我國稻作技術(shù)轉(zhuǎn)型與發(fā)展

朱德峰 張玉屏 陳惠哲 向鏡 張義凱 王亞梁

（中國水稻研究所/水稻生物學(xué)國家重點實驗室，杭州311400）

近幾十年來，由于水稻生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和國家政策支持，我國水稻生產(chǎn)取得很大發(fā)展。1949年以來，我國水稻面積增長了17%，單產(chǎn)增長了268%，總產(chǎn)增長了330%，而同期我國人口增長了1.58倍，水稻的增產(chǎn)為保障國家糧食安全以及稻農(nóng)增收做出了重要貢獻(xiàn)。

在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，水稻生產(chǎn)條件和情況發(fā)生了重大變化，農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移，勞動力、農(nóng)資、地租等生產(chǎn)成本上升，國際國內(nèi)經(jīng)濟(jì)環(huán)境、糧食生產(chǎn)與流通也都發(fā)生了變化。水稻生產(chǎn)受到了資源、自然災(zāi)害、生產(chǎn)成本、稻米價格等因素的制約，消費者對優(yōu)質(zhì)安全稻米的需求增加，迫切要求水稻生產(chǎn)方式及技術(shù)作出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。

1 水稻產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展

近年來，我國水稻生產(chǎn)面臨新情況、新問題和新挑戰(zhàn)[1-2]。經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展導(dǎo)致南方水稻面積大幅下降，同時得益于全球氣候變暖、技術(shù)進(jìn)步及裝備提升，東北水稻面積大幅增加，但是北方稻區(qū)水稻生產(chǎn)受到水資源的制約。社會的發(fā)展要求水稻生產(chǎn)綠色高效、減肥減藥，這使得長期來以大肥、大水及依靠使用大量農(nóng)藥追求高產(chǎn)的水稻生產(chǎn)模式需要改變。由于人民生活水平的不斷上升，消費者對安全優(yōu)質(zhì)稻米產(chǎn)品要求提高，稻米優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的市場機(jī)制也正在逐步形成。

目前，農(nóng)村勞動力向其他產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，從事水稻生產(chǎn)的勞動力短缺、勞動力結(jié)構(gòu)發(fā)生改變、勞動力成本提高。水稻生產(chǎn)要求機(jī)械化換人、自動化減人。水稻生產(chǎn)耕作、種植和收獲的三大環(huán)節(jié)中，耕作和收獲基本實現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，但是種植的機(jī)械化程度還較低，裝備和技術(shù)尚存在較多問題，耕作和收獲作業(yè)與種植機(jī)械化作業(yè)不配套與現(xiàn)代農(nóng)藝要求相差甚遠(yuǎn)。我國南方秈米的FOB價格分別比東南亞主要產(chǎn)稻國越南大米（10%碎米）及泰國大米（25%碎米）的FOB價格高53.3%和46.8%，導(dǎo)致東南亞稻米進(jìn)口數(shù)量大幅增長，擠壓了我國水稻生產(chǎn)空間。近年來稻谷最低保護(hù)價持續(xù)下調(diào)，水稻生產(chǎn)受稻谷價格的影響較大。因人工、機(jī)械化作業(yè)、種子、化肥和農(nóng)藥等成本提高較快，水稻生產(chǎn)成本迅速提高，2014年水稻生產(chǎn)總成本較2004年提高1.7倍左右。稻谷價格制約及成本提高，導(dǎo)致水稻生產(chǎn)效益下降，也嚴(yán)重影響種植糧食的積極性。長期以來稻農(nóng)只注重生產(chǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)銷對接不暢，產(chǎn)加銷一體化產(chǎn)業(yè)鏈沒有很好形成。

