不同種植方式對早稻生長發(fā)育特性及產(chǎn)量的影響

摘要：采用機(jī)械精量穴直播、人工撒播和人工手插３種種植方式（４個(gè)處理），對比研究了不同種植方式下水稻的生育特性和產(chǎn)量形成特性。結(jié)果表明，在不同生育期機(jī)播２０及機(jī)播２５處理的單穴植株地上部分干重高于人工手插和人工撒播處理。機(jī)械精量穴直播和人工撒播最終葉齡數(shù)較人工手插處理少１葉左右。機(jī)播２０和機(jī)播２５的收獲指數(shù)較人工撒播分別提高３．９４和４．３５個(gè)百分點(diǎn)。機(jī)播２０的實(shí)際產(chǎn)量最高，機(jī)播２０和機(jī)播２５的實(shí)際產(chǎn)量較人工撒播分別增產(chǎn)１７．４５％和５．７２％。

關(guān)鍵詞：早稻；機(jī)械精量穴直播；產(chǎn)量；生育特性

中圖分類號：Ｓ５１１；Ｓ２３３．７１文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）03－0457-04

Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐｌａｎｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｎ Ｇｒｏｗｔｈ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｅａｒｌｙ Ｒｉｃｅ

ＣＨＥＮＧ Ｊｉａｎ－ｐｉｎｇ１，ＷＵ Ｊｉａｎ－ｐｉｎｇ１，ＬＵＯ Ｘｉ－ｗｅｎ２，ＦＡＮ Ｑｉ－ｚｈｏｕ３，ＺＨＡＮＧ Ｇｕｏ－ｚｈｏｎｇ２，ＺＨＯＵ Ｚｈｉ－ｙａｎ２，

ＺＡＮＧ Ｙｉｎｇ２， ＹＡＮＧ Ｂｉｎｇ－ｂｉｎｇ４

（１． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｃｒｏｐｓ， Ｈｕｂｅｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｗｕｈａｎ ４３００６４， Ｃｈｉｎａ；

２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｋｅｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４２， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００６４， Ｃｈｉｎａ；

４． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｙａｎｇｔｚｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎｇｚｈｏｕ ４３４０２５， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｇｒｏｗｔｈ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ of early rice under different planting mode ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｈｉｌｌ－ｄｒｏｐ ｄｒｉｌｌｉｎｇ（PRHD） ｗｉｔｈ ｍａｎｕａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｍａｎｕａｌ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｐｌａｎｔ ｓｈｏｏｔ ｄｒｙ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｈｉｌｌ－ｄｒｏｐ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｏｗ ｓｐａｃｅ ｏｆ ２０ｃｍ （ＰＲＨＤ－２０） ａｎｄ ２５ｃｍ （ＰＲＨＤ－２５） ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｍａｎｕａｌ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ（ＭＴ） ａｎｄ ｍａｎｕａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ（ＭＢ） ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅ． Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｌｅａｆ ａｇｅ ｏｆ ＰＲＨＤ ａｎｄ ＭＢ ｒｅｄｕｃｅｄ １ｌｅａｆ ｏｒ ｓｏ ｔｈａｎ ＭＴ． Ｔｈｅ ｈａｒｖｅｓｔ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ＰＲＨＤ－２０ ａｎｄ ＰＲＨＤ－２５ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｂｙ ６．６９％ ａｎｄ ７．３８％ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ＭＢ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ＰＲＨＤ－２０ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ． Ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ＰＲＨＤ－２０ ａｎｄ ＰＲＨＤ－２５ ｗｅｒｅ １７．４５％ ａｎｄ ５．７２％ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ＭＢ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： early ｒｉｃｅ； ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｈｉｌｌ－ｄｒｏｐ ｄｒｉｌｌｉｎｇ； ｙｉｅｌｄ； ｇｒｏｗｔｈ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ

