天津农业科学Tianjin Agricultural Sciences 作物栽培与设施园艺 201723(7):89—93 ,不同种植方式对水稻农艺性状的影响研究进展 项亚威 ,邓尧・,邱颖波2刘浩 ,刘建丰 (1.湖南农业大学农学院,湖南长沙410128;2.中国种子集团有限公司湖南育种站,湖南浏阳410323) 摘要:由于水稻直播栽培具有省工、省力、低成本的技术特点,使其得以在我国迅速推广。本文综述了国内外直播水稻生产发 展现状,以及不同种植方式对水稻农艺性状的影响研究进展,以期为直播稻研究工作者提供参考依据。 关键词:水稻;种植方式;直播;移栽;农艺性状 中图分类号:¥511 文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006—6500.2017.07.024 Effects of Diferent Planting Methods on Agronomic Traits of Rice XIANG Yawei ,DENG Yao ,QIU Yingbo ,LIU Hao ,LIU Jianfeng (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 popu— larized rapidly in our country.In this paper,the development status of direct seeding rice production at home and abroad was summa— rized,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 大大节省劳动力工时,从水稻种植到收获所用的 1 国内外水稻栽培生产发展现状 全部工时与亚洲地区相比,效率提高了36倍l21。在 欧洲水稻主产地区,水稻播种面积可达60万hm , 其中占欧洲水稻总产量的40%的意大利,仅有 水稻是世界主要粮食作物之一,截止到2014 年,水稻栽种面积接近1.6亿hm 。目前,水稻所采 2%为传统移栽种植,机械化直播覆盖率相当高。 二战结束之后,大部分生产水稻的欧洲国家也普 遍采取机械化直播,直播稻占水稻总量的比率正 逐步上升。以美国、澳大利亚、意大利三国为例, 机械化直播占比远远领先于其他国家,其中美国 近100%、澳大利亚为8l%、意大利为98%[3】。这些 国家在采用水稻直播技术时,先进行浸种催芽过 用的栽培技术主要有育秧人工移栽、抛秧、机插秧 和直播等几种,其中又以直播发展得最为迅速。水 稻直播栽培是指在前一季作物让茬后或在空闲田 地进行翻耕整地,不经育秧、移栽,将水稻种子直 接播种于大田的种植方式。由于其省工、省力的技 术特点,一直是欧美等农业发达国家所采用的主 要水稻栽培方式。目前,水稻直播栽培技术已发展 程后,再用飞机或者水稻直播机械进行播种,但也 有少部分地区以包衣处理代替了浸种催芽过程, 然后再用机械化设备进行播种[ 。 1.2 亚洲地区直播水稻生产发展现状 到机械直播和飞机直播水平11J。 1.1 欧美地区直播水稻生产发展现状 欧美发达工业化国家水稻种植历程较短,且 由于其工业化引起的人力资源成本过高,目前水 稻种植普遍采用的是直播种植。机械化直播是北 近年来,亚洲一些水稻主产国家也开始逐步 引进水稻直播栽培技术,从而取代了传统的移栽 技术。东北亚、东南亚、南亚作为亚洲水稻的主产 美地区普遍采取的直播技术,该种直播技术可以 收稿El期:2017—03—20 作者简介:项亚威(1990一),男,湖南桃江人,在读硕士生,主要从事水稻杂种优势利用研究。 通讯作者简介:刘建丰(1963一),男,湖南新化人,教授,博士,主要从事水稻杂种优势利用研究。 ・90・ 天津农业科学 第24卷 地区,直播稻占水稻种植总面积的比率已上升到 10%~50%f 。例如在东南亚湄公河三角洲地区, 20世纪末直播稻占比约为二战结束时的2.5倍。 