羅傳揚,文成橏,晏承興,張 甲,李承端,卿明敬,趙 峰,周 靜*
(1.重慶三峽學院,重慶萬州 404020;2.重慶三峽農業科學院,重慶萬州 404155;3.重慶特色生物技術研究院有限公司,重慶開州 405401)
水稻是我國主要的糧食作物,我國約有65%的人口以稻米為主食,2020 年我國水稻種植面積占糧食播種面積的25.7%,稻谷產量占糧食總產的31.6%,為保障我國糧食安全發揮了重要作用[1]。我國人多地少,長期以來,水稻生產依靠精耕細作而穩步提高產量,但隨著工業化和城鎮化快速發展,大量農村青壯年向城鎮轉移,留在農村的勞動力大幅減少,且大部分為老人和兒童。因此,迫切需要改變水稻生產方式,實施機械化或輕簡化生產,降低生產勞動強度[2]。
以重慶為代表的西南丘陵地區,梯田多、田塊面積小并且不規范、田間道路窄,不利于機械化生產。水稻輕簡化直播栽培在丘陵山區應用前景廣闊,因為直播栽培與傳統育苗移栽相比,免去了育秧、拔秧、插秧等環節,節約了秧田和水資源,具有省工、省力、節約成本、降低勞動強度等特點,目前已在長江中下游稻區推廣應用[3]。近年來,重慶部分區縣也開展了水稻直播小面積試驗示范,但由于重慶特殊的生產條件和氣候條件,土壤肥力較低,保水保肥性較差,春季氣溫回升慢,倒春寒嚴重,夏季陰雨多、日照少、濕度大,“七下八上”高溫伏旱強烈等,導致水稻直播生產出苗不齊、病蟲草害嚴重、易倒伏,影響了產量和品質的提高,群眾對水稻直播的認可度不高。因此,根據重慶特殊的生產條件和氣候條件,探索并建立適宜西南丘陵地區的水稻直播栽培技術體系,促進水稻直播技術在丘陵地區的推廣應用。
雜交水稻新品種U 優1508由重慶三峽農科所種子開發公司、四川農業大學水稻研究所選育,具有豐產穩產性好、植株生長旺盛、莖稈粗壯抗倒伏、適應性廣等特點,全生育期為155.4 d,株高116.9 cm,穗長25.9 cm,有效穗14.7 萬穗/667 m2,每穗總粒數190.1粒,結實率87.1%,千粒重28.9 g[4]。U 優1508 于2017年5 月通過重慶市品種審定,2018 年通過四川引種備案,2020年通過貴州引種備案,2020年被推薦為重慶市主推品種,適宜在重慶、四川、貴州海拔800 m 以下稻區大面積推廣應用,尤其適宜水稻輕簡化直播栽培。為了加快該品種的推廣應用,促進水稻增產、農民增收,本文以U 優1508為試驗材料開展直播栽培技術研究。
試驗于2021 年4—9 月在重慶市梁平區仁賢鎮白鶴村進行,海拔430 m,氣候為亞熱帶季風氣候,年平均氣溫16 ℃,土質為老沖積黃泥田,前作榨菜。試驗田土壤養分檢測結果為pH 值6.4,有機質含量23.5 g·kg-1,堿解氮137 mg·kg-1,有效磷13.5 mg·kg-1,速效鉀122.4 mg·kg-1,堿解氮含量較高,有效磷、速效鉀、有機質含量為中等。
雜交水稻U 優1508 種子由重慶三峽農科院種子開發有限公司提供,種子質量符合GB4404.1—2008標準。肥料采用四川天華股份有限公司生產的尿素,總氮(N)≥46%;湖北興發化工集團股份有限公司生產的過磷酸鈣,有效磷(P2O5)≥12%;中農集團控股股份有限公司經銷的俄羅斯產氯化鉀,總養分(K2O)≥60%。
開展不同播期、種子用量、施肥量及施肥方式對直播稻群體性狀和產量影響的研究。試驗采用三因素、三水平的正交設計,按L9(33)正交設計,共設9 種處理(A2B1C2、A3B2C1、A1B3C3、A2B3C1、A1B1C1、A3B3C2、A2B2C3、A3B1C3、A1B2C2處理),具體因素、水平設置見表1。每處理面積13.3 m2,隨機區組排列,3 次重復,每小區四周筑埂,防止肥、水串灌,每小區稱量播種和施肥。