水稻直播省工省力，是美國、澳大利亞、意大利等發(fā)達(dá)國家主要采用的種植方式［１，２］，日本采用機(jī)械直播及側(cè)條施肥技術(shù)，比普通直播稻可增產(chǎn)５％～１０％；比普通移栽稻可省工３６０～４００ ｈ／ｈｍ２，增加經(jīng)濟(jì)效益１ ２８５元／ｈｍ２，節(jié)省成本１５％～２０％，同時(shí)可提高肥料利用率［３，４］。近年來，隨著農(nóng)村勞動力向第二、三產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移和國家對農(nóng)業(yè)投入的重視，我國水稻種植機(jī)械化水平有了較大的提高，對水稻直播機(jī)械化技術(shù)進(jìn)行了研究與推廣應(yīng)用。隨著高產(chǎn)抗倒伏品種的育成與高效無公害除草劑的成功研制，我國機(jī)播面積不斷擴(kuò)大，２００６年機(jī)播面積４．３５萬ｈｍ２，占２００６年機(jī)播面積的１６．７７％［５－１０］。羅錫文等［１１，１２］ 針對直播水稻的倒伏和全苗問題，成功研制出水稻精量穴直播機(jī)。水稻精量穴直播機(jī)可同步進(jìn)行開溝、起壟和播種，壟面上的播種溝提高了水稻根系的入土深度，解決了一般直播稻播種在泥面上而根系入土較淺容易倒伏的問題；每穴可調(diào)播種量為３～１０粒，行距可選，穴距可調(diào)，可控制水稻高產(chǎn)栽培的播種量和基本苗數(shù)［１３］。本研究針對湖北省水稻機(jī)械化直播中的技術(shù)特點(diǎn)，根據(jù)田間試驗(yàn)的初步結(jié)果，比較了機(jī)械精量穴直播、人工撒播和人工手插不同種植方式對水稻生長發(fā)育特性與產(chǎn)量的影響，以期為湖北省發(fā)展水稻種植機(jī)械化提供技術(shù)支撐。

１試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

１．１試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于２００９年４～７月在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田進(jìn)行。試驗(yàn)田土壤有機(jī)質(zhì)２５．８２ ｇ／ｋｇ，ｐＨ值７．５７，堿解氮１０２．３３ ｍｇ／ｋｇ，速效磷１２．１９ ｍｇ／ｋｇ，速效鉀１６０．８３ ｍｇ／ｋｇ，土壤肥力中等。試驗(yàn)田交通方便，灌排條件完善。

１．２試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)所用材料為雜交早稻兩優(yōu)２８７。試驗(yàn)處理為：機(jī)械精量穴直播２０ ｃｍ行距（簡稱機(jī)播２０，下同）、機(jī)械精量穴直播２５ ｃｍ行距（簡稱機(jī)播２５，下同）、人工手插和人工撒播共４個(gè)處理。各處理均于４月７日播種。機(jī)播２０ ｃｍ行距的密度為２０ ｃｍ×１５ ｃｍ；機(jī)播２５ ｃｍ行距的密度為２５ ｃｍ×１５ ｃｍ。人工撒播播種量?。卜N機(jī)械精量穴直播播種量的平均值。人工手插濕潤育秧，５月７日移栽，密度２０ ｃｍ×１３ ｃｍ。試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積為５６０ ｍ２。３個(gè)處理的總施肥量相同，氮肥為尿素，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀。全生育期每公頃施肥量為１８０ ｋｇ純氮、７５ ｋｇ Ｐ２Ｏ５、１２０ ｋｇ Ｋ２Ｏ，分３次施入。除草、治蟲、管水按照各自的農(nóng)藝要求進(jìn)行管理。

