項亞威+鄧堯+邱穎波+劉浩+劉建豐

摘 要：由于水稻直播栽培具有省工、省力、低成本的技術特點，使其得以在我國迅速推廣。本文綜述了國內外直播水稻生產發(fā)展現(xiàn)狀，以及不同種植方式對水稻農藝性狀的影響研究進展，以期為直播稻研究工作者提供參考依據(jù)。

關鍵詞：水稻；種植方式；直播；移栽；農藝性狀

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.07.024

Effects of Different Planting Methods on Agronomic Traits of Rice

XIANG Yawei1， DENG Yao1， QIU Yingbo2， LIU Hao2， LIU Jianfeng1

（1.College of Agriculture， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128， China； 2.China Seed Group Company Limited， Hunan breeding station， Liuyang， Hunan 410323， China）

Abstract： Because the rice direct seeding cultivation has the characteristics of labor saving， labor saving and low cost， it can be popularized rapidly in our country. In this paper， the development status of direct seeding rice production at home and abroad was summarized， and the research progress on the effect of different planting methods on Rice Agronomic traits was summarized.

Key words： rice； planting mode； direct seeding； transplanting

1 國內外水稻栽培生產發(fā)展現(xiàn)狀

水稻是世界主要糧食作物之一，截止到2014年，水稻栽種面積接近1.6億hm2。目前，水稻所采用的栽培技術主要有育秧人工移栽、拋秧、機插秧和直播等幾種，其中又以直播發(fā)展得最為迅速。水稻直播栽培是指在前一季作物讓茬后或在空閑田地進行翻耕整地，不經育秧、移栽，將水稻種子直接播種于大田的種植方式。由于其省工、省力的技術特點，一直是歐美等農業(yè)發(fā)達國家所采用的主要水稻栽培方式。目前，水稻直播栽培技術已發(fā)展到機械直播和飛機直播水平[1]。

1.1 歐美地區(qū)直播水稻生產發(fā)展現(xiàn)狀

歐美發(fā)達工業(yè)化國家水稻種植歷程較短，且由于其工業(yè)化引起的人力資源成本過高，目前水稻種植普遍采用的是直播種植。機械化直播是北美地區(qū)普遍采取的直播技術，該種直播技術可以大大節(jié)省勞動力工時，從水稻種植到收獲所用的全部工時與亞洲地區(qū)相比，效率提高了36倍[2]。在歐洲水稻主產地區(qū)，水稻播種面積可達60萬hm2，其中占歐洲水稻總產量的40%的意大利，僅有2%為傳統(tǒng)移栽種植，機械化直播覆蓋率相當高。二戰(zhàn)結束之后，大部分生產水稻的歐洲國家也普遍采取機械化直播，直播稻占水稻總量的比率正逐步上升。以美國、澳大利亞、意大利三國為例，機械化直播占比遠遠領先于其他國家，其中美國近100%、澳大利亞為81%、意大利為98%[3]。這些國家在采用水稻直播技術時，先進行浸種催芽過程后，再用飛機或者水稻直播機械進行播種，但也有少部分地區(qū)以包衣處理代替了浸種催芽過程，然后再用機械化設備進行播種[4]。