2 稻作技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步

20世紀(jì)50年代以來，我國水稻產(chǎn)量持續(xù)提高，水稻品種改良及栽培技術(shù)的創(chuàng)新為水稻產(chǎn)量提高發(fā)揮了重要作用[1-2，4]。20世紀(jì)50年代末矮稈水稻品種大范圍推廣，與傳統(tǒng)高稈品種比較，矮稈水稻品種株高變矮、耐肥抗倒性提高。在研究矮稈品種生長特性的基礎(chǔ)上，研發(fā)了提高矮稈品種種植密度、增施化肥使用的配套栽培技術(shù)。水稻收獲指數(shù)從高稈品種的0.35提高到0.50左右，通過增穗增產(chǎn)大幅提高了水稻產(chǎn)量。矮稈水稻品種由于生育期較短，適宜于雙季稻等多熟制。早稻塑料薄膜覆蓋增溫育秧等配套技術(shù)應(yīng)用，提高了我國雙季稻種植面積的比例。20世紀(jì)70年代末，我國成功選育和應(yīng)用雜交稻，與矮稈常規(guī)稻品種相比，雜交稻生長和產(chǎn)量形成特性具有分蘗力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、葉面積大、生物量高及大穗等優(yōu)勢，雜交稻生物產(chǎn)量高為提高產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)。相繼研發(fā)的雜交稻二段育秧、稀播育壯秧、稀植促大穗、肥水促控構(gòu)建高產(chǎn)群體等栽培技術(shù)，大幅提高了雜交稻群體生長量和產(chǎn)量。20世紀(jì)90年代后期以來，選育了一批生長量大、穗大粒多、產(chǎn)量潛力大的超級稻品種，并研究明確了超級稻的中后期營養(yǎng)吸收量、物質(zhì)生長量大等生長和產(chǎn)量形成特性，研發(fā)了以高產(chǎn)群體指標(biāo)為導(dǎo)向，通氣灌溉、定量施肥、氮肥后移、構(gòu)建理想群體等高產(chǎn)栽培技術(shù)，發(fā)揮了超級稻品種的高產(chǎn)潛力，實現(xiàn)了水稻品種產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。近年高產(chǎn)示范表明，高產(chǎn)栽培技術(shù)對水稻產(chǎn)量提高有重要作用，水稻百畝高產(chǎn)技術(shù)示范的平均產(chǎn)量較水稻品種區(qū)試產(chǎn)量提高13.5%～68.5%，平均提高36.0%（表1）。水稻良種良法配套作為我國水稻產(chǎn)量提高的重要經(jīng)驗和法寶在水稻產(chǎn)量增長中發(fā)揮重要作用。

近年來，我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求水稻栽培技術(shù)適應(yīng)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。水稻種植方式逐步從手插秧，發(fā)展到旱育稀植、拋秧、直播、再生稻以及機(jī)插秧。水稻生產(chǎn)主要環(huán)節(jié)從手工、畜力作業(yè)為主逐步實現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，減輕了勞動強(qiáng)度，增加了勞動效益。近年，水稻種植機(jī)械化中的機(jī)插秧和機(jī)直播取得創(chuàng)新性技術(shù)及應(yīng)用成效。針對水稻生產(chǎn)肥水用量大的問題，在研究水稻需肥需水生理特性及其與生長和產(chǎn)量關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出平衡施肥、測土配方施肥、氮肥深施，以及利用信息技術(shù)監(jiān)測水稻生長為依據(jù)的施肥技術(shù)。圍繞節(jié)水灌溉及高產(chǎn)形成，提出了水稻旱育稀植、覆膜旱作、好氣灌溉、淺濕干灌溉等技術(shù)，在提高水稻產(chǎn)量的同時，提高了水資源利用效率。圍繞全球氣候變化影響及水稻生產(chǎn)災(zāi)害多發(fā)頻發(fā)的問題，研發(fā)了水稻抗旱、高低溫、洪澇等災(zāi)害的預(yù)警和抗災(zāi)減災(zāi)技術(shù)。

