直播稻栽培技術(shù)研究進(jìn)展

章清杞, 蔡來龍, 黃榮華, 程祖鋅

(福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)學(xué)院,福建 福州 350002)

我國是世界上最早栽培水稻的國家，早在漢代就出現(xiàn)水稻的移栽種植，唐宋以后水稻種植開始大規(guī)模推廣[1]。當(dāng)前我國水稻栽培主要以育苗移栽為主[2]。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，農(nóng)村人口大量向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，農(nóng)村人口老齡化以及勞動力短缺的問題日趨嚴(yán)重，用工價(jià)格亦不斷攀升。據(jù)調(diào)查，插秧勞動力成本占水稻總生產(chǎn)成本的30%左右，導(dǎo)致傳統(tǒng)的水稻種植效益低，嚴(yán)重影響農(nóng)民種植水稻的積極性[3]。為了降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，直播稻栽培越來越受到重視。直播稻栽培是一種比較原始的水稻栽培方式，是指不經(jīng)過移栽過程，直接撒上種子，直至收獲。水稻直播栽培模式避免了移栽所致的生長損傷；又省卻移栽過程的勞動力成本，具有省工、省力、低成本和高效率的優(yōu)勢；且直播的耕作模式對于土地的開發(fā)利用、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、糧食安全等都起到積極作用。但直播稻存在易倒伏和草害嚴(yán)重等劣勢，易造成減產(chǎn)[4]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國直播稻面積超過400萬hm2，主要分布于廣東、江蘇、四川、浙江、湖南、湖北等[5-6]。目前直播稻的研究主要以栽培技術(shù)研究為主，包括直播方式、播種期、播種量、施肥技術(shù)等對產(chǎn)量的影響[7-11]，以及適合直播的品種篩選等[12-14]。本文綜述了我國直播稻栽培技術(shù)方面的研究進(jìn)展并提出相應(yīng)措施和建議，以期為直播稻的研究和推廣提供依據(jù)。

1 播種技術(shù)

1.1 播種期

播種期對直播稻生長發(fā)育、病蟲草害發(fā)生、安全成熟和產(chǎn)量形成等都有重要的影響[15]。早播或遲播均會造成水稻灌漿期積溫不足，使得籽粒充實(shí)度、溫光利用效率、結(jié)實(shí)率、千粒重和有效穗下降，導(dǎo)致產(chǎn)量降低[16-17]。張?jiān)诮鸬萚18]研究表明，早播易受高溫?zé)岷?，晚播易受低溫冷害，而遲播則縮短了水稻的營養(yǎng)生長期，使得生長量降低、穗變小、有效穗下降，對產(chǎn)量有負(fù)面影響，但結(jié)實(shí)率和千粒重變化不大。姚義等[19]對3種熟期類型的水稻進(jìn)行分期直播試驗(yàn)，結(jié)果表明，隨著播期的推遲，各水稻品種的產(chǎn)量均明顯下降，穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率降低，但外觀品質(zhì)均呈變優(yōu)的趨勢，蒸煮與食味品質(zhì)則呈變劣的趨勢。梅少華等[20]研究表明，水稻產(chǎn)量隨著播種期的推遲極顯著降低，不同播種期的最適播種量不同；從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，播種期主要顯著影響免耕直播稻的每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和有效穗數(shù)。蔣東等[21]研究認(rèn)為，播期對直播稻南粳9108群體特性和產(chǎn)量具有明顯影響。隨著播期的推遲，南粳9108的成穗率和有效穗數(shù)逐漸降低，每穗實(shí)粒數(shù)呈先升后降的趨勢，千粒重變化不明顯，理論產(chǎn)量呈先升后降的趨勢。南粳9108在江蘇鹽城海豐地區(qū)的最佳播種期為6月10日之前。黃福心[22]研究表明，隨著播期的推遲，機(jī)直播稻的生育進(jìn)程相應(yīng)推遲，植株群體素質(zhì)呈下降趨勢，產(chǎn)量性狀變差、減產(chǎn)。金旭生等[23]研究表明，隨著播期的推遲，直播稻南粳9108基部節(jié)間長度增加、上部節(jié)間長度縮短、株高及高效葉葉面積降低、劍葉葉基角增大，光合作用受影響，每穗實(shí)粒數(shù)明顯降低，產(chǎn)量降低。鄭盛華等[24]研究表明，秈稻的凈光合速率隨著播期推遲總體呈下降趨勢。推遲播期能顯著降低水稻的產(chǎn)量、有效穗和結(jié)實(shí)率，播期過早或過遲均不利于中早熟品種產(chǎn)量性狀的協(xié)調(diào)發(fā)展，中熟和中遲熟品種產(chǎn)量受播期影響較大，而中早熟品種產(chǎn)量受播期影響較小[24]。隨著播期推遲，直播稻群體的干物質(zhì)重顯著下降，早播能提高直播稻光合物質(zhì)的運(yùn)輸轉(zhuǎn)化率和抽穗灌漿期的物質(zhì)生產(chǎn)能力[25]。隨著播期推遲，庫容量降低，直播稻的產(chǎn)量隨著下降[26]。

