不同栽培方式對加勒比熱帶海洋氣候區常規稻產量、生育期及溫光利用的影響

DOI：10.19462/j.cnki.zgzy.20240918007

摘要：在加勒比熱帶海洋氣候區的多米尼加共和國，以本地種植面積最廣的2個常規秈稻品種LRC JUMA 69-20及LRC JUMA 70-22為試驗材料，采用手栽、直播及拋秧3種不同栽培方式，研究不同栽培方式對水稻產量構成因素、產量、生育期以及溫光利用的影響。結果表明：2個水稻品種有效穗數均表現為：拋秧gt;直播gt;手栽，且差異顯著；穗粒數以手栽處理最高，顯著高于拋秧及直播；LRC JUMA 69-20品種產量以拋秧最高，其次為手栽，兩者分別較直播顯著提高15.15%和14.14%；LRC JUMA 70-22品種產量表現為手栽gt;拋秧gt;直播，但差異不顯著；直播和拋秧較手栽能明顯縮短生育期，直播平均縮短34d，拋秧平均縮短28d；2個水稻品種均以手栽的全生育期有效積溫及日照時數最多，其次為拋秧，直播最少，且相互間差異顯著，積溫生產效率及籽粒日照時數生產效率均為拋秧最高，其次為直播，手栽最低。因此，拋秧處理生育期介于直播與手栽之間，能實現一年三熟制，產量略低于手栽，若科學管理亦能獲得高產，在有限的生育期溫光資源下實現最高的籽粒積溫生產效率及日照時數生產效率，并且拋秧處理相較手栽處理在節省人工上具有一定優勢，適宜在多米尼加等加勒比熱帶海洋氣候區推廣利用。

關鍵詞：熱帶海洋氣候區；水稻；栽培方式；產量；生育期；溫光利用

Effects of Different Cultivation Methods on Yield，Growth Period and Temperature and Light Utilization of Conventional Rice under

Tropical Marine Climate in the Caribbean

HE Jiale1，JIANG Wenqian2，LI Lei1，LI Yanyao1，HE Po1，WENG Yong3

（1Miluo Agriculture and Rural Affairs Bureau，Miluo 414400，Hunan；2Institute of Subtropical Agriculture，Chinese Academy of Sciences，Changsha 410125；3Yuan Longping High-Tech Agriculture Co.，Ltd.，Changsha 410125）

根據聯合國糧食及農業組織統計數據顯示，2022年中國水稻種植面積為0.3億hm2，占世界總種植面積的18.18%，稻谷總產量為2.1億t，占世界稻谷總產的27.06%。中國是世界上最大的稻谷消費國之一，預計到2030年我國稻谷宏觀消費總量將達到1.42億t[1]。軟盤拋秧技術在中國已成熟應用多年，節省勞工且顯著提高了產量，實際應用效果優良，有效提升了水稻種植的社會效益和經濟效

益[2-5]。多米尼加共和國位于加勒比海沿岸，是典型的加勒比沿岸熱帶海洋氣候區，水熱充足、土壤肥沃，主要糧食作物為玉米和水稻[6]，其水稻種植技術起源于20世紀80年代中國臺灣省推廣的常規稻種植技術，以水育秧人工移栽種植技術為主。水稻品種來源于周邊拉美國家，如委內瑞拉、墨西哥等，種植技術相對單一，依據多米尼加農業部發布的2022年農業生產統計數據，2022年多米尼加水稻種植面積為17.3萬hm2，年產量為3.87t/hm2，水稻產量水平較低。近年來，由于當地青壯年勞動力多向城市服務業轉移，導致農村勞動人口不足問題突出，而當地由于對除草劑使用限制嚴格，相對節省人工的直播種植無法大面積進行生產應用，因此引入中國拋秧種植技術在提高當地水稻種植效益、解決農業勞動人口不足問題以及保護農業生態環境等方面具有重要意義。

