不同种植方式对节水耐旱稻产量、外观品质及经济效益的影响

2021-04-29李兴华张盛王欢

江苏农业科学 2021年3期

李兴华张盛王欢

摘要：以旱优804、旱优649、旱优650和旱优813为试验材料，比较研究传统栽培和旱播旱管2种种植方式下节水耐旱稻生育进程、产量、外观品质及经济效益。结果表明，旱播旱管条件下节水耐旱稻播始历期（播种至始穗）、灌浆成熟期（齐穗至成熟）和全生育期分别比传统栽培条件下长6.5、2.5、10.2 d;与传统栽培相比，节水耐旱稻旱播旱管条件下株高矮21.7 cm、穗长短2.9 cm、有效穗数少8.09%、每穗总粒数少10.43%、結实率高4.2百分点、千粒质量低5.75%、产量低31.35%;旱播旱管降低了节水耐旱稻稻米垩白粒率，但提高了稻米直链淀粉含量;节水耐旱稻旱播旱管生产资料总投入较传统栽培低35.54%，且成本收益率高7.71百分点。旱播旱管是水资源匮乏地域节水耐旱稻种植的合理方式，为节水耐旱稻生产应用提供了重要的参考依据。

关键词：种植方式;节水耐旱稻;产量;经济效益;外观品质

水稻是全球近50%人口的主要食物来源[1]，我国作为全球人口大国，是水稻需求量最大的国家，其需求量占全球总需求量的40%以上[2]。纵观水稻种植历史，水稻是耗水量最大、农药化肥施用量较多的粮食作物，大量灌溉和不断增加的农药、化肥施用量已使农业环境污染问题日益严峻[3]。21 世纪以来，我国的水稻生产渐渐地发生了重大变化，育种目标也从单一高产转向优质高抗高产等复合性状目标[4]，张启发提出培育绿色超级稻的设想和基本策略，即在不断提高产量、改良品质的基础上，实现节水抗旱，基本不打农药，少施化肥[3];十九大也提出要推进农业绿色发展、实施国家节水行动、加强农业面源污染防治。节水耐旱稻是一种新型的水稻品种类型，它既有水稻高产、优质的特点，又有旱稻节水、抗旱的特性[5]。研究表明，在灌溉条件下，节水耐旱稻的产量、米质与水稻基本持平，但可节水50%以上;在望天田，抵抗干旱的能力较强[6]。节水耐旱稻通过少灌水与精细施肥用药，不仅可节约农业用水，节省农业生产成本，而且可降低农业面源污染，在缓解水资源供需矛盾的同时，实现生态安全、农业及区域社会经济的可持续发展。

21世纪初期以前，我国水稻种植以育秧人工手栽为主，近年来随着经济社会的快速发展、稻作科技的不断进步和农村劳动力的大量转移等，水稻种植方式由单一的传统手栽发展为手栽、抛秧、机插、直播等多种方式并存的新局面[7]。目前，关于种植方式对水稻生长发育、产量与效益影响的研究报道较多[8-11]，但由于生态环境条件、栽培管理措施等不同，结果并不一致[12-13]，此外有关种植方式对节水耐旱稻产量、效益等影响也鲜见报道。本研究以4个新配组的节水耐旱稻品种为试验材料，对其在传统栽培和旱播旱管2种种植方式下产量、外观品质及经济效益进行分析，以期为节水耐旱稻在生产上的推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试点概况

试验于2019年5—9月在黄冈市农业科学院梅家墩农场（30°27′ N、114°5′ E）进行，为典型的亚热带大陆性季风气候。试验地前茬空闲，土壤为沙壤土，地势平坦，排灌方便，肥力均匀。试验期间日平均相对湿度为75.5%，日平均气温为26.6 ℃（13.4～38.4 ℃），日降水量≥0.5 mm 次数为32次，日最大降水量为 129.8 mm（6月21日）。

1.2 试验设计与方法

试验采用裂区试验设计，以4个不同品种为主区，2种种植方式为裂区，重复 3次，小区面积 13.34 m2（2 m×6.67 m）。

试验选用新配组的节水耐旱稻品种旱优804、旱优649、旱优650、旱优813为试验材料，品种均由黄冈市农业科学院水稻所中稻室提供。设置2种种植方式：（1）传统栽培，即秧田育秧，适时人工移栽，水田种植管理;（2）旱播旱管，即在旱地里进行直播，并在生产阶段不进行人工额外补水灌溉。

传统栽培于2019年5月5日播种，播种量为 15 kg/hm2，5月30日移栽，株行距为16.7 cm×20 cm，密度约300 000 穴/hm2，每穴1粒谷苗。水分管理按照深水返青、浅水分蘖、够苗晒田、足水保胎、薄水壮籽、干干湿湿灌浆的管理原则进行。施肥管理按照总施氮量240 kg/hm2，分基肥（50%）、返青肥（25%）和分蘖肥（25%）3次施入;磷肥按照120 kg/hm2作为基肥一次性施入;钾肥按照 180 kg/hm2，分基肥（70%）和分蘖肥（30%）2次施入。基肥肥源为水稻专用复合肥（含N 16%，含P2O5 16%，含K2O 16%），追肥肥源为尿素（含46% N）和氯化钾（含59% K2O）。试验期间适时进行除草和防治虫害，不进行病害防治，其他管理措施按照常规高产栽培方式进行。

