精量有序機拋種植模式對寒露風影響下雙季晚稻生產的減災作用*

向 麗，唐啟源，王慰親，鄭華斌，鄭志剛

精量有序機拋種植模式對寒露風影響下雙季晚稻生產的減災作用*

向 麗，唐啟源**，王慰親，鄭華斌，鄭志剛

（湖南農業大學農學院，長沙 410128）

2020年在湖南大通湖區按照裂區設計進行大田試驗，以水稻品種泰優390和H優518為材料，設常規機插秧（T1）、人工手拋秧（T2）和精量有序機拋秧（T3）三種處理，觀察測定不同種植模式下的秧苗素質、產量及其構成因素、莖蘗動態和生育期，以探究不同種植方式對寒露風影響下晚稻生長發育特性、產量及產量構成的影響，找出在寒露風影響下更具有穩產減災效果的種植方式，并對其減災機理進行探究，為水稻生產和防災減災策略提供理論依據。結果表明：（1）采用缽苗育秧技術培育秧苗的精量有序機拋種植模式的秧苗素質相對較好，與采用毯苗育秧技術育秧的機插種植模式的秧苗素質差異顯著。（2）移栽后，精量有序機拋秧返青最快，分蘗發生最早。（3）精量有序機拋秧的水稻生育期較手拋秧、機插秧顯著縮短，品種泰優390可縮短生育期4～12d，H優518可縮短生育期3～8d。（4）在寒露風影響下，精量有序機拋秧的水稻成穗率、結實率、收獲指數、單位面積有效穗數、千粒重及產量較手拋秧、機插秧高，且與機插秧處理差異達到顯著水平。品種泰優390和H優518精量有序機拋秧的產量分別比手拋秧、機插秧增產21.7%、273.5%和12.9%、19.6%。研究結果說明使用精量有序機拋方式育出的秧苗素質較高，移栽大田后返青較快，分蘗速率較快，后期分蘗下降幅度小，有效穗數、結實率、千粒重較高，比人工手拋秧、常規機插秧更能促進水稻產量的提高。綜合氣候條件考慮，使用精量有序機拋方式能縮短晚稻生育期，在冷害嚴重的年份具有明顯減災效果。

秧苗素質；生育期；精量有序機拋；產量；寒露風

湖南省是水稻大省，雙季稻是其主要的水稻生產模式之一，然而雙季晚稻生產易受寒露風的影響，且受災后減產幅度極大[1]。羅伯良等[2]研究表明，湖南各區域寒露風初日年代際變化特征顯著，湘北區域影響雙季晚稻產量的寒露風發生頻率約為三年兩遇，因此，采取措施減輕寒露風的危害對湖南雙季晚稻生產極其重要。寒露風是一種影響晚稻生產的低溫冷害，出現在晚稻抽穗揚花期間，常出現包頸、穎花不能正常開放、傳粉受精發生障礙等現象，致使晚稻空殼率增加，影響產量的形成，造成晚稻減產或失收[2]。一般來說，湘北地區的晚稻生產若不能在9月15日前安全齊穗，其遭受寒露風危害的風險將會大大增加。研究表明，防御寒露風的長遠對策是以避開為主、抗御為輔的綜合防治措施[3]。因此，在湘北地區采取適宜的栽培措施使晚稻能在安全期內齊穗，或能適當提前晚稻生育期，縮短遇害時段，對降低寒露風對晚稻產量的損失尤為重要。

調查發現，前人對晚稻寒露風的研究多為探究寒露風發生規律及寒露風初日預測[4?6]、噴施葉面肥對晚稻抗寒露風能力的影響[7?9]及寒露風對水稻生理特性及產量的影響[10?11]等方面，有關預防寒露風栽培措施方面的研究鮮見。

試驗于2020年晚稻種植季節進行，以雙季晚稻品種H優518及泰優390為材料，以現階段普遍采用的機插、傳統的手拋和大力推廣的精量有序機拋種植方式為處理，互為對照，研究不同種植方式對寒露風影響下晚稻生長發育特性、產量及產量構成的影響，找出在寒露風影響下更具有穩產減災效果的種植方式，并對其減災機理進行探究，為水稻生產和防災減災策略提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試水稻品種為泰優390和H優518，均為三系雜交水稻，其中，泰優390為遲熟晚稻，H優518為中熟晚稻，分別來自湖南和海南的種業公司。化控試劑為多效唑。