日本是亚洲地区直播稻技术研究较最早的国家, 种植技术和机械化水平也远远领先于亚洲其他 国家。二战结束之后,由于工业化带来的人力资 源成本的上升和基于自身粮食战略安全的考虑, 日本对直播稻高产技术进行了多领域的研究,针 对直播稻的先进植保技术和农业机械的广泛推 广,使得直播稻的产量、农艺性状和米质有了大 幅的提高,因而直播稻的种植面积也不断增加。 目前,机械湛水穴播是日本水稻直播种植的主要 方式,大约占日本水稻直播种植总面积的67%以 上。同时具有生态农业特色的旱直播稻鸭共作除 草技术也在日本国内进行了大范围的推广,此项 技术不仅解决了部分地区无法进行机械湛水穴 播的问题,而且进一步增加了日本国内水稻的种 植面积。现阶段日本采用机械直播技术后水稻的 产量,比采用传统移栽技术增产了5%~10%,平均 每公顷用工效率提升了10%~20%,节约总成本 15%~20%l6_ 。韩国也是亚洲地区开展直播稻生产 技术研究较为先进的国家。其开展直播稻生产技 术研究的特点在于注重直播稻的植物保护、幼苗 成长和抗倒伏以及农场化配套机械设备的整体 研发,这些技术的广泛研究以及推广,一方面大 大提高了水稻种植的用工效率,而且使韩国水稻 的产量也有了明显的提高。进入21世纪以后,韩 国农业部门在编制韩国水稻产业发展计划时就 提出要在5年之内将直播稻种植面积增加到水 稻种植总面积的50%以上,从而达到以最少的投 入获得最高产量的整体目标,进而确保韩国的粮 食安全和在国际大米交易中的优势地位[9-11】。韩 国因其地理环境条件的差异,水稻直播方式也有 所不同。在干旱少雨的地区主要推广旱直播条播 技术,在雨量丰沛的地区则着重推广水直播条播 和水直播撒播技术ll2 J。在亚洲其他地区直播稻种 植面积较大的国家有印度、斯里兰卡和菲律宾, 这些国家直播稻种植面积占该国水稻种植总面 积的比例均超过了2/3113-14]。尽管这些国家在水稻 种植的地理环境方面占据优势,但由于这些国家 农业技术总体发展水平较差,直播水稻种植效果 不尽理想,尤其是在植保措施、机械化配置、稻米 质量方面尚待提高。 1.3我国直播水稻生产发展现状 水稻作为我国的主要粮食作物之一,截至“十 一五”末,种植面积已达0.3亿hm ,占我国粮食作 物种植总面积的34%。我国种植水稻历史悠久, 有着近2 000年的种植历史,但直播技术的发展 历程却较为曲折。自6世纪之后,汉晋南北朝时期 较为普遍的直播技术逐渐被育秧移栽方式所取 代,直播方式仅在边远的西北和东北地区存在_ 】。 新中国成立以来,特别是改革开放之后,水稻直 播技术重新被重视起来。加之经济转型和工业化 进程的加快导致的人力资源成本上升等社会环 境因素,使得具有省工、省力、低成本的直播技术 得以迅速推广_l6]。北方水稻种植省份普遍进行了 旱直播技术的研究,南方稻区为进一步增加水稻 种植面积,也掀起了旱直播技术研究热潮。在东 部沿海发达地区,由于一些具有抗倒伏能力强、 水稻生命周期适宜、抗逆性水平较高的新型水稻 品种的试验成功,使直播稻种植技术得到大范围 推广_l7】。例如浙江省2002--2007年的5年之间, 直播稻种植面积增加了近乎一倍。西南和中南部 分内陆省份也纷纷将扩大直播稻种植面积列入 水稻产业发展规划当中。目前,我国直播稻技术 研究的热点在于适用于直播栽培的水稻新品种 培育、直播机研发与改进、抗倒伏抗逆研究、相应 的植保技术研究等【l81。 2 种植方式对水稻农艺性状的影响 2.1 种植方式对水稻产量的影响 水稻在高产栽培过程中,品种遗传基因等自 身因素以及栽培措施、环境条件等外在因素对水 稻产量起着双重作用的影响。不同的水稻品种在 相同的外在因素条件下,同一品种在不同的外在 因素条件下,产量以及水稻个体性状存在很大的 不同【 J。 徐金兰等I加I在研究直播与移栽两种种植方式 对水稻产量影响的过程中发现,不同的直播与移 栽种植方式对水稻产量影响显著,移栽种植方式 中采用手插秧方式的水稻产量最高,直播种植方 式中采用水直播方式的水稻产量最低。丁涛等I 】 在研究不同种植方式对水稻产量影响时发现,手 栽移植产量最高,直播种植产量最低。