人工模擬機(jī)械開溝穴直播提高早秈稻莖稈抗倒伏能力及產(chǎn)量

易艷紅，王文霞，曾勇軍，譚雪明，吳自明，陳雄飛，潘曉華，石慶華，曾研華

人工模擬機(jī)械開溝穴直播提高早秈稻莖稈抗倒伏能力及產(chǎn)量

易艷紅，王文霞，曾勇軍，譚雪明，吳自明，陳雄飛，潘曉華，石慶華，曾研華

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)/作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330045）

【】研究機(jī)械開溝穴直播對早秈稻莖稈抗倒伏能力及產(chǎn)量的影響，為水稻機(jī)械化直播技術(shù)提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐?！尽吭囼?yàn)以常規(guī)稻中嘉早17和雜交稻株兩優(yōu)171品種為材料，系統(tǒng)比較人工模擬機(jī)械開溝穴直播（MFP）、表面穴直播（SBP）與覆土穴直播（SCP）對直播早秈稻出苗率、植株抗倒性能及產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成的影響。【】與表面穴直播和覆土穴直播相比，人工模擬機(jī)械開溝穴直播可提高早秈稻供試品種的出苗率，增幅為5.19%—13.89%，且與表面穴直播處理差異顯著（＜0.05）。同時，人工模擬機(jī)械開溝穴直播有利于提高直播水稻品種產(chǎn)量，兩品種增產(chǎn)幅度為4.52%—11.20%；從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析，產(chǎn)量的提高主要得益于單位面積有效穗數(shù)、千粒重提高。此外，人工模擬機(jī)械開溝穴直播有利于提高供試品種植株抗折力，降低植株倒伏指數(shù)，尤其是第3節(jié)間；有利于增加株高、重心高度與第3節(jié)間（I3）莖壁厚度和節(jié)間粗度，提高不同節(jié)間的單位長度節(jié)間干重、單位體積節(jié)間干重以及木質(zhì)素含量。大部分節(jié)間的節(jié)間干重與抗折力有顯著的正相關(guān)，而與倒伏指數(shù)為顯著的負(fù)相關(guān)。節(jié)間干重與單位長度節(jié)間干重是影響植株倒伏的主要因素，而株高、重心高度、節(jié)間長度和節(jié)間粗度并不能同時影響植株抗倒伏能力與倒伏指數(shù)，木質(zhì)素與各節(jié)間抗折力有顯著或極顯著正相關(guān)。【】人工模擬機(jī)械開溝穴直播不僅有利于提高直播早秈稻產(chǎn)量，還顯著提高植株抗倒伏能力，降低倒伏風(fēng)險，可在生產(chǎn)中推廣使用。

農(nóng)業(yè)機(jī)械化；穴直播；早秈稻；出苗；抗倒伏特性；產(chǎn)量

0 引言

【研究意義】在我國經(jīng)濟(jì)快速轉(zhuǎn)型和農(nóng)村勞動力大量轉(zhuǎn)移的大背景下，水稻直播作為一種輕型稻作方式，因其輕簡高效，呈現(xiàn)迅速發(fā)展的趨勢[1]。其中南方稻區(qū)早秈稻直播種植面積也在逐年上升，但主要以人工撒直播方式為主，植株扎根淺，田間生長呈無序分布狀態(tài)。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)明的機(jī)械開溝穴直播可實(shí)現(xiàn)直播稻成行、成穴的有序栽培，且根系易深扎[2]。倒伏是直播稻生長后期易出現(xiàn)的生產(chǎn)問題，嚴(yán)重影響直播水稻的豐產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)[3-4]。研究機(jī)械開溝穴直播方式對早秈稻莖稈抗倒伏能力及產(chǎn)量的影響，對于促進(jìn)南方稻區(qū)早秈稻機(jī)械化直播生產(chǎn)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】水稻發(fā)生倒伏后，營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)受到影響，嚴(yán)重阻礙了光合產(chǎn)物的貯藏和運(yùn)輸，使得產(chǎn)量及稻米品質(zhì)明顯下降[5]。同等條件下直播稻相比移栽稻光能利用率少，干物質(zhì)積累量低，抗倒伏能力弱，更易發(fā)生倒伏[6-8]。前人研究結(jié)果表明節(jié)間長度、節(jié)間粗度、莖壁厚度和莖稈干重與抗倒伏性密切相關(guān)[9-11]。且在一定范圍內(nèi)，株高與倒伏呈負(fù)相關(guān)[12-13]。此外，倒伏還與外界的氣候因素以及莖稈中木質(zhì)素、氮、鉀、硅等化學(xué)成分含量密切相關(guān)[14-16]。【本研究切入點(diǎn)】關(guān)于水稻倒伏特性的研究，前人主要集中在手插[17-18]與機(jī)插[19-20]等種植方式，對直播種植方式，尤其是機(jī)械開溝穴直播方式下探討水稻倒伏能力的研究較少，且前人的研究對象主要以一季稻為主，而對早秈稻的研究較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以早秈稻為試驗(yàn)材料，采用人工模擬機(jī)械開溝直播的方法，在大田開展人工模擬機(jī)械開溝穴直播、表面穴直播與覆土穴直播的比較研究，系統(tǒng)研究不同播種方式下早秈稻出苗、抗倒伏性能及產(chǎn)量形成的變化特征，為機(jī)械化直播早稻抗倒高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017—2018年在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)科技園實(shí)驗(yàn)基地（115°49′53″E、28°46′8″N）進(jìn)行，供試品種為秈型常規(guī)稻中嘉早17和雜交稻株兩優(yōu)171。試驗(yàn)地前茬為冬閑，土壤基礎(chǔ)肥力為全氮2.23 g·kg-1、有機(jī)質(zhì)29.54 g·kg-1、速效氮97.64 mg·kg-1、速效磷27.62 mg·kg-1、速效鉀102.34 mg·kg-1，pH為5.63。