1.2 播種方法

在合理的播期下，能否全苗和勻苗是直播稻高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。水稻直播分機(jī)械化直播和人工直播，機(jī)械化直播又可分為機(jī)械化水直播和機(jī)械化旱直播。我國北方多以條播方式的旱直播為主，即在未灌水的農(nóng)田中直接播未發(fā)芽的稻種[27-28]。不同直播方式的秧苗素質(zhì)不同，機(jī)械穴播稻苗田間分布規(guī)范、均勻，稻株的空間分布合理、通風(fēng)透光較好，其秧苗素質(zhì)明顯優(yōu)于人工撒播，且機(jī)械精量穴直播分蘗勢強(qiáng)，群體結(jié)構(gòu)合理，穗粒結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，光合速率高，抗倒伏能力增強(qiáng)。而人工撒播不依賴機(jī)械，效率較高，但無法做到均勻播種，稻株的空間分布不合理，群體關(guān)系不協(xié)調(diào)。因此，機(jī)械直播稻分蘗成蘗和成穗率、不同時(shí)期干物質(zhì)積累量和凈干物質(zhì)積累量均高于人工撒播稻，機(jī)械直播稻的穗部性狀較優(yōu)，產(chǎn)量顯著高于人工撒播稻[29-32]。人工撒播的無序和不均勻，導(dǎo)致水稻生長后期群體通風(fēng)透光較差，更容易發(fā)生病蟲害且產(chǎn)量較低[33-34]。

1.3 播種量

適宜的播種量對直播稻成苗率及秧苗素質(zhì)有著重要的影響[35]。隨著播種量增加，直播稻基本苗和穗數(shù)增加，但分蘗穗數(shù)減少，粒數(shù)呈先增加后減少的趨勢，粒重變化較小，結(jié)實(shí)率受播種量影響不大，產(chǎn)量呈先增后減的趨勢[36]。播種量增加，基部節(jié)間拉長，上部節(jié)間變短，抗倒伏能力減弱；穗長變短，穗型變?。粏沃旮芍刈冚p，株型變小[37]。黃曦[38]研究表明，隨著播種量的提高，水稻有效穗數(shù)呈上升趨勢，每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重均呈現(xiàn)下降趨勢，產(chǎn)量呈拋物線形趨勢，播種量為60 kg·hm-2時(shí)產(chǎn)量最高。周煒等[39]研究認(rèn)為，常規(guī)稻武運(yùn)粳24、雜交稻常優(yōu)3號分別在播種量45.0、22.5 kg·hm-2條件下產(chǎn)量最高，主要原因是在相應(yīng)播種量下單位穎花量最大，單株成穗率和每穗粒數(shù)之間最協(xié)調(diào)，使群體質(zhì)量最高。陳宜構(gòu)等[40]研究認(rèn)為，免耕直播稻播種量以11.25～15.00 kg·hm-2為宜；播種量在11.25～22.50 kg·hm-2范圍內(nèi)，產(chǎn)量隨播種量增加而下降，兩者呈負(fù)相關(guān)。黃示瑜等[41]研究表明，直播稻播種量為45、60 kg·hm-2時(shí)產(chǎn)量較高，分別比播種量105 kg·hm-2增產(chǎn)29.0%和19.5%，增產(chǎn)顯著；且兩者的最高苗數(shù)、成穗率、有效穗、每穗實(shí)粒、結(jié)實(shí)率、千粒重等性狀均優(yōu)于105 kg·hm-2。直播稻播種量、行距對有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)和千粒重的影響程度不同，在一般栽培管理水平下，南粳9108在播種量為105～120 kg·hm-2、行距28 cm時(shí)產(chǎn)量最高[42]。

2 施肥技術(shù)

