盐碱地条件下机插秧与旱直播水稻产量及其构成因子比较

吴秀茹 刘建* 赵飞* 杨娅坤 曹高燚 杜锦 向春阳 郭淑玲

（1 天津农学院农学与资源环境学院，天津300384；2 天津市宝坻区生物中心，天津301800；*通讯作者：13821757926@163.com）

水稻根据其种植特点可分育苗移栽和直播两种模式。水稻直播由于省略了育苗移栽程序，可节省劳动力，缓解了劳动力季节性紧张的矛盾，推动了水稻生产的轻型化、专业化和规模化，其面积呈现不断增长的趋势[1-2]。我国古代的农耕技术是从直播开始的，但由于当时的生产力水平较低，草害严重，田地的平整性较差，往往产量较低，逐渐被移栽所代替[3-4]。后来，随着除草剂的问世和激光平地以及直播机械的发明，使直播技术推广成为可能，我国水稻直播面积呈现不断上升的势头。从世界范围来看，美国是最早实现水稻机械化直播的国家之一，而日本的水稻移栽机械化程度最高[5]。机插秧和旱直播已成为我国乃至世界最为主要的两种水稻种植模式。目前关于机插秧和直播条件下水稻的生长发育[6]、生理特性[7]、产量及产量构成因素[8-10]的研究较多，但有关盐碱条件下水稻直播的生长发育以及产量表现的研究较少。天津市地处渤海之滨，盐碱地较多，为此以天津育成的4 个主栽品种为供试材料，对盐碱条件下的水稻直播和机插秧情况进行了试验研究，这对发展天津市乃至全国盐碱地条件下的水稻直播有着重要的意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以天津市育成的4 个主栽品种津育粳18、津育粳22、津原 E28、津原 58 为试验材料。

1.2 试验地基本情况

试验于2019 年在天津市玉米良种场进行。土壤pH 值为8.3、含盐量1.8‰、有机质1.78 g/kg、全氮0.12%、有效磷12.8 mg/kg、速效钾 59.6 mg/kg。

1.3 试验设计

每个品种种植面积667 m2，旱直播和机插秧分别位于灌水渠的两侧，相邻种植。机插秧为4 月10 日育苗，5 月 25 日移栽，插秧规格为 30 cm×15 cm；旱直播采用机械条播，5 月5 日播种，用种量120 kg/hm2，行距20 cm。

1.4 田间管理

纯 N、P2O5、K2O 的用量分别为 300 kg/hm2、150 kg/hm2和75 kg/hm2。其中，磷肥和钾肥全部作为基肥，氮肥分基肥、蘖肥和穗肥3 次施入，比例为 4∶2∶1。机插秧按天津惯行栽培法进行，适时灌水和晒田。旱直播在播种后用40%噁草酮进行封闭除草，保持土壤充足的水分，待秧苗长到10 cm 左右开始保水，防止旱田杂草的生长，水稻封垄后开始间歇灌水，保持土壤水分一直到成熟收获。

1.5 调查取样

水稻成熟后（10 月10 日）采用对角线方法进行调查取样，即对角线各取1 点、中间1 点，3 次重复，对角线取样时样点与田埂的距离为2 m。机插秧模式取样时，每个品种每次重复取5 株；旱直播取样时每个品种取1 m 行长，取样完成后带回实验室进行产量构成因子调查。同时使用收割机按面积均分为3 块分别收获作为3 次重复，并分别计产。计产时为了便于比较，按刘建等[11]提出的方法计算出水分14.5%时的标准千粒重。

1.6 数据分析

采用SPSS19.0 软件进行分析，用t 检验对两种种植模式的农艺性状进行差异显著性比较。

2 结果与分析

2.1 两种种植模式下农艺性状的比较

从表1 可见，所有参试品种机插秧的株高显著高于旱直播；穗长因品种而异，津育粳18 和津育粳22 旱直播条件下显著高于机插秧，而津原E28 和津原85 两种种植模式下无显著差异；有效穗数除津原58 两种模式无显著差异外，其余品种均是机插秧明显高于旱直播；每穗粒数除津育粳22 机插秧显著高于旱直播外，其余品种两种模式下差异并不明显；结实率津育粳18两种模式下无显著差异，其余品种均存在显著或极显著差异，但在两种模式上并未表现出一定的趋势，其原因可能与旱直播前期的营养生长不足，而灌浆期的养分比较充足有关；千粒重方面，除津原E28 两种模式间无显著差异外，其余3 个品种均是机插秧显著低于旱直播。