表1 試驗因素、水平設置
1.4.1 整田播種
淺水機耕、機耙將田整平,高低落差不超過3 cm,牽繩筑埂,重復間留50 cm 寬走道,便于施肥、施農藥等生產管理,走道兩邊各筑一條埂,小區間筑埂隔開,埂寬30 cm、高20 cm。按試驗方案實施,每小區稱量施肥和播種,播種前1~2 d曬種,以提高種子活力和發芽率,播種前用30 ℃溫水浸種24 h后,瀝干播種,不催芽。播種時盡量做到渾水播種,踏谷入泥。播種前用種衣劑拌種或采用驅鳥劑,防止鳥、鼠等危害。
1.4.2 科學管水
直播時田面無水,1葉1心后保持淺水,拔節后排水曬田,孕穗至齊穗期保持淺水,灌漿后保持田間濕潤,黃熟后排水落干。
1.4.3 雜草防除
5 月31 日(秧苗6 葉左右)葉面噴施五氟磺草胺、氰氟草酯、芐嘧磺隆防除雜草,6 月20 日葉面噴施氰氟·氯氟吡、二甲滅草松補殺雜草。8月5日開始抽穗,9月6日成熟收割,各小區單收單脫,曬干稱重,同時取樣進行室內考種。
采用WPS Office 2021 進行數據整理,Origin 2019進行作圖,IBM SPSS Statistics 25進行數據分析。
各處理定點調查10 株秧苗,分別在分蘗初期(5月14 日)、分蘗盛期(6 月4 日)、分蘗末期(6 月15日)、幼穗分化期3~5 期(7 月7 日)、幼穗分化7~8期(7 月21 日)調查分蘗增長動態,調查結果見表2,并分析不同因素對分蘗增長動態的影響。

表2 不同處理的秧苗分蘗增長動態情況
不同播期的秧苗分蘗增長情況見表3,調查統計分蘗初期(5月14日)、分蘗盛期(6月4日)、分蘗末期(6 月15 日)、幼穗分化3~5 期(7 月7 日)、幼穗分化7~8 期(7 月21 日)等5 個時期的秧苗單株分蘗數都呈現相同的趨勢,均為A1>A2>A3,即4 月11 日播種的秧苗分蘗數最多,4 月18 日播種的秧苗分蘗數次之,4 月25 日播種的秧苗分蘗數最少,說明播種越早,分蘗越早,單株分蘗數越多。三種播期的單株分蘗增長呈現相同趨勢,播種后20 d 左右開始分蘗,6月15日左右達到分蘗最高峰,以后隨著幼穗生長,小分蘗逐漸死亡,單株分蘗逐步減少。
對不同播種量的秧苗分蘗增長分析見表3,分蘗末期直至孕穗期秧苗單株分蘗數增長趨勢為B1>B2>B3,即分蘗末期,播種量為1 kg/667 m2的秧苗單株分蘗數最多,播種量為2 kg/667 m2的秧苗單株分蘗數最少。說明分蘗盛期以后,隨著秧苗持續長大,播種量越大,秧苗密度越大,單株生長空間越小,分蘗數越少。因此,生產上應適當控制播種量,既能節約種子成本,又能增加單株分蘗。
對不同施肥方式和施肥量的秧苗分蘗增長分析見表3,分蘗盛期秧苗分蘗數C3>C1>C2,即增N量20%并優化施肥的單株分蘗數最多,習慣施肥(重底重蘗肥)的單株分蘗數次之,減N 量15%并優化施肥的單株分蘗數最少,說明底肥和分蘗肥越重,分蘗發生越早,早期分蘗多;分蘗末期秧苗分蘗數C3>C2>C1,即增N 量20%并優化施肥的單株分蘗數最多,減N 量15%并優化施肥的單株分蘗數次之,習慣施肥的單株分蘗數最少。

表3 不同因素、水平的秧苗分蘗增長動態
在分蘗初期、分蘗末期、成熟期,每小區分別調查1 m2的苗數和穗數,計算出基本苗數、最高苗數、有效穗數。同時,取樣進行室內考種,測量株高、穗長、著粒數、實粒數、千粒重等,結果見表4,并分析不同因素對植株群體性狀的影響。

表4 不同處理的植株群體性狀
對不同播期的群體性狀分析見表5,基本苗、最高苗、有效穗為A3>A2>A1,穗長、每穗著粒數、實粒數、千粒重為A2>A1>A3,即4 月25 日播種的苗數和穗數最多,但穗長最短、每穗著粒數最少、千粒重最輕;4月18日播種的苗數和穗數比4月25日的略減,但穗長最長、每穗著粒數最多、千粒重最重,說明適當推遲播期,氣溫穩定升高,出苗率增高,基本苗增多,有效穗增多,而且穗長增長、穗粒數增多、千粒重增高,容易獲得高產,但過遲播種,穗小粒少,千粒重降低,容易減產。