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，播種方式為主區(qū)，品種為副區(qū)，3次重復(fù)，主區(qū)面積為40 m2，副區(qū)面積為20 m2（4 m×5 m）。在大田濕潤直播方式的基礎(chǔ)上，設(shè)置3種播種方式，分別為機(jī)械開溝穴直播（MFP）、表面穴直播（SBP）與覆土穴直播（SCP）。人工模擬機(jī)械開溝穴直播是采用水稻穴直播機(jī)（上海世達(dá)爾現(xiàn)代農(nóng)機(jī)，型號為2BDXS-10CP(25)），在土壤含水量保持40%—50%的情況下，進(jìn)行機(jī)械開溝（包括種溝及水溝），然后作埂分區(qū)，之后與其他處理一起進(jìn)行人工模擬直播機(jī)播種，播種后不覆土，以達(dá)到生產(chǎn)上機(jī)械開溝播種的要求；表面穴直播即整田后，作埂分區(qū)，然后按行株距25 cm×14 cm進(jìn)行人工精量穴播，保證播種均勻一致，處理不進(jìn)行機(jī)械開溝；覆土穴直播是在表面穴直播的基礎(chǔ)上，覆蓋客土，約0.5 cm，處理不進(jìn)行機(jī)械開溝。

試驗(yàn)各處理播種量均為37.5 kg·hm-2，根據(jù)各品種千粒重折算，中嘉早17每穴播5粒，株兩優(yōu)171每穴播6粒，播種行株距為25 cm×14 cm，4月7日播芽谷。各處理種子播種前均對種子進(jìn)行浸種、消毒和催芽，待種子芽長3 mm左右時，適當(dāng)攤開晾干，同時拌有防鳥劑丁硫克百威125 g·hm-2，確保種子直播全苗。各處理肥料用量相同，氮肥（N）施用量為165 kg·hm-2，其中m（基肥）﹕m（分蘗肥）﹕m（穗肥）=5﹕2﹕3，穗肥分別于倒4葉和倒2葉時期施入，即基肥為82.5 kg·hm-2，分蘗肥為33.0 kg·hm-2，穗肥為49.5 kg·hm-2；磷肥（P2O5）施用量為90 kg·hm-2，全部作為基肥；鉀肥（K2O）施用量為150 kg·hm-2，其中m（分蘗肥）﹕m（穗肥）=7﹕3，分蘗肥為105 kg·hm-2，穗肥為45 kg·hm-2。大田整地采用水整地的方式，整地后用機(jī)械推平，沉實(shí)3 d，土壤為濕潤狀態(tài)。其他田間管理措施按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田塊栽培要求實(shí)施。試驗(yàn)實(shí)施期間溫光、降雨等氣候正常，無重大氣象災(zāi)害發(fā)生。溫度、日照時數(shù)與降雨量等氣象數(shù)據(jù)如圖1所示，2年平均氣溫、日照時數(shù)與降雨量變化有較大差異，尤其是在水稻抽穗揚(yáng)花后，2017年日照時數(shù)總體要低于2018年。

