王亞梁 朱德峰 向鏡 陳惠哲 張玉屏 徐一成 張義凱

(中國水稻研究所 水稻生物學國家重點實驗室, 杭州 310006; *通信聯(lián)系人, E-mail: cnrice@qq.com)

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)村人口勞動力轉移，水稻生產(chǎn)由傳統(tǒng)手工作業(yè)方式逐步轉向機械化種植。稻田耕作、秧苗移栽和稻谷收獲三大環(huán)節(jié)中，耕作和收獲基本實現(xiàn)了機械化，而移栽的機械化程度僅40%左右。水稻秧苗移栽機械化的方式主要以機插秧為主，其中北方稻區(qū)常規(guī)粳稻的機插比例高，特別是東北稻區(qū)基本實現(xiàn)水稻移栽機械化，然而南方水稻的機插比例低，單季秈稻和雙季稻機插比例在25%以下[1]。當前我國由日本、韓國引進的傳統(tǒng)水稻機插秧技術主要適合常規(guī)稻機插，應用于雜交稻問題多、機插質(zhì)量差[2]。雜交稻生產(chǎn)在水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有重要地位，種植面積占我國水稻面積50%以上，因其生長優(yōu)勢明顯，較常規(guī)稻增產(chǎn)增效[3-4]。然而，研究表明雜交稻機插的產(chǎn)量要低于人工手插和拋秧，主要原因是雜交稻機插漏秧率高、機插苗數(shù)不均勻[5-6]。雜交稻產(chǎn)量潛力的發(fā)揮要求少本稀植[7]，而現(xiàn)有水稻機插育秧技術采用撒播方式，秧盤播種量大導致雜交稻秧苗質(zhì)量差、插后返青慢，且用種成本高，優(yōu)良的雜交稻種子高達80～100元/kg[8-9]。然而，降低播種量導致雜交稻秧苗成毯性差、漏秧率高，需要大量人工補苗[10]。瞿廷廣等[11]研究表明，雜交稻育秧每盤用種量接近100 g時，水稻漏秧率才降到5.2%，勉強達到機插的要求。生產(chǎn)上雜交稻機插一般標準秧盤每盤播種量 70～90 g，采用機械撒播，單季雜交稻機插用種量1.2～1.5 kg/667m2，雙季稻達2.0 kg/667m2，播種量仍然較高，制約了雜交稻的生產(chǎn)效益[12]。我國雜交稻推廣 40多年，雜交稻機插技術仍為制約目前雜交稻規(guī)?；a(chǎn)的瓶頸之一。為此，降低雜交稻機插育秧播種量，實現(xiàn)雜交稻低播量下高質(zhì)量育秧機插是雜交稻增產(chǎn)增效的有效途徑。

中國水稻研究所經(jīng)過多年的研發(fā)，創(chuàng)新了雜交稻機插精量穴播和條播的機插育秧方式，并配套相應的農(nóng)機農(nóng)藝措施，實現(xiàn)了雜交稻精準大缽機插，使雜交稻播種量降低到30～50 g/盤(9寸標準盤，長58 cm，寬28 cm)，相應的雜交稻精量播種育秧對秧苗生長及機插取秧特性的影響已經(jīng)開展了大量的研究，已經(jīng)具備成熟的生產(chǎn)應用條件。本研究旨在通過不同播種方式對雜交稻秧苗成苗的影響及機插取秧效果研究，進一步明確雜交稻精量播種機插相對于傳統(tǒng)機插的技術優(yōu)勢，為雜交稻精量播種機插技術的推廣提供理論依據(jù)和技術支持，以推動我國雜交稻機插的規(guī)模化生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種2個，分別為當前在南方單季稻和部分雙季稻區(qū)大面積推廣的秈型雜交稻品種中浙優(yōu) 1號和秈粳雜交稻品種甬優(yōu)1540。