1.2 試驗地概況

試驗地位于湖南省益陽市大通湖區千山紅鎮（112.3 °E， 28.6 °N），屬亞熱帶大陸性季風濕潤氣候，地形為典型的洞庭湖沖擊平原，土壤成土母質為河湖沉積物，質地肥沃，偏弱堿性；年平均氣溫16.5℃，無霜期264d；年均降水量1240.8mm；年均日照時數1643.3h。前茬為雙季早稻。

1.3 試驗設計

試驗采用裂區設計，以品種（V）為主區，分別為H優518和泰優390，種植方式（T）為副區，分別為常規機插秧(T1)、人工手拋秧(T2)和精量有序機拋秧(T3)，水稻機械精量有序拋秧栽培是指通過有序拋秧機進行水稻分行分蔸有序拋栽的機械化種植方式，解決了傳統拋秧栽培田間種植無序和作業效率低等問題[12]，各處理重復3次，主區面積90m2，副區面積30m2。小區之間做田埂隔開并覆膜，單排單灌。考慮到茬口搭配以及機械移栽對秧苗高度的要求，本試驗于2020年6月25日播種，7月20日移栽。三種種植方式所對應的播種育秧方式分別為S1、S2、S3。常規機插秧采用硬質秧盤（58.0cm×21.5cm× 2.8cm）育毯苗，用人工撒播，每盤用種量為75g，底土蓋土均為基質；人工手拋秧和精量有序機拋秧均使用416孔的專用軟盤，其中，人工手拋秧采用泥漿濕潤育秧，每穴3～5粒，種子為手撒播；精量有序機拋秧使用塞得林2YB-G30A播種機流水線播種，底土為黃土，蓋土為基質，每穴1～2粒。播種后，除人工手拋秧外，均需要進行暗室出芽處理，機插秧出芽以下盤秧苗芽尖頂到上盤底部為標準，精量有序機拋以種子露出白尖為標準，將出芽種子擺放于秧廂上進行育秧，育秧期間的水分、溫度管理保持一致，均于一葉一心期按使用說明噴施多效唑。常規機插秧使用洋馬VP6高速乘坐式插秧機移栽，每穴栽插3～5根秧苗，栽插密度為16cm×25cm；人工手拋秧采用人工手撒拋，小區整體密度同常規機插秧（25穴·m?2）；精量有序機拋秧使用中聯2ZPY-13A水稻有序拋秧機拋栽，拋栽密度同常規機插秧。

試驗期間各處理施肥量一致，且均按照N:P2O5:K2O=1.0:0.5:1.0的比例施肥，每處理施純N 150kg·hm?2、P2O575kg·hm?2、K2O 150kg·hm?2，其中氮肥按照基肥:分蘗肥:穗肥=5:3:2的比例施用，磷肥按基肥一次性施用，鉀肥按照基肥:穗肥=1:1的比例施用。移栽前1d施復合肥一次（N:P2O5:K2O=15%:15%:15%）。水分管理及病蟲害防治等相關栽培措施均按當地高產管理進行。

1.4 大通湖區2020年寒露風天氣特點

冷害是指作物連續3d以上受到22℃以下低溫甚至寡照而影響作物生長發育的現象，氣溫越低，持續時間越長，危害越重，若伴有陰雨，則加重危害。水稻從孕穗、抽穗、開花授粉直到受精過程中，所需最適溫度為25～30℃，期間日平均氣溫低于23℃就會出現大量空秕粒，導致減產[13]。

由圖1可知，2020年9月14日?10月7日，大通湖區遭遇到了嚴重的寒露風天氣，此次寒露風還伴隨有連續的降雨，根據前人總結出的評定標準[14]可斷定為重度寒露風。另外，10月1?6日溫度驟降，其中10月6日日平均溫度僅10.9℃，進一步加重了寒露風對水稻產量及產量構成的影響。該寒露風天氣，是導致本試驗中晚稻結實率、有效穗數、成穗率和產量偏低的重要原因。