研究表明，不同栽培方式的水稻產量[7-8]、生育期以及溫光利用[9-10]方面表現出一定差異性，拋秧在提升作物產量尤其是縮短生育期上具有一定優

勢[11-12]。前人[13-14]研究探查了采用塑料軟盤拋栽與手栽、直播栽培在國內雜交水稻品種上的應用，進行了水稻生長發育以及溫光利用方面的對比，發現了不同栽培方式在溫光利用上的差異與規律。但大多數研究結論僅適用于中國主要水稻生產區，而對于中美洲加勒比海地區常年具有較高熱量及光照條件的熱帶海洋氣候環境下不同國外水稻品種及其種植方式的研究較少。

本研究擬在中美洲加勒比海地區多米尼加共和國典型熱帶海洋氣候條件下，探究當地水稻常規稻品種在中國軟盤育秧拋秧技術、當地水育秧手栽、水直播3種栽培方式下的產量構成、生育期及溫光利用特性，以期了解中國軟盤拋秧技術在當地的應用優勢，為中國軟盤拋秧技術在加勒比熱帶海島地區的推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 本試驗供試品種為多米尼加共和國種植面積最廣的2個常規秈稻品種：LRC JUMA 69-20、LRC JUMA 70-22（以下分別簡稱69-20、70-22），在多米尼加這2個水稻品種的種植面積占本國水稻總種植面積的62%，具有典型代表性。

1.2 試驗地點 本試驗于2023-2024年在多米尼加共和國Monse?or Nouel省Bonao市的國家水稻研究中心開展（18°54′N，70°23′W），海拔178m，年降水量為2200mm，年均氣溫為25.6°C，屬熱帶海洋性氣候，氣溫年較差小。試驗田前茬作物為水稻，試驗地塊共計6186.67m2。土壤有機質含量為28.6g/kg，pH值為5.8，鐵含量為362mg/kg，鋅含量為1.9mg/kg，陽離子交換量為8.79mol/kg，含砂量為31%，淤泥含量為24%，粘土含量為45%，土壤為粘質土，地形平坦，肥力中上且均勻。

1.3 試驗設計 于2023年采用包括本試驗供試品種在內的5個水稻品種開展了種植預試驗并在全國主要水稻種植區進行實地測繪調查，掌握了當地的氣候、土壤肥力特性以及主要水稻品種的生長特性、生育期等信息。于2024年1月采用中國水稻拋秧技術以及當地習慣的直播與手栽種植技術，在試驗地塊開展水稻種植試驗。試驗共設3個處理，即拋秧、直播和手栽，每個處理設3個重復，每個處理占地面積2000m2，各處理中間設置用塑料薄膜包覆的田埂隔離。

手栽秧于當地時間2024年1月1日播種，1月30日移栽，移栽葉齡3.3～3.6葉，株行距30cm×

13cm；拋秧于1月5日播種，采用中國進口塑料軟盤育秧，每孔播撒3～4粒種子，1月22-23日移栽，移栽葉齡4.4～4.7葉，單株平均帶蘗2.3～2.9個，平均栽培密度為29.23蔸/m2，拋秧完成后進行田間補缺；直播處理于2月17日直播至大田，用種量為60kg/hm2。

所有栽培處理采用相同的施肥方法與施肥量，施用46%尿素及氮磷鉀復合肥（15∶15∶15），生育期純氮投入量為200kg/hm2，按照4∶3∶3的比例施用基肥、分蘗肥和穗肥；拋秧和手栽處理在移栽前噴施三環唑防治稻瘟病，直播處理在播種前大田噴施三環唑與封閉型除草劑。

1.4 調查測定項目 詳細記載各處理的播種期、拔節期、始穗期及成熟期。成熟期每小區隨機抽樣75穴，測定株高、單穴有效穗數，在選取的75穴樣品中再隨機選取15穴測定結實率、每穗粒數和千粒重。成熟后進行大田收割，烘干后測量干谷重量，計算每hm2產量。由多米尼加國家水稻研究中心氣象觀測站提供本試驗所需的有效積溫、日照時數及其他相關氣象數據，計算積溫生產效率及籽粒日照時數生產效率2個溫光利用指標，計算公式如下：籽粒積溫生產效率[kg/（hm2·℃）]=單位面積籽粒產量/生育期有效積溫，籽粒日照時數生產效率

