不同種植模式對水稻生長的影響及適宜直播品種的篩選

方志強，陸展華，王石光，劉 維，盧東柏，王曉飛，巫浩翔，陳 浩，何秀英

（廣東省農業科學院水稻研究所/廣東省水稻育種新技術重點實驗室/廣東省水稻工程實驗室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】傳統的水稻種植模式需要大量的勞動力，費工費力，生產效率以及資源利用率低［1］。基于此，水稻種植區迫切需求低成本的水稻種植模式，如直播、機械化栽培模式等，以緩解傳統育苗移栽在整地、播種、拔秧以及幼苗移栽等過程中因水、地、勞動力和能源短缺而引起的各種矛盾［2-3］。相比傳統的育苗移栽，水稻直播具有節省勞動力、省秧田和省成本等優點，近年來在華南、長江中下游等水稻主產區迅速推廣，成為我國水稻生產的重要種植模式之一［4-7］。

【前人研究進展】直播稻的主要播種方式主要有旱直播和水直播兩種方式。廣東省常年受降雨和臺風等惡劣氣候的影響，相關研究表明，淹水直播能有效地解決直播稻目前生產上存在的苗期草害、鼠害、鳥害等主要問題［8］。在淹水直播過程中，為控制雜草以及防止鳥食，往往將發芽的種子浸沒在有水層的田塊中，因此對水稻的耐缺氧能力要求較高。一般耐淹水成苗能力高的直播稻品種，對后期苗的活力、營養利用乃至產量有較大的幫助［9］。抗倒性是直播稻極其重要的性狀，倒伏會減少水稻產量，降低稻米品質，并大幅度影響成熟后的收割，相關研究表明直播稻的倒伏風險遠大于常規育苗移栽的種植方式［10］。對于農民來說，水稻品種是否適宜直播主要體現在最終的產量。據報道，一般直播水稻在結實率、抗倒能力及產量等方面較移栽低，很難實現高產穩產，水稻直播的產量較育苗移栽降低2%～42%，平均降幅達12%［11］。因此，耐淹性、抗倒性和豐產性是限制直播稻發展的重要因素。篩選適宜直播種植的品種，在輕簡化種植模式下保持水稻高產穩產是關鍵因素［12］。

【本研究切入點】廣東省作為典型的雙季稻主產區，水稻直播逐漸成為該地區的重要栽培模式之一，其面積約占廣東省水稻面積的25%［13］。因此，適宜淹水直播水稻品種的篩選至關重要。【擬解決的關鍵問題】本研究通過模擬大田淹水直播成苗率，以及傳統移栽育苗與大田直播試驗比較，對25 份供試水稻品種（品系）的生育期、抗倒性和豐產性等指標進行系統的分析與評價，旨在篩選適宜廣東及華南稻區直播的水稻品種，為水稻新品種培育提供理論基礎和實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為廣東省農業科學院水稻研究所選育的粵新銀占2 號、美香占2 號、粵農絲苗、粵禾絲苗等25 份品種（品系）以及3 個對照種，其中模擬大田淹水直播試驗以廣泛應用的黃華占和淹水成苗率低的麗江新團黑谷為對照，大田直播試驗則以黃華占和抗倒伏能力弱的象牙香占作對照。

1.2 模擬大田淹水直播成苗試驗

模擬大田淹水試驗參考劉艷等［14］的方法并稍作調整。從供試水稻品種每個品種取300 粒種子（挑去空粒、癟粒及發霉的種子）放在培養皿中，加入0.6%次氯酸鈉溶液進行滅菌后，自來水沖洗3 次，在28 ℃的水中浸泡48 h，之后催芽至種子露白。在周轉箱（百杰塑料工廠，710 mm×455 mm×180 mm）中裝入5 cm 拌好的泥土，然后用分隔條分隔成6 cm×6 cm 的方格，每個方格播1個水稻品種，每個品種設3 次生物學重復，每個重復播20 粒種子。播種后蓋一層厚1 cm 的細沙，向周轉箱內緩慢加水直至沙層表面上形成約5 cm 的水層。試驗在人工氣候室中進行，環境參數設置為光照14 h，30 ℃；黑暗10 h，28 ℃。播種后15 d統計露出5 cm水層的幼苗數量，計算成苗率。

