我国水稻栽培技术的研究进展及展望

禇光 陈松 徐春梅 王丹英 章秀福

（中国水稻研究所，杭州 310006；*通讯作者：zhangxf169＠sohu.com）

1 我国水稻栽培技术研究进展

水稻栽培技术正以前所未有的态势不断创新发展，进一步确立了我国在水稻栽培领域的国际领先地位。

1.1 水稻超高产示范亩产超过千公斤

2015年，安徽省白湖农场示范区的甬优1540百亩攻关田平均单产1 020.5 kg/667 m2，为该省历史上百亩连片水稻单产首次突破1 000 kg/667 m2大关，同时也刷新了全国机插水稻高产纪录；2018年，浙江省宁海县春优927百亩示范片，平均单产1 015.5 kg/667 m2，创造了浙江省水稻百亩示范片最高产量纪录；湖南杂交水稻研究中心选育的品种超优1000，2015至2017年在云南省红河哈尼族彝族自治州“超级杂交水稻个旧示范基地”连续3年产量突破16 t/hm2的高产攻关目标，并在2018年创下百亩片平均单产1 152.3 kg/667 m2的纪录。

1.2 水稻机械化生产技术适应性不断增强

针对我国南方多熟制地区机插水稻普遍存在的“苗小质弱与大田早生快发不协调、个体与群体关系不协调、前中后期生育不协调”等问题，扬州大学联合南京农业大学等多家单位，经10多年攻关研究与集成应用，创立了“控种精量稀匀播、依龄控水精准旱育与化控”的机插毯苗“三控”育秧技术以及以“精准控种、控水与化控”为主要内涵的机插钵苗“三控”育秧技术，有效解决了上述问题，并在江苏、安徽、浙江、江西等省份大规模推广应用[1-2]，相关成果获2018年国家科技进步二等奖。

华南农业大学联合中国水稻研究所等单位研制了水稻精量穴直播机，提出了同步开沟起垄穴播、同步开沟起垄施肥穴播和同步开沟起垄喷药/膜穴播的“三同步”水稻精量穴直播技术。并在国内26省（市、区）及泰国等6国推广应用。与人工撒播相比，每667 m2增产8%以上、增收100元以上，经济社会效益显著，为水稻机械化生产提供了一种先进的轻简化栽培技术[3]。“水稻精量穴直播技术与机具”获2017年度国家技术发明二等奖。

湖南农业大学研发了“杂交水稻单本密植机插高产高效栽培技术”，即通过光电比色筛选种子，包衣剂包衣种子，定位单粒印刷播种等技术的配套应用，实现了用种量较传统机插减少60%以上[4]。解决了杂交水稻机插秧用种量大、秧龄期短、秧苗素质差、返青时间长、早/晚季品种搭配难等生产问题，实现了杂交稻单粒播种成苗、大苗密植机插。“水稻叠盘出苗育秧模式及技术”，2018年在浙江省应用9.81万hm2，新增稻谷6 037.5万kg，新增效益总额16 863.6万元；预计在湖南、江西、江苏等省市应用超33.33万hm2，取得显著社会经济效益，被推选为2018年浙江省十大农业科技成果之一，被列为中国农业科学院十大引领技术之一。

1.3 水稻绿色高产高效栽培技术得到青睐

双季稻“双季双直播”模式可以显著减少劳动力投入及劳动强度，有利于实现全程机械化种植；其周年产量可达15.0 t/hm2左右，相对一季中稻生产风险降低，有利于实现高产稳产；早、晚两季的生育期均较短，施肥次数减少和施肥量降低，有利于实现资源高效利用[5-6]。

稻田种养不仅提高了农业生产的经济效益，也为绿色可持续发展提供了巨大的潜力。“稻-虾”模式是目前发展势头最迅猛的稻田综合种养模式，水稻茎秆和叶片为小龙虾提供遮阴场所，水稻根系吸收水中的养分，净化水质；小龙虾一方面以稻田里的杂草和部分害虫为主食，另一方面其排泄物又增加了稻田中的有机质，两种生物在稻田中互利共生[7]。其他如“稻-鱼”、“稻-蟹”、“稻-鸭”等模式也具类似功能，在保障水稻稳产的基础上增加养殖效益，实现绿色高效可持续发展。

机收再生稻技术配套完善。华中农业大学等从再生稻高产优质品种筛选、农机农艺配套技术优化、肥水运筹管理、再生稻专用机械的研制等关键技术环节开展了系统研究，建立了“机收再生稻丰产高效栽培技术”，并进行了大面试示范应用[8]。2011年至2017年，累计推广38.64万hm2，增产稻谷（再生季）170万t，增收节支55.5亿元，取得了显著的经济和社会效益。

水稻深施肥技术是国际上公认的水稻生产减少化肥施用量的有效技术措施之一（一种是以日本为代表的机插秧同步深施肥模式，一种是以欧美为代表的机直播同步深施肥模式），2018年被农业农村部列为十项重大引领性农业技术之一。目前，我国的深施肥技术尚处于起步阶段，技术研发与机具研制还有待加强和配套。

1.4 水稻灾害防控技术可上线查询

中国水稻研究所等单位联合研发了水稻减灾保产相关技术，构建了水稻高低温、干旱、洪涝灾害等抗逆品种的评价方法，筛选了一批抗逆性好的水稻品种，制定了水稻品种花期高温热害鉴定与分级方法以及水稻季节性干旱灾害田间调查及分级技术规范农业行业标准；构建了水稻灾损评价方法及高温热害预警平台（http://monitor.ricedata.cn/main/main.aspx），并已在线应用；提出缓解水稻高温灌溉方法（ZL201510600006.7、ZL201410051759.2），研发水稻高温灾害防控技术，连续6年列为农业部水稻主推技术。

