我國機械化直播水稻生產(chǎn)技術(shù)研究進展

陳雪飛 唐艷萍謝英杰* 李尚 楚建波 敖方源 彭維欽李海山 萬玉華

（1重慶市農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣總站，重慶401147；2達州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，四川達州635000；3羅甸縣農(nóng)村工作局，貴州羅甸550100；第一作者：takemetoxfchen＠163．com；*通訊作者：cqnjxieyingjie＠163．com）

水稻是全球最重要的糧食作物之一，也是中國的三大主糧之一，2008年以來，水稻種植面積和總產(chǎn)量分別占糧食作物面積和總產(chǎn)的27．0%和34．7%，養(yǎng)活了超過60%以上的中國人口，對中國糧食安全、生態(tài)安全和稻農(nóng)增收有重要作用。我國水稻種植多采用育苗移栽的方式[1]，生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)成本高，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，農(nóng)村優(yōu)質(zhì)勞力不斷流失，導(dǎo)致了水稻種植粗放化管理及水、肥、藥盲目投入，制約了水稻增產(chǎn)增效和可持續(xù)發(fā)展。

水稻直播是一種通過直接播種建立大田水稻植株群體的栽培方式，近年來，在上海、安徽、江蘇等地推廣迅速。與育苗移栽相比，水稻直播栽培免除了育秧和移栽環(huán)節(jié)，具有顯著的省工、省力、高效的優(yōu)點，并有利于機械化操作[2]，在農(nóng)村勞動力不斷減少、勞動力成本不斷上漲的形勢下，受到越來越多農(nóng)民的青睞。此外，水稻直播在節(jié)約水資源、降低稻田溫室氣體排放等方面也具有顯著的優(yōu)勢[3]，是一項環(huán)境友好型栽培技術(shù)，對解決水稻生產(chǎn)過程中農(nóng)村勞動力資源不足及促進水稻可持續(xù)生產(chǎn)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收具有重要作用。但直播水稻仍面臨生育期縮短、溫光資源利用不足、個體與群體生長矛盾突出、根系下扎淺容易倒伏、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性差等問題，技術(shù)體系還不完備。

目前我國正處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵階段，規(guī)?；?jīng)營將作為中國今后一段時期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然趨勢，而在水稻規(guī)模化生產(chǎn)中，機械化直播以作業(yè)速度快、成本低、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點成為首要需求，水稻直播機的研制及機直播種植面積均呈加快發(fā)展趨勢，但因地制宜的機械化直播技術(shù)仍需完善及正確引導(dǎo)。本文綜述了我國適合機械化生產(chǎn)的水稻品種、農(nóng)藝配套技術(shù)試驗示范等方面的研究進展，以期為水稻機械化直播技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供借鑒。

1 品種選育

理想的直播稻品種，應(yīng)當(dāng)具備生育期較短、分蘗能力不強、株高低、根長莖粗等生長特性，此外，芽期耐寒性、光敏感性、速生早發(fā)和抗病抗逆能力也很重要。由于以前直播稻推廣面積小，其品種培育未受到重視，但仍有一些研究結(jié)果可為直播稻生產(chǎn)提供參考。黃成志等[4]在重慶市萬州區(qū)篩選出適宜丘陵山區(qū)直播的高產(chǎn)中秈水稻品種萬優(yōu)481，其株型適中、抗病抗倒性強，全生育期較短；錢銀飛等[5]以江蘇近年育成的 10個中熟中粳水稻品種為直播材料，發(fā)現(xiàn)中穗型水稻品種H01023、武運粳21號和鹽粳30192在光能利用上有明顯的優(yōu)勢，生育期內(nèi)更高的單莖綠葉數(shù)和葉面積指數(shù)、更大的莖鞘物質(zhì)輸出轉(zhuǎn)化率為高產(chǎn)提供了保證；蘇昌龍等[6]在貴州篩選出適宜直播的中熟水稻品種準(zhǔn)兩優(yōu)527和黔優(yōu)88，這2個品種早生快發(fā)能力強，群體有效穗數(shù)多，成穗率高，抗葉瘟、穗頸瘟、紋枯病和抗折倒能力均較好；何勇等[7]通過試驗篩選到適合四川當(dāng)?shù)刂辈サ闹械酒贩N輻優(yōu)838、F優(yōu)498、川作優(yōu)619、內(nèi)5優(yōu)979，這些品種全生育期為125～126 d，株高較矮，且連續(xù)4年增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)較好。

