李旭毅，卿發(fā)紅，池忠志，姜心祿，郭 翔，鄭家國，劉世蓉

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，四川 成都 610066；2.四川省綿竹市農(nóng)業(yè)局，四川 綿竹 618200；3.四川省農(nóng)業(yè)氣象中心，四川 成都 610071)

水稻機(jī)械精量穴直播出苗階段水分管理方式研究

李旭毅1，卿發(fā)紅2，池忠志1，姜心祿1，郭 翔3，鄭家國1，劉世蓉2

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，四川 成都 610066；2.四川省綿竹市農(nóng)業(yè)局，四川 綿竹 618200；3.四川省農(nóng)業(yè)氣象中心，四川 成都 610071)

【目的】為明確水田精量穴直播模式下出苗階段的最佳水分管理方式，開展了該試驗(yàn)?！痉椒ā恳噪s交稻川優(yōu)6203為試驗(yàn)材料，研究了4種水分管理方式下直播稻田間土壤水勢(shì)變化、出苗成苗狀況、分蘗動(dòng)態(tài)及產(chǎn)量的差異?！窘Y(jié)果】苗期選擇合理的水分管理方式(當(dāng)土壤水勢(shì)為-8～-10 kpa時(shí)進(jìn)行間隙灌溉)，不僅有利于減少灌水量和灌水次數(shù)，提高出苗率和成苗率，增強(qiáng)根系生長，提高雜草防治效果，還有利于促進(jìn)分蘗發(fā)生，獲得更高的產(chǎn)量。【結(jié)論】直播稻出苗階段土壤應(yīng)保持適度干旱。

機(jī)械精量穴直播；出苗狀況；水分管理方式；產(chǎn)量

【研究意義】水稻直播是近年來在我國迅速擴(kuò)大的一項(xiàng)水稻輕簡栽培技術(shù)[1-5]。該技術(shù)省去育秧、拔秧和栽秧等作業(yè), 在整地后的大田里直接播種, 具有極其顯著的省工、省力、高效，并有利于機(jī)械操作等突出優(yōu)點(diǎn)[6-9]。近年來隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)村勞力的轉(zhuǎn)移,各地采取了糧田適度規(guī)模經(jīng)營、提高了農(nóng)田機(jī)械化水平,加上農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步,如農(nóng)田高效化學(xué)除草劑的廣泛研制應(yīng)用,這些政策、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上的諸多因素，促進(jìn)了中國稻作直播的應(yīng)用與發(fā)展，以省工省力、高產(chǎn)高效為特征的直播種植方式受到越來越多稻農(nóng)的歡迎和釆納，并在實(shí)踐中取得顯著成效。在直播生產(chǎn)中，機(jī)械化以作業(yè)速度快、成本低、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點(diǎn)成為首要需求，水稻直播機(jī)的研制[10-11]及機(jī)直播種植面積均呈加快發(fā)展趨勢(shì)[12]。由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的水田機(jī)械精量穴直播機(jī)，可同步開溝、起壟和播種作業(yè)，株距可調(diào)、行距可選，播種量可有效控制，群體實(shí)現(xiàn)了有序布局，田間通風(fēng)透光性明顯改善，有利于發(fā)掘直播稻的高產(chǎn)潛力[13-15]。水田機(jī)械精量穴直播機(jī)于2014年引進(jìn)川西平原后得到迅速推廣應(yīng)用，目前已發(fā)展成為該區(qū)域應(yīng)用面積最廣的直播機(jī)械?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】直播稻播種至成苗階段的土壤水分狀況是影響直播稻全苗壯苗的關(guān)鍵因素[16-18]，一旦苗期水分管理不當(dāng)，往往造成出苗不全、成苗不壯，直接影響直播稻群體的構(gòu)建，進(jìn)而制約直播稻產(chǎn)量的提高。水田機(jī)械精量穴直播機(jī)要求將種子直接裸露于土壤表面，在無土壤覆蓋的條件下，播種后的土壤水分狀況對(duì)出苗成苗的影響更為關(guān)鍵?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前對(duì)水田機(jī)直播在播種方式、種子處理、播量及水肥管理等方面的配套農(nóng)藝技術(shù)已有較深入的研究[16-23]，但對(duì)播種至成苗階段水分管理的研究甚少，并且缺乏定量化管理的依據(jù)。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究針對(duì)目前川西平原水稻機(jī)械直播生產(chǎn)中存在的實(shí)際問題，以雜交秈稻為試材，比較研究出苗成苗階段不同水分管理方式下直播稻出苗成苗狀況、群體構(gòu)建及產(chǎn)量形成的差異，以期完善水稻機(jī)直播全苗壯苗技術(shù)，為水稻機(jī)直播實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)可持續(xù)生產(chǎn)尋求途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)和材料

