我國水稻栽培技術的研究進展及展望

禇光 陳松 徐春梅 王丹英 章秀福

（中國水稻研究所，杭州 310006；*通訊作者：zhangxf169＠sohu.com）

1 我國水稻栽培技術研究進展

水稻栽培技術正以前所未有的態(tài)勢不斷創(chuàng)新發(fā)展，進一步確立了我國在水稻栽培領域的國際領先地位。

1.1 水稻超高產示范畝產超過千公斤

2015年，安徽省白湖農場示范區(qū)的甬優(yōu)1540百畝攻關田平均單產1 020.5 kg/667 m2，為該省歷史上百畝連片水稻單產首次突破1 000 kg/667 m2大關，同時也刷新了全國機插水稻高產紀錄；2018年，浙江省寧?？h春優(yōu)927百畝示范片，平均單產1 015.5 kg/667 m2，創(chuàng)造了浙江省水稻百畝示范片最高產量紀錄；湖南雜交水稻研究中心選育的品種超優(yōu)1000，2015至2017年在云南省紅河哈尼族彝族自治州“超級雜交水稻個舊示范基地”連續(xù)3年產量突破16 t/hm2的高產攻關目標，并在2018年創(chuàng)下百畝片平均單產1 152.3 kg/667 m2的紀錄。

1.2 水稻機械化生產技術適應性不斷增強

針對我國南方多熟制地區(qū)機插水稻普遍存在的“苗小質弱與大田早生快發(fā)不協(xié)調、個體與群體關系不協(xié)調、前中后期生育不協(xié)調”等問題，揚州大學聯(lián)合南京農業(yè)大學等多家單位，經10多年攻關研究與集成應用，創(chuàng)立了“控種精量稀勻播、依齡控水精準旱育與化控”的機插毯苗“三控”育秧技術以及以“精準控種、控水與化控”為主要內涵的機插缽苗“三控”育秧技術，有效解決了上述問題，并在江蘇、安徽、浙江、江西等省份大規(guī)模推廣應用[1-2]，相關成果獲2018年國家科技進步二等獎。

華南農業(yè)大學聯(lián)合中國水稻研究所等單位研制了水稻精量穴直播機，提出了同步開溝起壟穴播、同步開溝起壟施肥穴播和同步開溝起壟噴藥/膜穴播的“三同步”水稻精量穴直播技術。并在國內26?。ㄊ?、區(qū)）及泰國等6國推廣應用。與人工撒播相比，每667 m2增產8%以上、增收100元以上，經濟社會效益顯著，為水稻機械化生產提供了一種先進的輕簡化栽培技術[3]?！八揪垦ㄖ辈ゼ夹g與機具”獲2017年度國家技術發(fā)明二等獎。

湖南農業(yè)大學研發(fā)了“雜交水稻單本密植機插高產高效栽培技術”，即通過光電比色篩選種子，包衣劑包衣種子，定位單粒印刷播種等技術的配套應用，實現(xiàn)了用種量較傳統(tǒng)機插減少60%以上[4]。解決了雜交水稻機插秧用種量大、秧齡期短、秧苗素質差、返青時間長、早/晚季品種搭配難等生產問題，實現(xiàn)了雜交稻單粒播種成苗、大苗密植機插?！八警B盤出苗育秧模式及技術”，2018年在浙江省應用9.81萬hm2，新增稻谷6 037.5萬kg，新增效益總額16 863.6萬元；預計在湖南、江西、江蘇等省市應用超33.33萬hm2，取得顯著社會經濟效益，被推選為2018年浙江省十大農業(yè)科技成果之一，被列為中國農業(yè)科學院十大引領技術之一。

1.3 水稻綠色高產高效栽培技術得到青睞

雙季稻“雙季雙直播”模式可以顯著減少勞動力投入及勞動強度，有利于實現(xiàn)全程機械化種植；其周年產量可達15.0 t/hm2左右，相對一季中稻生產風險降低，有利于實現(xiàn)高產穩(wěn)產；早、晚兩季的生育期均較短，施肥次數(shù)減少和施肥量降低，有利于實現(xiàn)資源高效利用[5-6]。