相對于手栽稻，直播稻拔節(jié)期前氮素吸收速率大，拔節(jié)期至成熟期的氮素吸收量小[43]。多數(shù)學(xué)者研究表明，在適宜氮肥用量和前后期比例上，直播早稻穗肥比例在20%～30%時(shí)產(chǎn)量最高[44-47]。張祖建等[48]研究表明，施氮量和氮肥運(yùn)籌比例均對直播稻產(chǎn)量有顯著影響，氮肥施用量270 kg·hm-2、基肥∶分蘗肥∶穗肥=4∶3∶3時(shí)，水稻產(chǎn)量最高，群體結(jié)構(gòu)較為合理，結(jié)實(shí)期物質(zhì)生產(chǎn)能力較強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)系數(shù)較高，抗倒性能較好。石普芳[49]研究發(fā)現(xiàn)，直播早稻在適宜施氮量下(150 kg·hm-2)，基肥比例由25%提高到40%時(shí)，產(chǎn)量提高；基蘗肥各占總施肥量40%時(shí)產(chǎn)量最高；但基肥比例提高到55%時(shí)，產(chǎn)量則下降。薛利紅等[50]研究發(fā)現(xiàn)，在相同施氮量下，提高基肥比例，水稻功能葉氮含量和葉面積指數(shù)下降，稻穗的氮含量也降低，說明提高基肥比例不利于后期水稻氮素的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。直播早稻的基肥比例保持在30%～40%為宜，施氮量為180 kg·hm-2、基肥∶蘗肥∶穗肥=35∶40∶25時(shí)，產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)收益最佳。不同地區(qū)的直播稻栽培應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥婪柿η闆r、水稻品種特性，結(jié)合不同的直播方式合理施肥，原則是施足基肥、蘗肥，少施穗肥，即“前重后輕”的施肥方式[51-52]。

施用緩釋肥能增加直播水稻穗長、有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)，提高結(jié)實(shí)率和千粒重，從而提高產(chǎn)量、產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益[53-54]。施儉等[55]研究認(rèn)為，施用水稻緩釋肥后，直播水稻成穗率較常規(guī)施肥處理有明顯增加。在等氮條件下，產(chǎn)量顯著高于目前大面積采用的常規(guī)施肥處理；減氮30%，水稻產(chǎn)量與常規(guī)施肥處理相仿。李孔浩等[56]分析了安徽鳳臺縣不同鋅肥用量的效益及投產(chǎn)比，認(rèn)為水稻最佳鋅肥用量為26.5 kg·hm-2，產(chǎn)量可達(dá)6 905.4 kg·hm-2。梅亞林等[57]研究認(rèn)為，施用硅肥對水稻產(chǎn)量具有顯著的促進(jìn)作用，并隨著硅肥施用量的增加呈先增加后減少的趨勢，且基施硅肥150～225 kg·hm-2增產(chǎn)效應(yīng)較為明顯，其中150 kg·hm-2硅肥處理下寧粳1號產(chǎn)量最高，為9 668.4 kg·hm-2，增產(chǎn)效應(yīng)最明顯；225 kg·hm-2硅肥處理下，武粳15產(chǎn)量最高，為9 922.5 kg·hm-2，比對照增產(chǎn)8.06%。在分蘗初期噴施硅肥可以縮短直播稻基部節(jié)間的長度，促進(jìn)稻株第1至第4節(jié)間干物質(zhì)積累，提高稻株的抗倒伏能力[58]。

3 雜草防治與抗倒伏栽培

3.1 雜草防治技術(shù)

直播稻田的雜草和稻谷幾乎同步出芽，但雜草更具競爭優(yōu)勢，嚴(yán)重影響直播稻產(chǎn)量，因此防除雜草是直播稻穩(wěn)產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)[59]。近年來，我國直播稻區(qū)草害日趨嚴(yán)重，雜草防除已經(jīng)成為生產(chǎn)中最大的投入，是直播稻高產(chǎn)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)[60]。直播稻田雜草防除主要采用農(nóng)藝措施和化學(xué)措施。其中，農(nóng)藝措施主要包括深耕、灌溉、除草等；化學(xué)措施主要是噴撒除草劑，目前常見的除草劑有：雙草醚·五氟磺草胺[61]、噁嗪草酮[62]、唑·氯吡嘧[63]、五氟磺草胺·氰氟草酯混劑[64]、芐嘧磺隆+二氯喹啉酸、噁草酮[65]等。生產(chǎn)上通常采用化學(xué)與農(nóng)藝措施相結(jié)合的方法來防除雜草。如“藥除、水控、后補(bǔ)”除草技術(shù)，在播種前和苗期噴施除草劑；生長中期做好水肥管理，以水控草；生長后期對難防除的惡性雜草采取補(bǔ)救措施[66]。姜心祿等[59]研究認(rèn)為，直播稻田雜草防除應(yīng)采取播種時(shí)封閉除草，播種后50 d進(jìn)行莖葉除草，生長后期再進(jìn)行莖葉除草，俗稱“一封二殺三補(bǔ)”防除措施；除草劑可用1 500 mL·hm-260%新馬歇特+300 mg·hm-210%吡嘧磺隆，每公頃兌水600 L均勻噴施，防效接近90%，莖葉除草采用900 mL·hm-2稻杰+600 mg·hm-2千金，每公頃兌水600 L均勻噴施效果最優(yōu)。