3 水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培

我國正實施農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，水稻生產(chǎn)目標(biāo)正從高產(chǎn)向優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)型，但高產(chǎn)高效仍將是水稻生產(chǎn)主要目標(biāo)，當(dāng)前我國水稻生產(chǎn)需要在優(yōu)質(zhì)綠色前提下實現(xiàn)高產(chǎn)高效。制約我國水稻高產(chǎn)的因素包括品種潛力、土壤資源、氣候條件、栽培措施等。其中，秈粳雜交稻品種選育及分子設(shè)計育種等技術(shù)突破，使我國水稻的單產(chǎn)潛力不斷提高，有些省份的百畝示范已突破15 000 kg/hm2，但全國水稻平均單產(chǎn)2018年仍只有7 027 kg/hm2，主要原因還在于稻田土壤地力水平低，中低產(chǎn)田占總耕地面積的67.5%，其中鹽堿型低產(chǎn)田占中低產(chǎn)田近4.3%，中低產(chǎn)田的大量存在影響了稻作技術(shù)水平及水稻產(chǎn)量潛力發(fā)揮。因此，針對不同類型中低產(chǎn)田，研發(fā)秸稈深翻還田、有機(jī)肥增施、測土配方施肥等土壤改良技術(shù)[5]，以解決土壤因素對水稻生產(chǎn)的限制。另外，根據(jù)高產(chǎn)水稻品種特性，研發(fā)缽苗移栽、促分蘗快生早發(fā)、提高成穗度、群體優(yōu)化調(diào)控等技術(shù)，發(fā)揮水稻高產(chǎn)潛力。

表1水稻品種區(qū)試產(chǎn)量與高產(chǎn)栽培產(chǎn)量比較

水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)永遠(yuǎn)是水稻生產(chǎn)的主題。隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們的生活水平和飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，國內(nèi)對稻米的需求正由“量”向“質(zhì)”轉(zhuǎn)變。市場上出售的水稻品種琳瑯滿目，各地優(yōu)質(zhì)稻米品種選擇要根據(jù)品種和當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境、種植制度、栽培方式的適應(yīng)性以及市場需求確定。實踐證明，優(yōu)質(zhì)稻米生產(chǎn)需要完整的從產(chǎn)前的耕作制度安排、稻田土壤培肥、優(yōu)良品種選擇到產(chǎn)中產(chǎn)后的耕、種、密、水、肥、藥等促控技術(shù)措施，確保秧苗健壯、分蘗快發(fā)、穗粒協(xié)調(diào)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)群體，才能發(fā)揮品種的品質(zhì)和產(chǎn)量潛力，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和高效。肥料尤其是穗肥的施用是促進(jìn)水稻品質(zhì)提升的重要一環(huán)，在保證水稻產(chǎn)量的前提下，穗肥中的氮肥盡量少施，以確保穗分化期吸收適量的氮，稻米蛋白質(zhì)含量適宜。在綠色高效技術(shù)的倡導(dǎo)下，北方可通過生物可降解膜覆蓋種植有機(jī)稻，不僅可以節(jié)約水稻生產(chǎn)用水，提高土壤溫度，促進(jìn)水稻早生快發(fā)，重要的是覆膜除草效果顯著，減少了除草劑的使用及人工除草的成本，可為生產(chǎn)綠色優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品及實現(xiàn)“雙減”提供切實的技術(shù)措施。優(yōu)質(zhì)稻米產(chǎn)業(yè)化需要品牌帶動，人們評價大米好壞主要看口感。所以優(yōu)質(zhì)大米生產(chǎn)需要根據(jù)當(dāng)?shù)厮镜膶嶋H情況，不斷提升技術(shù)的合理性和科學(xué)性，一方面通過品種、技術(shù)、設(shè)備融合，不斷提升內(nèi)在品質(zhì)，另一方面通過注冊大米品牌商標(biāo)、申請地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)、加強(qiáng)企業(yè)自身宣傳、政府推薦、產(chǎn)銷對接等多措并舉，強(qiáng)化品牌創(chuàng)建。積極培育專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場、農(nóng)業(yè)科技示范園等新型經(jīng)營主體，推進(jìn)水稻生產(chǎn)由分散種植向規(guī)模化經(jīng)營轉(zhuǎn)變，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)大米的生產(chǎn)發(fā)展。