2 水稻栽培技术学科发展的国内外比较

欧美等工业化水平较高的国家，早在上世纪60年代就已实现从耕翻播种、田间管理、收获干燥等的全程机械化，着重于提高人均劳动生产率。西方发达国家水稻生产有以下几个特点：①计算机与激光技术结合的大型平地机高质量完成整地平地作业；②机械精控播量、播深，播种质量高；③ 水、肥、药管理均实现机械化、智能化，实现精准灌溉、施肥与打药；④ 水稻与大豆轮作补足土壤肥力等。值得注意的是，欧美等国水稻生产具有高产量、高效率、低人工投入的优势，这些优势主要依赖先进的农用机械、广茂肥沃的耕地、科学的休耕制度以及高昂的政府补贴。

水稻是用水量最多的作物，耗水量大、水分利用效率低是当前水稻生产中面临的突出问题，发展节水灌溉对稳定水稻生产和水资源高效利用具有十分重要的意义。国外目前比较成熟的水稻节水灌溉技术有：①湿润灌溉：技术要点在于控制土壤的水分限度，使土壤水分极度饱和，无需持续建立水层；②干湿交替灌溉：技术要点是在一段时间内田间建立浅水层，而后自然落干至土壤干裂不严重，复水，再落干，再复水，如此循环；③水稻旱作孔栽法：技术要点是在湿润免耕的田块用小巧的打孔播种器（机）在土中打孔、播种，播完后以土肥覆盖，并在孔中灌满水。其中，干湿交替灌溉技术在我国得到了大面积的推广应用。

保护性耕作是指用大量秸秆残茬覆盖地表，将耕作减少到只要能保证种子发芽即可，主要用农药来控制杂草和病虫害的耕作技术。目前，国外保护性耕作的主要技术措施有：（1）残茬覆盖：在农田表面覆盖一层作物残茬，形成地表、阳光、降水、气流相互作用的缓冲带，以减少土壤水分蒸发，调节土壤温度、提高土壤肥力和控制土壤侵蚀。（2）免耕技术：美国的免耕技术保护环境效果最好。此外，还有留茬耕作模式、条带垄作模式、少耕模式、粮草轮作模式等技术。（3）深松技术：用凿式犁或深松机进行只松土而不翻转土层，仍保持熟土在上、生土在下的耕层状况。（4）免耕播种技术：使用特殊的专用免耕播种机，集开沟、播种、施肥、覆土、镇压于一体，国外保护性耕作机具的开发生产向专业化、复式化、大型化、产业化和智能化的方向发展。（5）杂草、病虫控制技术：国外重视非化学除草技术的研究，如机械除草、覆盖压制除草、轮作控制杂草、生物除草等。

3 水稻栽培学科的发展趋势与展望

近年来，随着国民经济的发展和国内外市场竞争的加剧，我国稻米需求格局发生了重大的变化，城乡居民逐步倾向于优质稻米的消费，优质食味稻米在水稻生产与市场份额中占据越来越重要的地位。然而，我国的水稻生产一直以量为主，对稻米品质的重视程度相对较弱，米质总的水平偏差，愈来愈不适应人民生活水平日益提高的需求与对外贸易的发展。因此，加快研发并建立稻米优质与高产相协调的理论与技术体系，提出优质食味水稻品种的配套栽培措施，是当前我国急需发展的稻作技术。

尽管我国水稻栽培有精耕细作的传统，但随着人们生活水平的提高以及劳动力向第二 、第三产业转移，农业人口比例不断降低，推行水稻的轻简化生产势在必行。近年来农业农村部的主推技术变化趋势表明，我国农业生产开始向机械化、轻简化以及丰产增效转型。因此，今后我国水稻的轻简化生产首要任务还是形成水稻轻简化生产的栽培体系，在体系形成的基础上再逐步探索更合理、更经济有效的种植方式，逐步推广给农民，例如机直播、机插秧、少免耕、抛秧、再生稻、种养结合等技术。

“三高一低”的农业生产模式在保障中国粮食供给做出巨大贡献的同时，也导致了严重的资源环境问题。由于生产资料和劳动力成本逐年上升，种植效益逐年降低，水稻可持续生产面临重大挑战。未来水稻栽培需要因地制宜地通过模式创新和管理措施优化，解决高产与高效、高产与优质、用地与养地之间的矛盾，协调环境因素与高产、优质、安全之间的相互关系，寻求绿色高产高效的栽培技术，从而实现“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的绿色目标。

由于全球的温室效应和环境恶化，使得农业上自然灾害频繁发生，严重威胁水稻生产的稳定和发展。研究水稻对逆境响应的机制和应对逆境的调控技术已是水稻栽培学研究的一个重要任务。需要从群体、个体、组织、器官、细胞和分子水平上研究水稻对逆境的响应机制，揭示水稻对环境逆境响应和适应性机理，并将水稻的产量和品质作为抗逆性的评定指标；研究并应用耕作、栽培、化控等措施以减缓逆境对作物的伤害，特别是减少逆境对作物产量与品质的不利影响，建立健全水稻低温冷害、高温热害以及干旱评价标准和灾害防控技术体系。