鹽堿地條件下機插秧與旱直播水稻產量及其構成因子比較

吳秀茹 劉建* 趙飛* 楊婭坤 曹高燚 杜錦 向春陽 郭淑玲

（1 天津農學院農學與資源環(huán)境學院，天津300384；2 天津市寶坻區(qū)生物中心，天津301800；*通訊作者：13821757926@163.com）

水稻根據其種植特點可分育苗移栽和直播兩種模式。水稻直播由于省略了育苗移栽程序，可節(jié)省勞動力，緩解了勞動力季節(jié)性緊張的矛盾，推動了水稻生產的輕型化、專業(yè)化和規(guī)模化，其面積呈現不斷增長的趨勢[1-2]。我國古代的農耕技術是從直播開始的，但由于當時的生產力水平較低，草害嚴重，田地的平整性較差，往往產量較低，逐漸被移栽所代替[3-4]。后來，隨著除草劑的問世和激光平地以及直播機械的發(fā)明，使直播技術推廣成為可能，我國水稻直播面積呈現不斷上升的勢頭。從世界范圍來看，美國是最早實現水稻機械化直播的國家之一，而日本的水稻移栽機械化程度最高[5]。機插秧和旱直播已成為我國乃至世界最為主要的兩種水稻種植模式。目前關于機插秧和直播條件下水稻的生長發(fā)育[6]、生理特性[7]、產量及產量構成因素[8-10]的研究較多，但有關鹽堿條件下水稻直播的生長發(fā)育以及產量表現的研究較少。天津市地處渤海之濱，鹽堿地較多，為此以天津育成的4 個主栽品種為供試材料，對鹽堿條件下的水稻直播和機插秧情況進行了試驗研究，這對發(fā)展天津市乃至全國鹽堿地條件下的水稻直播有著重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以天津市育成的4 個主栽品種津育粳18、津育粳22、津原 E28、津原 58 為試驗材料。

1.2 試驗地基本情況

試驗于2019 年在天津市玉米良種場進行。土壤pH 值為8.3、含鹽量1.8‰、有機質1.78 g/kg、全氮0.12%、有效磷12.8 mg/kg、速效鉀 59.6 mg/kg。

1.3 試驗設計

每個品種種植面積667 m2，旱直播和機插秧分別位于灌水渠的兩側，相鄰種植。機插秧為4 月10 日育苗，5 月 25 日移栽，插秧規(guī)格為 30 cm×15 cm；旱直播采用機械條播，5 月5 日播種，用種量120 kg/hm2，行距20 cm。

1.4 田間管理

純 N、P2O5、K2O 的用量分別為 300 kg/hm2、150 kg/hm2和75 kg/hm2。其中，磷肥和鉀肥全部作為基肥，氮肥分基肥、蘗肥和穗肥3 次施入，比例為 4∶2∶1。機插秧按天津慣行栽培法進行，適時灌水和曬田。旱直播在播種后用40%噁草酮進行封閉除草，保持土壤充足的水分，待秧苗長到10 cm 左右開始保水，防止旱田雜草的生長，水稻封壟后開始間歇灌水，保持土壤水分一直到成熟收獲。

1.5 調查取樣

水稻成熟后（10 月10 日）采用對角線方法進行調查取樣，即對角線各取1 點、中間1 點，3 次重復，對角線取樣時樣點與田埂的距離為2 m。機插秧模式取樣時，每個品種每次重復取5 株；旱直播取樣時每個品種取1 m 行長，取樣完成后帶回實驗室進行產量構成因子調查。同時使用收割機按面積均分為3 塊分別收獲作為3 次重復，并分別計產。計產時為了便于比較，按劉建等[11]提出的方法計算出水分14.5%時的標準千粒重。

1.6 數據分析

采用SPSS19.0 軟件進行分析，用t 檢驗對兩種種植模式的農藝性狀進行差異顯著性比較。

2 結果與分析

2.1 兩種種植模式下農藝性狀的比較

從表1 可見，所有參試品種機插秧的株高顯著高于旱直播；穗長因品種而異，津育粳18 和津育粳22 旱直播條件下顯著高于機插秧，而津原E28 和津原85 兩種種植模式下無顯著差異；有效穗數除津原58 兩種模式無顯著差異外，其余品種均是機插秧明顯高于旱直播；每穗粒數除津育粳22 機插秧顯著高于旱直播外，其余品種兩種模式下差異并不明顯；結實率津育粳18兩種模式下無顯著差異，其余品種均存在顯著或極顯著差異，但在兩種模式上并未表現出一定的趨勢，其原因可能與旱直播前期的營養(yǎng)生長不足，而灌漿期的養(yǎng)分比較充足有關；千粒重方面，除津原E28 兩種模式間無顯著差異外，其余3 個品種均是機插秧顯著低于旱直播。