程建平等【 ] 在对比机械精量穴直播、人工撒播、手插处理3种 第7期 项亚威等:不同种植方式对水稻农艺性状的影响研究进展 种植方式对产量影响时发现,机械精量穴直播稻 产量分别是人工撒播和手插处理产量的1.15倍 本相同:分蘖发生率顺序依次为二次低位分蘖> 一次高位分蘖>一次低位分蘖>---次高位分蘖。罗 和1.04倍。池忠志等 在对比机械直播、机械移 栽、传统人工移栽3种种植方式对水稻产量影响 时发现,机械直播方式水稻产量>机械移栽方式 锡文等『291研究表明机械直播比人工移栽分蘖数要 高,早期长势良好,茎秆粗壮,分蘖强。顾掌根等 的研究表明直播分蘖早生快发,分蘖势强,分蘖芽 水稻产量>传统人工移栽方式水稻产量。高波等[24】 的分化与环境条件和秧苗素质无关。而分蘖芽进 在辽宁省开展不同纬度地区不同种植方式对水稻 产量影响时发现,在辽宁省北部产量最高的种植 方式为手工移栽,产量最低的种植方式为水直播; 在辽宁省南部产量最高的种植方式为大垄双行, 产量最低的种植方式为水直播。杨波等 研究表 明,直播稻、机插稻与手栽稻3种种植方式的水稻 产量依次为手工移栽稻>机插稻>直播稻。 2.2 种植方式对水稻产量性状的影响 产量构成要素包含诸多方面,例如单位面积 穗数、有效穗数量、穗粒总数和千粒质量。各个产 量构成因素相互之间或能够相得益彰,或存在相 互拮抗,如何使产量构成要素之间相互协调,将直 接决定水稻的总体产量。 丁涛等l2】】在研究不同种植方式对有效穗这一 产量构成因素的影响时发现,机械精量穴直播稻 每公顷有效穗分别是人工撒播和手插处理的1.15 和1.25倍。徐大勇等 1研究直播稻、机插稻、手栽 稻三种不同的种植方式下产量构成因素时发现: 穗数与每穗粒数的表现结果为直播稻最多、机插 稻次之、手栽稻最少,直播方式的千粒质量和结实 率显著低于手插方式。金军等 在研究手栽稻、机 插稻、直播稻、抛秧稻4种种植方式下产量构成因 素时发现,总粒数的表现结果为手栽稻>机插稻> 直播稻>抛秧稻;单位面积有效穗数表现结果为 直播稻>机插稻和抛秧稻>手栽稻;结实率和千粒 质量4种种植方式下的表现结果差异比较小。徐 存才_2 7_在对比抛秧稻、旱育稀植、水育密植、直播 4种种植方式水稻的稳产性时发现,抛秧的稳产 性远超过其他种植方式的稳产性,直播的稳产性 最差。高波等[24J在研究辽宁省丹东地区不同种植 方式水稻产量构成因素的差异时发现:单位面积 穗数、结实率、千粒质量表现结果均为手栽稻>抛 秧稻>乳抛稻>水直播稻;每穗颖花数表现结果为 抛秧稻>手插秧稻>乳抛稻>水直播稻。 2.3 种植方式对水稻其他农艺性状的影响 2.3.1 分蘖 胡蓉 1经过研究发现,杂交稻品种 在直播和移栽两种种植方式下分蘖发生率顺序基 一步发育则与环境和秧苗素质密切相关。在直播 条件下,由于有适宜的温、光、水、气环境,加上又 没有移栽植伤缓苗的过程。因而分蘖发生早而快, 分蘖节位低,分蘖势强。 2.3.2 干物质王国忠等f31】通过研究发现,抽穗后 干物质积累量是对于直播和移栽两种种植方式来 说,均为决定水稻产量的极为重要的因素。陈翻身 等 ]通过分析发现,直播水稻与移栽水稻相比,其 营养阶段较短,从而导致幼穗发育进程加快,进而 决定了该种种植方式前中期物质积累量相对偏 低,但抽穗后物质生产量与产量并不低于移栽水 稻。因此,提高水稻单产的一个重要方向在于如何 去筛选干物质积累适宜的种植方式。 2.3.3抗倒伏倒伏现象自古至今,一直是困扰 水稻种植的一个严重问题。对于当今的水稻种植 而言,倒伏现象在很大程度上会使无法机械化收 割,进而增大劳动强度,增加人工成本并限制水稻 品种的最大产量。限制产量的原因在于,水稻一旦 出现倒伏,将会导致植株郁闭,叶片光合作用效率 大大降低,同时水稻茎秆中输导组织因倒伏而受 到机械损伤,从根系输送至顶端的水分和矿质物 质无法正常供应,叶片经光合产生的有机物质向 下运输受阻,从而使水稻结实率明显下降,产量也 大幅降低,米质也随之受到影响【33]。