圖1 氣溫、日照時長以及降雨量

1.2 測定項(xiàng)目與方法

1.2.1 出苗率 于播種后15 d，以一葉一心為出苗標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查出苗數(shù)，出苗率（%）=出苗數(shù)/播種粒數(shù)×100%。

1.2.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成 成熟期每個小區(qū)取60穴調(diào)查有效穗數(shù)，按照平均穗數(shù)，各小區(qū)取10穴進(jìn)行考種，考查每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重；每小區(qū)實(shí)收5 m2進(jìn)行測產(chǎn)。

1.2.3 抗折力 采用莖稈強(qiáng)度測量儀（浙江托普儀器有限公司，YY-1型）測定節(jié)間抗折力，固定節(jié)間兩端，水平放置在兩支點(diǎn)上，在節(jié)間中點(diǎn)施力使其折斷，力的大小即為該節(jié)間抗折力。

1.2.4 倒伏性分析 在水稻齊穗后20 d，普查小區(qū)莖數(shù)，計(jì)算平均莖數(shù)，按照五點(diǎn)取樣法，選取代表性的水稻10株，每株取1個主莖，共10個主莖，作為1個樣本，3次重復(fù)，測定株高、重心高度和基部各個節(jié)間的長度、內(nèi)徑和外徑、干重、抗折力，并計(jì)算節(jié)間粗度和莖壁厚度、單位長度節(jié)間干重、單位體積節(jié)間干重、節(jié)間基部至穗頂長度以及節(jié)間基部至穗頂鮮重[21]。

倒伏指數(shù)（cm·g·g-1）=彎曲力矩（cm·g）/抗折力（g）×100；

彎曲力矩（cm·g）=節(jié)間基部至穗頂長度（cm）×該節(jié)間基部至穗頂鮮重（g）[22]。

1.2.5 木質(zhì)素含量 參照Syros[23]等方法，在齊穗后20 d，選取代表性的水稻10株，每株取1個主莖，共10個主莖，分節(jié)裝好，于80℃烘干至恒重，粉碎，過80目篩。取節(jié)間干粉0.01 g，放入10 ml玻璃試管中，加入溴乙酰-乙酸2 500 μL，將試管口加玻璃塞密封，80℃恒溫水浴40 min，每隔10 min振蕩一次。加入2 500 μL氫氧化鈉-乙酸溶液終止反應(yīng)，取上清液20 μL轉(zhuǎn)移至1 mL試管，并用乙酸定容至1 mL。取200 μL于96孔板，溶液在280 nm下測定吸光度值，重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與方法

使用Microsoft Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及DPS7.05軟件進(jìn)行方差分析，用OriginPro 9.0進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果

2.1 人工模擬機(jī)械開溝穴直播對早秈稻出苗的影響

從圖2可知，直播早秈稻供試品種的2年（2017—2018）出苗率均呈人工模擬機(jī)械開溝穴直播＞覆土穴直播＞表面穴直播的趨勢，且差異顯著（＜0.05）。2017年，中嘉早17與株兩優(yōu)171在人工模擬機(jī)械開溝穴直播、表面穴直播、覆土穴直播處理下的出苗率分別為70.9%、62.3%、66.0%與65.8%、58.4%、63.6%。2018年，中嘉早17與株兩優(yōu)171在人工模擬機(jī)械開溝穴直播、表面穴直播、覆土穴直播處理下的出苗率分別為78.9%、70.0%、75.0%與80.7%、71.3%、76.7%。與表面穴直播和覆土穴直播相比，人工模擬機(jī)械開溝穴直播處理下出苗率增幅為5.19%—13.89%，可見人工模擬機(jī)械開溝穴直播有利于提高直播早秈稻的出苗率。