１．３測定指標(biāo)及其方法

①葉齡和分蘗情況測定。每處理除去邊行，選?。硞€(gè)點(diǎn)，沿行向連續(xù)定苗２０穴，標(biāo)記葉片，記載葉齡和分蘗情況，在抽穗揚(yáng)花前每７ ｄ記載１次分蘗情況。②植株地上部分干重測定。在分蘗盛期、孕穗期、抽穗揚(yáng)花期、成熟期等不同生育時(shí)期每處理?。持暧写硇缘闹仓?，將植株地上部分按莖、葉、穗分開，于１０５℃烘箱中殺青３０ ｍｉｎ，在８０℃下烘干至恒重，冷卻至室溫后用１／１ ０００電子天平稱取干重。③考種。谷粒成熟時(shí)，去邊行后，每小區(qū)按五點(diǎn)取樣法取樣，每個(gè)樣點(diǎn)連續(xù)?。保把?，共５０穴，統(tǒng)計(jì)每穴有效穗數(shù)（對于人工撒播處理，?。?ｍ２統(tǒng)計(jì)每穴有效穗數(shù)）。根據(jù)其平均值取有代表性的植株１０穴，測定水稻各經(jīng)濟(jì)性狀，包括單穴有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重。同時(shí)，在每小區(qū)去除保護(hù)行后進(jìn)行機(jī)械實(shí)收，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量。

１．４數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Ｅｘｃｅｌ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ｏｆｆｉｃｅ，２００３）軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、繪圖；采用ＤＰＳ數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（Ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。

２結(jié)果與分析

２．１不同種植方式下兩優(yōu)２８７的株高變化動態(tài)

從圖１可以看出，在分蘗期，人工手插的植株株高明顯低于直播條件下各處理的株高，可能是因?yàn)槿斯な植逵幸粋€(gè)移栽緩苗的過程，在一定時(shí)期內(nèi)延緩了植株的生長；而在直播條件下，各處理均為同期播種，其生育進(jìn)程基本保持一致，因而各處理的株高變化趨勢基本一致；在人工撒播條件下植株的田間分布為無序分布，而在機(jī)械精量穴直播條件下為有序分布，機(jī)械精量穴直播在一定程度上改善了水稻生長的溫、光、氣、熱等環(huán)境條件，因而機(jī)械精量穴直播兩個(gè)處理的株高均高于人工撒播處理；在營養(yǎng)生長盛期，機(jī)播２０處理的株高略低于機(jī)播２５處理，可能是因?yàn)闄C(jī)播２０植株分布密度大于機(jī)播２５，其植株個(gè)體間因溫、光、養(yǎng)分等資源的競爭也更為激烈所致。

２．２不同種植方式下兩優(yōu)２８７的單穴地上部分干重

４個(gè)處理在分蘗盛期、孕穗期、抽穗揚(yáng)花期、成熟期等不同生育期的單穴地上部分干重均以機(jī)播２５最大、人工撒播和人工手插較小（圖２）。其中，機(jī)播２０和機(jī)播２５在分蘗盛期、孕穗期、抽穗揚(yáng)花期、成熟期的單穴地上部分干重較人工撒播的單穴地上部分干重分別提高１０８．５１％和１１４．５３％、１６２．０８％和２０６．０８％、９５．９４％和１０１．０６％、２９．７７％和４６．８６％。在不同生育期機(jī)播２０及機(jī)播２５處理的單穴植株地上部分干重高于人工手插和人工撒播處理，可能是因?yàn)闄C(jī)械精量穴直播變無序?yàn)橛行?，改善了個(gè)體發(fā)育空間；機(jī)械精量穴直播采用起壟播種，改善了水稻的生長發(fā)育條件。

２．３不同種植方式下兩優(yōu)２８７的葉齡進(jìn)程

從圖３可以看出，直播條件下各處理的葉齡進(jìn)程在全生育期內(nèi)基本保持同步，生育前期機(jī)械精量穴直播、人工撒播與人工手插的葉齡進(jìn)程大體同步，但播后５2 ｄ（５月２９日）調(diào)查，人工手插的出葉速度加快，同期相比，人工手插的葉齡大于機(jī)械精量穴直播和人工撒播的葉齡，在同一栽培條件下，人工手插的最終葉齡數(shù)較其他處理多１葉左右。

