亚热带农业研究 2020,Vol. 16Issue (1): 1-7   PDF   
DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2020.01.001
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文章信息

章清杞, 蔡来龙, 黄荣华, 程祖锌
ZHANG Qingqi, CAI Lailong, HUANG Ronghua, CHENG Zuxin
直播稻栽培技术研究进展
Research progress of direct seeding rice cultivation techniques
亚热带农业研究, 2020, 16(1): 1-7
Subtropical Agriculture Research, 2020, 16(1): 1-7.
DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2020.01.001

文章历史

收稿日期: 2019-01-25
直播稻栽培技术研究进展
章清杞, 蔡来龙, 黄荣华, 程祖锌     
福建农林大学农学院, 福建 福州 350002
摘要[目的]了解我国直播稻栽培技术研究现状,为直播稻的研究和推广提供依据。[方法]通过文献检索,综述了直播稻的播种技术、施肥技术、杂草防治与抗倒伏栽培以及品种筛选等方面研究进展。[结果]直播稻的产量和抗性与水稻品种、播种期、播种量、播种方法、施肥及灌溉技术关系密切。[结论]应通过品种筛选、合理播种、科学灌溉和施肥、化学调控等措施争取高产和防止倒伏;应加大草害的防治研究,开发高效低毒除草剂;建议建立适应机械化直播的稻田耕种模式。
关键词直播稻    栽培技术    研究进展    
Research progress of direct seeding rice cultivation techniques
ZHANG Qingqi, CAI Lailong, HUANG Ronghua, CHENG Zuxin     
College of Agriculture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China
Abstract: [Purpose] To understand the current research status of direct seeding rice cultivation, and to provide basis for the research and promotion of direct seeding rice.[Method] The research progress of direct seeding rice in sowing techniques, fertilization techniques, weed control, lodging resistant cultivation, and variety selection techniques was reviewed through literature search.[Result] The yield and resistance of direct seeding rice were closely related to rice variety, sowing time, sowing amount, sowing method, fertilization and irrigation technologies.[Conclusion] High yield and prevention of lodging should be achieved through variety selection, reasonable sowing, scientific irrigation and fertilization, chemical control, etc; increase research on weed prevention and control by conducting research on high efficiency and low toxicity herbicides; and establish a paddy field cultivation model suitable for mechanized direct seeding.
Key words: direct seeding rice    cultivation techniques    research progress    

我国是世界上最早栽培水稻的国家,早在汉代就出现水稻的移栽种植,唐宋以后水稻种植开始大规模推广[1]。当前我国水稻栽培主要以育苗移栽为主[2]。随着社会经济的不断发展和产业结构的调整,农村人口大量向城镇转移,农村人口老龄化以及劳动力短缺的问题日趋严重,用工价格亦不断攀升。据调查,插秧劳动力成本占水稻总生产成本的30%左右,导致传统的水稻种植效益低,严重影响农民种植水稻的积极性[3]。为了降低农业生产成本,直播稻栽培越来越受到重视。直播稻栽培是一种比较原始的水稻栽培方式,是指不经过移栽过程,直接撒上种子,直至收获。水稻直播栽培模式避免了移栽所致的生长损伤;又省却移栽过程的劳动力成本,具有省工、省力、低成本和高效率的优势;且直播的耕作模式对于土地的开发利用、农业可持续发展、粮食安全等都起到积极作用。但直播稻存在易倒伏和草害严重等劣势,易造成减产[4]。据不完全统计,我国直播稻面积超过400万hm2,主要分布于广东、江苏、四川、浙江、湖南、湖北等[5-6]。目前直播稻的研究主要以栽培技术研究为主,包括直播方式、播种期、播种量、施肥技术等对产量的影响[7-11],以及适合直播的品种筛选等[12-14]。本文综述了我国直播稻栽培技术方面的研究进展并提出相应措施和建议,以期为直播稻的研究和推广提供依据。

