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　　随着社会经济发展，大量农村劳动力向城市转移，而传统水稻生产中育秧移栽等工序繁琐、劳动量大、效率低，急需轻简化的栽培措施将农民从繁重的体力劳动中解放出来。人工直播、机直播、机插秧等轻简栽培技术的应用与推广是现代农业发展趋势[1-2]。与传统水稻移栽、机插秧相比，水稻直播节省了育秧、插秧两大环节，但对直播稻高产稳产生产技术研究起步比较晚，技术体系还不完备。前人对直播稻的品种[3]、播种量[4]、播种密度[5]、肥料运筹[6-7]等方面已有较深入的研究，也在部分地区取得了高产、高效的效果[7-8]，但研究多数在人工直播条件下进行[3-7]。目前中国正处于从传统农业向现代农业转变的阶段，规模化经营将作为中国今后一段时期农业生产的方向;而在规模化生产中，机械化以作业速度快、成本低、标准化程度高等优点成为首要需求，水稻直播机的研制[2,9]及机直播种植面积均呈加快发展趋势[10]，但因地制宜的机械直播技术仍需完善及正确引导。水稻机械旱直播是水稻轻型栽培中最简单的种植方式，目前有关水稻机械旱直播研究较多[1,11-14]，但多局限于简单栽培技术集成[11-12]，对机械旱直播水稻高产的生长发育特性、高产的生长发育诊断调控指标研究较少、尚存在一定的争论[13-14]。本研究针对目前直播稻生产中存在的实际问题，以杂交籼稻和常规粳稻为试材，采用 2种机械旱直播处理，并以人工撒播处理为对照，比较研究不同直播方式下水稻产量形成差异及其原因，为直播水稻高产优质可持续生产寻求途径。

　　1 材料与方法

　　1.1 试验设备试验采用的直播机一体机是引进南京农业大学改良的六行机械旱直播机(条播)，并进行再改良，该机与四轮拖拉机配套(本试验配套动力为上海纽荷兰拖拉机 SNH504)，由旋耕部分、播种机构、镇压部件及操作机构等部分组成，播种机工作时通过操作拖拉机液压控制系统，使播种机地轮着地，地轮运动带动主动链轮转动，通过链条传动从而带动排种(肥)器转动，达到施肥，排种的目的。

　　1.2 试验设计 2012 年在成都温江四川农业大学水稻研究所试验农场进行试验，耕层土壤质地为沙质壤土，土壤容重 1.28 g/cm3 ，有效氮的质量分数 97.6 mg/kg，速效磷的质量分数 30.9 mg/kg，速效钾的质量分数 90.4 mg/kg，有机质的质量分数 1.91%，pH 值 6.4。选用生育期基本一致的 2 个水稻品种 F 优 498(中迟熟杂交稻，生育期为 143 d)和徐稻 4 号(中熟中粳，生育期为 145 d)，进行品种×直播方式 2 因素裂区试验，其中品种为主区，直播方式为副区。直播方式共设置 3 种直播处理： 1)一次浅旋耕机械旱直播(B1)：田面平整的条件下，利用直播一体机一次完成浅旋耕整地、施肥、播种。 2)“调墒、两旋”机械旱直播(B2)：试验田进行“调墒、两旋”处理，即直播前调节耕层土壤水分为田间最大持水率的 45% ～ 50% ，利用 1GQN-180 型旋耕机，第 1 次旋耕深度 15～18 cm，第 2 次浅旋并整平田面，达到表土碎而不细;然后再用直播一体机进行旱直播。 3)人工撒播(B3)：利用直播一体机完成浅旋耕整地、施肥工序，播种由人工撒播。

　　1.3 测定项目及方法 1.3.1 茎蘖动态各小区定点具有代表性的连续 20 穴植株，自播后 30 d 开始至齐穗期每隔 7 d 调查分蘖动态;并根据茎蘖数调查结果，在水稻抽穗期稻穗穗顶露出剑叶叶鞘 1 cm 时，选取生长基本一致的 100 穴稻株进行挂牌标记，进行结实期生理指标的测定。 1.3.2 干物质累积和叶面积指数测定于分蘖盛期、拔节期、齐穗及成熟期，按各处理的平均茎蘖数各取代表性稻株 5 穴，去根后，分叶、茎鞘、穗(结实期)测定地上部干物质量;并用 CID-203 叶面积仪(美国)测定各生育时期叶面积并计算叶面积指数。其中在齐穗期进一步计算高效叶面积指数及高效叶面积率：齐穗期高效叶面积指数为上三叶的叶面积指数，齐穗期高效叶面积率为上三叶面积占该时期有效叶面积的比率。 1.3.3 结实期生理指标的测定于齐穗期、齐穗后 15 d 及 30 d 的晴天 9:30- 11:00、光照强度在 1 200 μmol/(m2 ·s)以上时，1)用 LI-6400 光合仪(美国)测定 5 片挂牌标记的剑叶中部，每叶重复测定 3 次;2)取 10 株挂牌标记的主茎剑叶，按任红旭等[15]方法提取酶液，李合生方法[16]测定过氧化氢酶(catalase)、过氧化物酶( peroxidase )和超氧化物歧化酶( superoxide dismutase)活性;3)取挂牌标记的稻株 5 穴，测基部的伤流量(头日 19:00 在离泥面 10 cm 处剪去地上部分，套上内装有脱脂棉并已称质量的塑料袋，次日 7:00 收集塑料袋称质量)，计算单茎平均伤流强度[16]。