1.5 指標測定

1.5.1 秧苗素質調查

在秧苗移栽前3d，每處理隨機選取3個樣本，每個樣本20株，調查最長根長、總根數、苗高、葉齡和莖基寬；每處理隨機取100株，按莖葉、根分類，將分類樣品在105℃殺青，后轉至80℃烘干至恒重，調查地上部及地下部干重，3次重復。

1.5.2 分蘗動態調查

秧苗返青后，每小區選取代表性植株連續10穴，統計基本苗數，每4d定期調查莖蘗數，至分蘗末期或抽穗期結束。

1.5.3 生育期記載

記錄播種期（SS）、返青期（RD）、幼穗分化始期（PI）、始穗期（TFEP）、抽穗期（HD）、齊穗期（FHD）和成熟期（MS）。并計算出生育期。

1.5.4 產量及產量構成

于成熟期在每小區的測產區域連續測量20蔸稻株穗數作為有效穗，每小區按對角線取樣法，從測產區域選取具有代表性的植株10穴進行考種，將所有稻穗脫粒后水選分離實粒與空秕粒，于80℃恒溫下烘干至恒重。稱取3份30g的實粒、3g的空秕粒，計數，考察結實率、千粒重和每穗粒數，將樣品按莖、葉、籽粒、枝梗分類，測定干物質重。從每小區中心收割5～8m2用于測產，谷粒用風機篩選后曬干、稱重，同時用自動數字水分儀( DMC700，USA) 測定稻谷籽粒含水量，折算成13.5%含水量的實際產量。

調查成穗率、抽穗率、抽穗成穗率及收獲指數。計算式為

式中，P表示單位面積有效穗數（104·hm?2）；MTN表示單位面積最高分蘗數（104·hm?2）；ISN表示單位面積無效穗數（104·hm?2）；EN表示單位面積抽穗數（104·hm?2）；PET表示成穗率（%）；TESR表示抽穗成穗率（%）；HR表示抽穗率（%）。

1.5.5 寒露風評定指標

根據湖南省地方標準，以連續3d或以上日平均氣溫≤22℃作為雜交稻的寒露風指標[15]。

1.6 數據分析

試驗數據的整理及統計分析采用Microsoft Excel 2019和SPSS 18.0數據處理系統進行。

2 結果與分析

2.1 精量有序機拋種植模式對晚稻秧苗素質的影響

由表1可見，同一品種水稻在不同播種育秧方式下的秧苗素質存在明顯差異。總體上看，精量有序機拋模式培育的泰優390秧苗，除苗高略低于其他處理外，其根長、葉齡、單株根數、單株莖基寬、單株莖葉干重、單株根干重、充實度均高于另外兩種模式培育的秧苗，并與機插模式培育的秧苗差異達到顯著水平。H優518也同樣，精量有序機拋模式培育的秧苗除苗高、單株根干重外，其他指標均為最高，并與機插模式的差異顯著。精量有序機拋模式的充實度最高，表明其更有利于單位長度干物質積累。同一模式下不同品種間的秧苗素質存在顯著差異，總體上品種H優518的秧苗素質較好，泰優390次之。其中在單株莖葉干重、單株根干重上差異顯著。總的來說，品種H優518的秧苗素質優于泰優390；精量有序機拋模式的秧苗素質優于常規機插秧和人工手拋秧模式，且顯著優于常規機插秧模式。

表1 不同育秧方式下晚稻的秧苗素質比較

注：小寫字母表示同一品種不同模式間在0.05水平上的差異顯著性，大寫字母表示同一模式下不同品種間在0.05水平上的差異顯著性。S1、S2、S3分別為常規機插秧(T1)、人工手拋秧(T2)和精量有序機拋(T3)三種種植方式所對應的播種育秧方式。下同。

Note：Lowercase indicates the difference significance among treatments at 0.05 level, and capital letter indicates the difference significance among cultivars in the same pattern at 0.05 level. S1, S2 and S3 are the corresponding seedlings cultivation way of three planting methods: conventional mechanized transplanting(T1), traditional seedling throwing(T2) and orderly mechanical seedling-broadcasting(T3). The same as below. SBWPP is stem base width per plant; DMWSLPP is dry matter weight of stem leaf per plant; DMWRPP is dry matter weight of root per plant.