1.2 亞洲地區(qū)直播水稻生產發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，亞洲一些水稻主產國家也開始逐步引進水稻直播栽培技術，從而取代了傳統(tǒng)的移栽技術。東北亞、東南亞、南亞作為亞洲水稻的主產地區(qū)，直播稻占水稻種植總面積的比率已上升到10%～50%[5]。例如在東南亞湄公河三角洲地區(qū)，20世紀末直播稻占比約為二戰(zhàn)結束時的2.5倍。日本是亞洲地區(qū)直播稻技術研究較最早的國家，種植技術和機械化水平也遠遠領先于亞洲其他國家。二戰(zhàn)結束之后，由于工業(yè)化帶來的人力資源成本的上升和基于自身糧食戰(zhàn)略安全的考慮，日本對直播稻高產技術進行了多領域的研究，針對直播稻的先進植保技術和農業(yè)機械的廣泛推廣，使得直播稻的產量、農藝性狀和米質有了大幅的提高，因而直播稻的種植面積也不斷增加。目前，機械湛水穴播是日本水稻直播種植的主要方式，大約占日本水稻直播種植總面積的67%以上。同時具有生態(tài)農業(yè)特色的旱直播稻鴨共作除草技術也在日本國內進行了大范圍的推廣，此項技術不僅解決了部分地區(qū)無法進行機械湛水穴播的問題，而且進一步增加了日本國內水稻的種植面積?，F(xiàn)階段日本采用機械直播技術后水稻的產量，比采用傳統(tǒng)移栽技術增產了5%～10%，平均每公頃用工效率提升了10%～20%，節(jié)約總成本15%～20%[6-8]。韓國也是亞洲地區(qū)開展直播稻生產技術研究較為先進的國家。其開展直播稻生產技術研究的特點在于注重直播稻的植物保護、幼苗成長和抗倒伏以及農場化配套機械設備的整體研發(fā)，這些技術的廣泛研究以及推廣，一方面大大提高了水稻種植的用工效率，而且使韓國水稻的產量也有了明顯的提高。進入21世紀以后，韓國農業(yè)部門在編制韓國水稻產業(yè)發(fā)展計劃時就提出要在5年之內將直播稻種植面積增加到水稻種植總面積的50%以上，從而達到以最少的投入獲得最高產量的整體目標，進而確保韓國的糧食安全和在國際大米交易中的優(yōu)勢地位[9-11]。韓國因其地理環(huán)境條件的差異，水稻直播方式也有所不同。在干旱少雨的地區(qū)主要推廣旱直播條播技術，在雨量豐沛的地區(qū)則著重推廣水直播條播和水直播撒播技術[12]。在亞洲其他地區(qū)直播稻種植面積較大的國家有印度、斯里蘭卡和菲律賓，這些國家直播稻種植面積占該國水稻種植總面積的比例均超過了2/3[13-14]。盡管這些國家在水稻種植的地理環(huán)境方面占據(jù)優(yōu)勢，但由于這些國家農業(yè)技術總體發(fā)展水平較差，直播水稻種植效果不盡理想，尤其是在植保措施、機械化配置、稻米質量方面尚待提高。

1.3 我國直播水稻生產發(fā)展現(xiàn)狀

水稻作為我國的主要糧食作物之一，截至“十一五”末，種植面積已達0.3億hm2，占我國糧食作物種植總面積的34%。我國種植水稻歷史悠久，有著近2 000年的種植歷史，但直播技術的發(fā)展歷程卻較為曲折。自6世紀之后，漢晉南北朝時期較為普遍的直播技術逐漸被育秧移栽方式所取代，直播方式僅在邊遠的西北和東北地區(qū)存在[15]。新中國成立以來，特別是改革開放之后，水稻直播技術重新被重視起來。加之經濟轉型和工業(yè)化進程的加快導致的人力資源成本上升等社會環(huán)境因素，使得具有省工、省力、低成本的直播技術得以迅速推廣[16]。北方水稻種植省份普遍進行了旱直播技術的研究，南方稻區(qū)為進一步增加水稻種植面積，也掀起了旱直播技術研究熱潮。在東部沿海發(fā)達地區(qū)，由于一些具有抗倒伏能力強、水稻生命周期適宜、抗逆性水平較高的新型水稻品種的試驗成功，使直播稻種植技術得到大范圍推廣[17]。例如浙江省2002—2007年的5年之間，直播稻種植面積增加了近乎一倍。西南和中南部分內陸省份也紛紛將擴大直播稻種植面積列入水稻產業(yè)發(fā)展規(guī)劃當中。目前，我國直播稻技術研究的熱點在于適用于直播栽培的水稻新品種培育、直播機研發(fā)與改進、抗倒伏抗逆研究、相應的植保技術研究等[18]。

