朱德峰 王亞梁 陳惠哲 張玉屏 向鏡

（中國水稻研究所，杭州310006;第一作者:cnrice＠qq.com）

水稻是我國主要糧食作物，雜交稻的選育和推廣為保障我國口糧安全發(fā)揮了重要作用，雜交稻種植面積曾占到我國水稻種植面積的60%以上，然而由于雜交稻種子價格高、機械化種植技術不配套、品質相對不高等因素，雜交稻種植面積在2004年以后開始呈下降趨勢，但其面積仍然占我國水稻種植面積的50%以上。隨著社會經濟的發(fā)展，農村勞動人口逐步向城市轉移，從事水稻生產的人口數量逐漸減少，水稻種植由人工種植向機械化轉變[1]。其中，機插種植風險相對較低、勞動效率高，是目前保證糧食豐產穩(wěn)產有效的現代化生產方式[2]。我國傳統(tǒng)毯苗育秧機插方式引自日本，適用于常規(guī)稻，播種量較高，采用流水線撒播。北方水稻以常規(guī)粳稻為主，較適應于傳統(tǒng)的機插種植方式，隨著育秧技術的進步，秧苗素質差和返青慢的問題得到改善。但撒播導致秧苗排列不均勻，機插取秧不均勻，漏秧率較高，限制了水稻機插產量的提高[3]。另外播種量高導致秧苗素質差、返青慢、機插死苗多。由于毯苗育秧供秧方便，目前南方雜交稻機插主要應用毯苗機插技術，秧盤播種量大、秧苗質量較差，無法發(fā)揮雜交稻增產優(yōu)勢和潛力，降低了水稻生產效益[4-5]。雜交稻優(yōu)勢的發(fā)揮需要少本稀植，如何實現低播量下的高質量機插成為雜交稻規(guī)?；瘷C插種植的“卡脖子”問題，目前應用的缽苗擺栽和印刷播種技術，雖然解決了雜交稻少本稀植問題，但是播種和育供秧過程較為繁瑣，產業(yè)化瓶頸需要進一步突破。在多年對毯苗（缽毯苗）研發(fā)的技術上，中國水稻研究所提出了毯苗育秧機插的定向定位條播、定位定向機插的精準播種育秧機插方法，并聯合相關企業(yè)創(chuàng)新了水稻精準播種流水線，配套相關機插方法，突破了雜交稻機插技術的瓶頸，并適宜于常規(guī)水稻品種機插種植，顯著降低了機插漏秧率，并提高了水稻群體均勻度，促進了雜交稻毯苗機插種植下產量的提高以及機插種植產業(yè)化的提升。

1 雜交稻精準播種育秧機插的研發(fā)基礎

1.1 水稻缽毯苗機插

針對水稻毯苗機插存在的問題，2006年中國水稻研究所發(fā)明了水稻毯苗和缽苗結合的水稻缽毯苗機插技術。該技術采用優(yōu)勢水稻缽形毯狀秧盤及配套育秧方法[6]，培育出上毯下缽秧苗（圖1）。毯苗插秧機通過按缽取秧，降低了機插對秧苗和根系的損傷，機插后水稻返青快，且插苗均勻。并開發(fā)了不同類型的缽毯秧苗育秧盤及育秧方法，包括9寸秧盤14條、16條和18條等不同類型秧盤，培育大缽體秧苗，初步實現定位播種和定量取秧的機插方法[7]。該技術自2009年開始在黑龍江等地示范推廣，并多次被選為農業(yè)農村部水稻主推技術。近年僅黑龍江該技術年推廣面積超過200萬hm2，解決了北方水稻秧苗素質差、機插返青慢等關鍵問題[8]。在南方，該技術也在雜交稻上應用，但由于南方水稻機插育秧大多用泥漿秧板及使用硬盤，起秧相對不方便，制約了該技術大面積應用。該技術在秧盤育秧播種方式仍然為撒播，限制了播種和取秧的精準性。

圖1 缽型毯狀成毯秧苗

1.2 疊盤出苗育秧

水稻機械插秧中，普遍存在的問題是育秧爛種爛芽死苗及秧苗質量差，導致機插質量差，機插增產增效沒有體現。水稻機械插秧中，育秧是技術要求高、風險大、問題多的關鍵環(huán)節(jié)，是制約水稻機插秧的瓶頸因子[9]。針對水稻機插秧的育秧問題，中國水稻研究所在21世紀早期開始水稻機插疊盤出苗育秧方法的研究，創(chuàng)新了機插疊盤出苗育秧方法、裝備、基質及技術[10]。該育秧方法的研究成功及生產應用，具有三大優(yōu)點，創(chuàng)新了“1個育秧中心+N個育秧點”的二段育秧新技術模式。該技術模式第一段疊盤出苗，第二段多種方式育秧。水稻疊盤出苗包括種子浸種消毒、催芽、播種、疊盤、保溫保濕出苗等工藝，實現育秧自動化、智能化、工廠化。保溫保濕出苗室采用自動控溫控濕，創(chuàng)造適宜種子出苗的環(huán)境，使得種子出苗快、整齊，提早出苗2～4 d，提高成秧率。創(chuàng)建了小棚保溫育秧、大棚育秧、露地育秧及多層育秧方式。水稻疊盤出苗育秧具有“一好二低三提高”的優(yōu)點：一是秧苗質量好，提高種子成秧率15%左右，出苗整齊，秧苗健壯；二是育秧風險低和成本低；三是育供秧能力、社會化服務能力及裝備利用率提高。2019年以來該技術多次入選農業(yè)農村部主推技術，在主要稻區(qū)大面積推廣。疊盤出苗育秧技術的研發(fā)為雜交稻低播種量育秧提供了出苗保障。

