不同种植模式对水稻生长的影响及适宜直播品种的筛选

方志强，陆展华，王石光，刘 维，卢东柏，王晓飞，巫浩翔，陈 浩，何秀英

（广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻育种新技术重点实验室/广东省水稻工程实验室，广东 广州 510640）

【研究意义】传统的水稻种植模式需要大量的劳动力，费工费力，生产效率以及资源利用率低［1］。基于此，水稻种植区迫切需求低成本的水稻种植模式，如直播、机械化栽培模式等，以缓解传统育苗移栽在整地、播种、拔秧以及幼苗移栽等过程中因水、地、劳动力和能源短缺而引起的各种矛盾［2-3］。相比传统的育苗移栽，水稻直播具有节省劳动力、省秧田和省成本等优点，近年来在华南、长江中下游等水稻主产区迅速推广，成为我国水稻生产的重要种植模式之一［4-7］。

【前人研究进展】直播稻的主要播种方式主要有旱直播和水直播两种方式。广东省常年受降雨和台风等恶劣气候的影响，相关研究表明，淹水直播能有效地解决直播稻目前生产上存在的苗期草害、鼠害、鸟害等主要问题［8］。在淹水直播过程中，为控制杂草以及防止鸟食，往往将发芽的种子浸没在有水层的田块中，因此对水稻的耐缺氧能力要求较高。一般耐淹水成苗能力高的直播稻品种，对后期苗的活力、营养利用乃至产量有较大的帮助［9］。抗倒性是直播稻极其重要的性状，倒伏会减少水稻产量，降低稻米品质，并大幅度影响成熟后的收割，相关研究表明直播稻的倒伏风险远大于常规育苗移栽的种植方式［10］。对于农民来说，水稻品种是否适宜直播主要体现在最终的产量。据报道，一般直播水稻在结实率、抗倒能力及产量等方面较移栽低，很难实现高产稳产，水稻直播的产量较育苗移栽降低2%～42%，平均降幅达12%［11］。因此，耐淹性、抗倒性和丰产性是限制直播稻发展的重要因素。筛选适宜直播种植的品种，在轻简化种植模式下保持水稻高产稳产是关键因素［12］。

【本研究切入点】广东省作为典型的双季稻主产区，水稻直播逐渐成为该地区的重要栽培模式之一，其面积约占广东省水稻面积的25%［13］。因此，适宜淹水直播水稻品种的筛选至关重要。【拟解决的关键问题】本研究通过模拟大田淹水直播成苗率，以及传统移栽育苗与大田直播试验比较，对25 份供试水稻品种（品系）的生育期、抗倒性和丰产性等指标进行系统的分析与评价，旨在筛选适宜广东及华南稻区直播的水稻品种，为水稻新品种培育提供理论基础和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为广东省农业科学院水稻研究所选育的粤新银占2 号、美香占2 号、粤农丝苗、粤禾丝苗等25 份品种（品系）以及3 个对照种，其中模拟大田淹水直播试验以广泛应用的黄华占和淹水成苗率低的丽江新团黑谷为对照，大田直播试验则以黄华占和抗倒伏能力弱的象牙香占作对照。

1.2 模拟大田淹水直播成苗试验

模拟大田淹水试验参考刘艳等［14］的方法并稍作调整。从供试水稻品种每个品种取300 粒种子（挑去空粒、瘪粒及发霉的种子）放在培养皿中，加入0.6%次氯酸钠溶液进行灭菌后，自来水冲洗3 次，在28 ℃的水中浸泡48 h，之后催芽至种子露白。在周转箱（百杰塑料工厂，710 mm×455 mm×180 mm）中装入5 cm 拌好的泥土，然后用分隔条分隔成6 cm×6 cm 的方格，每个方格播1个水稻品种，每个品种设3 次生物学重复，每个重复播20 粒种子。播种后盖一层厚1 cm 的细沙，向周转箱内缓慢加水直至沙层表面上形成约5 cm 的水层。试验在人工气候室中进行，环境参数设置为光照14 h，30 ℃；黑暗10 h，28 ℃。播种后15 d统计露出5 cm水层的幼苗数量，计算成苗率。