2.2 人工模擬機(jī)械開溝穴直播對早秈稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

由表1可見，播種方式對有效穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量有極顯著影響，品種對有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重影響極顯著，年份對結(jié)實(shí)率、產(chǎn)量有顯著影響，年份和播種方式對千粒重以及產(chǎn)量存在極顯著互作效應(yīng)，年份和品種對有效穗數(shù)有顯著互作效應(yīng)。人工模擬機(jī)械開溝穴直播較表面穴直播和覆土穴直播增加了供試品種產(chǎn)量，2年常規(guī)稻中嘉早17產(chǎn)量增幅達(dá)4.52%—6.75%，雜交稻株兩優(yōu)171產(chǎn)量增幅達(dá)6.16%—11.20%。從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析，與表面穴直播和覆土穴直播相比，人工模擬機(jī)械開溝穴直播通過協(xié)同增加水稻有效穗數(shù)與千粒重，從而有利于提高早稻產(chǎn)量。說明人工模擬機(jī)械開溝穴直播有利于提高有效穗數(shù)和千粒重，協(xié)同增加水稻產(chǎn)量。

2.3 人工模擬機(jī)械開溝穴直播對莖稈抗倒伏能力的影響

表1 不同播種方式對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

*，**分別表示差異達(dá)到0.05和0.01顯著水平。MFP：人工模擬機(jī)械開溝穴直播；SBP：表面穴直播；SCP：覆土穴直播。T表示播種方式，V表示品種，Y表示年份。下同

*, ** indicate significance at 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. MFP: furrowing bunch planting; SBP: surface bunch planting; SCP: soil covering bunch planting. T indicates sowing treatment, V indicates variety, Y indicates year. The same as below

不同小寫字母表示在5%水平上差異顯著。ZJZ17：中嘉早17；ZLY171：株兩優(yōu)171。下同

I1：第一節(jié)間，I2：第二節(jié)間，I3：第三節(jié)間。下同

Fig, 3 Effect of different sowing method on lodging index of early seasonrice

2.3.1 倒伏指數(shù) 由圖3可見，2017年供試品種莖稈各節(jié)間倒伏指數(shù)各處理趨勢為人工模擬機(jī)械開溝穴直播＜覆土穴直播＜表面穴直播，2018年供試品種第1和第2節(jié)間與2017年趨勢相同，第3節(jié)間則表現(xiàn)為人工模擬機(jī)械開溝穴直播＜表面穴直播＜覆土穴直播。與表面穴直播和覆土穴直播相比，人工模擬機(jī)械開溝穴直播2年第1節(jié)間（I1）降幅為1.46%—15.90%；第2節(jié)間（I2）降幅為6.09%—11.80%，2017年人工模擬機(jī)械開溝穴直播處理與其他處理差異達(dá)顯著水平；第3節(jié)間（I3）降幅為2.12%— 15.91%，2017年各處理差異均達(dá)顯著水平（＜0.05）。說明人工模擬機(jī)械開溝穴直播有利于降低植株倒伏指數(shù)，影響第3節(jié)間（I3）和第2節(jié)間倒伏的原因有待進(jìn)一步探討。此外，不同播種方式處理下兩品種植株第3節(jié)間（I3）倒伏指數(shù)的變化規(guī)律年度間存在一定差異。

2.3.2 莖稈形態(tài) 由表2可知，播種處理對株高、重心高度、第3節(jié)間（I3）的節(jié)間粗度與莖壁厚度存在極顯著的影響。播種方式與品種對I2與I3的莖壁厚度有極顯著的互作效應(yīng)。年份、品種與處理之間只在I2與I3的莖壁厚度有明顯的互作效應(yīng)。

不同播種方式下，2017年供試品種株高與重心高度均表現(xiàn)為人工模擬機(jī)械開溝穴直播大于表面穴直播與覆土穴直播，且重心高度差異顯著（＜0.05），2018年株高和重心高度與2017年相比差異較大。在不同處理下，各節(jié)間長度表現(xiàn)規(guī)律不一，且品種間存在明顯差異。在I3節(jié)間，人工模擬機(jī)械開溝穴直播的節(jié)間粗度和莖壁厚度與其他處理相比較粗、較厚。

表2 不同播種方式對株高、重心高度、節(jié)間長度、節(jié)間粗度及莖稈壁厚的影響

PH：株高；GCH：重心高度；INL：節(jié)間長度；IND：節(jié)間粗度；CWT：莖壁厚度。下同

PH: Plant height; GCH: Gravity center height; INL: Internode length; IND: Internode diameter; CWT: Culm wall thickness. The same as below

表3 不同播種方式對節(jié)間干重、單位長度節(jié)間干重、單位體積節(jié)間干重的影響

Table 3 Effect of different sowing methods on dry weight of internode, dry weight per unit length of internode, and dry weight per unit volume of internode