　　1.4 数据分析用 Excel 和 SPSS17.0 处理系统分析数据。

　　2 结果与分析

　　2.1 不同直播处理对产量及其构成因素的影响由表 1 可知，除直播处理对有效穗的影响不显著外，品种间的差异与直播处理对产量及其构成因素的影响均达极显著水平(P<0.01)或显著(P<0.05)，且品种间差异对产量及其构成因素的影响均显著高于直播处理;从直播处理与品种的交互作用来看，品种与直播处理对产量及其构成因素影响的互作效应均未达到显著水平。虽然品种差异明显(F 优 498 产量显著高于徐稻 4 号)，但不同直播处理下，机直播各处理的产量均不同程度的高于人工撒播处理，尤其 B2 处理显著高于同品种下的 B3处理(P<0.05)，为本试验最优直播方式。从产量构成因素分析，虽各品种机直播相对人工撒播处理有效穗数差异均不显著;但机直播各处理的每穗粒数、结实率和千粒质量均不同程度的高于人工撒播处理，表明增加每穗粒数、提高结实率及千粒质量是实现机直播高产的关键;而不同的机直播处理下， B2 相对 B1 处理更利于提高水稻的结实率和千粒质量，是其增产的重要原因，且在杂交稻品种上应用优势更明显。

　　2.2 不同直播处理对茎蘖动态及成穗率的影响与人工撒播处理相比，不同品种机直播各处理茎蘖数在生长前期差异较少，直播后 56～63 d 差异明显，但自直播后 77～98 d，而后至成熟，各品种不同直播处理茎蘖数差异逐渐变小(图 1a、图 1b)。从不同的直播处理对茎蘖成穗率影响来看，徐稻 4 号均高于 F 优 498;同一品种下机直播各处理的茎蘖成穗率均显著高于人工撒播处理(P<0.05);而不同的机直播处理下，B2 相对 B1 处理不仅分蘖数高，且后期下降平缓，保证一定的有效穗的基础上，明显提高了成穗率(图 1c)利于获得高产。

　　2.3 不同直播处理对干物质累积及收获指数的影响由表 2 可知，除品种对稻谷收获指数的影响不显著外，品种与直播处理对各生育期干物质累积及收获指数的影响均达显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01);但品种与直播处理对各生育期干物质累积及收获指数影响的互作效应均未达到显著水平。各直播处理下，F 优 498 不同生育时期干物质累积显著高于徐稻 4 号(P<0.05)。同一品种下机直播各处理的干物质累积在分蘖盛期较人工撒播处理低，拔节期、齐穗至成熟期则均不同程度的高于人工撒播处理;而不同的机直播处理下，B2相对 B1 处理的优势在于，B2 处理能显著提高齐穗至成熟期干物质累积，在杂交稻 F 优 498 上表现的更明显。不同直播处理下，各品种收获指数均表现为机直播各处理的产量均不同程度的高于人工撒播处理;且 2 个供试品种机直播各处理的收获指数平均值较人工撒播处理高出 5.15%。