[kg/（hm2·h）]=單位面積籽粒產量/生長期總日照

時數。

1.5 數據統計及分析 使用Microsoft Excel 2003進行數據統計，用DPS 7.05進行方差分析，用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同栽培方式對常規稻農藝性狀及產量的影響 如表1所示，2個常規秈稻品種均為以手栽處理的穗粒數最多，拋秧次之、直播最少，處理間的差異顯著，其中69-20品種手栽的平均穗粒數達到145.0粒。田間有效穗數則以拋秧處理最多，2個品種均達到400.0萬穗/hm2以上，其中70-22品種的有效穗數達到437.1萬穗/hm2；手栽處理下的有效穗數最少，2個水稻品種的平均有效穗數僅為326.6萬穗/hm2；3種栽培方式下2個常規稻品種的株高、結實率及千粒重差異不顯著，其中株高均以直播最高。

69-20品種在拋秧處理下的產量最高，達到7.98t/hm2，而70-22品種拋秧處理的產量為6.90t/hm2，

略低于手栽處理，69-20品種3種栽培處理下的產量整體表現為拋秧gt;手栽gt;直播，70-22品種產量則表現為手栽gt;拋秧gt;直播。綜合來看，2個常規稻品種的平均產量拋秧處理為7.44t/hm2、直播處理為6.77t/hm2，較手栽處理的7.49t/hm2分別減少0.67%和9.61%。綜上所述，2個水稻品種在不同栽培方式下的實際產量表現出較大差異，也基本符合各處理間產量構成因素的變化趨勢。

2.2 不同栽培方式對常規稻主要生育期的影響 如表2所示，栽培方式的不同讓2個常規稻秈稻品種在水稻生育期上體現出明顯差異，拋秧和直播處理的生育期較手栽處理明顯縮短，其中直播處理下2個常規稻品種的全生育期較手栽分別減少了33d和34d，拋秧處理較手栽均減少了28d。

對2個常規稻品種的各生育周期進一步分析發現，在拔節、始穗和成熟3個重要周期內，拋秧和直播栽培方式的持續時間較手栽處理有一定減少，播種到拔節時期最為突出。拋秧處理下，2個常規稻品種從播種到拔節的持續時間均為55d，較手栽減少了20d；直播處理下，2個常規稻品種從播種到拔節的持續時間均為51d，較手栽減少了24d。2個常規稻品種在拋秧處理下，從拔節到始穗的持續時間分別為28d、29d，較手栽分別減少了11d、10d；直播處理下，2個常規稻品種從拔節到始穗的持續時間均為33d，較手栽均減少了6d。從始穗到成熟的持續時間，拋秧和直播較手栽差距并不明顯，直播較手栽僅減少3～4d，拋秧較手栽略有延長。由此可見，拋秧和直播較手栽生育期的縮短主要由營養生長階段貢獻，生殖生長時期的變化不

明顯。

2.3 不同栽培方式對常規稻溫光利用的影響 如表3所示，熱帶海洋性氣候下，采用3種栽培方式培育的常規秈稻品種在對溫光資源的利用上表現出較大差異，2個常規稻品種全生育期內，在手栽處理下的有效積溫最高，全生育期各栽培方式的有效積溫總體表現為手栽gt;拋秧gt;直播。手栽處理下，2個水稻品種全生育期有效積溫分別達到2354.0℃、2369.5℃，69-20品種全生育期有效積溫較拋秧和直播分別顯著提高了24.98%、28.04%，70-22品種在手栽處理下的有效積溫較拋秧和直播分別顯著提高了25.80%、28.88%。

對各主要生育階段有效積溫情況進一步分析發現，從播種到拔節3種栽培方式下的有效積溫表現為手栽gt;拋秧gt;直播，差異達到顯著水平；由于手栽處理相較于拋秧及直播，在該生育階段的持續時間延長，因此2個品種的有效積溫均達到1136.0℃，較拋秧和直播分別提高了39.73%、52.28%。從拔節到始穗階段手栽與拋秧差異較大，2個品種手栽處理有效積溫較拋秧分別顯著提高了37.31%、33.07%；3種栽培方式的有效積溫均表現為手栽gt;直播gt;拋秧，拋秧處理在該階段內的有效積溫較低。從始穗到成熟的生殖生長階段，69-20品種有效積溫在不同栽培方式下差異明顯，而70-22品種則差異相對較小；69-20品種拋秧處理在此生育期內有效積溫最高，其次為手栽，直播最低。