DWI：節(jié)間干重；DIL：單位長度節(jié)間干重；DVI：單位體積節(jié)間干重。下同

DWI: Dry weight of internode; DIL: Dry weight per unit length of internode; DVI: Dry weight per unit volume of internode. The same as below

從表3得出，播種處理對大部分的節(jié)間干重、單位長度節(jié)間干重與單位體積節(jié)間干重影響顯著。品種、年份對部分節(jié)間干重、單位長度節(jié)間干重與單位體積節(jié)間干重影響顯著，處理與年份、處理與品種、品種與年份互作明顯，品種、年份、處理沒有明顯互作。2017和2018年，I1、I2節(jié)間干重在機(jī)械開溝穴直播下有所增加，但差異不顯著；兩品種的I3節(jié)間干重均在人工模擬機(jī)械開溝穴直播處理下顯著高于表面穴直播、覆土穴直播。各個節(jié)間單位體積節(jié)間干重也均以人工模擬機(jī)械開溝穴直播最高。各節(jié)間單位長度節(jié)間干重與單位體積節(jié)間干重兩品種的趨勢較為一致，且人工模擬機(jī)械開溝穴直播處理較高，這可能是倒伏指數(shù)降低的原因。

2.3.3 莖稈力學(xué)性狀 由表4可知，不同播種方式下莖稈各節(jié)間抗折力存在顯著或極顯著差異，且播種方式與品種、年份在I3節(jié)間有極顯著的互作效應(yīng)。人工模擬機(jī)械開溝穴直播下各節(jié)間抗折力高于表面穴直播和覆土穴直播，且品種間趨勢基本保持一致。其中，在I3節(jié)間中嘉早17人工模擬機(jī)械開溝穴直播與其余處理差異顯著，株兩優(yōu)171則與覆土穴直播差異顯著。說明人工模擬機(jī)械開溝穴直播有利于提高各節(jié)間抗折力，尤其是第3節(jié)間。

表4 不同播種方式下對抗折力的影響

2.3.4 莖稈物理性狀與抗倒伏特性相關(guān)分析 通過相關(guān)分析表明（表5），莖稈物理性狀指標(biāo)與抗倒伏特性存在顯著的相關(guān)性。節(jié)間粗度、莖壁厚度I1節(jié)間與抗折力呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。節(jié)間干重在I1、I3節(jié)間與抗折力呈顯著正相關(guān)，與倒伏指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。單位長度節(jié)間干重與抗折力呈正相關(guān)，在I1、I3有顯著性。單位體積節(jié)間干重與抗折力呈正相關(guān)，在I1節(jié)間有顯著性。由此說明，早稻莖稈的抗折力和倒伏指數(shù)受莖稈多種指標(biāo)因素影響，并且各節(jié)間的影響因子大有不同。而節(jié)間干重、單位長度節(jié)間干重以及單位體積節(jié)間干重與植株倒伏性能密切相關(guān)，與倒伏指數(shù)存在顯著負(fù)相關(guān)，與抗折力存在顯著正相關(guān)，節(jié)間干重、單位長度節(jié)間干重以及單位體積節(jié)間干重可能是人工模擬機(jī)械開溝穴直播提高植株倒伏的主要因素。

2.4 人工模擬機(jī)械開溝穴直播對莖稈木質(zhì)素含量的影響

表5 莖稈物理性狀與抗折力和倒伏指數(shù)相關(guān)性

相關(guān)系數(shù)為0.05=0.329，0.01=0.424

The correlation coefficient is0.05=0.329,0.01=0.424

圖4 不同播種方式對早秈稻莖稈木質(zhì)素含量的影響（2018年）

2.4.1 莖稈木質(zhì)素含量 從圖4可以看出，直播早秈稻的木質(zhì)素含量在人工模擬機(jī)械開溝穴直播處理下達(dá)到最高，差異達(dá)顯著水平。人工模擬機(jī)械開溝穴直播下供試品種各節(jié)間的木質(zhì)素含量比表面穴直播及覆土穴直播處理高15.9%—41.9%。由此可知人工模擬機(jī)械開溝穴直播有利于提高直播早秈稻的木質(zhì)素含量。

2.4.2 莖稈木質(zhì)素與抗倒伏特性相關(guān)分析 由表6可知，莖稈的木質(zhì)素含量與莖稈各節(jié)間的抗折力呈顯著或極顯著正相關(guān)，與倒伏指數(shù)則呈負(fù)相關(guān)，但不顯著。說明莖稈木質(zhì)素含量反映了其抗倒伏性能。

