水稻機械精量穴直播出苗階段水分管理方式研究

李旭毅，卿發紅，池忠志，姜心祿，郭 翔，鄭家國，劉世蓉

(1.四川省農業科學院作物研究所，四川 成都 610066；2.四川省綿竹市農業局，四川 綿竹 618200；3.四川省農業氣象中心，四川 成都 610071)

水稻機械精量穴直播出苗階段水分管理方式研究

李旭毅1，卿發紅2，池忠志1，姜心祿1，郭 翔3，鄭家國1，劉世蓉2

(1.四川省農業科學院作物研究所，四川 成都 610066；2.四川省綿竹市農業局，四川 綿竹 618200；3.四川省農業氣象中心，四川 成都 610071)

【目的】為明確水田精量穴直播模式下出苗階段的最佳水分管理方式，開展了該試驗?！痉椒ā恳噪s交稻川優6203為試驗材料，研究了4種水分管理方式下直播稻田間土壤水勢變化、出苗成苗狀況、分蘗動態及產量的差異?！窘Y果】苗期選擇合理的水分管理方式(當土壤水勢為-8～-10 kpa時進行間隙灌溉)，不僅有利于減少灌水量和灌水次數，提高出苗率和成苗率，增強根系生長，提高雜草防治效果，還有利于促進分蘗發生，獲得更高的產量?！窘Y論】直播稻出苗階段土壤應保持適度干旱。

機械精量穴直播；出苗狀況；水分管理方式；產量

【研究意義】水稻直播是近年來在我國迅速擴大的一項水稻輕簡栽培技術[1-5]。該技術省去育秧、拔秧和栽秧等作業, 在整地后的大田里直接播種, 具有極其顯著的省工、省力、高效，并有利于機械操作等突出優點[6-9]。近年來隨著農村經濟的發展,農村勞力的轉移,各地采取了糧田適度規模經營、提高了農田機械化水平,加上農業科技的進步,如農田高效化學除草劑的廣泛研制應用,這些政策、經濟、技術上的諸多因素，促進了中國稻作直播的應用與發展，以省工省力、高產高效為特征的直播種植方式受到越來越多稻農的歡迎和釆納，并在實踐中取得顯著成效。在直播生產中，機械化以作業速度快、成本低、標準化程度高等優點成為首要需求，水稻直播機的研制[10-11]及機直播種植面積均呈加快發展趨勢[12]。由華南農業大學研制的水田機械精量穴直播機，可同步開溝、起壟和播種作業，株距可調、行距可選，播種量可有效控制，群體實現了有序布局，田間通風透光性明顯改善，有利于發掘直播稻的高產潛力[13-15]。水田機械精量穴直播機于2014年引進川西平原后得到迅速推廣應用，目前已發展成為該區域應用面積最廣的直播機械?！厩叭搜芯窟M展】直播稻播種至成苗階段的土壤水分狀況是影響直播稻全苗壯苗的關鍵因素[16-18]，一旦苗期水分管理不當，往往造成出苗不全、成苗不壯，直接影響直播稻群體的構建，進而制約直播稻產量的提高。水田機械精量穴直播機要求將種子直接裸露于土壤表面，在無土壤覆蓋的條件下，播種后的土壤水分狀況對出苗成苗的影響更為關鍵?！颈狙芯壳腥朦c】目前對水田機直播在播種方式、種子處理、播量及水肥管理等方面的配套農藝技術已有較深入的研究[16-23]，但對播種至成苗階段水分管理的研究甚少，并且缺乏定量化管理的依據?！緮M解決的關鍵問題】本研究針對目前川西平原水稻機械直播生產中存在的實際問題，以雜交秈稻為試材，比較研究出苗成苗階段不同水分管理方式下直播稻出苗成苗狀況、群體構建及產量形成的差異，以期完善水稻機直播全苗壯苗技術，為水稻機直播實現高產優質可持續生產尋求途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗地點和材料

試驗于2016年4-9月在四川綿竹市孝德鎮金星村4組試驗基地進行。試驗地前茬為蔬菜，土壤質地為砂壤土，耕作層有機質含量為18.56 g/kg、速效氮78.32 mg/kg、速效磷11.07 mg/kg、速效鉀67.29 mg/kg、全氮1.83 g/kg、全磷0.933 g/kg、全鉀17.45 g/kg。試驗田交通方便，灌排條件完善。試驗供試水稻品種為川優6203(中遲熟雜交稻，生育期為151d)，播種機采用上海世達爾現代農機有限公司生產的2BDXS-10CP(25)型水稻精量穴直播機。供試品種為川優6203，直播規格：行距25 cm，株距16cm，每穴直播2～3粒種子。

1.2 試驗設計

試驗采用單因素隨機區組設計，共4個水分管理方式，分別設為W1、W2、W3、W4處理：W1-3葉1心前當水勢為-3～-5 kpa時灌水1次，W2-3葉1心前水勢為-8～-10 kpa時灌水1次，W3-3葉1心前水勢為-12～-15 kpa時灌水1次，W4-3葉1心前水勢為-18～-20 kpa時灌水1次。3葉1心時保持3 cm左右的水層3 d，之后采用間隙灌溉，當水勢下降到-8～-10 kpa時灌水1次，建立3～5 cm的水層，直至開始曬田，拔節至抽穗期田間保持1～2 cm水層，抽穗后干濕交替間隙灌溉。