在適宜基因遺傳位點的探索中，王洋[8]選取了297個太湖流域水稻品種資源對種子活力和幼苗耐缺氧能力進行遺傳變異研究，從早熟晚粳中篩選到薄稻3、硬頭莖、三百粒頭、大稻頭、烏金香糯、荒三石4和晚八哥頭這7個高活力和耐缺氧能力的品種資源，可供直播稻新品種選育利用，并檢測到42個控制根長、苗高、幼苗干質(zhì)量的有利等位變異；楊志濤等[9]在13℃低溫下對377份來自56個國家和地區(qū)的多樣性水稻種質(zhì)的發(fā)芽力進行測試，鑒定出21份低溫發(fā)芽率超過90%的優(yōu)良種質(zhì)，為直播水稻低溫發(fā)芽力改良和分子遺傳研究挖掘了優(yōu)良材料；魯清[10]利用469份秈稻品種進行與直播出苗性狀相關(guān)的全基因組關(guān)聯(lián)分析，在海南陵水和浙江杭州各檢測到與水稻中胚軸長和芽長相關(guān)的8個顯著性位點，其中有2個共同顯著性位點；姚玉瑩[11]對533份水稻核心種質(zhì)資源進行盆栽試驗，經(jīng)全基因組關(guān)聯(lián)分析連續(xù)2年找到與水稻核心種質(zhì)資源抗倒農(nóng)藝性狀相關(guān)的多個顯著位點在不同染色體上的定位；陳孫祿[12]通過對256份水稻核心種質(zhì)的萌發(fā)耐淹性進行評估，篩選出具有強耐缺氧萌發(fā)力的品種肥東塘稻，與IR26構(gòu)建染色體片段置換系，為進一步研究低氧萌發(fā)力和選育優(yōu)秀直播稻奠定基礎(chǔ)。

2 機械直播

水稻直播主要包括三種直播方式：旱直播、濕潤直播和水直播。我國水稻直播方式仍以濕潤直播和旱直播為主，其中旱直播適用于直播時缺水打漿的區(qū)域[3]。與人工撒播相比，機械直播方式在干物質(zhì)積累、葉面積指數(shù)、光合速率、保護酶及根系活力、抗倒伏指數(shù)等多個方面均有顯著提高，最終促進了結(jié)實率、千粒重及產(chǎn)量的提高[13]。程建平等[14－15]研究發(fā)現(xiàn)，機械精量穴直播分蘗勢較強，單位面積有效穗數(shù)多，實際產(chǎn)量較人工撒播極顯著提高，甚至高于手插處理。不同機械直播方式間水稻莖蘗成穗與分蘗產(chǎn)量存在顯著差異，機械濕潤穴播方式在葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累等方面具有優(yōu)勢，產(chǎn)量顯著高于機械濕潤條播方式，有利于水稻穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)[16]。有研究證實，穴直播方式水稻根系質(zhì)量體積指數(shù)更大，具有更強的抗倒伏能力[17]。

選擇適宜的播種量，有利于直播稻建立合理的群體，控制無效分蘗，獲得足夠的有效分蘗，提高營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用率。隨著播種量的增加，產(chǎn)量增加，但達到最高產(chǎn)量后繼續(xù)增加播種量，將影響直播稻的每穗實粒數(shù)、結(jié)實率和有效穗數(shù)等產(chǎn)量性狀，導(dǎo)致減產(chǎn)[18]。直播用種量以雜交稻 15．0～22．5 kg/hm2、常規(guī)稻 30．0～45．0 kg/hm2較為適宜[19]。但隨著播期推遲，直播水稻每穗穎花數(shù)和結(jié)實率逐漸下降，無效分蘗增加，葉面積指數(shù)、氮素積累等指標(biāo)也呈下降趨勢，最終影響水稻產(chǎn)量[20]，各地應(yīng)根據(jù)氣候生態(tài)條件，在春寒度過、氣溫穩(wěn)定、輪作換茬后適時搶早播種。