3 討論

3.1 人工模擬機(jī)械開溝穴直播對直播早秈稻產(chǎn)量形成的影響

表6 莖稈木質(zhì)素與抗折力和倒伏指數(shù)的相關(guān)性（n=18）

相關(guān)系數(shù)為0.05=0.468，0.01=0.590

The correlation coefficient is0.05=0.468,0.01=0.590

前人關(guān)于直播稻產(chǎn)量的影響因素研究，主要集中在播種量[24-25]、肥料[26]、水分[26-27]及播期[28]等?？偟膩碚f，適當(dāng)提高施氮量，增加播種量以及合理利用干濕交替灌溉或者濕潤灌溉方法，有利于提高水稻產(chǎn)量[24-25]。本研究基于直播早秈稻品種，探討了不同直播方式對直播稻產(chǎn)量的影響，研究結(jié)果表明，人工模擬機(jī)械開溝穴直播較表面穴直播和覆土穴直播，有利于提高出苗率，增加秧苗的全苗與壯苗，實(shí)現(xiàn)早秈稻的早生快發(fā)，這與前人研究結(jié)果相似[29]?；菪惴襕30]等提出覆土厚度1 cm時，水稻出苗整齊、成苗率高。本試驗(yàn)的研究結(jié)果與其相似，覆土穴直播的出苗率高于表面穴直播。這可能是由于適當(dāng)覆土減少鳥害，促進(jìn)肥水吸收，降低天氣變化帶來的影響，具體原因需要進(jìn)一步研究分析。凌啟鴻[31]指出直播稻由于出苗不易控制，嚴(yán)重影響水稻高產(chǎn)。因此，實(shí)現(xiàn)全苗壯苗，是直播稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，人工模擬機(jī)械開溝穴直播方式可增加水稻產(chǎn)量，增幅達(dá)4.52%—11.20%，以常規(guī)稻品種增產(chǎn)明顯，這與其品種分蘗成穗特性有關(guān)。有研究表明，人工模擬機(jī)械開溝穴直播有利于增加有效穗[32]，增加千粒重[29]，提高直播稻產(chǎn)量。本試驗(yàn)研究結(jié)果與其相似，但各處理水稻穗數(shù)的差異可能與前期種子出苗和植株生育后期分蘗成穗不同有關(guān)。此外，前人研究表明，光照不足會造成水稻光合作用不足，導(dǎo)致水稻生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)無法得到保障，同時水稻本身的同化作用降低，對水稻的正常生長產(chǎn)生不利影響[33-34]。本試驗(yàn)?zāi)甓乳g產(chǎn)量差異顯著，可能是由于2017年早秈稻抽穗到成熟期階段日照時數(shù)較2018年低，不利于水稻花后結(jié)實(shí)灌漿，使得籽粒不飽滿，從而導(dǎo)致產(chǎn)量下降。

3.2 人工模擬機(jī)械開溝穴直播對直播早秈稻莖稈抗倒伏的影響

機(jī)械化精量穴直播技術(shù)是我國當(dāng)前直播技術(shù)發(fā)展的方向，而人工模擬機(jī)械開溝穴直播有利于實(shí)現(xiàn)水稻起壟種植。目前關(guān)于人工模擬機(jī)械開溝穴直播對植株抗倒伏特性的影響研究報道較少[29,32,35]。本研究結(jié)果表明，人工模擬機(jī)械開溝穴直播提高基部節(jié)間（I1、I2）的節(jié)間粗度與莖壁厚度，但對節(jié)間長度影響不明顯。在不同播種方式下，節(jié)間長度、節(jié)間粗度和莖壁厚度各節(jié)間受到品種和年份的影響，還與品種自身特性和外界環(huán)境有關(guān)。第3節(jié)間（I3）莖壁厚度和節(jié)間粗度以人工模擬機(jī)械開溝穴直播提升顯著，說明人工模擬機(jī)械開溝穴直播增強(qiáng)地上部莖稈第3節(jié)間的壁厚。此外，人工模擬機(jī)械開溝穴直播不同程度地提高不同節(jié)間的單位長度節(jié)間干重與單位體積節(jié)間干重，且品種趨勢一致，尤其對第3節(jié)間干重影響明顯。其原因可能是人工模擬機(jī)械開溝穴直播方式有利于根系深扎，增強(qiáng)直播稻的抗倒伏特性。在基部節(jié)間抗倒性相對穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，仍有利于第3節(jié)間的莖稈充實(shí)增加，也說明機(jī)械開溝穴播更加穩(wěn)固地提高地上部植株的抗倒性，增強(qiáng)了植株整體的抗倒能力。另外，研究表明光照強(qiáng)度可以促進(jìn)莖稈中木質(zhì)素的合成[36]，而木質(zhì)素含量的增加則能明顯提高莖稈抗折力[37]。人工模擬機(jī)械開溝穴直播由于成行成穴的田間群體結(jié)構(gòu)特性，提高了直播早秈稻生育中后期葉片的光合能力[29]，有利于莖稈木質(zhì)素的合成，從而提高直播早秈稻莖稈的抗倒性。