2 種植方式對水稻農藝性狀的影響

2.1 種植方式對水稻產量的影響

水稻在高產栽培過程中，品種遺傳基因等自身因素以及栽培措施、環(huán)境條件等外在因素對水稻產量起著雙重作用的影響。不同的水稻品種在相同的外在因素條件下，同一品種在不同的外在因素條件下，產量以及水稻個體性狀存在很大的不同[19]。

徐金蘭等[20]在研究直播與移栽兩種種植方式對水稻產量影響的過程中發(fā)現(xiàn)，不同的直播與移栽種植方式對水稻產量影響顯著，移栽種植方式中采用手插秧方式的水稻產量最高，直播種植方式中采用水直播方式的水稻產量最低。丁濤等[21]在研究不同種植方式對水稻產量影響時發(fā)現(xiàn)，手栽移植產量最高，直播種植產量最低。程建平等[22]在對比機械精量穴直播、人工撒播、手插處理3種種植方式對產量影響時發(fā)現(xiàn)，機械精量穴直播稻產量分別是人工撒播和手插處理產量的1.15倍和1.04倍。池忠志等[23]在對比機械直播、機械移栽、傳統(tǒng)人工移栽3種種植方式對水稻產量影響時發(fā)現(xiàn)，機械直播方式水稻產量>機械移栽方式水稻產量>傳統(tǒng)人工移栽方式水稻產量。高波等[24]在遼寧省開展不同緯度地區(qū)不同種植方式對水稻產量影響時發(fā)現(xiàn)，在遼寧省北部產量最高的種植方式為手工移栽，產量最低的種植方式為水直播；在遼寧省南部產量最高的種植方式為大壟雙行，產量最低的種植方式為水直播。楊波等[25]研究表明，直播稻、機插稻與手栽稻3種種植方式的水稻產量依次為手工移栽稻>機插稻>直播稻。

2.2 種植方式對水稻產量性狀的影響

產量構成要素包含諸多方面，例如單位面積穗數(shù)、有效穗數(shù)量、穗?？倲?shù)和千粒質量。各個產量構成因素相互之間或能夠相得益彰，或存在相互拮抗，如何使產量構成要素之間相互協(xié)調，將直接決定水稻的總體產量。

丁濤等[21]在研究不同種植方式對有效穗這一產量構成因素的影響時發(fā)現(xiàn)，機械精量穴直播稻每公頃有效穗分別是人工撒播和手插處理的1.15和1.25倍。徐大勇等[25]研究直播稻、機插稻、手栽稻三種不同的種植方式下產量構成因素時發(fā)現(xiàn)：穗數(shù)與每穗粒數(shù)的表現(xiàn)結果為直播稻最多、機插稻次之、手栽稻最少，直播方式的千粒質量和結實率顯著低于手插方式。金軍等[26]在研究手栽稻、機插稻、直播稻、拋秧稻4種種植方式下產量構成因素時發(fā)現(xiàn)，總粒數(shù)的表現(xiàn)結果為手栽稻>機插稻>直播稻>拋秧稻；單位面積有效穗數(shù)表現(xiàn)結果為直播稻>機插稻和拋秧稻>手栽稻；結實率和千粒質量4種種植方式下的表現(xiàn)結果差異比較小。徐存才[27]在對比拋秧稻、旱育稀植、水育密植、直播4種種植方式水稻的穩(wěn)產性時發(fā)現(xiàn)，拋秧的穩(wěn)產性遠超過其他種植方式的穩(wěn)產性，直播的穩(wěn)產性最差。高波等[24]在研究遼寧省丹東地區(qū)不同種植方式水稻產量構成因素的差異時發(fā)現(xiàn)：單位面積穗數(shù)、結實率、千粒質量表現(xiàn)結果均為手栽稻>拋秧稻>乳拋稻>水直播稻；每穗穎花數(shù)表現(xiàn)結果為拋秧稻>手插秧稻>乳拋稻>水直播稻。