3.2 抗倒伏栽培技術(shù)

采用直播方式種植水稻既省錢又省工，但容易發(fā)生倒伏[67]。直播水稻易倒伏主要由于其播種量大，密度過高，封壟過早，水稻長勢過于繁茂，通風(fēng)、通光能力差[68]。水肥管理不當(dāng)，底肥施用少，過量追施氮肥，會導(dǎo)致水稻生長過于繁茂，基部節(jié)間拉長。病蟲危害造成水稻長勢不好而導(dǎo)致倒伏，環(huán)境氣象條件也會引起倒伏，如大風(fēng)天氣。在直播方式上，機(jī)械直播比人工撒播更抗倒伏[69]?？沟狗耘嗟闹饕胧┯羞m當(dāng)稀播、減少肥料使用及生長中期噴施多效唑抑制植株生長等[70-71]。施氮水平的提高或氮素穗肥比例的增加均會降低直播雜交水稻莖稈折斷彎矩、斷面系數(shù)、彎曲應(yīng)力、第4節(jié)間直徑和莖稈碳水化合物及鉀含量，且施氮水平的提高還伴隨莖稈各節(jié)間伸長、株高和重心高度增加、倒伏指數(shù)及倒伏風(fēng)險(xiǎn)增大[72]。楊長明等[73]研究表明，秸稈還田處理配合化肥施用可顯著提高水稻莖稈的粗度、厚度和莖重，提高莖稈基部的抗折能力，增強(qiáng)抗倒伏能力。通過噴施矮壯素·烯效唑、多效唑，可降低植株高度，增加莖稈的強(qiáng)度，達(dá)到增強(qiáng)直播稻抗倒伏能力的目的[74-75]。與條播方式相比，穴播方式顯著降低了水稻的重心高度和基部3節(jié)總長，顯著提高了水稻分蘗期的根系干質(zhì)量和孕穗期的根系體積，更有利于提高直播稻的抗倒伏能力[76]。直播稻生長前期施用抗倒劑雖然可以提高群體抗倒伏能力，但會導(dǎo)致水稻產(chǎn)量下降。因此，不宜在水稻生產(chǎn)前期過早施用抗倒劑[77]。