相關(guān)分析表明，大部分節(jié)間的節(jié)間干重、單位長度節(jié)間干重與抗折力有顯著的正相關(guān)，而與倒伏指數(shù)為顯著的負(fù)相關(guān)。說明影響植倒伏性能的莖稈主要形態(tài)指標(biāo)是節(jié)間干重與單位長度節(jié)間干重。一般來說，株高越高，植株更易倒伏，而重心高度也影響植株倒伏[11,38-39]。而本研究結(jié)果表明，與表面穴直播和覆土穴直播相比，人工模擬機(jī)械開溝穴直播提高植株抗折力，降低倒伏指數(shù)，第3節(jié)間表現(xiàn)明顯；人工模擬機(jī)械開溝穴直播雖然提高株高，但是同時顯著影響莖稈節(jié)間粗度、莖壁厚度、節(jié)間干重、單位長度節(jié)間干重與單位體積節(jié)間干重。一方面說明人工模擬機(jī)械開溝穴直播在促進(jìn)植株根系深扎的同時[29]，有利于促進(jìn)地上部莖稈的生長，并且一定程度上提高植株抗倒性能。此外，最終影響水稻倒伏的因素不僅僅是其自身抗倒伏能力，還取決于外界環(huán)境的作用。水稻自身抗倒伏能力只是可以確定倒伏風(fēng)險的大小，是否發(fā)生倒伏還要取決于外界環(huán)境條件的好壞。本試驗(yàn)條件下，雖然不同直播方式的抗倒伏能力存在明顯差異，但由于抽穗后天氣較好，田間各處理并沒有出現(xiàn)大面積倒伏現(xiàn)象。

3.3 雙季稻區(qū)水稻機(jī)械化直播高產(chǎn)途徑

目前，直播稻在生產(chǎn)中已成不推自廣的態(tài)勢，且直播稻面積逐年遞增。加強(qiáng)直播稻機(jī)械化生產(chǎn)的科學(xué)研究對于指導(dǎo)水稻直播生產(chǎn)與規(guī)避直播風(fēng)險顯得尤為必要。一般來說，生產(chǎn)中水稻常見的直播方式有撒播、條播以及近來發(fā)展較快的機(jī)械化直播方式。研究表明，機(jī)械開溝穴直播有利于提高水稻產(chǎn)量，且生產(chǎn)效益相對其他直播方式更高[29]。本研究也發(fā)現(xiàn)在南方雙季稻區(qū)早稻進(jìn)行人工模擬機(jī)械開溝穴直播要優(yōu)于表面穴直播與覆土穴直播方式，可實(shí)現(xiàn)早稻直播的輕簡化與機(jī)械化，有利于早稻直播的高產(chǎn)高效。同時，人工模擬機(jī)械開溝穴直播可提高植株的抗倒伏能力，一定程度上增加直播早稻的穩(wěn)產(chǎn)性。

針對目前直播稻生產(chǎn)中遇到的全苗性差、倒伏性強(qiáng)、雜草難防等突出問題，機(jī)械化直播稻要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，需注意抗倒伏能力強(qiáng)的品種選擇，以及科學(xué)的栽培管理措施，做到適期播種，提高成苗率，控制播種量[29,40-41]；合理肥水管理，誘導(dǎo)根系深扎，提高植株抗倒性，并且提高田塊的耕整水平，增強(qiáng)機(jī)械播種的效果。同時，還需注意雜草的防除，做好“一封二殺三補(bǔ)”工作[42]，特別要加強(qiáng)直播稻落粒谷對下季作物的影響研究[43]，降低直播稻的生產(chǎn)風(fēng)險。因此，在雙季稻直播生產(chǎn)中，需科學(xué)規(guī)劃、因地制宜、因勢利導(dǎo)推廣機(jī)械化直播技術(shù)。