从田间整体角 度考虑,水稻倒伏后,离地面较近的空间通风透光 条件恶化,加之种植水稻的田间湿度较大,从而导 致水稻位于植株低端的叶片迅速枯黄腐烂,功能 叶面积指数急剧下降,进一步加剧了植株地下部 与地上部之间的营养物质交换,根系在田间的生 长也受到严重影响。直播稻由于地下部分变短、地 上株高较高的特点,极易发生倒伏现象,因此研究 具有抗倒伏能力的直播稻品种显得极具意义。李 荣田等f 在对直播稻的倒伏问题进行详细研究的 基础上,得出以下结论:直播稻分蘖节在地面以下 位置较浅、田问根系向下发展有限、直播稻整体植 株地上部分过大、植株整体发育期短、根系活力不 足等原因是导致直播稻产生倒伏现象的主要原 天津农业科学 第24卷 因。他提出应从培育具有抗倒能力的直播稻品种、 创造良好的田间生态环境、改进直播栽培措施三 个方面共同人手,从而降低直播稻发生倒伏现象 的概率。目前,通过改进的具有精量定穴功能的直 播机在种植水稻时,能够做到有序种植,从而大大 降低了直播稻发生倒伏现象的概率,同时也提高 了直播稻的产量。杨惠杰等[35】指出,在选择抗倒伏 的直播水稻品种时应综合考虑植株茎秆的粗细程 度,底部节问间距,根系发育能力、分蘖能力以及 株高等相关因素。株高过高以及底部节间间距较 长的品种不宜采用直播种植的方式。 2.3.4株高 张岳平等 通过对比直播和移栽条 件下不同杂交水稻品种的株高时发现,相同品种 在直播条件下,株高均比移栽条件下的株高要低, 株高降低降幅在1.6 ̄2.6 cm之间。潘典进等 的 研究也表明直播条件下各品种株高相比移栽条件 均有显著性的降低,降幅在3.2~l7.4 cm之间。其 中除了个别品种差异性不显著外,其他品种均达 到显著性差异。同时,他还对原因进行了分析:这 可能是由于在移栽条件下,水稻单株占据田问空 间大,根系活性较高,有助于水分和矿质元素的吸 收和输送,从而使单株有效叶面积增大,叶片光合 作用强,有机物质积累充分,进而表现为植株个体 发育迅速。辛明金等l38]在研究旱直播对水稻生长 影响规律时发现,采用旱直播方式种植的水稻在 收获时平均株高为1.05 m,经过方差分析结果表 明,旱直播种植方式相比传统的手工移栽种植方 式,株高差异性并不显著。 2.3.5 生育期 不同的水稻品种、种植方式、种 植时间、田间栽培措施等人工因素会对水稻生育 期的长短和生育期各个阶段的特性产生重要影 响。毛永兴[鲫1在比较不同品种在不同播种方式和 不同耕作方法条件下,水稻生长发育的差异性时 发现,在相同的品种和相同的耕作方式条件下,直 播水稻全生育期要比移栽水稻缩短近4周,且主 要集中在营养生长期阶段,这一阶段的缩短时问 为17 d,灌装结实期与移栽水稻相比也缩短了 6 d。比较不同位置的分蘖以及成穗状况时发现, 直播水稻的分蘖节位远远多于移栽水稻,同一位 置的分蘖次数也大大增加;强势分蘖的位置也与 移栽水稻很不相同,成穗率也大大优于移栽水稻, 结穗的外形也比移栽水稻的大。 近年来,具有能够加快直播稻生长发育进程、 缩短直播稻生育期增加单位有效穗数的精量穴直 播技术研究取得了一定的成果,使得直播稻产量 有所增加,并在南方部分地区进行了推广。唐湘如 等 在对比机械精量穴直播、人工撒播和人工手 插3种种植方式对水稻生育期影响时发现,机械 精量穴直播的齐穗期最早,生育期也大大少于其 他两种种植方式。张洪熙等 ]以秸秆还田技术不 同方式与播种量的不同水平的组合为实验设计基 础,对直播稻的生育特性进行分析时发现,采用秸 秆还田后直播稻分蘖进行时间早,分蘖迅速,成穗 率较高,后期生育期得到缩短,产量也有所增加, 但同时也存在着生育期前期叶面积指数及干物质 积累不够充分的缺点。总体而言,优化直播稻的田 问管理技术可以弥补直播稻前期发育不够充分的 缺点,从而降低这些缺陷对总体产量的影响。 3 展 望 目前,我国水稻栽培依然是以移栽栽培为主。 但由于随着我国经济水平的发展,农村人口的不 断减少,且我国南方水稻产区多为山地丘陵地貌, 不适宜大规模机械化生产,水稻移栽栽培这种劳 动密集型栽培方式难以持续发展。