表1 水稻机插秧与旱直播农艺性状的比较

从表1 可见，津育粳18 和津育粳22 机插秧实际产量明显高于旱直播，津原E28 两种栽培模式下的产量差异不显著，而津原58 旱直播的产量显著高于机插秧。主要原因是津育粳18 和津育粳22 旱直播的单位面积有效穗数明显偏低，津原58 两种栽培模式在单位面积有效穗数和每穗粒数无显著差异的情况下，结实率和千粒重明显要高。除株高外，其他农艺性状两种栽培模式下的差异不显著。从本次试验结果看，津原58和津原E28 是比较理想的旱直播品种。

2.2 两种种植模式下经济效益的比较

从表2 可见，4 个品种的价格是一致的（它们的品质基本处同一水平），而且每个品种的成本投入也一样。由于品种产量的不同，导致产值、效益和投入利润比的差异。机插秧模式中津育粳18 和津育粳22 的效益较高，旱直播模式中津原E28 和津原58 的效益较高。从投入利润比来看，旱直播的津原58 最大，津原E28 次之，进一步印证了表1 中这两个品种是比较理想的直播品种这一结果。

表2 水稻机插秧与旱直播经济效益的比较

3 讨论

有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重是水稻最为重要的产量构成因子，是研究者在试验中的必查项目[12-13]。虽然在计算理论产量时不用株高和穗长，但株高与产量却存在着密切相关，株高过高易引起倒伏而减产，过低会造成营养生长不良、后期光能利用率下降，同样会影响产量。穗长直接影响水稻的产量和品质，是水稻中一个重要农艺性状，研究穗长可为水稻生产潜力和单产的提高提供新的途径[14-15]。此外，穗长是决定穗型的重要因素，可以作为产量育种的标准[16]。本试验中机插秧的株高显著高于旱直播，穗长因品种而异（表1），原因在于旱直播出苗至3 叶期，种子自身胚乳的养分耗尽，该时期是秧苗抗盐碱最弱的时期，由于受盐碱胁迫，导致水稻生长缓慢、营养生长不良、株高降低。机插秧虽然也会受到盐碱胁迫的影响，但与旱直播相比受影响程度要低。由于旱直播前期营养生长不足，有效穗数降低，使得幼穗分化形成以及灌浆时期的养分较为充足，是造成旱直播穗子较大、灌浆饱满、千粒重高的一个主要原因。此外诸多研究表明，旱直播的根系活力较高[17-20]，可能是其千粒重升高的另一个原因。本研究中水稻旱直播和机插秧产量的高低因品种而异，有研究表明旱直播产量高于机插秧[6，21-22]，而另一部分的研究结果则相反[10，18，23]，主要原因在于彼此的试验材料、栽培管理以及试验条件不同。本试验是在盐碱胁迫条件下进行的，耐盐碱差的水稻品种，旱直播前期营养生长不足、单位面积有效穗数低，是造成水稻产量低的主要原因。另一方面，由于旱直播根系活力强、后期灌浆较好、千粒重较高，一些耐盐碱较强的品种，如果前期营养生长较好的话，往往能获得较高的产量。

对于研究人员以及生产者而言，获得较高的经济效益和投入利润比才是终极目标。与旱直播相比，除津育粳22 外，机插秧的投入利润比较低（表2），这主要是因为机插秧的投资成本较高所致。需要说明的是，本试验是对直接成本的投入计算得出的结果，至于旱直播水稻由于节约水资源而产生的生态效益等并没有考虑在内。对于一定面积的生产田来说，在投入成本确定的情况下，如何提高单位面积水稻的产量成为研究者的重要课题。在盐碱地条件下进行旱直播所面临的主要问题是保证水稻3 叶期后正常生长，达到与移栽稻比较接近的营养生长量，即有一个比较理想的株高和有效穗数，选择苗期抗盐碱性较强的品种是关键。从本次试验结果看，津原E28 在两种栽培模式下的株高、穗长、产量以及产量构成因子上差异最小，是比较稳定、理想的旱直播品种。从栽培上，为了保证3 叶期后稻苗的快速生长，在条件允许的情况下，使用大水漫灌洗盐碱，然后马上放干，如此重复2~3 次，可降低土壤含盐量，促进稻苗的快速生长。建议水稻封垄后开始灌“跑马水”，适时晒田，保持水稻根系活力。通过合理的田间管理促进旱直播水稻的早生快发，以获得理想的株高和合理的群体，确保单位面积有效穗数，为盐碱地条件下水稻高产打下一个良好的基础。此外，试验中只对盐碱地条件下两种种植模式的主要农艺性状进行了比较，至于外观品质以及食味品质如何变化还需要进一步试验来验证。