播種量低，人工撒播很難保證播種均勻度，但高播量會導(dǎo)致田間大群體，限制產(chǎn)量的提高。因此，直播稻發(fā)展的根本出路是研制精量直播機。直播稻的收獲機械完全可以使用移栽稻的收獲機械，我國水稻機械化耕作及收獲水平分別超過98．9%和86．2%，但機械化播種水平卻不足42．3%，這主要是因為育苗移栽操作的復(fù)雜性所致[3]。水稻直播輕簡方便，更有利于實現(xiàn)全程機械化，與育苗移栽相比，水稻機械化直播更加省工節(jié)本[21]。

我國水稻機械直播存在的技術(shù)難點在于：人力式輕型直播機、獨輪式簡易型直播機結(jié)構(gòu)簡單，但作業(yè)效率較低，不適用于大規(guī)模生產(chǎn)作業(yè)；與輪式拖拉機配套的水稻直播機作業(yè)效率較高，但需要消除輪轍，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造成本也較高；與高速插秧機頭配套使用的水稻直播機，無仿形裝置，對播前田塊的平整度和沉實要求較高，容易出現(xiàn)壅泥和播后田面不平整[22]。

針對以上難題，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)羅錫文團隊提出同步開溝起壟精量穴播技術(shù)，并研制成功同步開溝起壟水稻精量穴直播機。近年來，通過持續(xù)開展田間試驗，設(shè)計不斷完善優(yōu)化。該類水稻精量穴直播機與高速插秧機頭配套使用，研究改進滑板角度、設(shè)計加入高程仿形和水平仿形系統(tǒng)[22]，在平田、埋茬的同時，保證播種深度一致并防止壅泥，現(xiàn)已能實現(xiàn)同步開溝起壟、壓茬（草）播種；行距可選、穴距可調(diào)，播量可精確至每穴1～3粒[23]，研究發(fā)明了氣力式或組合型孔輪式排種器[24－25]，使用經(jīng)過引發(fā)露白的稻種播種，種子破損率小于0．2%，能滿足常規(guī)稻、雜交稻與超級稻的種植要求。此外，羅錫文團隊還通過試驗研究開溝器形狀與尺寸、改進錐齒輪箱、設(shè)計獨立機架等[22，26]，大大改善了水稻精量穴直播機的通用性和作業(yè)可靠性，使其具有更高的工作效率和更好的播種質(zhì)量。在以上濕潤直播機械以外，羅錫文團隊成功研發(fā)的一次性集成平地、起壟、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等多道工序的2BDH－20旱地水稻精量穴直播機械，與輪式拖拉機配套使用，在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團經(jīng)過連續(xù)2年試驗，各項作業(yè)指標(biāo)均遠遠超過農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)要求[27]，亦具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

3 產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀

水稻直播既節(jié)本又省工，盡管不少研究[28－29]表明，直播較育苗移栽產(chǎn)量有所降低，但在田間管理得當(dāng)時，也能獲得和育苗移栽相當(dāng)或者更高的產(chǎn)量[2，21，30]，且直播更易獲得更高的收支比例。直播水稻分蘗節(jié)位低，分蘗早而多，很容易達到足量穗數(shù)，其中第2～4葉位是分蘗發(fā)生的優(yōu)勢葉位，分蘗發(fā)生頻率較高，穗部性狀較好，對最終產(chǎn)量貢獻最多[16，31]。與移栽水稻相比，直播水稻在產(chǎn)量性狀組成上主要表現(xiàn)為有效穗數(shù)增加，每穗粒數(shù)減少，千粒重或籽粒不育率降低等。