4 結(jié)論

與表面穴直播和覆土穴直播相比，人工模擬機(jī)械開溝穴直播有利于增加早秈稻品種出苗率，增幅達(dá)5.19%—13.89%。人工模擬機(jī)械開溝穴直播增加直播水稻品種產(chǎn)量，增幅達(dá)4.52%—11.20%，主要與單位面積有效穗數(shù)和千粒重增多相關(guān)。人工模擬機(jī)械開溝穴直播有利于提高供試品種植株抗折力，降低植株倒伏指數(shù)，尤其是第3節(jié)間；增加株高、重心高度與第3節(jié)間（I3）莖壁厚度和節(jié)間粗度，提高不同節(jié)間的單位長度節(jié)間干重、單位體積節(jié)間干重以及木質(zhì)素含量。在本試驗(yàn)中，節(jié)間干重、單位長度節(jié)間干重與單位體積節(jié)間干重對倒伏的影響尤為重要。而在一定范圍內(nèi)，株高增加并不會導(dǎo)致抗折力減小。節(jié)間長度和節(jié)間粗度并不能同時影響抗倒伏能力與倒伏指數(shù)。綜上分析，人工模擬機(jī)械開溝穴直播不僅有利于增加直播水稻產(chǎn)量，還有利于提高直播水稻的抗倒伏能力。

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Artificial Simulation of Hill-drop Drilling Mechanical Technology to Improve Yield and Lodging Resistance of Early SeasonRice

YI YanHong, WANG WenXia, Zeng YongJun, TAN XueMing, WU ZiMing, CHEN XiongFei,PAN XiaoHua, SHI QingHua, Zeng YanHua

(Jiangxi Agricultural University/Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Genetic Breeding, Ministry of Education, Nanchang 330045)

【】This study investigated the effects of hill-drop drilling mechanical technology with furrowing on the yield-related traits and lodging resistance of early seasonrice, which provided theoretical basis and technical support for the mechanical direct-seeding technology.【】Tworice varieties, including inbred rice Zhongjiazao17 and hybrid rice Zhuliangyou171, with three treatments (hill-drop drilling mechanical technology with furrowing (MFP), surface bunch planting (SBP) and soil covering bunch planting (SCP)) were used to compare the effects on seedling emergence rate, yield-related traits and lodging resistance of rice.【】The results showed that compared with SBP and SCP, MFP increased seedling emergence rate of early seasonrice by 5.19% to 13.89%, and the difference was significant (＜0.05). At the same time, MFP was conducive to improving yield of direct seeding rice. Yield increase rate of the two varieties was ranged from 4.52% to 11.20%, and yield of inbred rice Zhongjiazao17 was significantly different to the others. From the analysis of yield components, the increase in yield was mainly due to the synergistic improvement of effective panicles per unit area and 1000-grain weight. In addition, MFP was beneficial to improve resistance of plant and reduce lodging index, especially the upper internode, and it was beneficial to increase height, gravity center height, culm wall thickness and internode diameter of upper internode (I3), and increase dry weight per unit length of internode, dry weight per unit volume of internode and lignin. There was positive correlation between internode dry weight andbreakingresistance, and negative correlation with lodging index. Therefore, dry weight, and dry weight per unit length of internode were the main factors for affecting lodging. Plant height, gravity center height, internode length and internode diameter could not both affect lodging resistance and lodging index. 【】MFP could improve the grain yield of direct seeding earlyrice, and also enhance plant lodging resistance, decrease lodging risk. It could be popularized in the production.

agricultural mechanization; hill-drop drilling; early seasonrice; seedling emergence; lodging resistance character; yield

2019-02-25；

2019-03-25

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFND0301605）、國家自然科學(xué)基金（31760366）、江西省自然科學(xué)基金（20161BAB214171）、江西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（20171BBF60030，20171ACF60018）、江西省水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（JXARS-02-03）、江西省研究生創(chuàng)新專項(xiàng)資金項(xiàng)目（YC2017-S178）

易艷紅，E-mail：yiyanh123@163.com。

曾研華，E-mail：zyh74049501@163.com

（責(zé)任編輯 楊鑫浩）