旱播旱管于5月13日旱地条直播，播种量为30 kg/hm2，播深2～3 cm，在3叶1心期进行间苗定苗处理，密度约375 000 穴/hm2。水分管理上表现为：生长阶段不进行人工额外补灌，仅依靠自然降水，田埂用薄膜包裹防止漏水。依据苗情在降水前施肥，分别为：5月29日施尿素（含46% N）112.5 kg/hm2、6月13日施尿素（含46% N）150 kg/hm2、7月4日施水稻专用复合肥（含N 16%，含P2O5 16%，含K2O 16%）375 kg/hm2，全生育期共施入N 240 kg/hm2、P2O5 60 kg/hm2和K2O 60 kg/hm2。5月16日杀灭杂草，试验期间适时进行除草和防治虫害，不进行病害防治，其他管理措施按照常规高产栽培方式进行。

1.3 测定项目与方法

田间记录始穗期、齐穗期和成熟期。收获前1 d，每小区选取代表性植株15株，对株高进行测量并计数单株有效穗数，之后取5株分穗进行考种，包括穗总粒数、实粒数和千粒质量等，并计算结实率。收获时，各小区单收单打，晒干后称取稻谷产量，折算得到单位面积产量，之后，每个小区精选稻谷 100 g，带回实验室进行垩白粒率和直链淀粉含量的测定。记录每种种植方式农药、除草剂和人工的用量，用于经济投入的计算。

1.4 数据处理与分析

应用SPSS 20.0对试验数据进行方差分析，数据均以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 生育进程

种植方式对节水耐旱稻播始历期（播种至始穗）、灌浆成熟期（齐穗至成熟）和全生育期影响显著（P < 0.05），节水耐旱稻旱播旱管条件下播始历期（播种至始穗）、灌浆成熟期（齐穗至成熟）和全生育期分别比传统栽培条件下长6.5、2.5、10.2 d（表1）。

2.2 产量及其构成因素与农艺性状

節水耐旱稻品种株高在旱播旱管条件下显著低于传统栽培条件（P< 0.05）。传统栽培条件下旱优804和旱优650穗长显著长于旱播旱管条件（P< 0.05），而2种种植方式对旱优649和旱优813穗长影响不显著。与传统栽培相比，旱播旱管条件下节水耐旱稻株高平均矮21.7 cm、穗长平均短2.9 cm（表2）。

节水耐旱稻产量在旱播旱管条件下显著低于传统栽培条件（P<0.05）;旱优813有效穗数在2种种植方式间达到显著差异（P<0.05）;旱优804每穗总粒数在旱播旱管条件下显著少于传统栽培条件（P<0.05）;旱优804和旱优813结实率在旱播旱管条件下显著高于传统栽培条件（P< 0.05）;除旱优650外，旱播旱管条件下其他品种千粒质量均显著低于传统栽培条件（P< 0.05）（表2）。与传统栽培相比，旱播旱管条件下节水耐旱稻有效穗数少8.09%、每穗总粒数少10.43%、结实率高4.2百分点、千粒质量低5.75%、产量低31.35%（表2）。

2.3 外观品质

除旱优650外，旱播旱管条件下的其他3个品种稻米垩白粒率均显著低于传统栽培条件（P<005）（图1-A）;旱优804、旱优649和旱优650稻米直链淀粉含量在旱播旱管条件下均显著高于传统栽培条件（P<0.05）（图1-B）。旱播旱管条件下，节水耐旱稻稻米垩白粒率和直链淀粉含量分别较传统栽培条件下低25.7百分点和高2.0百分点（图1）。

2.4 生产资料投入与经济效益

由表3可知，传统栽培生产资料投入比例较大的有化肥（24.48%）、耕地（13.25%）、人工（1264%）;而旱播旱管生产资料投入比例较大的为人工（33.17%）、化肥（20.01%）、耕地（1371%）。旱播旱管的生产资料总投入较传统栽培低35.54%，主要由于传统栽培秧田、插秧和人工灌水的投入较大。对生产资料投入和产量比进行计算发现，每生产1 kg稻谷传统栽培（1.75元/kg）较旱播旱管（1.64元/kg）多0.11元。由表4可知，传统栽培条件下节水耐旱稻的产值和利润均高于旱播旱管，但成本收益率却低于旱播旱管。

3 讨论与结论

本试验结果表明，与传统栽培相比，旱播旱管条件下节水耐旱稻生育进程发生了改变，主要表现为旱播旱管条件下节水耐旱稻播始历期（播种至始穗）、灌浆成熟期（齐穗至成熟）和全生育期分别比传统栽培条件下长6.5、2.5、10.2 d。究其原因可能有2个：一是旱播旱管条件下种子出苗较慢，在本研究中，旱播旱管比传统种植播种后出苗迟5 d左右，这和严洪斌等的研究结果[14]一致。二是旱播旱管条件下节水耐旱稻前期对水分和养分元素摄取能力差，致使生长发育减缓，具体机制仍须进一步研究。水稻旱地种植往往表现为穗形小、粒数少且粒质量低，结实率受到很大影响，产量明显减少[14]，本研究的结论基本与其一致。与传统栽培相比，节水耐旱稻在旱播旱管条件下穗长短2.9 cm、每穗总粒数少10.43%、结实率高4.2百分点、千粒质量低575%、产量低31.35%。

稻米品质受基因控制的同时，还受环境的影响，不同的水分环境对稻米的品质性状以及营养品质的遗传均有不同程度的影响[15-16]。本研究结果表明，旱播旱管降低了节水耐旱稻稻米垩白粒率，但提高了稻米直链淀粉含量，这与严洪斌等在杂交水稻上的研究结论[14]正好相反。说明干旱条件对节水抗旱稻和杂交水稻稻米垩白粒率和直链淀粉含量的影响存在明显的差异，具体机制仍须进一步研究。

本研究还发现，虽然节水耐旱稻旱播旱管条件下产量较传统栽培低31.35%，但成本收益率高771百分点。因此，旱播旱管是水资源匮乏地域节水耐旱稻种植的合理方式，为节水耐旱稻生产应用提供了重要的参考依据。

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