在我國東北、西南、華南等多個地區(qū)大田試驗發(fā)現(xiàn)，以旱直播、濕潤直播方式獲得大致相當(dāng)插秧栽培產(chǎn)量，穗粒數(shù)雖顯著降低，但旱直播和濕潤直播的結(jié)實率、穗數(shù)或千粒重較插秧栽培顯著增加，要實現(xiàn)直播水稻的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)，應(yīng)發(fā)揮小穗、多穗的產(chǎn)量構(gòu)成優(yōu)勢[6，21，32]。但也有試驗得出不一致結(jié)論，鄧安鳳等[33]研究結(jié)果表明，單位面積穎花量和實際產(chǎn)量之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，在形成適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上提高每穗穎花量，從而增加每穗粒數(shù)是提高直播稻產(chǎn)量的主要途徑。蔣明金等[34]發(fā)現(xiàn)，雜交秈稻的增產(chǎn)原因在于有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實率均相對較大，在獲得適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)出更多的穗粒數(shù)，獲得較多的群體穎花量，同時保持較高的結(jié)實率和千粒重。陳明等[35]對不同品種粳稻在直播栽培條件下的適應(yīng)性及其表現(xiàn)的研究表明，在適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上取得相對較大的穗型應(yīng)該是直播稻獲得高產(chǎn)的主攻方向。因此，錢銀飛等[5]指出，不同穗型的水稻品種產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的貢獻不同，大穗型品種產(chǎn)量與結(jié)實率的相關(guān)程度最高，中穗型品種產(chǎn)量與每穗粒數(shù)的相關(guān)程度最高，小穗型品種產(chǎn)量與穗數(shù)的相關(guān)程度最高。這就要求在栽培措施上要因品種不同而采取不同的栽培策略，使群體的各個因素達到最佳優(yōu)化，從而提高產(chǎn)量。

4 栽培技術(shù)

4.1 種子引發(fā)

群體全苗建立是水稻直播面臨的最直接問題，它將影響到生長發(fā)育及產(chǎn)量。

種子引發(fā)是一項預(yù)處理的水合技術(shù)，通過前期的水合作用，種子發(fā)芽速率加快，發(fā)芽率提高，抗氧化、耐旱等多種抗逆能力顯著提升，秧苗素質(zhì)得到極大改善，是前期全苗群體建立的有效解決方法，更有益于提高稻米產(chǎn)量和品質(zhì)。水稻種子引發(fā)的方式多種多樣，通常是采用滲調(diào)引發(fā)，以溶質(zhì)為引發(fā)劑，將種子置于用溶液濕潤的濾紙上或浸于溶液中，通過控制溶液的水勢調(diào)節(jié)種子吸水量，從而達到引發(fā)目的。不同研究發(fā)現(xiàn)，不同品種種子對不同引發(fā)劑的響應(yīng)存在差異，但是與水引發(fā)相比，多個生長勢指標(biāo)仍然能夠顯著上升。

鄭曼曼[36]研究發(fā)現(xiàn)，與水引發(fā)相比，KNO3、PEG、Spd引發(fā)處理均能夠顯著提高旱直播條件下水稻的早發(fā)能力，促進單位面積穗數(shù)或穎花數(shù)的增加，提高旱直播水稻的產(chǎn)量；引發(fā)處理的響應(yīng)存在品種間差異，黃華占對0．5 mmol/L Spd響應(yīng)最好，而揚兩優(yōu)6號對10%PEG的響應(yīng)最好。此外，還有多個不同溶劑[37－38]不同逆境下引發(fā)試驗的研究。Saddam[39]在低溫、缺肥、高鹽、缺水、重金屬等多種脅迫條件下進行水稻種子引發(fā)試驗，發(fā)現(xiàn)不同脅迫會導(dǎo)致水稻出苗緩慢且不整齊，水稻幼苗生長衰弱，水稻體內(nèi)生理代謝、淀粉代謝和呼吸速率降低，脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強，水稻秧苗H2O2的積累量增加，但種子引發(fā)處理均能提高淀粉代謝和呼吸速率，維持膜結(jié)構(gòu)完整性，促進代謝合成以及增強抗氧化物活性，提升養(yǎng)分吸收能力，促進水稻種子發(fā)芽和幼苗生長。樊帆等[40]質(zhì)譜分析鑒定出57個引發(fā)相關(guān)蛋白，絕大多數(shù)的逆境防御蛋白類、能量相關(guān)蛋白類以及蛋白質(zhì)合成和目標(biāo)類蛋白豐度在引發(fā)處理中顯著增加，推測引發(fā)提高種子發(fā)芽率的原因與逆境記憶、能量代謝活動和蛋白質(zhì)合成能力增強等密切相關(guān)。