稻田種養(yǎng)不僅提高了農業(yè)生產的經濟效益，也為綠色可持續(xù)發(fā)展提供了巨大的潛力?！暗?蝦”模式是目前發(fā)展勢頭最迅猛的稻田綜合種養(yǎng)模式，水稻莖稈和葉片為小龍蝦提供遮陰場所，水稻根系吸收水中的養(yǎng)分，凈化水質；小龍蝦一方面以稻田里的雜草和部分害蟲為主食，另一方面其排泄物又增加了稻田中的有機質，兩種生物在稻田中互利共生[7]。其他如“稻-魚”、“稻-蟹”、“稻-鴨”等模式也具類似功能，在保障水稻穩(wěn)產的基礎上增加養(yǎng)殖效益，實現(xiàn)綠色高效可持續(xù)發(fā)展。

機收再生稻技術配套完善。華中農業(yè)大學等從再生稻高產優(yōu)質品種篩選、農機農藝配套技術優(yōu)化、肥水運籌管理、再生稻專用機械的研制等關鍵技術環(huán)節(jié)開展了系統(tǒng)研究，建立了“機收再生稻豐產高效栽培技術”，并進行了大面試示范應用[8]。2011年至2017年，累計推廣38.64萬hm2，增產稻谷（再生季）170萬t，增收節(jié)支55.5億元，取得了顯著的經濟和社會效益。

水稻深施肥技術是國際上公認的水稻生產減少化肥施用量的有效技術措施之一（一種是以日本為代表的機插秧同步深施肥模式，一種是以歐美為代表的機直播同步深施肥模式），2018年被農業(yè)農村部列為十項重大引領性農業(yè)技術之一。目前，我國的深施肥技術尚處于起步階段，技術研發(fā)與機具研制還有待加強和配套。

1.4 水稻災害防控技術可上線查詢

中國水稻研究所等單位聯(lián)合研發(fā)了水稻減災保產相關技術，構建了水稻高低溫、干旱、洪澇災害等抗逆品種的評價方法，篩選了一批抗逆性好的水稻品種，制定了水稻品種花期高溫熱害鑒定與分級方法以及水稻季節(jié)性干旱災害田間調查及分級技術規(guī)范農業(yè)行業(yè)標準；構建了水稻災損評價方法及高溫熱害預警平臺（http://monitor.ricedata.cn/main/main.aspx），并已在線應用；提出緩解水稻高溫灌溉方法（ZL201510600006.7、ZL201410051759.2），研發(fā)水稻高溫災害防控技術，連續(xù)6年列為農業(yè)部水稻主推技術。

2 水稻栽培技術學科發(fā)展的國內外比較

歐美等工業(yè)化水平較高的國家，早在上世紀60年代就已實現(xiàn)從耕翻播種、田間管理、收獲干燥等的全程機械化，著重于提高人均勞動生產率。西方發(fā)達國家水稻生產有以下幾個特點：①計算機與激光技術結合的大型平地機高質量完成整地平地作業(yè)；②機械精控播量、播深，播種質量高；③ 水、肥、藥管理均實現(xiàn)機械化、智能化，實現(xiàn)精準灌溉、施肥與打藥；④ 水稻與大豆輪作補足土壤肥力等。值得注意的是，歐美等國水稻生產具有高產量、高效率、低人工投入的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢主要依賴先進的農用機械、廣茂肥沃的耕地、科學的休耕制度以及高昂的政府補貼。

水稻是用水量最多的作物，耗水量大、水分利用效率低是當前水稻生產中面臨的突出問題，發(fā)展節(jié)水灌溉對穩(wěn)定水稻生產和水資源高效利用具有十分重要的意義。國外目前比較成熟的水稻節(jié)水灌溉技術有：①濕潤灌溉：技術要點在于控制土壤的水分限度，使土壤水分極度飽和，無需持續(xù)建立水層；②干濕交替灌溉：技術要點是在一段時間內田間建立淺水層，而后自然落干至土壤干裂不嚴重，復水，再落干，再復水，如此循環(huán)；③水稻旱作孔栽法：技術要點是在濕潤免耕的田塊用小巧的打孔播種器（機）在土中打孔、播種，播完后以土肥覆蓋，并在孔中灌滿水。其中，干濕交替灌溉技術在我國得到了大面積的推廣應用。