4 品種篩選

目前，生產(chǎn)上主要以移栽稻為品種選育對象，而以直播稻為育種目標(biāo)開展品種選育較為少見。生產(chǎn)上使用的直播稻品種基本上是移栽稻品種，或?qū)⒁圃缘酒贩N進(jìn)行篩選而得[14-16]。通過篩選適宜直播條件的優(yōu)質(zhì)水稻品種，可以充分挖掘和利用現(xiàn)有水稻品種。彭碧琳等[78]為篩選適宜在華南雙季稻區(qū)種植的直播稻品種，對14個水稻品種進(jìn)行直播試驗(yàn)，篩選出粵雜889、15WHZ、培雜泰豐等適宜作早季直播種植，聚兩優(yōu)751、天優(yōu)華占和天優(yōu)122等適宜作晚季直播，五優(yōu)308適宜早晚兩季直播種植。黃安樂等[79]篩選出適合湘北平湖地區(qū)作晚稻直播種植的品種：和99、株兩優(yōu)819、早677。陳凱林等[80]篩選出適合湘北地區(qū)作晚稻直播種植的品種：湘早秈42、陸兩優(yōu)996、威優(yōu)402和金優(yōu)898。陳鴿等[81]篩選出適合洞庭湖地區(qū)雙季直播種植的組合：早季陸兩優(yōu)996、中早39、株兩優(yōu)211分別搭配晚季中早39、柒兩優(yōu)007、陸兩優(yōu)996。鐘飛等[82]通過篩選獲得適合直播種植的品種：深兩優(yōu)868、旱優(yōu)73、晶兩優(yōu)華占和晶兩優(yōu)534等。劉學(xué)進(jìn)等[83]篩選出適合直播的水稻品種：連粳3號、建0358、建0358-16，產(chǎn)量可達(dá)9 000 kg·hm-2以上。殷琴等[84]對13個中熟中粳水稻新品種進(jìn)行了直播試驗(yàn)，篩選出可在里下河地區(qū)作直播稻種植的3個品種：華粳6號、連粳4號和武運(yùn)粳21。郭暉等[85]選用11個新品種進(jìn)行直播稻品種比較試驗(yàn)，認(rèn)為臨稻16號、蘇秀867、京粳1號、武運(yùn)粳32號和泗稻785等5個品種適宜鹽城地區(qū)水稻直播栽培。曾濤等[86]研究表明，宜香優(yōu)2115、C兩優(yōu)華占、內(nèi)香優(yōu)6139分別比宜香4245(對照)增產(chǎn)13.76%、20.82%和17.84%，以上4個品種均適宜在黔北生態(tài)區(qū)作直播栽培。早稻氣溫較低，播種后冷水澆灌會降低種子發(fā)芽率和出苗率，因此直播對水稻品種耐低溫逆境的要求較高[87-88]。低溫、干旱脅迫為直播水稻苗期常見的逆境脅迫，苗期的抗逆性是直播稻品種選育的一項(xiàng)重要指標(biāo)[89]。

與水稻移栽相比，直播栽培沒有移栽緩苗期，生育期縮短，所以播種期一般會比移栽稻推遲8～15 d。直播稻分蘗力強(qiáng)、穗數(shù)多，扎根淺容易倒伏，田間易發(fā)生草害。因此，在直播稻品種的篩選上應(yīng)選擇具有分蘗力強(qiáng)、株高較矮、莖稈粗壯、抗倒伏能力強(qiáng)、 抗病蟲害、穗型較大、生育期較短、灌漿速度快的品種。

5 展望

我國直播稻面積逐年擴(kuò)大，但直播稻容易發(fā)生草害和倒伏。除草劑的長期大量施用會污染土壤和水體，對生態(tài)環(huán)境造成威脅，有必要進(jìn)一步研究機(jī)械物理除草方法和開發(fā)更加高效低毒的除草劑，以保證直播稻的安全健康發(fā)展。為防直播稻倒伏，應(yīng)科學(xué)施用肥水，并配合化學(xué)調(diào)控措施。為促進(jìn)直播稻的發(fā)展，提出以下建議：(1)加大直播稻栽培技術(shù)推廣與農(nóng)技人員培訓(xùn)力度。采取建立示范片、栽培技術(shù)培訓(xùn)、田間現(xiàn)場觀摩、發(fā)放技術(shù)資料等模式，推廣直播稻高產(chǎn)栽培技術(shù)，使大部分種植戶能夠熟練掌握直播稻播種、除草、肥水管理等田間技術(shù)。(2)加大直播稻栽培技術(shù)的研究。一是繼續(xù)研究栽培措施對直播稻抗倒伏的影響，如通過合理播種、科學(xué)灌溉、科學(xué)施肥等控制倒伏，采用化學(xué)調(diào)控防止倒伏等；二是研究草害的防治技術(shù)，在已有“一封二殺三補(bǔ)”技術(shù)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)開展高效低毒除草劑的研究。(3)建立適應(yīng)機(jī)械化直播的稻田耕種模式。如“直播稻+旱作蔬菜”模式、“直播稻+再生稻”模式、“直播稻+稻田綜合種養(yǎng)”模式等。(4)加大直播稻品種選育研究。在直播稻品種選育上，主要根據(jù)直播稻對抗倒伏要求高的特點(diǎn)，選擇具有根系發(fā)達(dá)、莖稈粗壯、植株高度適中等特點(diǎn)的品種。需根據(jù)各地區(qū)氣候特點(diǎn)，調(diào)整育種目標(biāo)和策略，選育出適合不同生態(tài)區(qū)機(jī)械化直播的水稻新品種。此外，廣譜抗除草劑品種培育也是一個重要目標(biāo)。選育抗除草劑的水稻品種能解決直播稻草害嚴(yán)重的問題，降低對除草劑的依賴，有利于我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。