4.2 肥料運籌

直播水稻在不同地區(qū)、不同田塊間生長，需要的施肥量差異很大。如何科學(xué)合理地施用肥料是直播稻獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵農(nóng)藝措施之一。在施足底肥的基礎(chǔ)上，少施分蘗肥，后期施好促花肥和?；ǚ?，總體把握平衡施肥，肥力釋放均勻，能滿足直播稻各時期生長需求。

氮肥是對水稻產(chǎn)量影響最大的肥料，確定合理用量、合理分次施用，可以提高氮肥利用率，降低水稻對土壤氮的依存率[41]。直播水稻分蘗早、分蘗多、中期生長旺盛，如果氮肥使用不合理，會造成前期生長過旺，易倒伏，導(dǎo)致嚴重減產(chǎn)；氮肥后移可以明顯增加單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，從而提高產(chǎn)量，但后期氮肥比例過高，結(jié)實率、千粒重均明顯降低，成穗數(shù)減少，也易引起倒伏減產(chǎn)。羅勝國等[42]在五常市常規(guī)粳稻直播試驗中發(fā)現(xiàn)，抽穗期施入粒肥能夠提高直播稻生育后期葉片含氮量和氮積累量，增強光合生產(chǎn)能力。鄧安鳳等[33]在昆明市直播常規(guī)粳稻，以30%基肥、10%“斷奶肥”（1葉 1心）、10%分蘗肥（2葉1心）、50%穗肥（倒4葉、倒2葉各施一半）分段施肥，群體莖蘗消長動態(tài)最平穩(wěn)，抽穗期至成熟期的總干物質(zhì)積累量、單位面積穎花數(shù)、產(chǎn)量均最高。在江西南昌市的兩季稻早稻直播試驗中，基肥∶蘗肥∶穗肥=4∶3∶3 的處理產(chǎn)量最高，雖然增施蘗肥對干物質(zhì)總積累量的影響差異不大，但是重施苗肥、不施分蘗肥、少施穗肥的處理，其干物質(zhì)總積累量顯著減少[43－44]。蔣明金等[34]研究認為，在播種量低于22．5 kg/hm2時，穗肥比例占總氮50%左右能獲得足夠有效穗數(shù)，增加每穗實粒數(shù)、提高結(jié)實率和千粒重，而播種量增加到30．0 kg/hm2時，穗肥比例占總氮40%時產(chǎn)量及其構(gòu)成因素相對較好。

鉀是水稻不可缺少的重要營養(yǎng)元素之一，增施鉀肥可促進水稻葉面積增大、葉綠素含量增加、抗病能力增強，有利于中后期籽粒灌漿結(jié)實，同時還可提高水稻抗倒伏能力。王麗娟等[45]在黑龍江省五常市研究了常規(guī)粳稻鉀素吸收與分配規(guī)律，發(fā)現(xiàn)整個生育期，直播水稻各器官中鉀的分配規(guī)律與手工移栽稻相同，但從幼穗分化期到抽穗期，直播水稻地上部分及各器官鉀積累量總體上均遠低于手工移栽稻，須在始穗期補充鉀肥。李木英等[46]在江西省的雜交秈稻直播試驗中發(fā)現(xiàn)，鉀肥增產(chǎn)效應(yīng)是通過提高有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)來實現(xiàn)的，合理增施鉀肥可提高莖、鞘干物質(zhì)分配比率，有利植株抗倒，且有明顯的降低堊白粒率和堊白度的效果，但隨著施鉀量增加，鉀肥的稻谷生產(chǎn)效益降低。張洋洋等[47]研究指出，直播水稻鉀肥一次性基施增加的純收益、鉀元素積累量和鉀元素表觀利用率略高于鉀肥分次施用，但差異不顯著。