試驗(yàn)于2016年4-9月在四川綿竹市孝德鎮(zhèn)金星村4組試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬為蔬菜，土壤質(zhì)地為砂壤土，耕作層有機(jī)質(zhì)含量為18.56 g/kg、速效氮78.32 mg/kg、速效磷11.07 mg/kg、速效鉀67.29 mg/kg、全氮1.83 g/kg、全磷0.933 g/kg、全鉀17.45 g/kg。試驗(yàn)田交通方便，灌排條件完善。試驗(yàn)供試水稻品種為川優(yōu)6203(中遲熟雜交稻，生育期為151d)，播種機(jī)采用上海世達(dá)爾現(xiàn)代農(nóng)機(jī)有限公司生產(chǎn)的2BDXS-10CP(25)型水稻精量穴直播機(jī)。供試品種為川優(yōu)6203，直播規(guī)格：行距25 cm，株距16cm，每穴直播2～3粒種子。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共4個(gè)水分管理方式，分別設(shè)為W1、W2、W3、W4處理：W1-3葉1心前當(dāng)水勢(shì)為-3～-5 kpa時(shí)灌水1次，W2-3葉1心前水勢(shì)為-8～-10 kpa時(shí)灌水1次，W3-3葉1心前水勢(shì)為-12～-15 kpa時(shí)灌水1次，W4-3葉1心前水勢(shì)為-18～-20 kpa時(shí)灌水1次。3葉1心時(shí)保持3 cm左右的水層3 d，之后采用間隙灌溉，當(dāng)水勢(shì)下降到-8～-10 kpa時(shí)灌水1次，建立3～5 cm的水層，直至開始曬田，拔節(jié)至抽穗期田間保持1～2 cm水層，抽穗后干濕交替間隙灌溉。

小區(qū)面積均為48 m2，小區(qū)間筑埂覆膜。各處理種子均浸泡48 h后播種，播種期為4月15日，全生育期施肥量：N 210 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2。肥料運(yùn)籌：氮肥基肥、分蘗肥、穗肥比例為6∶2∶2，分蘗肥于3葉1心建立水層后施用，穗肥于拔節(jié)后15 d施用；磷肥全作底肥；鉀肥基肥和穗肥比例為2∶1。其它措施按高產(chǎn)栽培進(jìn)行，嚴(yán)格控制病、蟲、草害。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1 土壤水勢(shì)調(diào)查每小區(qū)安裝3個(gè)真空式土壤負(fù)壓計(jì)監(jiān)測(cè)土壤水分(中科院南京土壤所生產(chǎn))，埋設(shè)深度為陶土頭中心距土表10 cm，每天早晨8：00讀取數(shù)值。

1.3.2 灌排水量測(cè)定每次灌水均采用抽水機(jī)進(jìn)行，用水表記錄每次灌水量。

1.3.3 出苗狀況調(diào)查每小區(qū)選擇代表性區(qū)域5個(gè)，每區(qū)域2 m2，分別于播種當(dāng)天調(diào)查播種粒數(shù)、播種后15 d調(diào)查出苗率，35 d調(diào)查成苗率。

出苗率=播種后15 d苗數(shù)×100/播種粒數(shù)

成苗率=播種后35 d苗數(shù)×100/播種粒數(shù)

1.3.4 雜草發(fā)生調(diào)查每小區(qū)選擇代表性區(qū)域5個(gè)，每區(qū)域面積為2 m2，分別于播種后15 d調(diào)查雜草發(fā)生株數(shù)，播種后35 d采用人工方式分別田間雜草，并計(jì)算單位面積田間雜草鮮重。

1.3.5 分蘗動(dòng)態(tài)調(diào)查每小區(qū)選擇代表性區(qū)域5個(gè)進(jìn)行定點(diǎn)標(biāo)識(shí)，每區(qū)域6 m2，于播種后35 d起每7 d調(diào)查1次分蘗數(shù)。

1.3.6 考種計(jì)產(chǎn)于成熟期每小區(qū)選擇代表性區(qū)域5個(gè)，每區(qū)域3 m2，調(diào)查單位面積有效穗數(shù)，并以此為標(biāo)準(zhǔn)，在不同區(qū)域選擇有代表性的植株10穴，測(cè)定每穗總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率。此外，小區(qū)按實(shí)收面積計(jì)產(chǎn)，并從測(cè)產(chǎn)的樣本中取樣，測(cè)定千粒重。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用DPS軟件進(jìn)行方差分析，平均數(shù)用最小顯著差法LSD檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分管理方式對(duì)灌溉用水及土壤水勢(shì)的影響