1.3 大田试验设计

供试材料于2021 年在广州市白云区广东省农业科学院水稻研究所试验基地分早、晚季种植。试验采用随机区组设计，设3 次生物学重复。氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）肥施用量分别为225、112.5、112.5 kg/hm2。依据研究需求，设置以下2 组试验：

1.3.1 直播试验 水稻直播以人工撒播形式，早季于2021 年3 月1 日播种，晚季于7 月19 日播种，每个小区播100 粒种子，小区面积50 cm×80 cm。氮肥运筹按基肥∶分蘖肥∶穗肥=2∶4∶4，分蘖肥于3 叶1 心期施用，穗肥于叶龄指数为80%时一次性施用；磷肥一次性基施，钾肥分基肥和拔节期2 次等量施入。

1.3.2 育苗移栽试验 早季于2021 年3 月1 日播种、4 月3 日人工移栽，晚季于7 月19 日播种、8 月4 日人工移栽，行株距16.7 cm×16.7 cm，每个小区插植5 行，单苗种植，每行10 株，共50 株。氮肥运筹按基肥∶分蘖肥∶穗肥=2∶4∶4，分蘖肥于叶龄指数为60%时一次性施用，穗肥于叶龄指数为80%时一次性施用，磷肥作为基肥施用，钾肥分基肥和穗肥等量施用。

1.4 调查项目及方法

1.4.1 生育期调查 调查早、晚两季水稻播种期、移栽期、始穗期、齐穗期、成熟期等主要生育期。其中始穗期以全田抽出10%稻穗为准，齐穗期以全田抽出80%稻穗为准，成熟期以水稻穗部90%成熟为准。

1.4.2 水稻抗倒伏检测 在水稻抽穗后20 d，根据我国水稻田间试验规范（DB32/T 2853-2015）记载标准判断水稻抗倒伏性：直，茎秆直立或基本直立；斜，茎秆倾斜角＜45°；倒，茎秆倾斜角＞45°；伏，茎穗完全贴于地面［15］。

1.4.3 株高调查及测产 在水稻抽穗后每个小区随机选取株型基本一致的10 株测量株高（土面至最高穗顶的高度）。水稻完熟后收获，称取每个小区的实际产量，计算单产。

试验数据采用SPSS 26.0 软件进行统计分析，采用Excel 软件绘制图表。

2 结果与分析

2.1 水稻耐淹成苗特性

模拟大田淹水直播试验结果（图1）显示，供试品种的耐淹成苗能力显著高于对照种丽江新团黑谷（淹水成苗率28.75%），其中粤新银占2号、粤晶丝苗2 号、粤农丝苗、粤美占、禾广丝苗、广油占和黄华占7 个品种的耐淹成苗率达90%以上，以粤农丝苗最高（95.5%），稍高于对照种黄华占（93%）；美香占2 号、粤油丝苗、粤泰油占等5 个品种的耐淹成苗率在80%以上，其余大部分品种的耐淹成苗率为60%～70%，均显著高于对照种丽江新团黑谷。

图1 供试水稻品种的耐淹成苗率Fig.1 Seedling rates of tested rice varieties with submergence tolerance

2.2 育苗移栽和直播种植模式对水稻生育期的影响

从表1 可以看出，水稻直播种植早季播始历期70～80 d、全生育期120 d 左右，晚季播始历期60～65 d、全生育期95～101 d；育苗移栽早季播始历期90～95 d、全生育期125～135 d，晚季播始历期70～75 d、全生育期为105～110 d。在正常的田间管理条件下，早季直播的播始历期及全生育期比育苗移栽缩短10～20 d，而晚季直播的播始历期及全生育期比育苗移栽缩短7～15 d。因此，直播比移栽生育期短，主要表现在营养生长期的差异。