此外，肥料定位深施5～8 cm有利于減少田間水層中溶解的氮、鉀含量，進而減少田間漫流、滲漏、揮發(fā)造成的肥料損失，顯著增加N、P、K的肥料利用率和農(nóng)學(xué)利用率，磷肥由于移動性差，滲漏損失不明顯，可作為基肥一次性施入[48－49]。注重生育后期的養(yǎng)分供應(yīng)，特別是氮素與鉀素的供應(yīng)，提高抽穗至成熟期磷素累積量與氮、鉀素累積量的相關(guān)性，促進抽穗至成熟各養(yǎng)分向籽粒轉(zhuǎn)運，發(fā)揮氮素和鉀素協(xié)同吸收與利用的耦合效應(yīng)，達到水稻各養(yǎng)分間的協(xié)同吸收。在水稻直播中也應(yīng)配合硅、鋅等肥料的施用[50－51]，以增加結(jié)實率、提升抗病能力、降低倒伏幾率。

4.3 水分管理

水稻移栽需要消耗大量的水，且水分利用率低。有研究指出，傳統(tǒng)灌溉使地下水水位下降，到2025年20%的亞洲移栽水稻會面臨嚴重水危機，對移栽水稻有摧毀性的威脅。與水稻移栽相比，水稻直播省去了育秧和移栽環(huán)節(jié)的用水量，更加省水，是解決水資源危機的較佳選擇。

水是對作物生長影響最直接也是最明顯的因素，缺水限制作物的生長發(fā)育，影響光合作用，減少同化物質(zhì)的積累。直播水稻前期生長采取濕潤灌溉，在不影響產(chǎn)量的前提下，盡可能減少灌溉次數(shù)和灌溉水量，以促使水稻根系下扎，提高水分利用效率。蔣慶偉等[52]研究認為，秈稻播種后60 d內(nèi)的降雨量若達到321 mm，旱直播水稻的初始淹灌時間推遲至播種后45 d左右，不會影響產(chǎn)量。水分脅迫對水稻產(chǎn)量影響很大，在生殖生長的孕穗期、穗分化期和開花期缺水，水稻產(chǎn)量可下降30%～50%[53]。莊德續(xù)等[54]通過Jensen模型得出，各需水關(guān)鍵期水分虧缺造成的減產(chǎn)損失由大到小依次為：抽穗期＞拔節(jié)期＞乳熟期＞分蘗中期。在分蘗后期，應(yīng)排水?dāng)R田以控制無效分蘗；水稻枝梗分化期以后，采用干濕交替的水分管理方式，既能滿足水稻需水，又能促進根系生長、提高根系活力和葉片光合能力，有益于增加結(jié)實率和產(chǎn)量。

4.4 雜草控治

草害是影響直播水稻產(chǎn)量的主要限制因素之一。在直播過程中，水稻和雜草在田間同時間萌發(fā)生長，雜草環(huán)境適應(yīng)性強、普遍生長速率快，加之田間又沒有水的鎮(zhèn)壓，雜草在與水稻的競爭中往往占優(yōu)，影響水稻的生長潛力。據(jù)研究，直播稻田雜草發(fā)生量比秧田雜草增加10倍以上，雜草的生長可使直播水稻的產(chǎn)量下降10%左右，嚴重時甚至可以導(dǎo)致絕收[55]。稻田雜草種類約有100種，不同地理區(qū)域、不同種植方式下，雜草的發(fā)生種類也存在差異，但仍以一年生及多年生禾本科、莎草科雜草及闊葉雜草為主。