小區面積均為48 m2，小區間筑埂覆膜。各處理種子均浸泡48 h后播種，播種期為4月15日，全生育期施肥量：N 210 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2。肥料運籌：氮肥基肥、分蘗肥、穗肥比例為6∶2∶2，分蘗肥于3葉1心建立水層后施用，穗肥于拔節后15 d施用；磷肥全作底肥；鉀肥基肥和穗肥比例為2∶1。其它措施按高產栽培進行，嚴格控制病、蟲、草害。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 土壤水勢調查每小區安裝3個真空式土壤負壓計監測土壤水分(中科院南京土壤所生產)，埋設深度為陶土頭中心距土表10 cm，每天早晨8：00讀取數值。

1.3.2 灌排水量測定每次灌水均采用抽水機進行，用水表記錄每次灌水量。

1.3.3 出苗狀況調查每小區選擇代表性區域5個，每區域2 m2，分別于播種當天調查播種粒數、播種后15 d調查出苗率，35 d調查成苗率。

出苗率=播種后15 d苗數×100/播種粒數

成苗率=播種后35 d苗數×100/播種粒數

1.3.4 雜草發生調查每小區選擇代表性區域5個，每區域面積為2 m2，分別于播種后15 d調查雜草發生株數，播種后35 d采用人工方式分別田間雜草，并計算單位面積田間雜草鮮重。

1.3.5 分蘗動態調查每小區選擇代表性區域5個進行定點標識，每區域6 m2，于播種后35 d起每7 d調查1次分蘗數。

1.3.6 考種計產于成熟期每小區選擇代表性區域5個，每區域3 m2，調查單位面積有效穗數，并以此為標準，在不同區域選擇有代表性的植株10穴，測定每穗總粒數和結實率。此外，小區按實收面積計產，并從測產的樣本中取樣，測定千粒重。

1.4 數據處理

數據用DPS軟件進行方差分析，平均數用最小顯著差法LSD檢驗。

2 結果與分析

2.1 水分管理方式對灌溉用水及土壤水勢的影響

從曬田前(播種后72 d)各處理的灌水量(表1)來看，W1和W2處理的灌溉水量更低，較W3和W4處理分別減少了995.3～1114.8 m3/hm2；但從灌水次數看，到水稻曬田時W2處理最少，僅7次。W3和W4處理雖然在3葉1心前(播種后35 d)減少了灌水量和次數，但由于前期土壤水勢過低(圖1)導致田塊產生了裂縫破壞了犁底層，3葉1心時建立水層的難度增大，所需用水量增加；之后土壤水勢下降的速度也更快，灌水次數和灌水量隨之增加。因此，從整個生育期的用水量和省工角度考慮，3葉1心前采用W2處理，每10 d左右灌水1次更為合理。

2.2 水分管理方式對直播稻產量及其形成的影響

由表2可知，不同水分管理方式間產量存在差異顯著，W2和W3處理產量顯著高于W1和W4處理產量。從產量的構成來看，W2和W32個處理具有穗數多、結實率高的優勢。但二者產量優勢的側重有所不同，W2處理增產的關鍵在于有效穗多，W3處理在于結實率高。可見，采用W2和W3處理更有利于發掘直播稻的產量潛力。

表1 不同苗期水分管理方式下的灌水量和次數

注：W1——3葉1心前水勢為-3～-5 kpa時1次，W2——3葉1心前水勢為-8～-10 kpa時灌水1次，W3——3葉1心前水勢為-12～-15 kpa時灌水1次，W4——3葉1心前水勢為-18～-20 kpa時灌水1次。同列中不同字母表示在0.05水平差異顯著。下同。

圖1 不同苗期水分管理方式下土壤水勢變化動態Fig.1 The soil water potential dynamics for different water management methods of seedling stage

2.3 水分管理方式對直播稻出苗、成苗及雜草防控的影響

由表3可知，出苗階段隨著灌水次數的增加，出苗率先增后減，以W3處理的成苗率最高。從成苗率來看，各處理的成苗率高低表現和出苗一致，但進一步分析發現W1和W2處理分別有94.60 %和93.13 %的出苗種子能夠成苗，而W3和W4處理僅85.42 %和81.84 %能夠成苗，這表明田塊土壤水勢過低不利于出苗種子成苗。從秧苗的生長來看，土壤干旱雖然不利于地上部生長，但適當的干旱有利于增加秧苗的發根數量和扎根深度，提高根部干重和根冠比。W3處理下秧苗的根數、扎根深度、根部干重和根冠比均顯著高于其它處理。從雜草防治效果來看，隨著干旱程度的增加雜草的發生和生長狀況均得到抑制。由此可見，適度的干旱不僅有利于直播稻實現全苗壯苗，還有利于控制雜草萌發生長。