2.3 種植方式對水稻其他農藝性狀的影響

2.3.1 分蘗 胡蓉[28]經過研究發(fā)現(xiàn)，雜交稻品種在直播和移栽兩種種植方式下分蘗發(fā)生率順序基本相同：分蘗發(fā)生率順序依次為二次低位分蘗>一次高位分蘗>一次低位分蘗>二次高位分蘗。羅錫文等[29]研究表明機械直播比人工移栽分蘗數(shù)要高，早期長勢良好，莖稈粗壯，分蘗強。顧掌根等[30]的研究表明直播分蘗早生快發(fā)，分蘗勢強，分蘗芽的分化與環(huán)境條件和秧苗素質無關。而分蘗芽進一步發(fā)育則與環(huán)境和秧苗素質密切相關。在直播條件下，由于有適宜的溫、光、水、氣環(huán)境，加上又沒有移栽植傷緩苗的過程。因而分蘗發(fā)生早而快，分蘗節(jié)位低，分蘗勢強。

2.3.2 干物質 王國忠等[31]通過研究發(fā)現(xiàn)，抽穗后干物質積累量是對于直播和移栽兩種種植方式來說，均為決定水稻產量的極為重要的因素。陳翻身等[32]通過分析發(fā)現(xiàn)，直播水稻與移栽水稻相比，其營養(yǎng)階段較短，從而導致幼穗發(fā)育進程加快，進而決定了該種種植方式前中期物質積累量相對偏低，但抽穗后物質生產量與產量并不低于移栽水稻。因此，提高水稻單產的一個重要方向在于如何去篩選干物質積累適宜的種植方式。

2.3.3 抗倒伏 倒伏現(xiàn)象自古至今，一直是困擾水稻種植的一個嚴重問題。對于當今的水稻種植而言，倒伏現(xiàn)象在很大程度上會使無法機械化收割，進而增大勞動強度，增加人工成本并限制水稻品種的最大產量。限制產量的原因在于，水稻一旦出現(xiàn)倒伏，將會導致植株郁閉，葉片光合作用效率大大降低，同時水稻莖稈中輸導組織因倒伏而受到機械損傷，從根系輸送至頂端的水分和礦質物質無法正常供應，葉片經光合產生的有機物質向下運輸受阻，從而使水稻結實率明顯下降，產量也大幅降低，米質也隨之受到影響[33]。從田間整體角度考慮，水稻倒伏后，離地面較近的空間通風透光條件惡化，加之種植水稻的田間濕度較大，從而導致水稻位于植株低端的葉片迅速枯黃腐爛，功能葉面積指數(shù)急劇下降，進一步加劇了植株地下部與地上部之間的營養(yǎng)物質交換，根系在田間的生長也受到嚴重影響。直播稻由于地下部分變短、地上株高較高的特點，極易發(fā)生倒伏現(xiàn)象，因此研究具有抗倒伏能力的直播稻品種顯得極具意義。李榮田等[34]在對直播稻的倒伏問題進行詳細研究的基礎上，得出以下結論：直播稻分蘗節(jié)在地面以下位置較淺、田間根系向下發(fā)展有限、直播稻整體植株地上部分過大、植株整體發(fā)育期短、根系活力不足等原因是導致直播稻產生倒伏現(xiàn)象的主要原因。他提出應從培育具有抗倒能力的直播稻品種、創(chuàng)造良好的田間生態(tài)環(huán)境、改進直播栽培措施三個方面共同入手，從而降低直播稻發(fā)生倒伏現(xiàn)象的概率。目前，通過改進的具有精量定穴功能的直播機在種植水稻時，能夠做到有序種植，從而大大降低了直播稻發(fā)生倒伏現(xiàn)象的概率，同時也提高了直播稻的產量。楊惠杰等[35]指出，在選擇抗倒伏的直播水稻品種時應綜合考慮植株莖稈的粗細程度，底部節(jié)間間距，根系發(fā)育能力、分蘗能力以及株高等相關因素。株高過高以及底部節(jié)間間距較長的品種不宜采用直播種植的方式。