直播后超過15 d的草害可能會導(dǎo)致水稻籽粒產(chǎn)量的顯著下降?？刂齐s草，尤其是直播后40～60 d是雜草控治的關(guān)鍵時期[1]，及時進行芽前除草，使直播水稻能夠吸收足夠苗期養(yǎng)分、保持其高產(chǎn)能力?；瘜W(xué)除草是最有效最強力的控治方法，近年來隨著水稻除草劑的發(fā)展，直播水稻的產(chǎn)量不斷提高。有條件的區(qū)域，可以在水稻直播以前淺耕、淺灌，或使用滅生性除草劑草甘膦1 kg/hm2，在適合溫度下可以除去田間雜草種子，尤其對消滅碎米莎草、異型莎草、水虱草、千金子、雜草稻等萌發(fā)性低以及超過1 cm難以發(fā)芽的雜草種子很有效[1]。在直播后5 d內(nèi)噴施土壤處理除草劑進行芽前除草是水稻直播稻田的常見除草方法，它將提供田間直播后30 d左右無雜草的水稻生長環(huán)境[1]。李金兵等[56]在淮安市車橋鎮(zhèn)的研究證明，直播后施用40%芐嘧·丙草胺可濕性粉劑1 200 g/hm2，30 d內(nèi)直播稻田雜草總草防效為91．14%，較未用藥區(qū)增產(chǎn)49．18%，較人工除草區(qū)增產(chǎn)21．37%；朱懿[57]在成都市試驗不同除草劑芽前除草效果時發(fā)現(xiàn)，直播后2 d內(nèi)施用1次丁草胺可以顯著防治4葉前的田間雜草，丁草胺對直播稻幼苗根系生長的抑制作用隨著生育期的推移逐漸減弱，水稻后期根系生長良好，氮素吸收及干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運均較快，分蘗成穗率和產(chǎn)量相應(yīng)提高；鄧權(quán)權(quán)等[58]在廣州天河區(qū)進行旱直播“一封二殺”除草效果試驗時發(fā)現(xiàn)，播種前10 d噴施草甘膦1 107 g/hm2或通殺1號1 350 g/hm2，播種后使用稻草閉450 g/hm2，雜草防治效果達 85．63%～91．42%，成秧率顯著提高且在莖基寬、地上部干鮮質(zhì)量和苗高等多個重要指標(biāo)上顯著優(yōu)于對照。

在直播稻初始淹灌后直至收獲，應(yīng)根據(jù)田間雜草的發(fā)生情況進行選擇性除草。不少除草劑均有良好的除草效果[1]，但單一除草劑長期使用會導(dǎo)致雜草產(chǎn)生抗藥性[55]，因此在使用除草劑時提倡輪換或者混合施用，以防止和減緩抗藥性發(fā)展。張宏軍等[59]研究表明，在苗后莖葉施用 90～180 g/hm2五氟磺草胺+氰氟草酯復(fù)配劑，對田間雜草的綜合防效可達95%以上，顯著優(yōu)于對照藥劑氰氟草酯，與丙草胺+芐嘧磺隆混合除草效果相當(dāng)，且對后茬作物無不良影響。李靜波[60]比較了雙草醚與吡嘧磺隆、滅草松、醚磺隆3種復(fù)配劑對湖南省沅江市直播水稻田一年生雜草的防除效果，發(fā)現(xiàn)230 g/hm220%雙草醚·吡嘧磺隆可濕性粉劑防除不同雜草效果均達到87%以上，見效快，持效期長，且對單茬水稻安全。夏賢格[61]在湖北武漢施用70%苯噻酰草胺·乙氧磺隆水分散粒劑 52．5～210．0 g/hm2，發(fā)現(xiàn)藥后 40 d 內(nèi)雜草防治效果仍可達90．4%～97．3%，田間光照和水肥條件顯著改善，每hm2增收可達6 000元。

化學(xué)除草更應(yīng)當(dāng)與其他除草手段集成使用。Sheeja等[1]綜述了土地校平、輪作、曬土、布朗施肥、水分管理、機械除草、稻鴨（魚）共養(yǎng)等多種物理、機械、生物控草技術(shù)，不同學(xué)者均[1，62]指出，除草應(yīng)當(dāng)以消耗土壤雜草種子庫為目標(biāo)，使得直播水稻群體更具備田間養(yǎng)分競爭能力。