表1 育苗移栽和直播对水稻生育期影响Table 1 Effects of seedling transplanting and direct seeding on growth period of rice

2.3 移栽和直播种植模式对水稻株高的影响

由表2 可知，早季育苗移栽株高为117.90 cm、直播株高为99.93 cm，晚季育苗移栽株高为113.10 cm、直播株高为114.38 cm，均低于对照种象牙香占。早季除了粤特油占育苗移栽株高显著高于直播外，其余品种育苗移栽的株高均极显著高于直播；而晚季仅有粤美占、粤黄广占和广油占3 个品种育苗移栽株高极显著高于直播，其余品种差异均不显著。可见，早、晚季育苗移栽的株高均高于直播，且早季育苗移栽株高与直播差异均达到显著以上水平。

表2 育苗移栽和直播对水稻株高的影响Table 2 Effects of seedling transplanting and direct seeding on plant height of rice

2.4 移栽和直播种植模式对水稻抗倒伏的影响

不同水稻品种的抗倒伏能力有所不同。由表3 可知，参试品种的抗倒伏能力均强于对照种象牙香占，在不同的栽培模式下，水稻的抗倒伏性有一定的差异，从田间表型来看，早、晚季水稻育苗移栽抗倒性明显优于直播（图2）。由于广东早季易受台风、降水等极端天气的影响，大部分水稻品种早季直播的抗倒性要弱于晚季。本研究中，大多数参试品种抗倒伏能力强于象牙香占，其中粤农丝苗、粤禾丝苗、粤标5 号等11 个品种表现为抗倒伏能力强。

图2 早季直播部分参试品种田间表型Fig.2 Field phenotype of partial tested varieties with direct seeding in early season

表3 育苗移栽和直播对水稻抗倒伏性的影响Table 3 Effects of seedling transplanting and direct seeding on lodging resistance of rice

2.5 不同栽培模式对水稻产量的影响

对参试品种在育苗移栽和直播两种不同栽培模式的产量分析结果（表4）发现，早季参试品种中包括对照在内的14 份参试品种表现减产，且育苗移栽与直播差异达到显著以上水平，以粤银软占直播比育苗移栽减幅最大、为35.42%，减幅达极显著水平；其余13 份品种均表现增产，增幅为0.62%～10.80%，以粤莉丝苗增幅最大、为10.80%，增幅达极显著水平。晚季有12 份参试品种表现减产，其中粤新银占2 号晚季育苗移栽产量为9 492.44 kg/hm2，直播产量为7 715.39 kg/hm2，直播比育苗移栽减产23.03%，减幅达极显著水平；其余15 份参试品种表现增产，其中粤莉丝苗育苗移栽产量为6 018.19 kg/hm2，直播产量为8 093.57 kg/hm2，直播比育苗移栽增产25.64%，增幅达极显著水平。在本研究25 份参试品种中，粤农丝苗、粤禾丝苗、粤美占、粤莉丝苗、禾粤丝苗、五山丝苗、广油占、粤特油占和金农丝苗9 份 品种早、晚季均表现为直播比育苗移栽增产。

在日产量方面，早、晚季参试品种的日产量在不同的种植模式下也有所差异（表4），直播稻日产量高于育苗移栽，说明大部分水稻品种在直播条件下，生育期的缩短未导致日产量降低。

2.6 直播稻各性状的相关性

直播稻各性状相关性分析结果（表5）表明，早、晚季直播稻日产量与产量呈极显著正相关，相关系数分别为0.988 和0.992；生育期与株高呈显著或极显著正相关，相关系数分别为0.481 和0.605；早季生育期与倒伏的田间表型呈显著负相关，相关系数为-0.451；而晚季株高与田间倒伏能力呈显著正相关，相关系数为0.426。由此可知，早、晚季直播稻生育期缩短，株高降低，日产量的增加会导致产量的增加。