1.3 大田試驗設計

供試材料于2021 年在廣州市白云區廣東省農業科學院水稻研究所試驗基地分早、晚季種植。試驗采用隨機區組設計，設3 次生物學重復。氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）肥施用量分別為225、112.5、112.5 kg/hm2。依據研究需求，設置以下2 組試驗：

1.3.1 直播試驗 水稻直播以人工撒播形式，早季于2021 年3 月1 日播種，晚季于7 月19 日播種，每個小區播100 粒種子，小區面積50 cm×80 cm。氮肥運籌按基肥∶分蘗肥∶穗肥=2∶4∶4，分蘗肥于3 葉1 心期施用，穗肥于葉齡指數為80%時一次性施用；磷肥一次性基施，鉀肥分基肥和拔節期2 次等量施入。

1.3.2 育苗移栽試驗 早季于2021 年3 月1 日播種、4 月3 日人工移栽，晚季于7 月19 日播種、8 月4 日人工移栽，行株距16.7 cm×16.7 cm，每個小區插植5 行，單苗種植，每行10 株，共50 株。氮肥運籌按基肥∶分蘗肥∶穗肥=2∶4∶4，分蘗肥于葉齡指數為60%時一次性施用，穗肥于葉齡指數為80%時一次性施用，磷肥作為基肥施用，鉀肥分基肥和穗肥等量施用。

1.4 調查項目及方法

1.4.1 生育期調查 調查早、晚兩季水稻播種期、移栽期、始穗期、齊穗期、成熟期等主要生育期。其中始穗期以全田抽出10%稻穗為準，齊穗期以全田抽出80%稻穗為準，成熟期以水稻穗部90%成熟為準。

1.4.2 水稻抗倒伏檢測 在水稻抽穗后20 d，根據我國水稻田間試驗規范（DB32/T 2853-2015）記載標準判斷水稻抗倒伏性：直，莖稈直立或基本直立；斜，莖稈傾斜角＜45°；倒，莖稈傾斜角＞45°；伏，莖穗完全貼于地面［15］。

1.4.3 株高調查及測產 在水稻抽穗后每個小區隨機選取株型基本一致的10 株測量株高（土面至最高穗頂的高度）。水稻完熟后收獲，稱取每個小區的實際產量，計算單產。

試驗數據采用SPSS 26.0 軟件進行統計分析，采用Excel 軟件繪制圖表。

2 結果與分析

2.1 水稻耐淹成苗特性

模擬大田淹水直播試驗結果（圖1）顯示，供試品種的耐淹成苗能力顯著高于對照種麗江新團黑谷（淹水成苗率28.75%），其中粵新銀占2號、粵晶絲苗2 號、粵農絲苗、粵美占、禾廣絲苗、廣油占和黃華占7 個品種的耐淹成苗率達90%以上，以粵農絲苗最高（95.5%），稍高于對照種黃華占（93%）；美香占2 號、粵油絲苗、粵泰油占等5 個品種的耐淹成苗率在80%以上，其余大部分品種的耐淹成苗率為60%～70%，均顯著高于對照種麗江新團黑谷。

圖1 供試水稻品種的耐淹成苗率Fig.1 Seedling rates of tested rice varieties with submergence tolerance

2.2 育苗移栽和直播種植模式對水稻生育期的影響

從表1 可以看出，水稻直播種植早季播始歷期70～80 d、全生育期120 d 左右，晚季播始歷期60～65 d、全生育期95～101 d；育苗移栽早季播始歷期90～95 d、全生育期125～135 d，晚季播始歷期70～75 d、全生育期為105～110 d。在正常的田間管理條件下，早季直播的播始歷期及全生育期比育苗移栽縮短10～20 d，而晚季直播的播始歷期及全生育期比育苗移栽縮短7～15 d。因此，直播比移栽生育期短，主要表現在營養生長期的差異。