2.2 精量有序機拋種植模式對晚稻生育期的影響

由表2可知，精量有序機拋秧返青最早，手拋秧次之，機插秧最遲，秧苗素質差及植株受傷較重是機插秧返青慢的主要原因，精量有序機拋秧秧苗素質好，所以返青較快。2020年湖南省寒露風始于9月14日，由表2可知，僅有品種H優518的精量有序機拋秧在寒露風到來之前抽穗，但品種H優518其他處理均在寒露風到來不久后抽穗。在寒露風影響下，不同品種間，同期播種移栽的秧苗，各處理均以精量有序機拋秧生育期最短，手拋秧次之，機插秧最長，分別較精量有序機拋秧延遲3～4d和11～12d，且生育期較長品種泰優390相對延遲天數較多。與精量有序機拋秧相比，機插秧及手拋秧處理生育期延長主要在移栽?幼穗分化始期，其中，機插秧和手拋秧分別延長6d和2d。說明秧苗素質好，移栽后返青快，個體發育較快，群體進入幼穗分化期較快，整個生育進程加快。此外，晚熟品種泰優390的機插秧、手拋秧處理在幼穗分化始期?成熟期分別較精量有序機拋秧延長6d和2d，H優518分別延長2d和1d。說明秧苗素質好、抽穗早，能有效緩解寒露風對水稻生育進程的推遲效果，減輕寒露風帶來的損失。

2.3 精量有序機拋種植模式對晚稻分蘗的影響

由表3可知，不同品種間，H優518的最高分蘗數、最終分蘗數、有效分蘗數均高于泰優390，且在有效分蘗數上差異達到顯著水平，說明生育期較短的中熟品種較生育期長的晚熟品種受到寒露風影響的時間短、危害小。不同品種間，均表現為精量有序機拋秧最早開始分蘗，比機插秧、手拋秧早1～2d，說明秧苗素質好、移栽后返青快、分蘗較早。

表2 不同移栽方式下水稻的生育期表現及生育階段

Note: SS is seed sowing; RD is regreening date; PI is panicle initiate; TFEP is the first ear period; HD is heading day; FHD is full heading time; MS is the mature stage; TGP is total growth period.

表3 不同移栽方式的晚稻莖蘗數對比

Note: TBP is tillering beginning period; CPET is critical period of effective tiller; MTN is maximum tiller number; FTN is final tillering number; ETN is effective tillering number.

成穗率由抽穗率（抽穗數/最高分蘗數）及抽穗成穗率（有效穗數/抽穗數）的乘積決定。由表4可知，不同品種間，除手插秧外均表現為晚熟品種泰優390的抽穗率顯著高于中熟品種H優518，說明正常天氣狀況下泰優390的抽穗率較高，但受寒露風影響大的機插秧的抽穗數顯著減少，且低于另一品種。此外不同品種間均表現為中熟品種H優518的抽穗成穗率和成穗率顯著高于遲熟品種泰優390，其中中熟品種H優518的抽穗成穗率除機插秧外都接近100%；精量有序機拋秧的抽穗成穗率、成穗率均高于另外兩個處理，且與機插秧差異達到顯著水平。由此可見，秧苗素質好，返青快，生育進程提前，可有效降低寒露風對成穗率的減少效果。總的來說，寒露風嚴重影響了晚稻的傳粉受精，使有效穗數顯著降低，最終影響到產量的形成，且寒露風對晚熟品種的影響顯著高于中熟品種；同機插秧、手拋秧相比，兩品種均表現為抽穗較早的精量有序機拋秧能有效增多有效穗數。結果表明，在寒露風年份，采取措施提前生育期，使水稻盡早抽穗，是提高成穗率的關鍵。

2.4 精量有序機拋種植模式對產量及產量構成的影響

由表5可知，同一品種不同種植方式處理均表現為精量有序機拋秧的產量最高，手拋秧次之，機插秧最低，且處理間差異顯著。同一處理下，不同品種間均表現為中熟品種H優518的產量顯著高于晚熟品種泰優390。其中，在品種泰優390中精量有序機拋秧處理分別比手拋秧、機插秧增產21.7%和273.5%；在品種H優518中精量有序機拋秧處理分別比手拋秧、機插秧增產12.9%和19.6%。從產量構成因素可以看出，在寒露風影響下，同一品種中均表現為精量有序機拋秧的結實率、千粒重、有效穗數、收獲指數最高，且均與機插處理差異顯著；同

表4 不同移栽方式的成穗率對比

Note: HR is heading rate; TESR is take the ears into a spike rate; PET is percentage of earbearing tiller.