1 播种技术 1.1 播种期

播种期对直播稻生长发育、病虫草害发生、安全成熟和产量形成等都有重要的影响[15]。早播或迟播均会造成水稻灌浆期积温不足,使得籽粒充实度、温光利用效率、结实率、千粒重和有效穗下降,导致产量降低[16-17]。张在金等[18]研究表明,早播易受高温热害,晚播易受低温冷害,而迟播则缩短了水稻的营养生长期,使得生长量降低、穗变小、有效穗下降,对产量有负面影响,但结实率和千粒重变化不大。姚义等[19]对3种熟期类型的水稻进行分期直播试验,结果表明,随着播期的推迟,各水稻品种的产量均明显下降,穗粒数和结实率降低,但外观品质均呈变优的趋势,蒸煮与食味品质则呈变劣的趋势。梅少华等[20]研究表明,水稻产量随着播种期的推迟极显著降低,不同播种期的最适播种量不同;从产量构成因素来看,播种期主要显著影响免耕直播稻的每穗总粒数、结实率和有效穗数。蒋东等[21]研究认为,播期对直播稻南粳9108群体特性和产量具有明显影响。随着播期的推迟,南粳9108的成穗率和有效穗数逐渐降低,每穗实粒数呈先升后降的趋势,千粒重变化不明显,理论产量呈先升后降的趋势。南粳9108在江苏盐城海丰地区的最佳播种期为6月10日之前。黄福心[22]研究表明,随着播期的推迟,机直播稻的生育进程相应推迟,植株群体素质呈下降趋势,产量性状变差、减产。金旭生等[23]研究表明,随着播期的推迟,直播稻南粳9108基部节间长度增加、上部节间长度缩短、株高及高效叶叶面积降低、剑叶叶基角增大,光合作用受影响,每穗实粒数明显降低,产量降低。郑盛华等[24]研究表明,籼稻的净光合速率随着播期推迟总体呈下降趋势。推迟播期能显著降低水稻的产量、有效穗和结实率,播期过早或过迟均不利于中早熟品种产量性状的协调发展,中熟和中迟熟品种产量受播期影响较大,而中早熟品种产量受播期影响较小[24]。随着播期推迟,直播稻群体的干物质重显著下降,早播能提高直播稻光合物质的运输转化率和抽穗灌浆期的物质生产能力[25]。随着播期推迟,库容量降低,直播稻的产量随着下降[26]

1.2 播种方法

在合理的播期下,能否全苗和匀苗是直播稻高产和稳产的关键。水稻直播分机械化直播和人工直播,机械化直播又可分为机械化水直播和机械化旱直播。我国北方多以条播方式的旱直播为主,即在未灌水的农田中直接播未发芽的稻种[27-28]。不同直播方式的秧苗素质不同,机械穴播稻苗田间分布规范、均匀,稻株的空间分布合理、通风透光较好,其秧苗素质明显优于人工撒播,且机械精量穴直播分蘖势强,群体结构合理,穗粒结构协调,光合速率高,抗倒伏能力增强。而人工撒播不依赖机械,效率较高,但无法做到均匀播种,稻株的空间分布不合理,群体关系不协调。因此,机械直播稻分蘖成蘖和成穗率、不同时期干物质积累量和净干物质积累量均高于人工撒播稻,机械直播稻的穗部性状较优,产量显著高于人工撒播稻[29-32]。人工撒播的无序和不均匀,导致水稻生长后期群体通风透光较差,更容易发生病虫害且产量较低[33-34]