4 水稻肥水高效利用栽培

在我國各作物的生產(chǎn)過程中，水稻的用水量最大。約有70%的農(nóng)業(yè)用水應(yīng)用于水稻的灌溉[6]。隨著全球氣候變化、環(huán)境污染的加重，灌溉水資源愈來愈匱乏，節(jié)水抗旱品種的選育在水稻肥水高效利用栽培中顯得尤為重要。當(dāng)前，節(jié)水抗旱稻品種主要有滬優(yōu)2號、滬旱61、旱優(yōu)73、旱優(yōu)3號等。為了追求水稻產(chǎn)量的提高，化肥特別是氮肥施用量也在不斷增加。氮素在水稻產(chǎn)量提升中發(fā)揮重要作用，氮肥施用總量占全球氮肥總用量的30%，我國成為世界第一氮肥消費大國[7]。然而，水稻氮素利用率卻呈現(xiàn)出下降的趨勢，比世界平均氮素利用率約低15%～20%[8]。根系是水稻吸收養(yǎng)分和水分的主要器官，其形態(tài)和生理特征與地上部的構(gòu)建密切相關(guān)。根系分布特征調(diào)控葉片角度的大小，根系分布深并且縱向分布不多的根系，群體的葉面積指數(shù)大，有利于群體的通風(fēng)透光，從而提高花后光合作用增加產(chǎn)量。高產(chǎn)水稻一般都具有比較發(fā)達(dá)的根系，同時深層根和外圍根所占比例大。而且，水稻深層根系對地上部的生長有一定的影響，0～5 cm土層的上層根的貢獻(xiàn)率為65%，5～20 cm土層的下層根的貢獻(xiàn)率為35%。

為了提高稻田氮肥利用效率，減少施用量，已經(jīng)開展了眾多研究，主要包括施氮量、施氮時期、有機(jī)肥和無機(jī)肥的混合配施、平衡施肥技術(shù)，新型肥料和脲酶抑制劑、生物抑制劑的應(yīng)用，稻田測土配方施肥技術(shù)，實時實地氮肥管理模式及計算機(jī)決策肥料系統(tǒng)等。已有研究證明，氮肥深施是提高稻田氮肥利用效率的最有效途徑[9]。我國與韓國、日本等多家公司合作引進(jìn)了一批帶深施肥裝置的直播機(jī)和插秧機(jī)，通過“插秧或直播、開溝、深施肥”聯(lián)合作業(yè)，實現(xiàn)了水稻的機(jī)械化高效種植，解決了勞動力不足問題，節(jié)約了氮肥用量，并提高了氮素利用效率。

目前水稻生產(chǎn)過程中水資源浪費嚴(yán)重，如何提高水資源利用效率，是我國稻作發(fā)展的重要課題。水稻節(jié)水栽培需要根據(jù)不同稻區(qū)水資源分布及降雨特點，研發(fā)和發(fā)展相應(yīng)灌溉模式，如水資源豐富的南方稻區(qū)，采用“好氣增氧灌溉”“淺濕干灌溉”等節(jié)水技術(shù)，結(jié)合生育期降雨預(yù)報，實現(xiàn)定量化控水高產(chǎn)栽培[10]；灌溉條件差、成本高等丘陵山區(qū)，研發(fā)“覆膜節(jié)水栽培”等技術(shù)；季節(jié)性水資源分布不均的稻區(qū)，可發(fā)展“蓄水控灌”等技術(shù)[11]，提高稻田雨后蓄水深度和雨水資源利用效率。