由單位面積籽粒產量計算3種處理下的積溫生產效率發現，3種栽培方式下的積溫生產效率差異顯著，2個常規稻品種在拋秧處理下的積溫生產效率最高，其次為直播，手栽處理雖然全生育期有效積溫最高，但未能將溫度資源轉化為更多的產量提升。

如表4所示，不同栽培方式下，加勒比熱帶海洋氣候條件下培育的常規稻在生育期日照時數利用上存在顯著差異。手栽處理的全生育期日照時數最長，2個品種的全生育期日照時數分別為979.69h、986.29h，拋秧次之，直播最短。拋秧及直播處理下的2個常規稻品種的平均全生育期日照時數較手栽處理降低了18.85%和20.69%。

對各生育期進一步分析發現，從播種到拔節手栽處理的日照時數最長，其次為拋秧，直播最少，手栽處理的日照時數較拋秧和直播差異較大，而拋秧與直播的差異相對較小；從拔節到始穗手栽與拋秧的日照時數存在顯著差異，但與直播的差異相對較小；從始穗到成熟拋秧與手栽的日照時數較為接近，與直播的差異相對較大，在此生育期內拋秧處理有最多的日照時數，平均為285.07h，手栽次之，直播最少。

對單位面積的籽粒日照時數生產效率進行分析發現，3種栽培方式之間的日照時數生產效率差異顯著。綜合來看，2個常規稻品種在拋秧處理下的籽粒日照時數生產效率最高，其次為直播，手栽最低。2個常規稻品種在拋秧處理下的平均籽粒日照時數生產效率較直播平均提高了7.61%，較手栽處理提高了22.51%。

3 討論

3.1 加勒比熱帶海洋氣候條件下常規稻不同栽培方式產量性狀的變化 研究表明，水稻的實際產量形成與有效穗數、結實率、穗粒數等產量相關性狀間存在顯著正相關關系。王夢姣等[15]研究發現，結實率是與產量極顯著相關的產量構成因素。馬殿榮等[16]研究表明，相較于乳苗拋栽和水直播，采用拋秧和手栽的栽培方式由于使用塑料軟盤育秧，能有效提高水稻的成穗率，從而提高單位面積有效穗數；手栽處理的產量較水直播有明顯提升，略高于拋秧。本試驗采用軟盤育秧拋秧技術與多米尼加當地習慣的手栽、直播種植進行對比，結果表明，在同等環境條件下，采用拋秧、直播與手栽3種栽培方式的2個常規稻秈稻品種在部分產量相關性狀上存在明顯差異，直播與拋秧雖然在有效穗數上多于手栽，但是在穗粒數上明顯不及手栽，該結論與吳國峰等[17]、李紅艷等[18]手栽水稻穗少粒多、直播種植穗多粒少、拋秧處理在有效穗數及穗粒數的表現介于兩者之間的表現特征一致。產量結果表明，在加勒比熱帶海洋氣候條件下，拋秧處理下的水稻平均產量較直播處理有明顯提升，而較手栽處理略有下降。