２．４不同種植方式下兩優(yōu)２８７的單穴分蘗動態(tài)

從圖４可以看出，在不同種植方式下，水稻的單穴分蘗變化動態(tài)不盡相同：移栽前，人工撒播處理的單穴分蘗數(shù)較人工手插有所提高，但顯著低于機(jī)播２０和機(jī)播２５處理；移栽后，人工撒播的單穴分蘗數(shù)及最終有效穗數(shù)均最少。人工手插處理單穴分蘗數(shù)及最終有效穗數(shù)均低于機(jī)播２０和機(jī)播２５處理；機(jī)播２０播種密度要高于機(jī)播２５，植株個(gè)體間的競爭導(dǎo)致其發(fā)生單穴分蘗數(shù)較機(jī)播２５的單穴分蘗數(shù)稍有降低，但其分蘗變化動態(tài)與機(jī)播２５保持一致。機(jī)械精量穴直播的分蘗發(fā)生期較早，在播后３６ ｄ起總莖蘗數(shù)呈直線上升趨勢。機(jī)播２０和機(jī)播２５的高峰苗期均出現(xiàn)在５月２９日左右，單穴分蘗數(shù)分別達(dá)到了１６．０個(gè)和１６．４個(gè)，但人工手插的高峰苗期出現(xiàn)在６月８日左右，對生育期而言，人工手插的高峰苗出現(xiàn)期偏遲，說明機(jī)械精量穴直播的群體增長較快，分蘗勢較強(qiáng)。可見，機(jī)械精量穴直播的分蘗發(fā)生早，分蘗高峰出現(xiàn)早，而且全生育期單穴分蘗數(shù)顯著高于人工撒播和人工手插處理。

２．５不同種植方式下兩優(yōu)２８７的植株個(gè)體生物產(chǎn)量與收獲指數(shù)

機(jī)械精量穴直播的個(gè)體生物產(chǎn)量結(jié)果（表１）表明：機(jī)播２０和機(jī)播２５的單穴總干重、單穴葉干重和單穴穗干重變化趨勢比較接近，而機(jī)播２５較人工撒播差異顯著，機(jī)播２０和機(jī)播２５的單穴總干重較人工撒播的單穴總干重分別提高２９．７７％和４６．８６％；單穴莖干重各處理無顯著差異。機(jī)播２０和機(jī)播２５的收獲指數(shù)差異不顯著，較人工撒播顯著增加，分別提高了３．９４和４．３５個(gè)百分點(diǎn)；機(jī)播２０和人工手插的收獲指數(shù)差異不顯著，但機(jī)播２５的收獲指數(shù)較人工手插顯著增加，提高了３．７２個(gè)百分點(diǎn)?？梢?，機(jī)械精量穴直播種植方式在一定程度上提高了早稻的個(gè)體生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)。

２．６不同種植方式下兩優(yōu)２８７的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

不同種植方式的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成結(jié)果（表２）表明，機(jī)播２０和機(jī)播２５的實(shí)際產(chǎn)量較人工撒播分別增產(chǎn)１７．４５％和５．７２％，較人工手插的實(shí)際產(chǎn)量分別增產(chǎn)１２．２９％和１．０８％；機(jī)播２０和機(jī)播２５的理論產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量的結(jié)果相似，較人工撒播分別增產(chǎn)１８．３２％和７．６５％，較人工手插分別增產(chǎn)１５．６５％和５．２２％。其中以機(jī)播２０的理論產(chǎn)量最高，較人工撒播增產(chǎn)達(dá)到顯著水平。從產(chǎn)量的構(gòu)成來看，機(jī)播２０和機(jī)播２５較人工手插提高了單位面積的有效穗數(shù)，其中機(jī)播２０的有效穗數(shù)較人工手插的有效穗數(shù)增加１９．９２％，達(dá)到了顯著水平；機(jī)播２０和機(jī)播２５的每穗總粒數(shù)較人工撒播和人工手插無顯著差異；機(jī)播２０和機(jī)播２５的結(jié)實(shí)率較人工手插的無顯著差異，但較人工撒播的結(jié)實(shí)率的增加幅度分別為５．１４和５．８０個(gè)百分點(diǎn)；千粒重與每穗總粒數(shù)的變化趨勢基本一致，各處理的千粒重?zé)o顯著差異。機(jī)播２５的增產(chǎn)幅度不及機(jī)播２０處理，可能主要與其播種密度偏小所導(dǎo)致的有效穗數(shù)偏少有關(guān)。