5 水稻生產(chǎn)機(jī)械化與信息化

全程機(jī)械化作業(yè)是我國現(xiàn)代稻作技術(shù)的發(fā)展方向，機(jī)械化有利于降低成本，提高稻作效益[1]。我國水稻生產(chǎn)環(huán)節(jié)耕作和收獲基本實現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，但種植機(jī)械化程度仍較低，僅在45%左右，其中種植機(jī)械化的難點在雜交稻和雙季稻，針對雜交稻制種產(chǎn)量低、種子生產(chǎn)成本高等問題，重點需要研發(fā)雜交稻精量稀播種機(jī)插、機(jī)械化穴直播等技術(shù)及裝備，以降低雜交稻機(jī)械化生產(chǎn)的用種量，同時，研發(fā)雜交機(jī)械制種技術(shù)，降低雜交稻種子生產(chǎn)成本。而雙季稻機(jī)械化生產(chǎn)的限制是長江中下游稻區(qū)兩季水稻茬口緊張，機(jī)械化生產(chǎn)只能采用生育期短的水稻品種，需加強(qiáng)生育期適宜機(jī)械化生產(chǎn)的雙季稻品種選育，及研發(fā)大苗移栽技術(shù)裝備、控高長秧齡的晚稻機(jī)插育秧技術(shù)等[12]。另外，創(chuàng)新疊盤出苗育秧模式，解決育秧出苗難題，研發(fā)缽苗機(jī)插高產(chǎn)栽培技術(shù)，探索稻田少免耕機(jī)插技術(shù)等，及發(fā)展機(jī)械側(cè)深施肥、覆膜機(jī)插等一體化作業(yè)技術(shù)及裝備，通過農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合，促進(jìn)水稻機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展。

水稻信息化技術(shù)是依托現(xiàn)代信息技術(shù)及裝備，對水稻生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)采集和利用，加強(qiáng)現(xiàn)代信息技術(shù)在水稻產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用研究已成為可能[13]。目前我國水稻智能化育秧技術(shù)應(yīng)用已較為成熟，如育秧出苗室或溫室控制系統(tǒng)等開發(fā)，已能夠完成對室內(nèi)溫度、濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與存儲，依照水稻秧苗的生長環(huán)境和生長需求，完成室內(nèi)各項參數(shù)指標(biāo)的準(zhǔn)確控制，最終實現(xiàn)智能溫室控制與信息化的完美融合。另外，圍繞水稻高低溫逆境研究，收集整合氣象數(shù)據(jù)，結(jié)合高低溫災(zāi)害防控關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，建立和完善水稻高低溫災(zāi)害預(yù)警防控平臺；下一步，開展水稻生長量監(jiān)測、營養(yǎng)狀況、環(huán)境監(jiān)測、水分監(jiān)測等研究，收集整合稻田土壤及水稻生長相關(guān)數(shù)據(jù)，建立稻田肥水管理信息化系統(tǒng)，利用智能農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備，實現(xiàn)精確施肥及后期營養(yǎng)診斷，是水稻綠色高效精準(zhǔn)生產(chǎn)目標(biāo)。

6 水稻氣候變化影響與災(zāi)害防控

全球正經(jīng)歷著顯著的氣候變化，最近100年以來全球平均地表溫度上升了0.74℃。氣候變暖造成了海平面上升、降水帶變化以及極端氣候事件頻發(fā)等問題。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各環(huán)節(jié)對自然條件尤其是氣候條件（包括溫度、降水、風(fēng)速和大氣CO2濃度等）和土壤條件（土壤水分及養(yǎng)分狀況）具有很強(qiáng)的依賴性。因此，氣候變化勢必對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生重大影響，特別是水稻生產(chǎn)與氣候要素關(guān)系密切，稻作系統(tǒng)的控溫、控洪等功能都與氣候因子有著密切關(guān)系。因此，氣候變化必然會對稻田生態(tài)服務(wù)功能產(chǎn)生影響[14]。受氣候變化的影響，東北地區(qū)水稻生育期延長，種植界限北移[15]。熊偉等[16]研究結(jié)果顯示，水稻產(chǎn)量變化對輻射變化最為敏感，其次為日較差，輻射降低導(dǎo)致我國水稻生產(chǎn)的脆弱面積變大。近年來，氣候變暖所引起熱量資源增加，使我國的種植制度出現(xiàn)了一些變化。雙季稻的安全種植北界發(fā)生了明顯北移，長江中下游地區(qū)水稻生長季內(nèi)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害頻繁發(fā)生，如干旱、低溫冷害、連陰雨、高溫?zé)岷Φ?，對水稻造成?yán)重影響。

