曾 波,李爱宏2,黄年生2,陈 磊3,张小祥2,潘存红2,吴云雨2,张 毅
(1.全国农业技术推广服务中心,北京 100125;2.江苏里下河地区农业科学研究所,江苏 扬州 225007;3.信阳师范学院生命科学学院,河南 信阳 464000)
水稻直播栽培是指省去育秧和栽插2个环节,而直接将水稻种子条播、点播或撒播到大田的一种轻简型栽培方式[1]。随着农业发展和农村劳动力结构不断发生变化,劳动力加速向其他产业转移,农业生产的劳动力日益短缺,水稻的移栽成本不断提高,影响农民种植的积极性,与育苗移栽相比,直播省去了育秧和移栽环节,具有显著的节本、省工、高效的优点,并有利于机械化操作[2-4],在生产上得以快速发展,在各省水稻主产区都有不同程度的分布[5-12]。同时,水稻直播机械的出现显著提高了作业效率,保证了播种和出苗质量,为直播稻的发展奠定了重要基础[13-15]。
目前水稻品种试验中仍采用育秧移栽方式进行,按照这种技术规程筛选和审定的品种不一定适合直播式水稻生产,需要研究和制定新的技术规程,筛选和培育适合轻简化栽培的水稻品种[16]。为探索在直播方式下品比试验的可行性,本研究借鉴现有区域试验的部分做法,以江苏里下河地区农业科学研究所育成、适宜直播种植的常规粳稻扬粳3012为材料,设定机条播和人工撒播2种播种方式,分别设4个不同的播种量,探索直播条件下特别是机条播方式的适宜播种量,为今后开展水稻机械化直播联合品比试验积累经验。
试验于2018年在江苏里下河地区农科所湾头科研基地进行,试验地土质为砂壤土,前茬为小麦,0~15 cm耕层土壤的基本理化指标为:有机质25.5 g·kg-1、全氮1.21 g·kg-1、速效磷25.7 mg·kg-1、速效钾85.7 mg·kg-1。
供试水稻品种为中熟中粳扬粳3012,千粒重28.5 g,发芽率92%。试验设置机条播和人工撒播2种播种方式,每种播种方式分别设30 kg·hm-2(A)、60 kg·hm-2(B)、90 kg·hm-2(C)、120 kg·hm-2(D)4个播种量;试验采用双因素裂区设计,每处理重复3次。
小区条播机械:江苏里下河地区农科所研制的小区条播机,型号LXH 266型。
小麦收获时,将小麦秸秆切碎均匀分布田间,灭茬后施基肥,耕翻后旱整旱播,开沟作畦。机条播畦面宽度2.3 m,沟宽30 cm,行距26.6 cm,小区长8 m,宽2.128 m,小区面积17.024 m2,播8行,小区间间隔60 cm,每小区播种量按设定量。人工撒播畦面宽度4.4 m,沟宽30 cm,小区长5 m,小区面积22 m2,小区间间隔50 cm,每小区播种量按设定量。2018年6月14日整地,16日播种,干籽落谷。播后窨水(水不上畦面),窨透水后排干水,喷施芽前除草剂。出苗期田间搭建防雀网。
注:柱上不同的小写字母表示不同处理间显著差异(p<0.05)。下同。图1 不同方式各处理播种出苗后田间基本苗数及成苗率
全生育期施氮总量为270 kg·hm-2,基肥、分蘖肥、穗肥比例为4∶3∶3,氮、磷、钾比例为1∶0.5∶0.8。
播种齐苗期间调查成苗率,播后25 d,每处理取20株考查秧苗素质,主要测定株高、单株带蘖数、假茎粗、百苗干重。
考查大田主要生育期田间茎蘖动态。
成熟期每小区取样考查穗粒结构,同时每小区单独收获计算产量。
数据处理采用Excel软件;统计分析采用SPSS软件。
各处理随着播种量的增加,株高增高,单株带蘖数减少,假茎粗变小,百苗干重下降,总体秧苗素质下降。不同播种量处理间,机条播和撒播方式株高均以D处理最高,A处理最低,差异达显著水平;机条播单株带蘖数以A处理1.22个最高,与B处理差异显著,C、D两处理不带蘖,撒播处理相仿;假茎粗处理间差异不显著;机条播、撒播方式百苗干重以A处理28.59 g、31.90 g最高,分别比其他处理高6.60%~25.89%和14.26%~34.54%。同一播种量条件下,撒播处理的秧苗素质略优于机条播处理,可能与撒播处理播种深度浅,出苗稍快有关(表1)。
从图1可以看出,各处理随着播种量的增加,田间基本苗数增加,成苗率下降。扬粳3012机条播、人工撒播条件下,田间基本苗数均以D处理最高,不同播种量之间差异均达显著水平;而成苗率则以A处理最高,机条播A处理成苗率76.30%,分别比其他处理提高12.49%~41.32%,撒播A处理成苗率85.13%,分别比其他处理提高1.88%~13.2%。同一播种量条件下,撒播处理田间基本苗数和成苗率均高于机条播处理,差异均达显著水平,这可能与撒播处理播种深度较浅,机条播深度有关,而机条播处理间成苗率差异较撒播处理大。因此,机条播播种时需要适当调浅播种深度,促进出苗。