表1 育苗移栽和直播對水稻生育期影響Table 1 Effects of seedling transplanting and direct seeding on growth period of rice

2.3 移栽和直播種植模式對水稻株高的影響

由表2 可知，早季育苗移栽株高為117.90 cm、直播株高為99.93 cm，晚季育苗移栽株高為113.10 cm、直播株高為114.38 cm，均低于對照種象牙香占。早季除了粵特油占育苗移栽株高顯著高于直播外，其余品種育苗移栽的株高均極顯著高于直播；而晚季僅有粵美占、粵黃廣占和廣油占3 個品種育苗移栽株高極顯著高于直播，其余品種差異均不顯著。可見，早、晚季育苗移栽的株高均高于直播，且早季育苗移栽株高與直播差異均達到顯著以上水平。

表2 育苗移栽和直播對水稻株高的影響Table 2 Effects of seedling transplanting and direct seeding on plant height of rice

2.4 移栽和直播種植模式對水稻抗倒伏的影響

不同水稻品種的抗倒伏能力有所不同。由表3 可知，參試品種的抗倒伏能力均強于對照種象牙香占，在不同的栽培模式下，水稻的抗倒伏性有一定的差異，從田間表型來看，早、晚季水稻育苗移栽抗倒性明顯優于直播（圖2）。由于廣東早季易受臺風、降水等極端天氣的影響，大部分水稻品種早季直播的抗倒性要弱于晚季。本研究中，大多數參試品種抗倒伏能力強于象牙香占，其中粵農絲苗、粵禾絲苗、粵標5 號等11 個品種表現為抗倒伏能力強。

圖2 早季直播部分參試品種田間表型Fig.2 Field phenotype of partial tested varieties with direct seeding in early season

表3 育苗移栽和直播對水稻抗倒伏性的影響Table 3 Effects of seedling transplanting and direct seeding on lodging resistance of rice

2.5 不同栽培模式對水稻產量的影響

對參試品種在育苗移栽和直播兩種不同栽培模式的產量分析結果（表4）發現，早季參試品種中包括對照在內的14 份參試品種表現減產，且育苗移栽與直播差異達到顯著以上水平，以粵銀軟占直播比育苗移栽減幅最大、為35.42%，減幅達極顯著水平；其余13 份品種均表現增產，增幅為0.62%～10.80%，以粵莉絲苗增幅最大、為10.80%，增幅達極顯著水平。晚季有12 份參試品種表現減產，其中粵新銀占2 號晚季育苗移栽產量為9 492.44 kg/hm2，直播產量為7 715.39 kg/hm2，直播比育苗移栽減產23.03%，減幅達極顯著水平；其余15 份參試品種表現增產，其中粵莉絲苗育苗移栽產量為6 018.19 kg/hm2，直播產量為8 093.57 kg/hm2，直播比育苗移栽增產25.64%，增幅達極顯著水平。在本研究25 份參試品種中，粵農絲苗、粵禾絲苗、粵美占、粵莉絲苗、禾粵絲苗、五山絲苗、廣油占、粵特油占和金農絲苗9 份 品種早、晚季均表現為直播比育苗移栽增產。

在日產量方面，早、晚季參試品種的日產量在不同的種植模式下也有所差異（表4），直播稻日產量高于育苗移栽，說明大部分水稻品種在直播條件下，生育期的縮短未導致日產量降低。

2.6 直播稻各性狀的相關性

直播稻各性狀相關性分析結果（表5）表明，早、晚季直播稻日產量與產量呈極顯著正相關，相關系數分別為0.988 和0.992；生育期與株高呈顯著或極顯著正相關，相關系數分別為0.481 和0.605；早季生育期與倒伏的田間表型呈顯著負相關，相關系數為-0.451；而晚季株高與田間倒伏能力呈顯著正相關，相關系數為0.426。由此可知，早、晚季直播稻生育期縮短，株高降低，日產量的增加會導致產量的增加。