2.3.4 株高 張岳平等[36]通過對比直播和移栽條件下不同雜交水稻品種的株高時發(fā)現(xiàn)，相同品種在直播條件下，株高均比移栽條件下的株高要低，株高降低降幅在1.6～2.6 cm之間。潘典進等[37]的研究也表明直播條件下各品種株高相比移栽條件均有顯著性的降低，降幅在3.2～17.4 cm之間。其中除了個別品種差異性不顯著外，其他品種均達到顯著性差異。同時，他還對原因進行了分析：這可能是由于在移栽條件下，水稻單株占據(jù)田間空間大，根系活性較高，有助于水分和礦質元素的吸收和輸送，從而使單株有效葉面積增大，葉片光合作用強，有機物質積累充分，進而表現(xiàn)為植株個體發(fā)育迅速。辛明金等[38]在研究旱直播對水稻生長影響規(guī)律時發(fā)現(xiàn)，采用旱直播方式種植的水稻在收獲時平均株高為1.05 m，經過方差分析結果表明，旱直播種植方式相比傳統(tǒng)的手工移栽種植方式，株高差異性并不顯著。

2.3.5 生育期 不同的水稻品種、種植方式、種植時間、田間栽培措施等人工因素會對水稻生育期的長短和生育期各個階段的特性產生重要影響。毛永興[39]在比較不同品種在不同播種方式和不同耕作方法條件下，水稻生長發(fā)育的差異性時發(fā)現(xiàn)，在相同的品種和相同的耕作方式條件下，直播水稻全生育期要比移栽水稻縮短近4周，且主要集中在營養(yǎng)生長期階段，這一階段的縮短時間為17 d，灌裝結實期與移栽水稻相比也縮短了6 d。比較不同位置的分蘗以及成穗狀況時發(fā)現(xiàn)，直播水稻的分蘗節(jié)位遠遠多于移栽水稻，同一位置的分蘗次數(shù)也大大增加；強勢分蘗的位置也與移栽水稻很不相同，成穗率也大大優(yōu)于移栽水稻，結穗的外形也比移栽水稻的大。

近年來，具有能夠加快直播稻生長發(fā)育進程、縮短直播稻生育期增加單位有效穗數(shù)的精量穴直播技術研究取得了一定的成果，使得直播稻產量有所增加，并在南方部分地區(qū)進行了推廣。唐湘如等[40]在對比機械精量穴直播、人工撒播和人工手插3種種植方式對水稻生育期影響時發(fā)現(xiàn)，機械精量穴直播的齊穗期最早，生育期也大大少于其他兩種種植方式。張洪熙等[41]以秸稈還田技術不同方式與播種量的不同水平的組合為實驗設計基礎，對直播稻的生育特性進行分析時發(fā)現(xiàn)，采用秸稈還田后直播稻分蘗進行時間早，分蘗迅速，成穗率較高，后期生育期得到縮短，產量也有所增加，但同時也存在著生育期前期葉面積指數(shù)及干物質積累不夠充分的缺點?？傮w而言，優(yōu)化直播稻的田間管理技術可以彌補直播稻前期發(fā)育不夠充分的缺點，從而降低這些缺陷對總體產量的影響。

3 展 望

目前，我國水稻栽培依然是以移栽栽培為主。但由于隨著我國經濟水平的發(fā)展，農村人口的不斷減少，且我國南方水稻產區(qū)多為山地丘陵地貌，不適宜大規(guī)模機械化生產，水稻移栽栽培這種勞動密集型栽培方式難以持續(xù)發(fā)展。直播栽培具有大幅度降低勞動強度、節(jié)約用工成本的特點，同時采用水稻直播技術也有利于水稻集約化生產，符合現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展趨勢。但是，我們也要清醒地認識到水稻直播栽培的缺點，如倒伏現(xiàn)象嚴重、紋枯病等病蟲害比較嚴重、田間除草困難、穩(wěn)產性不好等。因此，為了水稻直播栽培的健康發(fā)展，在未來的研究中，廣大農業(yè)科技工作者應該選育抗倒伏和高抗性的品種（組合）作為直播稻推廣栽培，加速高效除草劑的推廣，加快直播機械設備的研發(fā)。

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