表1 不同方式各处理对播后25 d秧苗素质的影响
注:同列数据后面不同小写字母表示在0.05水平差异显著。下同。
从图2可知,随着播种量的增加,各处理最高茎蘖苗数和有效穗数增多,而成穗率随之下降。同一播种方式下,不同播种量处理之间,田间最高茎蘖苗数和有效穗数差异均达显著水平,均以D处理为最高;其中机条播D处理分别比其他处理增加10.60%~61.46%和9.85%~45.93%,撒播D处理分别比其他处理增加20.80%~58.39%和8.69%~26.05%;成穗率则以A处理为最高,机条播和撒播方式,A处理分别比其他处理高6.25%~10.64%和5.74%~25.66%,撒播处理之间差异均达显著水平。同一播种量条件下,撒播各处理田间最高茎蘖苗数和有效穗数均显著高于机条播处理,这也与田间基本苗数有关;成穗率机条播略高于撒播各处理,C、D两处理则显著高于撒播。
表2 不同方式各处理对产量及产量构成因素的影响
注:“*”表示p<0.05,“**”表示p<0.01。
图2 不同方式各处理最高茎蘖苗数、有效穗数及成穗率
从表2可以看出,随着播种量的增加,扬粳3012有效穗数增加,每穗实粒数和千粒重减少,理论产量和实际产量呈现先上升再下降的趋势。
同一播种方式下,不同播种量处理之间,机条播理论产量和实际产量均以C处理最高,分别比其他处理高4.53%~13.35%和0.22%~14.98%;撒播理论产量以B处理最高,比其他处理高0.39%~3.92%,实际产量C处理最高,比其他处理高0.58%~8.16%;机条播处理间差异高于撒播处理。分析其产量构成因素,机条播方式,每穗实粒数以A处理117.34粒最高,D处理90.27粒最低,处理间差异均达显著水平,千粒重以A处理最高,与B处理差异显著,C与D两处理相同;撒播方式,每穗实粒数以A处理76.63粒最高,D处理64.40粒最低,处理间差异均达显著水平,千粒重以A处理27.27 g最高,与B处理26.83 g差异显著,以D处理26.35 g最低。
同一播种量条件下,机条播方式各处理有效穗数均显著低于撒播各处理,每穗实粒数显著多于撒播各处理;千粒重A、B两处理显著高于撒播,C、D两处理相仿;理论产量以机条播C处理10.61 t·hm-2为最高,其他处理差异不大;实际产量以机条播C处理9.21 t·hm-2为最高,B、C两处理显著高于撒播处理,其他处理相仿,机条播各处理高于撒播处理。
方差分析表明,播种方式处理间产量及产量构成因素差异除理论产量外,其他均达极显著水平,播种量处理间产量及产量构成因素差异均达极显著水平,播种方式和播种量互作间每穗实粒数和理论产量差异达极显著水平,实际产量达显著水平,有效穗数和千粒重差异不显著。
从理论产量和实际产量分析,结合田间茎蘖动态,扬粳3012直播适宜播种量在B、C处理即60~90 kg·hm-2之间。
本试验结果表明,中熟中粳扬粳3012在机条播和人工撒播条件下,随着播种量的增加,田间出苗数增加,成苗率下降,秧苗素质随之降低,最高茎蘖苗数和有效穗数均上升,而成穗率下降,每穗实粒数和千粒重均下降,理论产量和实际产量先上升再下降。理论产量和实际产量均以机条播播种量90 kg·hm-2最高,总体与60 kg·hm-2处理差异不大,均以30 kg·hm-2最低,可见扬粳3012直播品比试验的适宜播种量在60~90 kg·hm-2之间。
直播稻全苗问题一直是直播稻发展的瓶颈,而影响因素最大的就是田间整地问题[5-7],受田间整地、水分、化除、播种质量等一系列因素的影响[17-18]。本试验是模仿品比试验条件下进行小区播种,面积较小,做到精耕细作,并采用了防雀网遮盖,其适宜播种量对开展水稻直播品比试验,特别是机械化直播品比试验有较好的借鉴。但对于大面积生产上应用,扬粳3012的适宜播种量还需根据当地的自然条件及耕作水平进行调整。
直播稻品比试验小区的播种方式可采取条播和撒播2个方式,但撒播方式虽然播种尝试浅,出苗稍快,但播种均匀度低,田间考查难,试验误差相对较大,准确性不如条播方式。条播方式由于与常规品种区域试验较接近,播种均匀性高,田间考查方便,试验误差相对较小,是一种进行直播稻品比试验的适宜播种方式。
直播稻条播可以人工条播和机械条播,又有旱直播和水直播之分,机械条播具有播种匀、效率高的特点,但小区条播机械要求相对较高,特别是对于水直播的小区条播机械要求更高。