同步開(kāi)溝起壟精量穴直播對(duì)南方雙季秈稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響

陳麗明，王文霞，熊若愚，解嘉鑫，吳自明，譚雪明，曾勇軍，陳雄飛，石慶華，潘曉華，曾研華

同步開(kāi)溝起壟精量穴直播對(duì)南方雙季秈稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響

陳麗明，王文霞，熊若愚，解嘉鑫，吳自明，譚雪明，曾勇軍，陳雄飛，石慶華，潘曉華，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/江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/雙季稻現(xiàn)代化生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，南昌 330045）

為了明確不同直播方式對(duì)早晚兼用雙季秈稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響，該研究以常規(guī)早秈稻湘早秈45號(hào)和雜交晚秈稻泰優(yōu)398為材料，進(jìn)行早晚雙季直播種植，比較人工撒直播（AS）和同步開(kāi)溝起壟精量穴直播（PHDD）對(duì)早晚兼用雙季直播稻出苗、產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，與AS相比，PHDD顯著提高供試品種的出苗率，早晚季增幅分別為7.4%～14.2%和6.9%～8.0%；PHDD有利于提高供試品種周年產(chǎn)量，2個(gè)品種的增產(chǎn)幅度為3.23%～21.66%，其中湘早秈45號(hào)早晚2季增產(chǎn)均顯著，泰優(yōu)398為晚季增產(chǎn)顯著；從產(chǎn)量構(gòu)成因素來(lái)看，PHDD下供試品種的產(chǎn)量提高主要與有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)有關(guān)；PHDD顯著提高湘早秈45號(hào)早季的精米率、整精米率和堊白度以及泰優(yōu)398晚季的堊白粒率，顯著降低泰優(yōu)398早季的整精米率及湘早秈45號(hào)晚季的堊白粒率、堊白度和蛋白質(zhì)含量，直鏈淀粉含量無(wú)顯著差異；PHDD顯著提高泰優(yōu)398晚季米粉的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度，顯著降低糊化溫度?？傮w來(lái)說(shuō)，PHDD有利于提高優(yōu)質(zhì)水稻品種周年產(chǎn)量，主要與穗粒數(shù)協(xié)調(diào)有關(guān)，增產(chǎn)途徑因品種和季節(jié)而異，同時(shí)顯著改善湘早秈45號(hào)早季加工品質(zhì)及晚季外觀品質(zhì)，降低泰優(yōu)398的早季加工品質(zhì)及晚季外觀品質(zhì)，但改善其晚季蒸煮食味品質(zhì)，PHDD下晚季直播稻稻米品質(zhì)改善明顯。研究結(jié)果可為南方雙季直播秈稻優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

水稻；機(jī)械化；種植；直播方式；產(chǎn)量；稻米品質(zhì)