表2 不同苗期水分管理方式下直播稻的產量及其構成

表3 不同苗期水分管理方式對直播稻出苗、成苗及雜草防控的影響

圖2 不同苗期水分管理方式下群體數量變化動態Fig.2 The tillering dynamics for different water management methods of seedling stage

2.4 水分管理方式對直播稻分蘗動態的影響

從圖2可知，從播后30 d苗期群體起點來看群體數量的多寡表現為W3gt;W2gt;W4gt;W1處理。但隨著生育進程的進行，前期土壤干旱程度過重導致W3和W4處理分蘗期群體增長速度變慢，至播種后44 d各處理群體數量的高低表現為W2gt;W3gt;W1gt;W4，之后各處理群體數量的變化均保持這一趨勢。由此可見，前期土壤干旱程度過重不利于分蘗發生，但適當的干旱有利于直播稻迅速建立足夠的群體。

3 討 論

播種后的土壤水分狀況是影響直播水稻田間出苗率的重要因素，生產上往往強調“濕潤出苗”，但實際生產中，尤其是規?；a由于田面落差大、灌溉不便等原因難以實現。研究發現，播種后采用間隙灌溉的方式讓土壤保持適度的干旱(土壤水勢下降至-8～-15 kpa時)，有利于減少用水量和灌水次數，提高出苗率和成苗率，增強根系生長，提高雜草防治效果，實現全苗壯苗。

同時，研究發現直播稻種子出苗和成苗階段的最佳水分管理方式存在差異：出苗階段采用W3處理出苗率最高；而成苗階段隨著灌溉時土壤水勢的增高，秧苗素質不斷下降，但成苗率得到提高，采用W2處理既可維持出苗種子較高的成苗率，又改善高秧苗素質。因此，有必要在下一步開展直播稻出苗成苗階段水分動態管理模式的研究，以優化其水分管理方式。

此外，研究還表明出苗和成苗階段的水分管理方式可影響分蘗期土壤水勢的動態變化，進而影響直播稻的分蘗發生。從本試驗結果來看，出苗和成苗階段土壤過度干旱，不僅3葉1心時建立水層的難度增大，之后土壤水勢的下降速度也加快，耗水量增大的同時分蘗的發生受到抑制。而采用W2處理不僅有利于提高出苗、成苗率從而建立足夠的群體基礎，也有利于土壤水勢實現的合理變化促進分蘗發生，為構建合理群體、發掘產量潛力奠定基礎。

4 結 論

(1)直播稻出苗成苗階段采用合理的水分管理方式(土壤水勢下降至-8～-10 kpa時進行間隙灌溉)，不僅有利于減少用水量和灌水次數，提高出苗率和成苗率，增強根系生長，提高雜草防治效果，實現全苗壯苗，還有利于促進分蘗發生，為構建合理群體、發掘產量潛力奠定基礎。

(2)出苗和成苗階段的最佳水分管理方式存在差異，出苗階段當土壤水勢下降至-12～-15 kpa時進行灌溉出苗率最高，而成苗階段在土壤水勢下降至-8～-10 kpa時進行灌溉，既可維持出苗種子較高的成苗率，又可一定程度上改善高秧苗素質。

(3)出苗和成苗階段的水分管理方式可影響分蘗期土壤水勢的動態變化，進而影響直播稻的分蘗發生，當出苗和成苗階段土壤水勢下降至-8～-10 kpa時進行灌溉，不僅有利于促進出苗成苗形成合理群體起點，還有利于促進群體分蘗，進而提高有效穗發掘產量潛力。

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(責任編輯 李 潔)

StudyonWaterManagemnentforMechanicalPreciseHill-dropDrillingRiceduringEmergenceSatge

LI Xu-yi1,QING Fa-hong2, CHI Zhong-zhi1, JIANG Xin-lu1,GUO Xiang3, ZHENG Jia-guo1,LIU Shi-rong2

(1.Crop Research Institute of Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Sichuan Chengdu 610066，China;2.Mianzhu Agricultural Meteorology Bureau, Sichuan Mianzhu 618200，China;3.Sichuan Agricultural Meteorology Center,Sichuan Chengdu 610071，China)

【Objective】This study was to investigate optimum water managemnent for Mechanical precise hill-drop drilling rice during emergence stage. 【Method】Field experiments were conducted with four water managements by using indica hybrid rice Chuanyou 6203. Soil water potential, seed germination and seedling emergence，tillering dynamics and yield were analyzed systematically. 【Result】Water managements which irrigated once soil water potential was -8 to -10 kpa not only less irrigation amount and irrigation times，higher emergence rate and seedling rate, stronger root, and less weeds , but also higher yield by more tillers. 【Conclusion】Soil of direct-seeded rice should maitain moderate drought during emergence stage.

Mechanical precise hill-drop drilling rice; Emergence; Seedling; Water management models; Rice yield

S511

A

1001-4829(2017)11-2449-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.11.010

2016-12-05

四川省財政創新能力提升工程專項資金項目(2016GYSH-008 )；國家重點研發計劃(2016YFD0300108)；公益性行業(農業)科研專項 (201303129)

李旭毅(1981-)，男，四川成都人，博士，副研究員，主要從事水稻栽培研究,E-mail:lixuyi_2005@126.com。