1.3 精準播種育秧機插技術

雜交稻精準播種育秧及機插技術由中國水稻研究所首創(chuàng)，可以實現雜交稻稀播少本種植。雜交稻精準播種改變傳統(tǒng)機插秧盤撒播為精準穴播或條播，改變傳統(tǒng)機插播種按秧盤的種子克數播種為按機插叢的種子粒數播種，改變傳統(tǒng)機插種子隨機撒播為種子定位定量精準條播（圖2），標準7寸盤或9寸秧盤橫向分別為14條或16條，種子播種量每盤35～60 g可調。雜交稻精準播種流水線包括秧盤自動供盤、基質自動上料、秧盤底土鋪放、秧盤定位壓穴或條、秧盤定位定量氣吸播種、定量覆土澆水。雜交稻精準播種后，采用疊盤出苗技術，確保出苗整齊，成秧率達到80%以上，秧苗健壯。雜交稻精準播種與定量取秧機插配套，根據雜交稻種植品種類型和種植季節(jié)，確定每叢機插苗數和播種粒數、秧齡和每盤取秧次數。

圖2 雜交稻機插秧精準條播與傳統(tǒng)撒播

2 精準播種育秧機插技術應用效果

2.1 低播量秧苗成毯

雜交稻機插大多采用9寸秧盤（下同），每盤播種量在70～90 g之間，播種量降低導致成毯困難。不同播種量下精準條播和撒播的成毯特性試驗表明，雜交稻條播在低播量下根系盤結力好于撒播，成毯時間早于撒播（圖3）[11]。雜交稻盤播種量80 g條件下，撒播和條播秧齡15 d均可成毯。在盤播種量46 g情況下，精準條播的成毯秧齡19 d，較撒播成毯時間提早5 d。生產示范表明，精準播種盤播種量在40～45 g情況下，秧齡18～20 d已經成毯。水稻機插秧成毯決定于盤播種量，更取決于秧盤中種子分布均勻性。

圖3 雜交稻機插秧盤不同播種量條播與撒播育秧成毯時間比較

2.2 機插漏秧率降低

單季雜交稻甬優(yōu)1540機插不同播種量，秧齡25 d情況下，與撒播育秧機插相比，精準條播機插能夠顯著降低機插漏秧率。在盤播種量35、45和60 g條件下，精準條播育秧的機插漏秧率分別為2.1%，0.5%和0.3%，較撒播育秧機插漏秧率平均降低9個百分點（圖4）。精準條播機插漏秧率下降，不僅節(jié)省人工補苗成本，也為提高產量奠定基礎。

圖4 單季雜交稻不同播種量精準條播與撒播育秧機插漏秧率比較

2.3 插苗均勻度提高

連作晚稻雜交稻精準條播機插，在盤播種量45 g和70 g條件下，精準條播機插每叢2～3苗的比例達80%，而撒播機插僅為47%～50%（圖5）。精準條播經定位定量播種，并與機插配套，提高了取秧精準度和機插苗數均勻度。

圖5 雜交稻不同播種量精準條播與撒播育秧機插目標叢苗數比例

2.4 連作晚稻長秧齡機插

連作晚稻機插秧齡一般在18～20 d。從表1可見，精準條播盤播種量較撒播下降25%，秧齡從20 d到35 d，株高和葉齡基本沒有差異。隨秧齡延長，精準條播較撒播單株綠葉數和莖基寬增加更多，35 d秧齡，精準條播較撒播單株綠葉數和莖基寬高22%，秧苗干物質量高17%。

表1 低播量條播與撒播秧苗素質的比較（甬優(yōu)1540）

精準條播秧苗帶蘗比例較撒播提高，特別在秧齡30 d時帶蘗秧苗比例精準條播處理（PS45）較撒播（PS60）提高26個百分點（圖6），產量提高17.05%[12]（表2）。試驗示范表明，精準播種技術在連作晚稻的應用上顯示出較大的生長和增產優(yōu)勢。

表2 傳統(tǒng)撒播與精準條播不同秧齡下產量及產量結構的比較（甬優(yōu)1540）

圖6 傳統(tǒng)撒播與精準條播不同秧齡下帶蘗苗比例的比較（甬優(yōu)1540）

2.5 增產節(jié)本增效顯著

2019年和2020年在浙江余杭、奉化、富陽等地試驗示范表明，與傳統(tǒng)播種量的撒播育秧機插相比，單季稻和連作晚稻雜交稻精準播種育秧機插，用種量節(jié)省29.2%，產量提高10.2%，增產50.6 kg/667 m2，增效178.7元/667 m2，同時減少了因機插漏秧缺苗補苗用工，節(jié)本增產增效顯著。