表5 直播稻各性状相关性分析Table 5 Correlation analysis of traits of direct seeding rice

3 讨论

水稻通过耐淹和避淹能力应对缺氧或低氧环境，但现有的直播稻品种耐低氧能力不强，淹水成苗能力低［16-17］。前人对大量的水稻种质研究发现，多数水稻在淹水条件下发芽成苗率低，低氧萌发性好的种质不足2%［18-20］。Angaji 等［21］对8 000 多份IRRI 遗传资源中心的种质和品系进行耐淹性实验发现，只有19 份材料的耐淹出苗率超过70%，约占供试材料的0.23%。而本研究通过对参试材料的耐淹成苗能力试验，发现粤新银占2 号、粤晶丝苗2 号、粤农丝苗、粤美占、美香占2 号、粤油丝苗、粤泰油占等12 个品种的耐淹成苗率达到80%以上，大部分品种的耐淹成苗率为60%～70%，表明大部分的参试品种具有很好的耐淹水特性，适宜水稻直播栽培模式。

相对于育苗移栽，水稻直播省去了拔秧及移栽后返青活根的过程，能促使水稻提早分蘖，加快生长发育。同时因直播稻分蘖早，有效穗数多，每穗总粒数减少，其灌浆结实成熟时间提前，导致全生育期缩短［22］。在参试品种中，早季直播稻的播始历期以及全生育期比育苗移栽早10～20 d，而晚季直播稻的播始历期及全生育期比育苗移栽提前7～15 d，说明当育苗移栽和直播处在同一播种期时，直播稻的生育期明显缩短，而且主要集中在营养生长期，这与前人研究结果基本一致［23-24］。直播稻生育期的缩短能让种植户选择更安全的播种期，避开双季稻种植区早季的“寒潮”和晚季的“寒露风”，也可以减少双季稻种植区“双抢”时期的压力。

抗倒性是直播稻的重要性状之一，有利于粮食稳产和收获效率的提升。本研究中，大部分参试品种的直播种植模式抗倒性比育苗移栽弱。水稻倒伏主要有根倒伏、茎弯折和茎折断3 种类型。由于直播稻省去了移栽的过程，根系扎根较浅，因此对根倒伏更敏感［25］，这可能也是本研究直播稻的抗倒性比育苗移栽抗倒性弱的原因。因此，加强对直播稻品种地下根系部分的研究，对提高直播稻品种的抗倒伏能力具有重要意义。

丰产性对于直播稻来说是一个至关重要的指标，前人相关研究表明，水稻直播的产量普遍比育苗移栽低［12,26-27］。但在本研究的参试品种中，无论是早季还是晚季，有些直播稻品种的产量高于育苗移栽，而有些低于直播稻，且直播稻生育期的缩短并未影响到日产量的积累。因此，在直播条件下，由于水稻品种的不同，与育苗移栽相比增产或减产的差异也有所不同。

在我国，大部分直播稻品种都是从传统的栽培模式中筛选出来，因此可以通过对现有的水稻种植挖掘和利用，筛选出适宜直播的水稻品种。但由于受到华南稻区恶劣气候的影响，淹水直播是最理想的直播方式［8］。在淹水直播条件下，对水稻的耐淹性、抗倒性、丰产性提出了更高的要求。

4 结论

本研究以广东省农业科学院水稻研究所选育的25 个水稻品种为材料，进行模拟大田淹水直播成苗试验发现，粤新银占2 号、粤农丝苗、粤泰油占等12 个品种的耐淹成苗率达到80%。通过对育苗移栽和直播两种不同种植模式农艺性状及产量进行分析，发现早、晚季直播稻生育期比育苗移栽平均缩短7～15 d，其中11 份水稻品种的抗倒性强。不同品种在不同栽培模式的增产或减产幅度也有一定的差异。综合耐淹性、抗倒性和丰产性等指标，轻简化与丰产稳产结合，本研究筛选出粤农丝苗、粤美占、五山丝苗、粤特油占等4 个品种比较适宜广东及华南稻区的直播栽培模式。