表5 不同因素、水平的植株群體性狀分析
對不同播種量的植株群體性狀分析見表5,基本苗、最高苗、有效穗都為B3>B2>B1,穗長、每穗著粒數、實粒數依次為B1>B2>B3,即播種量為2 kg/667 m2的苗數和穗數最多,但每穗著粒數和實粒數最少,播種量為1 kg/667 m2的苗數和穗數最少,但每穗著粒數和實粒數最多,播種量為1.5 kg/667 m2的苗數、穗數、每穗著粒數和實粒數都居中,說明播種量增大,苗數和穗數增多,但每穗著粒數和實粒數將減少。
對不同施肥處理的群體性狀分析見表5,最高苗依次為C3>C2>C1,但有效穗、穗長、每穗粒數、實粒數都為C2>C1>C3,即增N 量20%并優化施肥的最高苗最多,但有效穗、每穗粒數和實粒數都最少,減N 量15%并優化施肥的最高苗居中,但有效穗、每穗粒數和實粒數都最多,習慣施肥的最高苗最少,但有效穗、每穗粒數和實粒數都居中,說明減N 量15%并優化施肥的,既能增多穗數,培育大穗,增加每穗粒數和實粒數,而且還能節約肥料成本,減少環境污染。
9月6日水稻成熟后,每個小區全部收獲,曬干、揚凈、稱重,并計算產量,產量結果見表6。各處理的產量在483.50~622.33 kg/667 m2,其中A1B2C2的產量最高,達到了622.33 kg/667 m2,比對照A1B1C1增產16.04%;A2B1C2居第二位,為611.83 kg/667 m2,比對照增產14.08%;A2B2C3居第三位,為594 kg/667 m2,比對照增產10.75%;A3B1C3的產量最低,只有483.50 kg/667 m2,比對照減產9.85%。

表6 各處理的水稻產量統計
2.3.1 三種因素對產量的效應比較
對產量進行方差分析見表7。結果表明A、B、C三因素對產量的作用大小為A>C>B,其中,A 因素和C 因素對產量的影響顯著,B 因素對產量的影響不顯著,即各因素對產量影響的主次順序為:播種時間>施肥量及施肥方式>播種量。其中,播種時間和施肥量及施肥方式對水稻產量有顯著影響,播種量對產量的影響不顯著。

表7 產量方差分析表
2.3.2 最優播種時間和施肥方式確定
對A 因素進行事后檢驗結果見表8,各處理數值依次為A2>A1>A3,其中:A2與A1差異顯著,A1與A3差異顯著,A2的數值最大,為最優播種時間,即4 月18日播種能使U優1508直播獲得高產。
對C 因素進行事后檢驗結果見表8,各處理數值依次為C2>C1>C3,其中:C2與C1差異顯著,C1與C3差異不顯著,C2的數值最大,為最優施肥方式,即采取減N量15%并優化施肥,直播稻能獲得高產。

表8 A、C因素事后檢驗表
2.3.3 最優組合的確定
各處理產量差異顯著性檢驗結果見表9,9種處理中以A1B2C2處理產量最高,產量達622.33 kg/667 m2,與A1B1C1、A3B2C1、A3B1C3處理的差異均達極顯著,與A2B1C2、A2B2C3、A2B3C1、A3B3C2、A1B3C3處理的差異不顯著。

表9 各處理的產量差異顯著性分析
綜上所述,A1B2C2的產量在所有組合中最高,為最優組合,即4 月11 日播種,播種量1.5 kg/667 m2,減N 量15%并優化(底肥+4 葉追肥+促花肥+保花肥),雜交水稻U 優1508 直播獲得的產量最高,達622.33 kg/667 m2。
通過直播稻不同播期、不同播種量、不同施肥量和施肥方式的正交試驗結果表明,在重慶海拔400~500 m 稻區,4 月中旬播種,播種量1.5 kg/667 m2,施純氮8.6 kg/667 m2(底肥、追肥、促花肥、保花肥質量比為30%∶30%∶20%∶20%),能使水稻直播獲得較高產量。
分析發現,播種期、施肥量及施肥方式對直播稻產量都有顯著影響,其中播種期對直播稻產量影響最大,播種量對直播稻產量的影響較小。不同播期處理中,4 月18 日播種的水稻產量最高,4 月25 日播種的產量最低,4 月11 日播種的產量介于二者之間;不同施肥方式中,以減N 量15%并優化(純N 為8.6 kg/667 m2,底肥、追肥、促花肥、保花肥質量比為30%∶30%∶20%∶20%)的產量最高,增N 量20%并優化(純N 為12.14 kg/667 m2,底肥、追肥、促花肥、保花肥質量比為40%∶30%∶20%∶10%)的產量最低,習慣施肥(純N 為10.12 kg/667 m2,底肥、追肥、促花肥質量比為50%∶30%∶20%)的產量介于二者之間,可見直播稻栽培,在施足底肥和分蘗肥的同時,一定要增施促花肥和保花肥,施肥后移,有利于直播稻獲得高產。
田間調查發現,適當推遲播期,氣溫穩定升高,出苗率增高,苗數和穗數增多,而且穗粒數增多,千粒重增高,容易獲得高產,但不宜過遲播種,否則穗小粒少,千粒重降低,產量低。適當減少N 肥施用量并優化施肥,既能增多穗數,培育大穗,增加每穗粒數和實粒數,又能節約肥料成本,減少環境污染,是生產上優先考慮的施肥措施。增大播種量,苗數和穗數增多,但每穗著粒數和實粒數將減少,生產上為了兼顧穗數和粒數,播種量不宜過大,以1.5 kg/667 m2為宜。