻第5節(jié)間長(zhǎng)度與出穗促進(jìn)率的相關(guān)性[J]．作物學(xué)報(bào)，2014，40(10):1872-1876．

[4]李榮田，姜廷波．水稻倒伏對(duì)產(chǎn)量影響及倒伏和株高關(guān)系的研究[J]．黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)， 1996(01)：13-17．

[5]潘進(jìn)典，余艾青．直播和移栽水稻的主要農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀對(duì)比分析[J]．湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，49(05):1042-1045．

[6]景德道，刁立平．水稻直播與移栽的比較及相應(yīng)育種策略[J]．江西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，20(07)：17-20．

收稿日期：2016-06-11

作者簡(jiǎn)介：王琳，女，四川營(yíng)山人，助理農(nóng)藝師，學(xué)士學(xué)位，主要從事水稻研究工作。