1.2 試驗設計

試驗在中國水稻研究所進行。選用9寸標準秧盤育秧，播種方法為機械穴播、條播和撒播(對照)。根據(jù)水稻機插取秧次數(shù)(穴數(shù))確定每穴播種種子粒數(shù)，并換算成每盤播種量。按照秧塊橫向取秧 16次，縱向34條，共544穴，設計每穴播量5粒、3粒及2粒3個處理。中浙優(yōu)1號穴播每穴5粒、3粒和2粒的對應播種量分別為59.8 g、35.4 g和23.9 g。甬優(yōu)1540穴播每穴5粒、3粒和2粒的對應播種量分別為68.0 g、40.8 g和27.2 g。每品種處理播種3盤，3次重復。

穴播、條播采用水稻精量播種機(中國水稻研究所和浙江博仁工貿(mào)有限公司研發(fā))播種；撒播采用水稻傳統(tǒng)播種流水線播種，使撒播播種量和精量播種量一致。播種后基質(zhì)育秧，疊盤發(fā)芽，待種子出苗0.5 cm后，將秧盤放置到泥漿秧板上。采用旱育秧，秧板上不建立水層。秧齡18 d，利用錦禾插秧機進行機插取秧，橫向取秧次數(shù) 16次，縱向取秧次數(shù)

表1 播種方式對雜交稻種子成苗率的影響Table 1. Effects of sowing methods on seedling percentage of hybrid rice. %

數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標準差；相同小寫字母表示處理間在0.05水平上差異不顯著。下同。

Values are mean±SD; Common lowercase letters indicate no significant difference among treatments at 0.05 level. BS, Broadcast sowing；HS, Hill sowing；DS, Drill sowing. The same as below.34次。

表2 不同播種方式對雜交稻葉齡和株高的影響Table 2. Effects of sowing methods on leaf age and seedling height of hybrid rice.

1.3 測定項目

1.3.1 成苗率

在秧齡18 d時，每處理隨機選取10 cm×10 cm方塊秧苗，數(shù)出秧苗數(shù)、未成苗種子數(shù)。成苗率(%)=成苗數(shù)/(成苗數(shù)+未成苗種子數(shù))× 100%。

1.3.2 秧苗葉齡和株高

在秧齡18 d時，每重復隨機取1盤，中線上取10 cm×10 cm 3塊區(qū)域，分別取30株秧苗，測量葉齡和株高。

1.3.3 根系盤結力和成毯性

秧齡18 d時，利用彈簧秤測定根系盤結力。每盤切15 cm×15 cm秧塊，固定其兩端，用彈簧秤鉤拉任意一端，當秧塊斷裂時，彈簧秤顯示的最大數(shù)值即為根系盤結力。

同時評價秧苗的成毯性，成毯性的評價方法如下：從秧盤1/4處進行卷秧，底部根系盤結好且秧苗不撕裂為成毯性好；底部根系基本盤結但毯狀秧苗有小部分裂開為成毯性一般；底部根系盤結少且毯狀秧苗極易撕裂則成毯性為差。

1.3.4 機插均勻度和漏秧率

播后18 d，利用錦禾插秧機進行機插取秧試驗，取秧 150次(叢)，記錄每叢苗數(shù)和漏秧率。機插苗數(shù)均勻度(Ep)計算公式如下：

式中，S表示標準差；xi表示觀測值；ˉx表示觀測數(shù)值的平均數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2016進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與作圖，利用 SAS 9.4軟件進行方差分析的基礎上用 Duncan新復極差法檢驗處理間差異(n=3)。

2 結果與分析

2.1 成苗率

如表1所示，不同播種方式所有處理成苗率都達到80%以上，與撒播相比，穴播和條播種子成苗率變化不大，不同播種方式之間成苗率間差異不顯著，隨著播種量的降低，種子成苗率有增加的趨勢，但增幅未達到顯著水平。