表1 水稻機插秧與旱直播農藝性狀的比較

從表1 可見，津育粳18 和津育粳22 機插秧實際產量明顯高于旱直播，津原E28 兩種栽培模式下的產量差異不顯著，而津原58 旱直播的產量顯著高于機插秧。主要原因是津育粳18 和津育粳22 旱直播的單位面積有效穗數明顯偏低，津原58 兩種栽培模式在單位面積有效穗數和每穗粒數無顯著差異的情況下，結實率和千粒重明顯要高。除株高外，其他農藝性狀兩種栽培模式下的差異不顯著。從本次試驗結果看，津原58和津原E28 是比較理想的旱直播品種。

2.2 兩種種植模式下經濟效益的比較

從表2 可見，4 個品種的價格是一致的（它們的品質基本處同一水平），而且每個品種的成本投入也一樣。由于品種產量的不同，導致產值、效益和投入利潤比的差異。機插秧模式中津育粳18 和津育粳22 的效益較高，旱直播模式中津原E28 和津原58 的效益較高。從投入利潤比來看，旱直播的津原58 最大，津原E28 次之，進一步印證了表1 中這兩個品種是比較理想的直播品種這一結果。

表2 水稻機插秧與旱直播經濟效益的比較

3 討論

有效穗數、每穗粒數、結實率、千粒重是水稻最為重要的產量構成因子，是研究者在試驗中的必查項目[12-13]。雖然在計算理論產量時不用株高和穗長，但株高與產量卻存在著密切相關，株高過高易引起倒伏而減產，過低會造成營養(yǎng)生長不良、后期光能利用率下降，同樣會影響產量。穗長直接影響水稻的產量和品質，是水稻中一個重要農藝性狀，研究穗長可為水稻生產潛力和單產的提高提供新的途徑[14-15]。此外，穗長是決定穗型的重要因素，可以作為產量育種的標準[16]。本試驗中機插秧的株高顯著高于旱直播，穗長因品種而異（表1），原因在于旱直播出苗至3 葉期，種子自身胚乳的養(yǎng)分耗盡，該時期是秧苗抗鹽堿最弱的時期，由于受鹽堿脅迫，導致水稻生長緩慢、營養(yǎng)生長不良、株高降低。機插秧雖然也會受到鹽堿脅迫的影響，但與旱直播相比受影響程度要低。由于旱直播前期營養(yǎng)生長不足，有效穗數降低，使得幼穗分化形成以及灌漿時期的養(yǎng)分較為充足，是造成旱直播穗子較大、灌漿飽滿、千粒重高的一個主要原因。此外諸多研究表明，旱直播的根系活力較高[17-20]，可能是其千粒重升高的另一個原因。本研究中水稻旱直播和機插秧產量的高低因品種而異，有研究表明旱直播產量高于機插秧[6，21-22]，而另一部分的研究結果則相反[10，18，23]，主要原因在于彼此的試驗材料、栽培管理以及試驗條件不同。本試驗是在鹽堿脅迫條件下進行的，耐鹽堿差的水稻品種，旱直播前期營養(yǎng)生長不足、單位面積有效穗數低，是造成水稻產量低的主要原因。另一方面，由于旱直播根系活力強、后期灌漿較好、千粒重較高，一些耐鹽堿較強的品種，如果前期營養(yǎng)生長較好的話，往往能獲得較高的產量。

對于研究人員以及生產者而言，獲得較高的經濟效益和投入利潤比才是終極目標。與旱直播相比，除津育粳22 外，機插秧的投入利潤比較低（表2），這主要是因為機插秧的投資成本較高所致。需要說明的是，本試驗是對直接成本的投入計算得出的結果，至于旱直播水稻由于節(jié)約水資源而產生的生態(tài)效益等并沒有考慮在內。對于一定面積的生產田來說，在投入成本確定的情況下，如何提高單位面積水稻的產量成為研究者的重要課題。在鹽堿地條件下進行旱直播所面臨的主要問題是保證水稻3 葉期后正常生長，達到與移栽稻比較接近的營養(yǎng)生長量，即有一個比較理想的株高和有效穗數，選擇苗期抗鹽堿性較強的品種是關鍵。從本次試驗結果看，津原E28 在兩種栽培模式下的株高、穗長、產量以及產量構成因子上差異最小，是比較穩(wěn)定、理想的旱直播品種。從栽培上，為了保證3 葉期后稻苗的快速生長，在條件允許的情況下，使用大水漫灌洗鹽堿，然后馬上放干，如此重復2~3 次，可降低土壤含鹽量，促進稻苗的快速生長。建議水稻封壟后開始灌“跑馬水”，適時曬田，保持水稻根系活力。通過合理的田間管理促進旱直播水稻的早生快發(fā)，以獲得理想的株高和合理的群體，確保單位面積有效穗數，為鹽堿地條件下水稻高產打下一個良好的基礎。此外，試驗中只對鹽堿地條件下兩種種植模式的主要農藝性狀進行了比較，至于外觀品質以及食味品質如何變化還需要進一步試驗來驗證。