1.3 播种量

适宜的播种量对直播稻成苗率及秧苗素质有着重要的影响[35]。随着播种量增加,直播稻基本苗和穗数增加,但分蘖穗数减少,粒数呈先增加后减少的趋势,粒重变化较小,结实率受播种量影响不大,产量呈先增后减的趋势[36]。播种量增加,基部节间拉长,上部节间变短,抗倒伏能力减弱;穗长变短,穗型变小;单株干重变轻,株型变小[37]。黄曦[38]研究表明,随着播种量的提高,水稻有效穗数呈上升趋势,每穗粒数、结实率、千粒重均呈现下降趋势,产量呈抛物线形趋势,播种量为60 kg·hm-2时产量最高。周炜等[39]研究认为,常规稻武运粳24、杂交稻常优3号分别在播种量45.0、22.5 kg·hm-2条件下产量最高,主要原因是在相应播种量下单位颖花量最大,单株成穗率和每穗粒数之间最协调,使群体质量最高。陈宜构等[40]研究认为,免耕直播稻播种量以11.25~15.00 kg·hm-2为宜;播种量在11.25~22.50 kg·hm-2范围内,产量随播种量增加而下降,两者呈负相关。黄示瑜等[41]研究表明,直播稻播种量为45、60 kg·hm-2时产量较高,分别比播种量105 kg·hm-2增产29.0%和19.5%,增产显著;且两者的最高苗数、成穗率、有效穗、每穗实粒、结实率、千粒重等性状均优于105 kg·hm-2。直播稻播种量、行距对有效穗数、实粒数和千粒重的影响程度不同,在一般栽培管理水平下,南粳9108在播种量为105~120 kg·hm-2、行距28 cm时产量最高[42]

2 施肥技术

相对于手栽稻,直播稻拔节期前氮素吸收速率大,拔节期至成熟期的氮素吸收量小[43]。多数学者研究表明,在适宜氮肥用量和前后期比例上,直播早稻穗肥比例在20%~30%时产量最高[44-47]。张祖建等[48]研究表明,施氮量和氮肥运筹比例均对直播稻产量有显著影响,氮肥施用量270 kg·hm-2、基肥:分蘖肥:穗肥=4:3:3时,水稻产量最高,群体结构较为合理,结实期物质生产能力较强,经济系数较高,抗倒性能较好。石普芳[49]研究发现,直播早稻在适宜施氮量下(150 kg·hm-2),基肥比例由25%提高到40%时,产量提高;基蘖肥各占总施肥量40%时产量最高;但基肥比例提高到55%时,产量则下降。薛利红等[50]研究发现,在相同施氮量下,提高基肥比例,水稻功能叶氮含量和叶面积指数下降,稻穗的氮含量也降低,说明提高基肥比例不利于后期水稻氮素的吸收和转运。直播早稻的基肥比例保持在30%~40%为宜,施氮量为180 kg·hm-2、基肥:蘖肥:穗肥=35:40:25时,产量和经济收益最佳。不同地区的直播稻栽培应根据当地土壤肥力情况、水稻品种特性,结合不同的直播方式合理施肥,原则是施足基肥、蘖肥,少施穗肥,即“前重后轻”的施肥方式[51-52]

施用缓释肥能增加直播水稻穗长、有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数,提高结实率和千粒重,从而提高产量、产值和经济效益[53-54]。施俭等[55]研究认为,施用水稻缓释肥后,直播水稻成穗率较常规施肥处理有明显增加。在等氮条件下,产量显著高于目前大面积采用的常规施肥处理;减氮30%,水稻产量与常规施肥处理相仿。李孔浩等[56]分析了安徽凤台县不同锌肥用量的效益及投产比,认为水稻最佳锌肥用量为26.5 kg·hm-2,产量可达6 905.4 kg·hm-2。梅亚林等[57]研究认为,施用硅肥对水稻产量具有显著的促进作用,并随着硅肥施用量的增加呈先增加后减少的趋势,且基施硅肥150~225 kg·hm-2增产效应较为明显,其中150 kg·hm-2硅肥处理下宁粳1号产量最高,为9 668.4 kg·hm-2,增产效应最明显;225 kg·hm-2硅肥处理下,武粳15产量最高,为9 922.5 kg·hm-2,比对照增产8.06%。在分蘖初期喷施硅肥可以缩短直播稻基部节间的长度,促进稻株第1至第4节间干物质积累,提高稻株的抗倒伏能力[58]