直播栽培具有 大幅度降低劳动强度、节约用工成本的特点,同时 采用水稻直播技术也有利于水稻集约化生产,符 合现代农业发展趋势。但是,我们也要清醒地认识 到水稻直播栽培的缺点,如倒伏现象严重、纹枯病 等病虫害比较严重、田问除草困难、稳产性不好 等。因此,为了水稻直播栽培的健康发展,在未来 的研究中,广大农业科技工作者应该选育抗倒伏 和高抗性的品种(组合)作为直播稻推广栽培,加 速高效除草剂的推广,加快直播机械设备的研发。 第7期 项亚威等:不同种植方式对水稻农艺性状的影响研究进展 ・93・ 『4]BALASUBRAMANIAN R,KDSHNARAJAN J,RAMESHS. Economical use of water for direct-seeded irce[C]//PENG S, MARDY B.Rice research for food security and poverty allevi- ation.Manila:IRRI,2001:511—520. 【5]寺岛一男.国际竞争时代下东北地区的稻作技术研究 I.直播栽培的现状和课题l J1.魏明春,译.农业与园艺, 1997:72. 『6]HAGIWARA M,IMURA M.Varietal difference and tempera— ture response of local Soil—Reduction around germinating rice Seed.Japan.Jour[J].Crop science,1993,62(1):105—110. 『7]KONDO M,ARAGONES DV,PABLICO PP,et a1.Effect of tillage intensity-water control and planting method on seeding establishment and growth of direct-seeded rice【c]//PENG S,MARDY B.Rice research for food security and poverty al— leviation.Manila:IRRI。2001:521-532. [8】刘伟明.日本等国的水稻直播栽培技术lJJ.中国稻米, 1995(4):34—36. [9】金千瑜.韩国的直拨水稻生产与技术【J].世界农业,1997 (9):l6—18. [10]赵镛洛,张云江.韩国水稻直播栽培技术简介fJ].黑龙 江农业科学,2004(4):51—56. [11]李华,朱德峰.韩国省工高效稻作技术的发展[JJ.中国 稻米,2005(1):18—20. 『12]KIM J K,KIM S S,PARK S T,et a1.Wet seeded rice cul— tivation technology in Korea[C]//PENG S,MARDY B.Rice re— search for food security and poverty alleviation.Manila:IRRI, 2001:545—555. [13]MARAMBE B,AMARASINGHE O L.Seedling growth and control of propanil-resistant bam yard grass in lowland direct seeded rice fields of Sri Lanka【C]//Peng S,Mardy B. Rice research for food security and poverty alleviation.Manila: IRRI,2001:561—568. 【14]KIM S Y,PARK S T,HWANY D Y,et a1.Productivity and some advantage of a corrugated furrow seeding rice cultiva— tion technology[C]//IRRI.Proceedings of the abstracts of Bei— jing international rice congress,2002:389. [15]徐鞠晖.