保護性耕作是指用大量秸稈殘茬覆蓋地表，將耕作減少到只要能保證種子發(fā)芽即可，主要用農藥來控制雜草和病蟲害的耕作技術。目前，國外保護性耕作的主要技術措施有：（1）殘茬覆蓋：在農田表面覆蓋一層作物殘茬，形成地表、陽光、降水、氣流相互作用的緩沖帶，以減少土壤水分蒸發(fā)，調節(jié)土壤溫度、提高土壤肥力和控制土壤侵蝕。（2）免耕技術：美國的免耕技術保護環(huán)境效果最好。此外，還有留茬耕作模式、條帶壟作模式、少耕模式、糧草輪作模式等技術。（3）深松技術：用鑿式犁或深松機進行只松土而不翻轉土層，仍保持熟土在上、生土在下的耕層狀況。（4）免耕播種技術：使用特殊的專用免耕播種機，集開溝、播種、施肥、覆土、鎮(zhèn)壓于一體，國外保護性耕作機具的開發(fā)生產向專業(yè)化、復式化、大型化、產業(yè)化和智能化的方向發(fā)展。（5）雜草、病蟲控制技術：國外重視非化學除草技術的研究，如機械除草、覆蓋壓制除草、輪作控制雜草、生物除草等。

3 水稻栽培學科的發(fā)展趨勢與展望

近年來，隨著國民經濟的發(fā)展和國內外市場競爭的加劇，我國稻米需求格局發(fā)生了重大的變化，城鄉(xiāng)居民逐步傾向于優(yōu)質稻米的消費，優(yōu)質食味稻米在水稻生產與市場份額中占據(jù)越來越重要的地位。然而，我國的水稻生產一直以量為主，對稻米品質的重視程度相對較弱，米質總的水平偏差，愈來愈不適應人民生活水平日益提高的需求與對外貿易的發(fā)展。因此，加快研發(fā)并建立稻米優(yōu)質與高產相協(xié)調的理論與技術體系，提出優(yōu)質食味水稻品種的配套栽培措施，是當前我國急需發(fā)展的稻作技術。

盡管我國水稻栽培有精耕細作的傳統(tǒng)，但隨著人們生活水平的提高以及勞動力向第二 、第三產業(yè)轉移，農業(yè)人口比例不斷降低，推行水稻的輕簡化生產勢在必行。近年來農業(yè)農村部的主推技術變化趨勢表明，我國農業(yè)生產開始向機械化、輕簡化以及豐產增效轉型。因此，今后我國水稻的輕簡化生產首要任務還是形成水稻輕簡化生產的栽培體系，在體系形成的基礎上再逐步探索更合理、更經濟有效的種植方式，逐步推廣給農民，例如機直播、機插秧、少免耕、拋秧、再生稻、種養(yǎng)結合等技術。

“三高一低”的農業(yè)生產模式在保障中國糧食供給做出巨大貢獻的同時，也導致了嚴重的資源環(huán)境問題。由于生產資料和勞動力成本逐年上升，種植效益逐年降低，水稻可持續(xù)生產面臨重大挑戰(zhàn)。未來水稻栽培需要因地制宜地通過模式創(chuàng)新和管理措施優(yōu)化，解決高產與高效、高產與優(yōu)質、用地與養(yǎng)地之間的矛盾，協(xié)調環(huán)境因素與高產、優(yōu)質、安全之間的相互關系，尋求綠色高產高效的栽培技術，從而實現(xiàn)“少打農藥、少施化肥、節(jié)水抗旱、優(yōu)質高產”的綠色目標。

由于全球的溫室效應和環(huán)境惡化，使得農業(yè)上自然災害頻繁發(fā)生，嚴重威脅水稻生產的穩(wěn)定和發(fā)展。研究水稻對逆境響應的機制和應對逆境的調控技術已是水稻栽培學研究的一個重要任務。需要從群體、個體、組織、器官、細胞和分子水平上研究水稻對逆境的響應機制，揭示水稻對環(huán)境逆境響應和適應性機理，并將水稻的產量和品質作為抗逆性的評定指標；研究并應用耕作、栽培、化控等措施以減緩逆境對作物的傷害，特別是減少逆境對作物產量與品質的不利影響，建立健全水稻低溫冷害、高溫熱害以及干旱評價標準和災害防控技術體系。