3 杂草防治与抗倒伏栽培 3.1 杂草防治技术

直播稻田的杂草和稻谷几乎同步出芽,但杂草更具竞争优势,严重影响直播稻产量,因此防除杂草是直播稻稳产的一项关键技术[59]。近年来,我国直播稻区草害日趋严重,杂草防除已经成为生产中最大的投入,是直播稻高产的一个关键环节[60]。直播稻田杂草防除主要采用农艺措施和化学措施。其中,农艺措施主要包括深耕、灌溉、除草等;化学措施主要是喷撒除草剂,目前常见的除草剂有:双草醚·五氟磺草胺[61]、噁嗪草酮[62]、唑·氯吡嘧[63]、五氟磺草胺·氰氟草酯混剂[64]、苄嘧磺隆+二氯喹啉酸、噁草酮[65]等。生产上通常采用化学与农艺措施相结合的方法来防除杂草。如“药除、水控、后补”除草技术,在播种前和苗期喷施除草剂;生长中期做好水肥管理,以水控草;生长后期对难防除的恶性杂草采取补救措施[66]。姜心禄等[59]研究认为,直播稻田杂草防除应采取播种时封闭除草,播种后50 d进行茎叶除草,生长后期再进行茎叶除草,俗称“一封二杀三补”防除措施;除草剂可用1 500 mL·hm-2 60%新马歇特+300 mg·hm-2 10%吡嘧磺隆,每公顷兑水600 L均匀喷施,防效接近90%,茎叶除草采用900 mL·hm-2稻杰+600 mg·hm-2千金,每公顷兑水600 L均匀喷施效果最优。

3.2 抗倒伏栽培技术

采用直播方式种植水稻既省钱又省工,但容易发生倒伏[67]。直播水稻易倒伏主要由于其播种量大,密度过高,封垄过早,水稻长势过于繁茂,通风、通光能力差[68]。水肥管理不当,底肥施用少,过量追施氮肥,会导致水稻生长过于繁茂,基部节间拉长。病虫危害造成水稻长势不好而导致倒伏,环境气象条件也会引起倒伏,如大风天气。在直播方式上,机械直播比人工撒播更抗倒伏[69]。抗倒伏栽培的主要措施有适当稀播、减少肥料使用及生长中期喷施多效唑抑制植株生长等[70-71]。施氮水平的提高或氮素穗肥比例的增加均会降低直播杂交水稻茎秆折断弯矩、断面系数、弯曲应力、第4节间直径和茎秆碳水化合物及钾含量,且施氮水平的提高还伴随茎秆各节间伸长、株高和重心高度增加、倒伏指数及倒伏风险增大[72]。杨长明等[73]研究表明,秸秆还田处理配合化肥施用可显著提高水稻茎秆的粗度、厚度和茎重,提高茎秆基部的抗折能力,增强抗倒伏能力。通过喷施矮壮素·烯效唑、多效唑,可降低植株高度,增加茎秆的强度,达到增强直播稻抗倒伏能力的目的[74-75]。与条播方式相比,穴播方式显著降低了水稻的重心高度和基部3节总长,显著提高了水稻分蘖期的根系干质量和孕穗期的根系体积,更有利于提高直播稻的抗倒伏能力[76]。直播稻生长前期施用抗倒剂虽然可以提高群体抗倒伏能力,但会导致水稻产量下降。因此,不宜在水稻生产前期过早施用抗倒剂[77]