從曬田前(播種后72 d)各處理的灌水量(表1)來看，W1和W2處理的灌溉水量更低，較W3和W4處理分別減少了995.3～1114.8 m3/hm2；但從灌水次數(shù)看，到水稻曬田時(shí)W2處理最少，僅7次。W3和W4處理雖然在3葉1心前(播種后35 d)減少了灌水量和次數(shù)，但由于前期土壤水勢(shì)過低(圖1)導(dǎo)致田塊產(chǎn)生了裂縫破壞了犁底層，3葉1心時(shí)建立水層的難度增大，所需用水量增加；之后土壤水勢(shì)下降的速度也更快，灌水次數(shù)和灌水量隨之增加。因此，從整個(gè)生育期的用水量和省工角度考慮，3葉1心前采用W2處理，每10 d左右灌水1次更為合理。

2.2 水分管理方式對(duì)直播稻產(chǎn)量及其形成的影響

由表2可知，不同水分管理方式間產(chǎn)量存在差異顯著，W2和W3處理產(chǎn)量顯著高于W1和W4處理產(chǎn)量。從產(chǎn)量的構(gòu)成來看，W2和W32個(gè)處理具有穗數(shù)多、結(jié)實(shí)率高的優(yōu)勢(shì)。但二者產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)的側(cè)重有所不同，W2處理增產(chǎn)的關(guān)鍵在于有效穗多，W3處理在于結(jié)實(shí)率高?？梢姡捎肳2和W3處理更有利于發(fā)掘直播稻的產(chǎn)量潛力。

表1 不同苗期水分管理方式下的灌水量和次數(shù)

注：W1——3葉1心前水勢(shì)為-3～-5 kpa時(shí)1次，W2——3葉1心前水勢(shì)為-8～-10 kpa時(shí)灌水1次，W3——3葉1心前水勢(shì)為-12～-15 kpa時(shí)灌水1次，W4——3葉1心前水勢(shì)為-18～-20 kpa時(shí)灌水1次。同列中不同字母表示在0.05水平差異顯著。下同。

圖1 不同苗期水分管理方式下土壤水勢(shì)變化動(dòng)態(tài)Fig.1 The soil water potential dynamics for different water management methods of seedling stage

2.3 水分管理方式對(duì)直播稻出苗、成苗及雜草防控的影響

由表3可知，出苗階段隨著灌水次數(shù)的增加，出苗率先增后減，以W3處理的成苗率最高。從成苗率來看，各處理的成苗率高低表現(xiàn)和出苗一致，但進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)W1和W2處理分別有94.60 %和93.13 %的出苗種子能夠成苗，而W3和W4處理僅85.42 %和81.84 %能夠成苗，這表明田塊土壤水勢(shì)過低不利于出苗種子成苗。從秧苗的生長來看，土壤干旱雖然不利于地上部生長，但適當(dāng)?shù)母珊涤欣谠黾友砻绲陌l(fā)根數(shù)量和扎根深度，提高根部干重和根冠比。W3處理下秧苗的根數(shù)、扎根深度、根部干重和根冠比均顯著高于其它處理。從雜草防治效果來看，隨著干旱程度的增加雜草的發(fā)生和生長狀況均得到抑制。由此可見，適度的干旱不僅有利于直播稻實(shí)現(xiàn)全苗壯苗，還有利于控制雜草萌發(fā)生長。

表2 不同苗期水分管理方式下直播稻的產(chǎn)量及其構(gòu)成

表3 不同苗期水分管理方式對(duì)直播稻出苗、成苗及雜草防控的影響

圖2 不同苗期水分管理方式下群體數(shù)量變化動(dòng)態(tài)Fig.2 The tillering dynamics for different water management methods of seedling stage

2.4 水分管理方式對(duì)直播稻分蘗動(dòng)態(tài)的影響

從圖2可知，從播后30 d苗期群體起點(diǎn)來看群體數(shù)量的多寡表現(xiàn)為W3gt;W2gt;W4gt;W1處理。但隨著生育進(jìn)程的進(jìn)行，前期土壤干旱程度過重導(dǎo)致W3和W4處理分蘗期群體增長速度變慢，至播種后44 d各處理群體數(shù)量的高低表現(xiàn)為W2gt;W3gt;W1gt;W4，之后各處理群體數(shù)量的變化均保持這一趨勢(shì)。由此可見，前期土壤干旱程度過重不利于分蘗發(fā)生，但適當(dāng)?shù)母珊涤欣谥辈サ狙杆俳⒆銐虻娜后w。

3 討 論

播種后的土壤水分狀況是影響直播水稻田間出苗率的重要因素，生產(chǎn)上往往強(qiáng)調(diào)“濕潤出苗”，但實(shí)際生產(chǎn)中，尤其是規(guī)?；a(chǎn)由于田面落差大、灌溉不便等原因難以實(shí)現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，播種后采用間隙灌溉的方式讓土壤保持適度的干旱(土壤水勢(shì)下降至-8～-15 kpa時(shí))，有利于減少用水量和灌水次數(shù)，提高出苗率和成苗率，增強(qiáng)根系生長，提高雜草防治效果，實(shí)現(xiàn)全苗壯苗。