2.2 秧苗葉齡和株高

不同播種量及播種方式對水稻秧苗的一致性造成較大的影響。如表2所示，同一播量條件下，中浙優(yōu)1號不同播種方式秧苗葉齡和株高平均值差異不大。隨著播種量降低，撒播葉齡和株高變化幅度增加，而穴播和條播的葉齡與株高變化幅度比撒播要小。每穴5粒和3粒的播種量條件下，穴播和條播的葉齡與株高的變異系數(shù)顯著小于撒播，而每穴2粒的播種量，穴播和條播葉齡與株高的變異系數(shù)與撒播相比差異未達顯著水平。以上說明，在低播種量條件下，采用穴播或者條播的方式能夠提高秧苗生長一致性。

表3 播種方式對雜交稻根系盤結力和成毯性的影響Table 3. Effects of sowing methods on seedling root intertwining and capacity for blanket formation of hybrid rice.

圖1 播種方式對雜交稻機插漏秧率的影響Fig. 1. Effects of sowing methods on the percent of missed hills of hybrid rice in machine transplanting.

2.3 根系盤結力及成毯性

由表3可知，隨著播量的降低，撒播根系盤結力及成毯性降幅大于穴播和條播。而對于穴播和條播來說，在適宜的低播種量下可以實現(xiàn)成毯，中浙優(yōu)1號和甬優(yōu)1540播種量為2粒時便可成毯，根系盤結力顯著高于撒播處理。對穴播和條播進行分析發(fā)現(xiàn)，中浙優(yōu)1號條播根系盤結力要好于穴播，條播根系盤結力平均比穴播高 9.4%，而甬優(yōu) 1540條播根系盤結力除5粒時比穴播要低外，2粒和3粒播種量下條播根系盤結力要大于穴播，但差異未達顯著水平。以上說明，在低播種量條件下，采用穴播和條播的方式能夠提高秧苗成毯。

2.4 機插漏秧率

播種量降低對機插漏秧率造成較大的影響。如圖1所示，與5粒相比，3粒和2粒的播種量中浙優(yōu)1號機插漏秧率平均增加20.6% 和310.5%，甬優(yōu)1540機插漏秧率平均增加 29.6%和163.6%。然而，與撒播相比，穴播和條播能夠顯著降低漏秧率，中浙優(yōu) 1號播量 3粒時穴播和條播漏秧分別為0.52%和1.04%，比撒播顯著降低10.4和9.7個百分點，甬優(yōu)1540播量3粒時穴播和條播漏秧率分別為0.78%和1.30%，比撒播顯著降低11.9和11.5個百分點。以上表明，穴播及相應的條播能夠在低播種量條件下有效降低漏秧率。

2.5 機插苗數(shù)

對機插苗數(shù)進行分析發(fā)現(xiàn)(表4)，撒播和機插平均苗數(shù)要小于穴播和條播，但并不存在顯著差異，播種方式改變主要影響機插苗數(shù)均勻度，其中穴播的機插苗數(shù)均勻度最高。由圖2可知，穴播和條播機插取秧達到期望苗數(shù)的比例要顯著高于撒播，兩個品種穴播和條播機插苗數(shù)達到預期苗數(shù)的比例達80%以上，其中穴播接近100%。結果說明，穴播和條播能在低播量下使機插苗數(shù)有效達到預期效果。

表4 播種方式對雜交稻機插取秧苗數(shù)的影響Table 4. Effects of sowing methods on seedling-catching number by transplanting machine of hybrid rice.

圖2 不同播種方式下期望機插取秧苗數(shù)比例Fig. 2. Percent of various machine transplanting modes reaching expected seedling-catching number of hybrid rice under different sowing methods.