4 品种筛选

目前,生产上主要以移栽稻为品种选育对象,而以直播稻为育种目标开展品种选育较为少见。生产上使用的直播稻品种基本上是移栽稻品种,或将移栽稻品种进行筛选而得[14-16]。通过筛选适宜直播条件的优质水稻品种,可以充分挖掘和利用现有水稻品种。彭碧琳等[78]为筛选适宜在华南双季稻区种植的直播稻品种,对14个水稻品种进行直播试验,筛选出粤杂889、15WHZ、培杂泰丰等适宜作早季直播种植,聚两优751、天优华占和天优122等适宜作晚季直播,五优308适宜早晚两季直播种植。黄安乐等[79]筛选出适合湘北平湖地区作晚稻直播种植的品种:和99、株两优819、早677。陈凯林等[80]筛选出适合湘北地区作晚稻直播种植的品种:湘早籼42、陆两优996、威优402和金优898。陈鸽等[81]筛选出适合洞庭湖地区双季直播种植的组合:早季陆两优996、中早39、株两优211分别搭配晚季中早39、柒两优007、陆两优996。钟飞等[82]通过筛选获得适合直播种植的品种:深两优868、旱优73、晶两优华占和晶两优534等。刘学进等[83]筛选出适合直播的水稻品种:连粳3号、建0358、建0358-16,产量可达9 000 kg·hm-2以上。殷琴等[84]对13个中熟中粳水稻新品种进行了直播试验,筛选出可在里下河地区作直播稻种植的3个品种:华粳6号、连粳4号和武运粳21。郭晖等[85]选用11个新品种进行直播稻品种比较试验,认为临稻16号、苏秀867、京粳1号、武运粳32号和泗稻785等5个品种适宜盐城地区水稻直播栽培。曾涛等[86]研究表明,宜香优2115、C两优华占、内香优6139分别比宜香4245(对照)增产13.76%、20.82%和17.84%,以上4个品种均适宜在黔北生态区作直播栽培。早稻气温较低,播种后冷水浇灌会降低种子发芽率和出苗率,因此直播对水稻品种耐低温逆境的要求较高[87-88]。低温、干旱胁迫为直播水稻苗期常见的逆境胁迫,苗期的抗逆性是直播稻品种选育的一项重要指标[89]

与水稻移栽相比,直播栽培没有移栽缓苗期,生育期缩短,所以播种期一般会比移栽稻推迟8~15 d。直播稻分蘖力强、穗数多,扎根浅容易倒伏,田间易发生草害。因此,在直播稻品种的筛选上应选择具有分蘖力强、株高较矮、茎秆粗壮、抗倒伏能力强、抗病虫害、穗型较大、生育期较短、灌浆速度快的品种。

5 展望

我国直播稻面积逐年扩大,但直播稻容易发生草害和倒伏。除草剂的长期大量施用会污染土壤和水体,对生态环境造成威胁,有必要进一步研究机械物理除草方法和开发更加高效低毒的除草剂,以保证直播稻的安全健康发展。为防直播稻倒伏,应科学施用肥水,并配合化学调控措施。为促进直播稻的发展,提出以下建议:(1)加大直播稻栽培技术推广与农技人员培训力度。采取建立示范片、栽培技术培训、田间现场观摩、发放技术资料等模式,推广直播稻高产栽培技术,使大部分种植户能够熟练掌握直播稻播种、除草、肥水管理等田间技术。(2)加大直播稻栽培技术的研究。一是继续研究栽培措施对直播稻抗倒伏的影响,如通过合理播种、科学灌溉、科学施肥等控制倒伏,采用化学调控防止倒伏等;二是研究草害的防治技术,在已有“一封二杀三补”技术的基础上,继续开展高效低毒除草剂的研究。(3)建立适应机械化直播的稻田耕种模式。如“直播稻+旱作蔬菜”模式、“直播稻+再生稻”模式、“直播稻+稻田综合种养”模式等。(4)加大直播稻品种选育研究。在直播稻品种选育上,主要根据直播稻对抗倒伏要求高的特点,选择具有根系发达、茎秆粗壮、植株高度适中等特点的品种。需根据各地区气候特点,调整育种目标和策略,选育出适合不同生态区机械化直播的水稻新品种。此外,广谱抗除草剂品种培育也是一个重要目标。选育抗除草剂的水稻品种能解决直播稻草害严重的问题,降低对除草剂的依赖,有利于我国农业的可持续发展。

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