馬欣等[17]研究表明，自1951年有觀測記錄以來，南方地區(qū)頻繁爆發(fā)季節(jié)性干旱，特別是西南地區(qū)氣候暖干化趨勢明顯，季節(jié)性干旱頻繁和強(qiáng)度呈規(guī)律性上升，干旱造成的農(nóng)業(yè)損失約占?xì)v年西南地區(qū)全部農(nóng)業(yè)災(zāi)害總損失量的50%～70%，水資源緊缺已成為水稻生產(chǎn)的制約因素，應(yīng)采取抗旱保苗壯秧技術(shù)、定量灌溉抗旱減災(zāi)技術(shù)、水肥耦合抗旱減災(zāi)技術(shù)等高產(chǎn)高效種植模式；我國水稻生長季節(jié)雨熱同步，水稻主產(chǎn)區(qū)長江中下游地區(qū)雨水多，且大多集中在6—7月。這正是早稻開花成熟期、中稻分蘗穗分化期、晚稻秧田期，洪澇災(zāi)害會對多季水稻造成嚴(yán)重影響。淹澇發(fā)生后，大多數(shù)水稻品種的莖稈會伸長，通過莖稈伸長使植株上部露出水面，從而進(jìn)行有氧新陳代謝和光合作用。因此洪澇發(fā)生前，通過合理的農(nóng)藝措施，如合理的群體結(jié)構(gòu)、適宜的氮肥管理措施等，使水稻苗具有良好的形態(tài)建成和較高的活力，可以增強(qiáng)水稻苗期的耐淹能力。研究發(fā)現(xiàn)，洪澇發(fā)生前噴施多效唑可以有效促進(jìn)植株水下伸長，延緩葉綠素降解，減緩非結(jié)構(gòu)性碳水化合物消耗，從而為淹澇解除后生長快速恢復(fù)提供有利條件[18]。

隨著全球氣候變暖，全國大部分地區(qū)極端高低溫事件發(fā)生頻率呈升高趨勢，導(dǎo)致水稻生長季內(nèi)溫度變幅加大，嚴(yán)重影響了水稻的安全生產(chǎn)。由于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，南方雙季稻面積下降，單季稻面積提高，但單季稻抽穗開花時期與一年中最高溫氣溫相遇，造成結(jié)實率大幅下降，引起水稻減產(chǎn)；早稻直播面積擴(kuò)大與“倒春寒”相逢，連作晚稻抽穗開花易遇“寒露風(fēng)”。針對高低溫的發(fā)生，采取的緩解技術(shù)主要為選用高低溫耐性好的品種、選擇適宜的播栽期、調(diào)節(jié)開花期、注重日常的田間管理，做到健身栽培、科學(xué)肥水，提高稻株對高溫等不利環(huán)境的抗性。另外，建立災(zāi)害性天氣預(yù)警報機(jī)制和水稻生育期監(jiān)控系統(tǒng)，及時掌握和預(yù)報災(zāi)害性天氣的發(fā)生和水稻生長發(fā)育進(jìn)度，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)災(zāi)害和水稻生長發(fā)育進(jìn)度提前預(yù)報，是減輕水稻發(fā)生低溫冷害和高溫?zé)岷Φ谋匾胧?/p>