表5 不同播種移栽方式下水稻產量及產量構成對比

一處理下產量構成因素中除每穗粒數外，均表現為中熟品種H優518顯著高于晚熟品種泰優390。說明寒露風影響下，晚稻的結實率、千粒重、有效穗數、收獲指數顯著降低，但結果顯示，生育期較早的品種較生育期遲的品種受影響小；生育期相對提前的處理受影響小，其中，精量有序機拋處理生育期最早，受影響最小，產量相對較高。說明采取能將生育期提前的栽培措施或者種植生育期較短的品種，是減輕寒露風對晚稻產量損失的有效辦法。

3 討論與結論

3.1 討論

育秧是水稻栽培技術的重要環節，培育壯秧是水稻高產穩產的關鍵。有研究表明，水稻秧苗素質的好壞直接影響到水稻插秧后返青的快慢，從而影響水稻的產量和米質[16]。本研究表明，采用拋秧盤缽苗育秧的水稻秧苗素質顯著高于常規機插的毯苗育秧方式，不同育秧方式下，精量有序機拋的育秧方式（缽苗育秧）能夠提高秧苗的總根數、最長根長、單株莖基寬、單株莖葉干重、單株根干重和充實度，有利于水稻前期物質積累。精量有序機拋秧的秧苗素質最高，這可能是由于精量播種使單株秧苗的生長空間相對擴大，養分相對增多，有利于秧苗的生長，更有利于壯秧的形成，且能在秧苗移栽后迅速返青，提前生育進程。這與前人在印刷播種上的研究結果較一致[17?19]。

鄭昌玲等[20]研究認為，寒露風天氣使抽穗開花階段的晚稻抽穗緩慢、授粉不良，結實率下降，影響晚稻產量形成。據了解，環洞庭湖區域，雙季晚稻一般于9月上中旬開始抽穗，抽穗越遲，受到寒露風影響的風險越大。前人研究表明，在湘北地區出現寒露風危害的風險較高[21]。因此，在湘北地區，采取適當栽培措施使晚稻生育期提前，是避開或減少寒露風危害的有效方法。本試驗表明，同期播種移栽的不同晚稻品種生育期均以精量有序機拋秧的生育期最短，手拋秧次之，機插秧最長，分別較精量有序機拋秧延長3～4d和11～12d。這主要是由于營養生長期延長，以及受到寒露風的影響后營養生長與生殖生長并進期及生殖生長期相對延長造成。這與羅友誼等[22]研究一致。林洪鑫等[23]研究表明，寒露風發生后，致使水稻結實率、千粒重和產量下降。白光志等[24]研究表明花期低溫處理抑制晚稻光合作用，4d及以上低溫處理顯著降低結實率，減緩籽粒灌漿過程，對產量形成不利。本試驗表明，在受到寒露風影響的背景下，不同處理的水稻有效穗數、成穗率、結實率、千粒重之間的差異，主要受到水稻孕穗、抽穗、灌漿結實期遭受寒露風影響的時間和持續時長的影響，受害越早、持續時間越長，有效穗數、成穗率、結實率和千粒重越低，最終產量越低。本研究中，精量有序機拋秧的結實率、千粒重、有效穗數和收獲指數均為最高，且顯著高于機插秧，最終產量表現為，品種泰優390中精量有序機拋秧處理分別比手拋秧、機插秧增產21.7%和273.5%，H優518分別增產12.9%和19.6%。因此，使用精量有序機拋種植模式，可以有效減輕寒露風帶來的損失，具有減災穩產的效果。