5 水稻機械化直播發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

5.1 品種

直播水稻沒有秧苗移栽損傷后的大田返青緩苗階段，整個生育期會加快7～10 d，但直播稻播期與秧苗移栽期時間大致一致，導(dǎo)致直播水稻整個生育期會縮短20 d左右，主要表現(xiàn)為營養(yǎng)生長期縮短，生殖生長期相對穩(wěn)定[63]。因此，短中生育期的水稻品種，面對播期多變的氣候及我國復(fù)雜的種植環(huán)境時仍然具備早生快發(fā)能力非常必要。此外，針對機械化直播栽培的特點，水稻品種還應(yīng)具備除草劑耐受性、病蟲害抗性和抗倒伏能力。

5.2 產(chǎn)量

雖然眾多研究證明直播稻與移栽稻產(chǎn)量大致相當(dāng)，但也有產(chǎn)量出現(xiàn)下滑[55]。播期多變的氣候往往造成直播稻爛種、爛芽和死苗，鳥害、鼠害也十分嚴重，極易造成種子及人工管理成本上升；直播水田前期無持水層，水稻前期群體小，對雜草鎮(zhèn)壓能力弱，大田雜草往往表現(xiàn)為種類多、數(shù)量多、生長頻繁，防治難度大；直播水稻根系分布淺[64]，分蘗早而多，如若分蘗控制不當(dāng)，將造成田間群體過大，通風(fēng)透光條件變差，水稻基部節(jié)間拉長，在不利的天氣下很容易發(fā)生根倒和莖倒，造成嚴重的產(chǎn)量損失。能否解決全苗、草害、倒伏這些一直以來水稻機械化直播面臨的重要問題，關(guān)系到直播水稻能否取得成功。此外，能適應(yīng)國內(nèi)更多大田土質(zhì)和稻種類型，播種均勻度高、能有力構(gòu)建高質(zhì)量群體起點的水稻精量直播機械依然需要。

5.3 茬口

在我國南方資源制約型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，無論是一年兩熟還是一年三熟制度，茬口銜接都十分緊張。全國種類繁多的水稻品種、參差不齊的基礎(chǔ)設(shè)施、不同程度的規(guī)模化生產(chǎn)水平，均加大了直播機械的適用難度。機械化直播壓縮了水稻生育期，較長生育期的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種不能應(yīng)用，且降低了個體生長量和群體質(zhì)量，加大了獲取足穗大穗的難度，尤其是輪作種植的稻區(qū)，耕作整地時秸稈全量還田困難，影響直播機作業(yè)質(zhì)量，秸稈腐爛過程中釋放的植物毒素還可能造成僵苗不發(fā)[55]。

6 水稻機械化直播研究展望

面對未來全球水資源不足以及越來越高的勞力成本，水稻機械化直播為水稻種植提供了更具吸引力的選擇。種植方式從育苗移栽向直播過渡時，更需要特殊水稻品種的選育和更適合的機械化直播生產(chǎn)農(nóng)藝技術(shù)。目前，恰當(dāng)管理的直播水稻已經(jīng)能達到和移栽水稻相同甚至更多的單產(chǎn)，但從近年來各省的生產(chǎn)實踐來看，直播水稻在穩(wěn)產(chǎn)、全苗、雜草防控、倒伏等方面仍然存在一定的問題，如果在農(nóng)藝技術(shù)上難以把握，生產(chǎn)上則必定有重大風(fēng)險。因此，更合理地確定直播種植區(qū)域，更充分地利用溫光資源條件，研制更高作業(yè)質(zhì)量、更廣泛適應(yīng)性的精量穴直播機械，探索更科學(xué)的高產(chǎn)栽培農(nóng)藝配套技術(shù)，集成更多創(chuàng)新栽培技術(shù)體系，是水稻機械化直播技術(shù)示范推廣的前提和必然發(fā)展趨勢。