7 新型稻作制度的水稻栽培

水稻種植方式的發(fā)展與水稻生長環(huán)境、生態(tài)條件和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)，其主要種植方式有手插秧、直播、拋秧、機(jī)插秧和再生稻。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地流轉(zhuǎn)的推進(jìn)，水稻生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，以手工插秧為主的傳統(tǒng)水稻種植技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對稻作技術(shù)的要求，迫切需要水稻節(jié)本省工高效的種植方式。手插秧的面積不斷下降，現(xiàn)僅約占水稻種植面積的35%，主要在人口密度較大、人均耕地面積和農(nóng)戶生產(chǎn)規(guī)模較小，及勞動力相對較充足的地區(qū)應(yīng)用。水稻直播面積近些年來不斷增大；水稻拋秧面積約占水稻面積20%左右。由于水稻直播和拋秧存在產(chǎn)量不高不穩(wěn)定以及草害較嚴(yán)重還沒有非常好的控制措施的實際，政府加強(qiáng)機(jī)插秧技術(shù)推廣，使得水稻機(jī)插面積得到快速發(fā)展，占比超40%。

我國水稻種植生態(tài)環(huán)境多樣、品種類型各異，種植制度多種。雙季稻區(qū)主要分布在長江中下游稻區(qū)和華南稻區(qū)。長江以北江淮之間多實行稻麥兩熟制，長江以南則多雙季稻，實行“肥-稻-稻”“油-稻-稻”或“麥-稻-稻”等三熟制，是世界上集約化種植水平最高的地區(qū)之一；華南稻區(qū)種植制度是以雙季秈稻為主的一年多熟制，實行與甘蔗、花生、薯類、豆類等作物當(dāng)年或隔年的水旱輪作；西南稻區(qū)調(diào)整了水稻和冬作物布局，適當(dāng)壓麥、增油、增肥；東北稻區(qū)由于冬季溫度低，夏季生長季節(jié)短，稻田常實行水稻常年連作的一年一熟制，冬季休閑，部分稻田實行隔年水旱輪作，即“稻/稻/綠肥”“稻/稻/豆類”“稻/稻/春小麥”，此種水旱輪作制度可改善土壤結(jié)構(gòu)，提高肥力。再生稻是近年來發(fā)展勢頭很快的一項種植制度。再生稻在我國有著悠久的種植歷史，可以追溯到1 700年前，郭義恭所著《廣志》一書中就有“稻有莖下白，正月種，五月獲，獲訖，其茬根復(fù)生，九月復(fù)熟，此其兩熟為一本兩割”的記述。20世紀(jì)80年代后期，單季雜交稻蓄留再生稻悄悄興起；90年代后期，在全國水稻播種面積大幅度減少的情況下，再生稻面積仍較穩(wěn)定，如四川、湖南、湖北、浙江、安徽等省份還逐漸將雙季稻改為中稻+再生稻栽培。近年來，隨著新品種的應(yīng)用、栽培技術(shù)的完善和再生稻生長發(fā)育等特性深入研究，以及勞動力成本的上升，再生稻栽培技術(shù)發(fā)展有了新的契機(jī)。近年，全國再生稻面積已達(dá)67萬hm2左右。隨著新品種的應(yīng)用和栽培技術(shù)不斷完善，再生稻產(chǎn)量顯著提高。2014年福建再生稻全程機(jī)械化耕種獲高產(chǎn)，單產(chǎn)達(dá)到298 kg/667 m2。稻田種養(yǎng)模式是在保證水稻正常生長條件下，利用稻田濕地環(huán)境開展水禽或者水產(chǎn)養(yǎng)殖，是提高稻田綜合效益的有效途徑。稻田種養(yǎng)模式在我國發(fā)展多年，如浙江金華稻鴨共養(yǎng)、青田等地的稻魚共養(yǎng)、湖北潛江等地的稻蝦共養(yǎng)等。研究發(fā)現(xiàn)，由于稻田種養(yǎng)在稻田生態(tài)系統(tǒng)中增加了生態(tài)位、延長了食物鏈，稻田種養(yǎng)模式有減緩稻田溫室氣體排放趨勢，種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)實現(xiàn)了穩(wěn)產(chǎn)增效和綠色減排[19]。