　　3 讨 论

　　3.1 机械旱直播水稻产量形成及其高产机理直播水稻的产量形成受直播品种[3,20-21]、直播方式及播种机类型[1,22]、肥水管理[6-7]等影响，但常会受到不同地区的气候因素、地貌类型及水肥管理等条件限制，研究的结论尚不太一致[1,11-12, 20-24]。顾掌根等[20]认为直播稻应选择高产、优质、多抗、矮秆、株型紧凑、分蘖力中等的品种。钱银飞等[21] 认为，水直播条件下中熟中粳中穗型品种较易获得高产和稳产，产量稳定在 9 000 kg/hm2 左右，且以机械点播方式优势明显[22];而沈小妹等[11]和卢燕等[14]研究表明，选用具有稳定分蘖优势、产量结构协调、抗逆性良好、抽穗后保持绿叶数较多及光合产物输送至籽粒能力强、米质优良等特性的杂交稻品种比常规稻具有更大的增产潜力。龙继锐等[1]、曾山等[9]和程建平等[23]研究表明，机械精量穴直播方式优势明显;而曾新宇[24]研究表明，由于实际生产中田块播种条件有限，机械条直播更有利于获得高产、稳产。本试验根据本地自然条件和前人研究设置试验的用种量、密度、肥料运筹等[3-14]，杂交籼稻各直播处理平均产量达到 8 395.5 kg/hm2 ，常规粳稻平均产量达到 6 160.9 kg/hm2 ，表明杂交籼稻比常规粳稻具有更大的增产潜力，且配合“调墒、两旋”机械旱直播(B2)处理的产量优势更加明显，这进一步补充和完善了前人的研究[11,14,23]。此外，本研究还表明，与人工撒播(B3)处理相比，同一品种下机械旱直播各处理水稻增产的生育特性可概括为：在群体茎蘖动态和物质生产上表现为“前小、中稳、后高”，即在分蘖前期生长量相对较小，拔节至抽穗期的生长量相对较高，抽穗至成熟期的物质生产能力(叶面积指数、高效叶面积率和干物质质量等)强;在产量形成上表现为“穗足(具有一定有效穗，成穗率高)、穗质量(每穗粒数多且千粒质量高)、结实率高”;在根系及生理代谢方面表现为“根系活性强(根系伤流量大)”、结实期剑叶 Pn 与保护酶活性高;在抗倒伏性上表现为 “抗折耐倒(弯曲力矩及抗折弯矩高，倒伏指数低)”，综合说明了合理的群体质量构建及生长发育特性是机械旱直播相对于人工撒播更有利于产量形成的主要原因。而不同的机械旱直播处理下， B2 相对机械旱直播(B3)处理，能进一步提高机械旱直播水稻齐穗至成熟期干物质累积并延缓LAI的衰减、尤其增强根系活力及茎秆的抗倒与运输能力，提高了结实率及千粒质量，最终促进了产量的增加，是“调墒、两旋”机械旱直播处理高产的重要原因。而对于能控制水稻播种量和基本苗数的高产机械精量穴直播栽培处理，是否相对于本研究结果能进一步提高机械旱直播水稻的产量，有待于进一步的研究。

　　3.2 机械旱直播水稻高产栽培途径与技术机直播水稻的生产受机械、土壤、生态环境等综合因素影响比较明显，配套的高产栽培技术不仅需要做好除草、防虫、肥水管理等工作，更要做好各个生育时期的协调，既要保证关键生育时期生物量的积累，又要防止结实期生物量过大而产生倒伏。有关直播稻高产的栽培技术，一些研究者从品种选用、播种方式、高产群体构建等作了系列研究报道[13-14, 21-22]。选用高产品种、适宜的机械播种方式、病虫草害防治、合理的肥水管理等均是机直播水稻高产栽培的重要技术[10-12,20]。本研究与已往直播稻栽培技术相比，对机械旱直播进行了“调墒、两旋”改进处理，即机械旱直播前调节耕层土壤水分为田间最大持水量的 45%～50%，第 1 次旋耕深度 15～18 cm，第 2 次浅旋并托平田面，达到表土碎而不细，然后再用直播一体机进行旱直播;究其高产的主要原因是，该处理提高了机械旱直播水稻齐穗至成熟期根系活力及茎秆的抗倒与运输能力，进而增加结实期干物质累积并延缓 LAI 的衰减，这可作为机械旱直播水稻产量提高的一个途径与技术关键。此外，本研究还表明，杂交稻机械旱直播可在保证一定数量有效穗的前提下显著提高穗粒数、结实率及千粒质量，是机械旱直播水稻产量提高的另一个途径与技术关键。

　　4 结 论

　　不同直播处理下，杂交稻品种增产潜力优势明显。“调墒、两旋”机械旱直播杂交稻较机械旱直播、人工撒播处理增产途径为：1)群体茎蘖动态(播后 56～98 d)和物质生产(拔节至抽穗期的生长量稳定，抽穗至成熟期的物质生产能力高)表现为“中稳、后高”;2)产量构成特征为“穗足(>200×104 /hm2 )、每穗粒数多(>168.0 粒)、千粒质量(>30.5 g)、结实率(>86.5%)及收获指数高(>51.0%)”;3)结实期根、茎、叶生理特征为“根系伤流强度强、茎秆抗折耐倒、剑叶光合特性与保护酶活性高、叶面积指数衰减慢”。而机械旱直播前调节耕层土壤水分，提高播前耕层土壤碎土程度及平整度，是“调墒、两旋”机械旱直播水稻产量提高的技术关键。

　　[参 考 文 献]

　　[1] 龙继锐，宋春芳，马国辉，等. 机械精量穴直播和定位施肥对水稻生长与养分迁移的影响[J]. 杂交水稻，2014， 29(3)：60-64，69.

　　《机械旱直播方式促进水稻生长发育提高产量》来源：《农 业 工 程 学 报 》，作者：孙永健，郑洪帧，徐 徽，杨志远，贾现文，程洪彪，马 均※