3 討論

漏秧是制約水稻機插群體產(chǎn)量構建的重要原因之一[13]。本研究采用精量穴播和條播的方式降低了雜交稻機插育秧播種量。本研究中，在每穴 3粒的播種量條件下穴播和條播即可以有效降低在低播種量下的漏秧率(實際漏秧率不超過1%)，又能實現(xiàn)高比例的1～3苗機插，為大田雜交稻高產(chǎn)群體的構建奠定了基礎。在實際生產(chǎn)中，70～90 g育秧30 cm×14 cm 規(guī)格機插每畝用秧盤數(shù)量在 18～25個，而本研究中3粒每穴播種量的機插秧盤每畝用量在 29個，實際每畝播種量比目前正常條件下減少26.5%～51.2%，實現(xiàn)了雜交稻機插技術的突破，減少了因高播種量增加的育秧成本。我們的精量播種的方式進行機插秧秧盤縱向 16條設置，并聯(lián)合錦禾、洋馬、井關和沃德等插秧機生產(chǎn)公司實現(xiàn)橫向取秧 16次，同時加寬秧門并加寬取秧秧針至 2 cm，實現(xiàn)了精量播種大缽機插農(nóng)機和農(nóng)藝的融合，解決了傳統(tǒng)機插橫向取秧18次的機插模式下雜交稻機插漏秧率高、機插返青慢等問題[14]。

試驗中，相對于撒播，精量播種提高秧苗一致性，這和前人的研究結果是一致的[15]。對于撒播來說，種子較密的區(qū)域秧苗質(zhì)量差而影響秧苗均勻性。在播種量每穴2粒時，撒播在秧盤上由于空間充足，秧苗生長未受限制，因此秧苗生長差異較小。壯苗機插可以在最大程度上保證水稻連作晚稻生產(chǎn)效益，試驗表明低播量下撒播雖然秧苗均勻但漏秧率高，秧苗根系成毯很差，大面積應用時并不能實現(xiàn)較好的機插效果，這和前人研究是一致的[16-17]。選擇穴播或條播的方式在低播量下具有較好的成毯效果，同時克服了機插取秧不均的問題。試驗發(fā)現(xiàn)，每穴3粒的播種量穴播和條播1～3苗機插苗數(shù)可以達到80%以上，每穴2粒穴播播種的機插取秧1～2苗達95%以上，基本實現(xiàn)精確定量播種機插的預期要求，機插取秧均勻度提高適合構建理想均勻的雜交稻生長群體，利于雜交稻產(chǎn)量潛力的發(fā)揮[18]。

研究中發(fā)現(xiàn)精量播種方式的改變并沒有對種子成苗率造成影響，然而隨著播種量的增加，種子的成苗率有下降的趨勢，這和前人的研究是一致的[19]，較高播種量由于營養(yǎng)吸收競爭等原因不利于種子成苗。對于精量播種而言，種子成苗率對機插質(zhì)量的影響很大，本研究中，每穴播種2粒及相同播種量的條播下由于成苗率沒有達到 90%以上不能保證機插取秧平均苗數(shù)達到2苗，在實際生產(chǎn)中，種子發(fā)芽質(zhì)量會使每穴播種兩粒風險較大，實際操作中建議采用每穴3粒的精量穴播的播種方式，相應播種量條播可以適當增加播種量以達到更好的機插效果。

本研究設置了縱向 16條的播種方式，主要針對連作晚稻而言，原因是連作晚稻種植季節(jié)緊張和水稻種植密度相對較高[20]，育秧時間通常只有18～20 d，為此增加取秧次數(shù)，可以減少秧盤的用量，進一步節(jié)省機插育秧成本。特別針對單季稻，我們也研發(fā)了縱向 14條的穴播和條播的播種育秧方式以及橫向 14次取秧的機插配套，實現(xiàn)帶蘗帶土機插，減少返青過程，最大程度發(fā)揮雜交稻的增產(chǎn)優(yōu)勢[21]。目前，南方雜交稻機插已經(jīng)具備了實現(xiàn)精量穴播和條播的播種及機插條件，結合疊盤暗出苗等工廠化育秧方式，實際生產(chǎn)中實現(xiàn)大規(guī)模精量播種機插能夠有效降低雜交稻機插成本、提高雜交稻生產(chǎn)效益。