0 引 言

直播稻因其節(jié)水[1]、節(jié)省勞動(dòng)力[2]和溫室氣體排放少[3]，有利于水稻輕簡(jiǎn)化生產(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)，呈迅速發(fā)展趨勢(shì)[4]。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)明的同步開(kāi)溝起壟精量穴直播技術(shù)可實(shí)現(xiàn)直播稻田間成行成穴的有序生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了直播水稻輕簡(jiǎn)化與機(jī)械化栽培[5]。南方稻區(qū)作為中國(guó)重要的雙季稻優(yōu)勢(shì)主產(chǎn)區(qū)，直播稻種植面積也逐年增加，且晚稻直播面積也呈上升趨勢(shì)，但主要以人工撒直播為主，易導(dǎo)致植株分布雜亂無(wú)序，通風(fēng)透光性差，降低直播稻產(chǎn)量，影響產(chǎn)量的穩(wěn)定性[6]。而南方稻區(qū)直播稻的生產(chǎn)方式呈現(xiàn)人工撒直播和機(jī)械直播共存的局面；同時(shí)，近年來(lái)，南方秈稻優(yōu)質(zhì)化生產(chǎn)趨勢(shì)明顯，為水稻產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)與提質(zhì)增效奠定了重要基礎(chǔ)。而轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式是實(shí)現(xiàn)南方優(yōu)質(zhì)秈稻生產(chǎn)提質(zhì)增效的重要舉措。因此，研究不同直播方式對(duì)南方雙季優(yōu)質(zhì)秈稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響，對(duì)于促進(jìn)南方雙季直播稻的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培具有重要意義。關(guān)于直播稻優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培已有大量研究。張鴻等[7]研究表明，輕干濕交替灌溉下安排適宜的施氮量，可同步提高直播早秈稻的產(chǎn)量、氮素利用率和水分利用率。吳培等[8]研究發(fā)現(xiàn)直播晚粳稻225 kg/hm2施氮水平搭配180×104株/hm2直播密度仍可獲得較高產(chǎn)量。王文霞等[9]研究認(rèn)為，提早播種降低了直播早秈稻的產(chǎn)量、加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，但改善了稻米的食味品質(zhì)。姚義等[10]研究指出麥茬直播粳稻盡可能早播易獲高產(chǎn)，且改善稻米的蒸煮與食味品質(zhì)，但降低外觀品質(zhì)。前人的研究主要集中于播期[11]、播種密度[12]、肥料運(yùn)籌[13]、水分管理[14]、抗倒伏[15]等栽培措施對(duì)直播早秈稻或麥茬直播粳稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響，但關(guān)于雙季直播秈稻的研究較少，尤其是在機(jī)械直播方式下探討南方雙季直播稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)變異特征的研究不足，且相比人工撒直播方式，并無(wú)統(tǒng)一的定量結(jié)論。此外，早稻品種翻秋作晚稻直播與晚稻品種作早稻種植連種晚稻均可解決直播稻田落粒谷影響下茬稻谷純度與稻米品質(zhì)等問(wèn)題，也是南方雙季稻區(qū)抗災(zāi)補(bǔ)救晚稻生產(chǎn)的重要技術(shù)措施；同時(shí)，選用優(yōu)質(zhì)早熟型晚秈稻品種作早稻種植，亦可實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)稻米早上市，解決早稻賣(mài)糧難的問(wèn)題。因此，本研究以常規(guī)早秈稻湘早秈45號(hào)和早晚兼用型雜交秈稻泰優(yōu)398為試驗(yàn)材料，分別進(jìn)行早季早與晚季早稻種植的雙季直播模式，系統(tǒng)比較人工撒直播和同步開(kāi)溝起壟精量穴直播方式下雙季直播稻出苗、產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的變化特征，以期為南方雙季直播稻優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與供試材料

試驗(yàn)于2019年4－11月在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)產(chǎn)學(xué)研合作人才培養(yǎng)上高創(chuàng)新實(shí)踐基地（115°09'E、28°31'N）進(jìn)行，試驗(yàn)地年降水量為1 650 mm，年平均氣溫為17.5 ℃。土壤類(lèi)型為第四紀(jì)紅色黏土發(fā)育而成的水稻土，0～20 cm耕層土壤肥力：全氮1.92 g/kg、有機(jī)質(zhì)34.55 g/kg、速效氮95.44 mg/kg、速效磷27.79 mg/kg、速效鉀99.66 mg/kg，pH值5.98。