同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)直播稻種子出苗和成苗階段的最佳水分管理方式存在差異：出苗階段采用W3處理出苗率最高；而成苗階段隨著灌溉時(shí)土壤水勢(shì)的增高，秧苗素質(zhì)不斷下降，但成苗率得到提高，采用W2處理既可維持出苗種子較高的成苗率，又改善高秧苗素質(zhì)。因此，有必要在下一步開展直播稻出苗成苗階段水分動(dòng)態(tài)管理模式的研究，以優(yōu)化其水分管理方式。

此外，研究還表明出苗和成苗階段的水分管理方式可影響分蘗期土壤水勢(shì)的動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)而影響直播稻的分蘗發(fā)生。從本試驗(yàn)結(jié)果來看，出苗和成苗階段土壤過度干旱，不僅3葉1心時(shí)建立水層的難度增大，之后土壤水勢(shì)的下降速度也加快，耗水量增大的同時(shí)分蘗的發(fā)生受到抑制。而采用W2處理不僅有利于提高出苗、成苗率從而建立足夠的群體基礎(chǔ)，也有利于土壤水勢(shì)實(shí)現(xiàn)的合理變化促進(jìn)分蘗發(fā)生，為構(gòu)建合理群體、發(fā)掘產(chǎn)量潛力奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

(1)直播稻出苗成苗階段采用合理的水分管理方式(土壤水勢(shì)下降至-8～-10 kpa時(shí)進(jìn)行間隙灌溉)，不僅有利于減少用水量和灌水次數(shù)，提高出苗率和成苗率，增強(qiáng)根系生長，提高雜草防治效果，實(shí)現(xiàn)全苗壯苗，還有利于促進(jìn)分蘗發(fā)生，為構(gòu)建合理群體、發(fā)掘產(chǎn)量潛力奠定基礎(chǔ)。

(2)出苗和成苗階段的最佳水分管理方式存在差異，出苗階段當(dāng)土壤水勢(shì)下降至-12～-15 kpa時(shí)進(jìn)行灌溉出苗率最高，而成苗階段在土壤水勢(shì)下降至-8～-10 kpa時(shí)進(jìn)行灌溉，既可維持出苗種子較高的成苗率，又可一定程度上改善高秧苗素質(zhì)。

(3)出苗和成苗階段的水分管理方式可影響分蘗期土壤水勢(shì)的動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)而影響直播稻的分蘗發(fā)生，當(dāng)出苗和成苗階段土壤水勢(shì)下降至-8～-10 kpa時(shí)進(jìn)行灌溉，不僅有利于促進(jìn)出苗成苗形成合理群體起點(diǎn)，還有利于促進(jìn)群體分蘗，進(jìn)而提高有效穗發(fā)掘產(chǎn)量潛力。

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(責(zé)任編輯 李 潔)

StudyonWaterManagemnentforMechanicalPreciseHill-dropDrillingRiceduringEmergenceSatge

LI Xu-yi1,QING Fa-hong2, CHI Zhong-zhi1, JIANG Xin-lu1,GUO Xiang3, ZHENG Jia-guo1,LIU Shi-rong2

(1.Crop Research Institute of Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Sichuan Chengdu 610066，China;2.Mianzhu Agricultural Meteorology Bureau, Sichuan Mianzhu 618200，China;3.Sichuan Agricultural Meteorology Center,Sichuan Chengdu 610071，China)

【Objective】This study was to investigate optimum water managemnent for Mechanical precise hill-drop drilling rice during emergence stage. 【Method】Field experiments were conducted with four water managements by using indica hybrid rice Chuanyou 6203. Soil water potential, seed germination and seedling emergence，tillering dynamics and yield were analyzed systematically. 【Result】Water managements which irrigated once soil water potential was -8 to -10 kpa not only less irrigation amount and irrigation times，higher emergence rate and seedling rate, stronger root, and less weeds , but also higher yield by more tillers. 【Conclusion】Soil of direct-seeded rice should maitain moderate drought during emergence stage.

Mechanical precise hill-drop drilling rice; Emergence; Seedling; Water management models; Rice yield

S511

A

1001-4829(2017)11-2449-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.11.010

2016-12-05

四川省財(cái)政創(chuàng)新能力提升工程專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2016GYSH-008 )；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFD0300108)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng) (201303129)

李旭毅(1981-)，男，四川成都人，博士，副研究員，主要從事水稻栽培研究,E-mail:lixuyi_2005@126.com。