表5 直播稻各性狀相關性分析Table 5 Correlation analysis of traits of direct seeding rice

3 討論

水稻通過耐淹和避淹能力應對缺氧或低氧環境，但現有的直播稻品種耐低氧能力不強，淹水成苗能力低［16-17］。前人對大量的水稻種質研究發現，多數水稻在淹水條件下發芽成苗率低，低氧萌發性好的種質不足2%［18-20］。Angaji 等［21］對8 000 多份IRRI 遺傳資源中心的種質和品系進行耐淹性實驗發現，只有19 份材料的耐淹出苗率超過70%，約占供試材料的0.23%。而本研究通過對參試材料的耐淹成苗能力試驗，發現粵新銀占2 號、粵晶絲苗2 號、粵農絲苗、粵美占、美香占2 號、粵油絲苗、粵泰油占等12 個品種的耐淹成苗率達到80%以上，大部分品種的耐淹成苗率為60%～70%，表明大部分的參試品種具有很好的耐淹水特性，適宜水稻直播栽培模式。

相對于育苗移栽，水稻直播省去了拔秧及移栽后返青活根的過程，能促使水稻提早分蘗，加快生長發育。同時因直播稻分蘗早，有效穗數多，每穗總粒數減少，其灌漿結實成熟時間提前，導致全生育期縮短［22］。在參試品種中，早季直播稻的播始歷期以及全生育期比育苗移栽早10～20 d，而晚季直播稻的播始歷期及全生育期比育苗移栽提前7～15 d，說明當育苗移栽和直播處在同一播種期時，直播稻的生育期明顯縮短，而且主要集中在營養生長期，這與前人研究結果基本一致［23-24］。直播稻生育期的縮短能讓種植戶選擇更安全的播種期，避開雙季稻種植區早季的“寒潮”和晚季的“寒露風”，也可以減少雙季稻種植區“雙搶”時期的壓力。

抗倒性是直播稻的重要性狀之一，有利于糧食穩產和收獲效率的提升。本研究中，大部分參試品種的直播種植模式抗倒性比育苗移栽弱。水稻倒伏主要有根倒伏、莖彎折和莖折斷3 種類型。由于直播稻省去了移栽的過程，根系扎根較淺，因此對根倒伏更敏感［25］，這可能也是本研究直播稻的抗倒性比育苗移栽抗倒性弱的原因。因此，加強對直播稻品種地下根系部分的研究，對提高直播稻品種的抗倒伏能力具有重要意義。

豐產性對于直播稻來說是一個至關重要的指標，前人相關研究表明，水稻直播的產量普遍比育苗移栽低［12,26-27］。但在本研究的參試品種中，無論是早季還是晚季，有些直播稻品種的產量高于育苗移栽，而有些低于直播稻，且直播稻生育期的縮短并未影響到日產量的積累。因此，在直播條件下，由于水稻品種的不同，與育苗移栽相比增產或減產的差異也有所不同。

在我國，大部分直播稻品種都是從傳統的栽培模式中篩選出來，因此可以通過對現有的水稻種植挖掘和利用，篩選出適宜直播的水稻品種。但由于受到華南稻區惡劣氣候的影響，淹水直播是最理想的直播方式［8］。在淹水直播條件下，對水稻的耐淹性、抗倒性、豐產性提出了更高的要求。

4 結論

本研究以廣東省農業科學院水稻研究所選育的25 個水稻品種為材料，進行模擬大田淹水直播成苗試驗發現，粵新銀占2 號、粵農絲苗、粵泰油占等12 個品種的耐淹成苗率達到80%。通過對育苗移栽和直播兩種不同種植模式農藝性狀及產量進行分析，發現早、晚季直播稻生育期比育苗移栽平均縮短7～15 d，其中11 份水稻品種的抗倒性強。不同品種在不同栽培模式的增產或減產幅度也有一定的差異。綜合耐淹性、抗倒性和豐產性等指標，輕簡化與豐產穩產結合，本研究篩選出粵農絲苗、粵美占、五山絲苗、粵特油占等4 個品種比較適宜廣東及華南稻區的直播栽培模式。