本研究僅從秧苗素質與生育期方面對精量有序機拋秧在寒露風影響下的減災穩產效果進行分析，屬于表觀淺顯的探索，其生理減災機理還需更進一步研究。此外，本試驗由于在水稻分蘗期除草劑使用不當，產生了藥害，使水稻營養生長受到影響，生育期整體后移6～7d，導致原9月上旬可抽穗的H優518品種的部分處理、原9月中旬可抽穗的泰優390品種全部處理均未在9月15日前安全齊穗，恰逢湖南省9月14日?10月7日發生嚴重寒露風，最終導致此次試驗晚稻受災嚴重，產量嚴重偏低；加之前茬早稻由于天氣原因收割過遲，影響到了晚稻秧苗的及時移栽，也是其遭遇寒露風危害大大加重的原因。因此，在大田生產上，為了水稻能在安全期內齊穗，應加強農戶對寒露風危害的重視，時刻關注天氣狀況，及時應對；其次，應根據水稻品種的生育特性及當地的氣候條件，科學合理選擇品種、種植方式和播種日期；此外，還應該加強田間管理，有必要噴施促進雙季晚稻抽穗的藥劑，使其在安全期內齊穗。

3.2 結論

使用精量有序機拋方式育出的水稻秧苗素質較高，移栽大田后返青較快，分蘗較早，后期分蘗下降幅度小，無效分蘗少，有效穗數、結實率、千粒重和收獲指數較高，比人工手拋、常規機插秧更能促進水稻產量的提高。此外，該方式能適當縮短晚稻生育期，在受寒露風影響的情況下，更具有減災效果。

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Effects of Orderly Mechanical Seedling-Broadcasting on Disaster Reduction of Double Cropping Late Rice Production under Autumn Low Temperature(ALT)

XIANG Li, TANG Qi-yuan, WANG Wei-qin, ZHENG Hua-bin, ZHENG Zhi-gang

(College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

In 2020, field trials were conducted in Datonghu District in Hunan province according to the split zone design, using rice varieties Taiyou390 and Hyou518 as materials, with conventional machine transplanting (T1), manual seedling throwing (T2) and orderly mechanical seedling-broadcasting (T3), to determine the seedling quality, yield and yield composition, stem dynamics and growth period under different planting methods, and to explore the influence of different planting methods on the growth and development characteristics, grain yield and yield components of the late season rice under the influence of autumn low temperature(ALT). Find out planting methods that have more stable yield and disaster reduction effects under the influence of ALT, and explore their disaster reduction mechanisms to provide a theoretical basis for rice production and disaster prevention and reduction strategies. The results showed that: (1) the seedling quality of the orderly mechanical seedling-broadcasting planting model cultivated by the pot seedling raising technology was significantly better than that of the blanket seedling raising technology. (2) The orderly mechanical seedling-broadcasting model obsessed the highest growth recovery and tillering speed than other models. (3) The orderly mechanical seedling-broadcasting shortened the growth duration of rice, which was reduced by 4?12d and 3?8d, respectively for Taiyou390 and Hyou518 as compared with other models. (4) Under ALT, the panicle-tiller rate, grain filling percentage, harvest index, panicle number, grain weight and grain yield of rice was improved under orderly mechanical seedling-broadcasting model. When compared with T1 and T2, the grain yield under orderly mechanical seedling-broadcasting was increased by 21.7% and 273.5% for Taiyou390, and was increased by 12.9% and 19.6% for Hyou518, respectively. In summary, the orderly mechanical seedling-broadcasting pronouncedly enhanced the performance of late season rice regarding seedling quality, growth recovery and early tillering speed, panicle numbers, grain filling percentage, grain weight and grain yield especially under ALT. The present study demonstrated that the orderly mechanical seedling-broadcasting is a safety rice mechanical production method to guarantee the safe production of late season rice under severely chilling stress.

Seedling quality; Growth period; Orderly mechanical seedling-broadcasting; Yield; Autumn low temperature (ALT)

10.3969/j.issn.1000-6362.2022.06.007

向麗,唐啟源,王慰親,等.精量有序機拋種植模式對寒露風影響下雙季晚稻生產的減災作用[J].中國農業氣象,2022,43(6):499-508

收稿日期：2021?09?02

國家現代農業產業技術體系建設專項（CARS?01?27）

通訊作者：唐啟源，教授，研究方向為水稻高產高效栽培、水稻秸稈綜合利用、高活力種子生產，E-mail:cntqy@aliyun.com

向麗，E-mail: 3360007318@qq.com