中稻直播效果及技术『Jl1.中国稻米,2001(4):22. 『161杨祥田,曾孝元,王旭辉,等.水稻直播栽培技术….中 国稻米,2001(2):23—24. 『171卞同洋,陈益楼,蔡立万,等.江苏沿海农区直播水稻的 高产栽培技术『J].江西农业学报,2007,19(10):34—37. f18] ̄E人豪,罗利敏.水稻直播的生育特点及主要栽培技术 fJ].浙江农业科学,2002(1):12—13. 【19】昂盛福,王学会,谢世秀,等.超级杂交稻直播增产效果 机高产栽培技术【J1.杂交水稻,2001,21(3):38-39. f201徐金兰,李武权,顾莉娟,等.直播水稻发展概况及研究 进展[JJ.安徽农学通报,2012,18(22):17—18. 【21]丁涛,秦玉金.水稻不同栽培方式对产量效益及生育特 性的影响….安徽农业科学,2006,34(14):21—23. f22]程建平,罗锡文,樊启洲,等.不同种植方式对水稻生育 特性和产量的影响[J].华中农业大学学报,2010,29(1):1—5. 『231池忠志,姜心禄,郑家国.不同种植方式对水稻产量的影 响及其经济效益比较Ⅲ.作物杂志,2008(2):73—75. 『24]高波,朱宏宇,张苏萍,等.不同移栽方式对水稻产量及 效益的影响[J].安徽农业科学,2007,35(29):9188—9190. 『25]杨波,徐大勇,张洪程.直播、机插与手栽水稻生长发育、 产量及稻米品质比较研究[J].扬州大学学报(农业与生命 科学版),2012,33(2):39—44. 『26]金军,薛艳凤,于林惠,等.水稻不同种植方式群体质量 差异比较【J1.中国稻米,2006(6):31—33. 『27]徐存才.不同栽培方式水稻生产力水平及其经济效益 研究fJlJ.生态农业研究,1998,6(4):54—56. 『28]胡蓉.杂交水稻不同栽培方式分蘖成和穗规律比较及 其与产量的关系[D].雅安:四川农业大学,2011. [29]罗锡文,谢方平,区颖刚,等.水稻生产不同栽植方式 的比较试验【J].农业工程学报,2004(1):136—139. f30]顾掌根,王岳钧.水稻直播栽培高产机理研究初报….作 物研究,2001,15(2):5—8,12. 【31]王国忠,彭斌,陆峥嵘,等.直播水稻物质生产特点及其 高产调控技术研究[J】.上海农业学报,2002,18(2):32—37. f321陈翻身,许四五.水稻直播栽培三个技术瓶颈问题形成 原因及对策….中国稻米,2006(2):33—34. f33]杨守仁.杨守仁水稻文选[MI.沈阳:辽宁科学技术出版 社,1998. [34]李荣田,姜廷波,秋太权,等,水稻倒伏对产量影响及倒 伏和株高关系的研究fJJ.黑龙江农业科学,1996(1):13—17. 『351杨惠杰,杨仁崔,李义珍,等.水稻茎秆性状与抗倒性的 关系[JJ.福建农业学报,2000,15(2):1—7. 【36]张岳平,张玉烛,曾翔,等.一季晚稻直播栽培与育秧 移栽的农艺性状比较….湖南农业大学学报(自然科学 版).2006(6):581—584. f37]潘典进,余艾青,张梅,等.直播和移栽水稻的主要农艺 及产量性状对比分析『J1.湖北农业科学,2010(5):1042— 1045,1074. 『38]辛明金,任文涛,宋玉秋,等.旱直播对水稻生长及产量 的影响fJ】.沈阳农业大学学报,2014,45(2):175—179. [39】毛永兴.直播水稻生长发育特性及其配套栽培技术研 究【J1.耕作与栽培,2003(1):30—31. f401唐湘如,罗锡文,黎国喜,等.精量穴直播早稻的产量形 成特性[J】.农业工程学报,2009,25(7):84—87. 『411张洪熙,戴正元,陈秀兰,等.麦草还田直播水稻扬辐粳 8号的生长发育特性『J】.江苏农业科学,2007(1):4-7.