3.2 加勒比熱帶海洋氣候條件下的常規稻不同栽培方式生育期變化 前人研究表明，水稻手栽、拋秧和直播在全生育期持續時間上表現出差異，其中在營養生長期差異明顯[19]。唐海明等[20]的研究表明，在同期播種時拋秧稻孕穗期、齊穗期和成熟期較手栽種植均有提前，全生育期縮短3d；匡煒等[21]研究發現，早稻采用直播處理全生育期較手栽縮短7d，晚稻采用直播處理全生育期較手栽縮短8d。本文研究發現，在熱帶海洋氣候下，常規稻采用拋秧及直播種植較手栽能縮短生育期，其中拋秧平均縮短28d，直播平均縮短34d。不同的生育階段縮短時間不同，在播種期至拔節期的營養生長階段縮短天數更長，生殖生長階段時間變化并不明顯，甚至拋秧處理在始穗至成熟階段持續時間較手栽有所延長。手栽需要從育秧苗床將水稻秧苗拔出移栽至大田，在移栽過程中對秧苗會造成一定損傷，所以在移栽至大田后秧苗需經歷7～10d的緩苗期，讓根系重新扎根，且手栽秧苗入土較深，分蘗結位高，不利于秧苗的返青，從而導致苗期分蘗推遲。本試驗手栽處理中，因全程模擬當地習慣種植，育秧田塊水分不足，導致秧苗移栽時損傷根系，緩苗期加長、秧苗成苗率降低，而拋秧處理由于全程置于育秧盤內培養，秧苗素質較好，拋秧后秧苗入泥淺、返青快、分蘗早，這有助于縮短緩苗期，從而縮短營養生長持續時間，該結果與唐海明等[22]的拋秧種植較手栽種植在縮短生育期上的優勢具有一致性。直播種植由于直接將稻種播至大田，不存在移栽過程，所以無緩苗期，營養生長時間進一步縮短。

3.3 不同栽培方式下常規稻溫光利用及當地自然社會條件與栽培方式的匹配 提高水稻對溫度與光照條件的充分利用是提高產量、品質及生產效率的關鍵[23]。本研究表明，在加勒比海沿岸熱帶海洋氣候條件下，水稻全生育期內手栽處理的有效積溫及光照時數顯著高于拋秧及直播，尤其在營養生長期差異更為明顯，這一結果與張軍等[24]研究中晚粳稻不同栽培方式積溫及日照時數利用表現為手栽大于拋秧的趨勢一致。但是積溫生產效率及籽粒日照時數生產效率以拋秧處理最高，結合2個品種在始穗期至成熟期有效積溫及日照時數拋秧處理較高的情況，說明在種植水稻這種短日照作物時，拋秧栽培技術能更好地利用溫光資源，在產量提升關鍵期能提高光合作用效率，在同等光照及溫度條件下，最大限度提升產量。

多米尼加光熱充足，若采用適當的栽培方式可以實現一年三熟制生產。雖然較直播與拋秧，手栽處理的產量潛力最大，但是根據在多米尼加全國主要水稻種植區的走訪調查以及前季水稻種植預試驗的結果，當地手栽種植一般生育期常在150d以上，生育期較長，無法實現一年三熟的生產目標，并且手栽種植大田作業程序較繁瑣，勞動強度大，而拋秧種植能較大程度地減輕勞動強度、簡化栽培程序[25]，符合當地社會勞動力急劇減少的現狀。直播種植雖具備簡化栽培程序，省時省力、省地省水、縮減成本的優點[26]，但因其對除草劑的需求較大，對農田生產環境危害較大，不適用于本地水稻生產的長遠發展。因此，根據本試驗的研究結果，結合多米尼加的自然社會條件，采用我國軟盤拋秧技術對當地常規稻品種進行科學培養，能充分利用好其優越的溫光資源，較手栽種植能縮短水稻生育期，在實現一年三熟制種植和減少除草劑對農田環境危害的前提下，有效節省人工、獲得高產。

4 結論

綜合上述結果，中國軟盤拋秧技術能在保證高產的前提下，有效縮短生育期，實現水稻一年三熟，提高年度總產量，亦能有效節省人工勞力。在當地除草劑限制日趨嚴格，直播種植難以大面積應用的現狀下，拋秧栽培方式符合多米尼加當地水稻發展現狀。因此，中國軟盤拋秧技術在以多米尼加為代表的加勒比熱帶海洋氣候水稻種植區具有廣闊的推廣應用前景。建議在后期的研究中，圍繞加勒比周邊海島熱帶海洋氣候這一特征，在其他海島水稻種植區擴大本試驗栽培技術的應用范圍，進一步提高試驗結果的科學性。

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（收稿日期：2024-09-18）

基金項目：湖南省農業技術援助項目（2022400700019101）

通信作者：翁永