３討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)械精量穴直播有利于加快水稻的生長發(fā)育進(jìn)程、縮短水稻的生育期，在同一栽培條件下，機(jī)械精量穴直播的主莖總?cè)~齡比人工手插的減少了１葉左右。在分蘗特性上，機(jī)械精量穴直播的分蘗勢較強(qiáng)，分蘗增長快，總苗數(shù)過多，群體過大，這與景啟堅(jiān)等［１４］的研究結(jié)果基本一致。因此在大田生產(chǎn)中應(yīng)最大限度地利用主莖一次分蘗成穗，以形成壯稈大穗，提高群體質(zhì)量。為此，在適宜基本苗的基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)品種特性和田間苗情控制高峰苗，適時(shí)適度擱田，促進(jìn)個(gè)體發(fā)育和群體質(zhì)量相協(xié)調(diào)。

不同種植方式下的產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成結(jié)果表明，水稻機(jī)械精量穴直播有利于提高產(chǎn)量，其中，機(jī)播２０的實(shí)際產(chǎn)量最高，較人工撒播和人工手插的實(shí)際產(chǎn)量分別增產(chǎn)１７．４５％和１２．２９％，這與Ｓｈａｒｍａ等［１５－１９］報(bào)道的結(jié)果相似。機(jī)械精量穴直播在產(chǎn)量上較其他種植方式具有明顯的優(yōu)勢，這主要是由于采用機(jī)械精量穴直播栽培模式，有利于田間通風(fēng)透光和群體與個(gè)體間的協(xié)調(diào)生長，有利于高質(zhì)量群體的建成，并進(jìn)而獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)?？梢姡緳C(jī)械精量穴直播有利于優(yōu)化水稻的群體結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)量，是目前農(nóng)村適宜推廣的一種輕簡化高產(chǎn)高效栽培模式。

當(dāng)然，機(jī)械精量穴直播的實(shí)施受氣候條件和茬口的影響，因此要根據(jù)具體情況選擇水稻的栽培模式。機(jī)播２５的增產(chǎn)幅度不及機(jī)播２０，可能主要與其播種密度偏小所導(dǎo)致的有效穗偏少有關(guān)。在選擇早稻的機(jī)械精量穴直播模式時(shí)，宜根據(jù)品種特性選擇適宜的播種密度，特別是適宜的穴距。

本試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，各處理沒有設(shè)置重復(fù)（實(shí)際產(chǎn)量未進(jìn)行多重比較），但小區(qū)設(shè)置面積較大，在田間取樣時(shí)應(yīng)盡量采用多點(diǎn)取樣法取樣，以減少試驗(yàn)誤差。本結(jié)論為２００９年１年的試驗(yàn)結(jié)果，由于水稻一生中自始至終貫穿著水稻與環(huán)境條件、群體與個(gè)體及個(gè)體內(nèi)部各器官間的３對矛盾，在不同栽培條件下機(jī)械精量穴直播水稻的生育特性和產(chǎn)量形成特性有待進(jìn)一步研究。

致謝：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科技學(xué)院柯傳勇等同學(xué)在本試驗(yàn)中參加了部分?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)查工作，在此表示感謝。

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