在前期2 a研究結(jié)果的基礎(chǔ)上[16-17]，選取湘早秈45號(hào)（Xiangzaoxian45）和泰優(yōu)398（Taiyou398）采用早晚兼用的搭配方式，即早稻和晚稻均為同一品種。其中湘早秈45號(hào)為常規(guī)中熟早秈稻，作雙季早稻種植的全生育期106 d，千粒質(zhì)量26.2 g，該品種米質(zhì)優(yōu)，抗性好；泰優(yōu)398屬早晚兼用型三系雜交秈稻，該品種株型適中，分蘗力強(qiáng)，米質(zhì)優(yōu)，在江西省作早稻種植的全生育期116 d，千粒質(zhì)量23.5 g，米質(zhì)達(dá)部標(biāo)3級(jí)；作晚稻種植全生育期111.2 d，千粒質(zhì)量23.1 g，米質(zhì)達(dá)國(guó)優(yōu)2級(jí)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，品種為主區(qū)，直播方式為副區(qū)，主區(qū)面積為1 334 m2，副區(qū)為667 m2。因南方田塊大小限制，為了符合大田生產(chǎn)實(shí)際，便于機(jī)械化穴直播作業(yè)，處理不設(shè)重復(fù)。設(shè)計(jì)2種直播方式：人工撒直播（AS）和同步開(kāi)溝起壟精量穴直播（PHDD）。常規(guī)稻播種量為70 kg/hm2，雜交稻播種量為33 kg/hm2，2種直播方式的播種量相同。早稻于4月5日播種，各處理收割后在同一大區(qū)播種晚稻，晚稻于7月29日播種。直播機(jī)機(jī)型為2BDXZ-10SC(25)，播種株行距為常規(guī)稻12 cm×25 cm，每穴5～8粒；雜交稻14 cm×25 cm，每穴3～5粒。早季施純氮量為165 kg/hm2，其中基肥∶分蘗肥∶穗肥= 5∶2∶3；磷肥（P2O5）施用量為90 kg/hm2，作為基肥一次性施入；鉀肥（KO2）施用量為150 kg/hm2，其中基肥∶穗肥=7∶3。晚季施純氮量為195 kg/hm2，其中基肥∶分蘗肥∶穗肥=4∶2∶4；磷肥(P2O5)施用量為90 kg/hm2，全部作為基肥；鉀肥(KO2)施用量為170 kg/hm2，其中基肥∶穗肥=7∶3。栽培措施同一般高產(chǎn)栽培進(jìn)行。試驗(yàn)期間田間溫光、降雨等氣候正常，無(wú)重大氣象災(zāi)害發(fā)生，溫度、日照時(shí)數(shù)與降雨量氣象數(shù)據(jù)如圖1所示，早季乳熟期（7月3－13日）遭遇持續(xù)強(qiáng)降雨（日均降雨量26.5 mm）和降溫天氣（最低日均氣溫為21.6 ℃），導(dǎo)致成熟期延長(zhǎng)，晚季降雨量少。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 生育期

記錄不同直播方式的播種期、抽穗期和成熟期。抽穗期是指大區(qū)中50%植株抽穗的日期，成熟期是指大區(qū)中95%稻谷變黃的生理成熟日期。

1.3.2 出苗率

苗期調(diào)查1 m2出苗數(shù)，每個(gè)大區(qū)3次重復(fù)。出苗率按式（1）計(jì)算：

出苗率=出苗數(shù)/播種粒數(shù)×100%（1）

1.3.3 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成

成熟期調(diào)查3 m2有效穗數(shù)，取0.5 m2植株采用水漂法考種；實(shí)割10 m2測(cè)產(chǎn)，脫粒后曬干稱(chēng)質(zhì)量，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量，每個(gè)大區(qū)3次重復(fù)。

1.3.4稻米品質(zhì)

按照《GB/T 17891-2017 優(yōu)質(zhì)稻谷》測(cè)定糙米率（%）、精米率（%）、整精米率（%）、堊白粒率（%）、堊白度（%）、直鏈淀粉含量（%）。蛋白質(zhì)含量（%）采用凱氏定氮法測(cè)定，換算系數(shù)為5.95。

1.3.5 RVA譜特征值

采用RVA快速黏度分析儀（Super 3，Newport Scientific，澳大利亞），TCW配套軟件分析米粉黏滯特性，指標(biāo)為峰值黏度（Pa·s）、熱漿黏度（Pa·s）、最終黏度（Pa·s）、崩解值（Pa·s）、消減值（Pa·s）、糊化時(shí)間（min）和糊化溫度（℃）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2007、SPSS 19.0（SPSS Inc Chicago, USA）進(jìn)行處理和分析，Origin 9.5作圖，采用LSD法在＜0.05水平進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期

不同直播方式對(duì)供試水稻品種的早晚2季全生育期無(wú)較大影響，泰優(yōu)398晚季同步開(kāi)溝起壟精量穴直播下抽穗期提前（表1），而同一品種進(jìn)行異季種植的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期（播種-抽穗）和生殖生長(zhǎng)期（抽穗-成熟）相差很大，主要表現(xiàn)為晚季播抽歷期顯著縮短，但花后生育期顯著延長(zhǎng)。湘早秈45號(hào)作晚季種植的全生育期比早季縮短9 d，而泰優(yōu)398作早晚稻2季間的全生育期相差較小。

表1 不同直播方式下各品種生育期

注：AS：人工撒直播；PHDD：同步開(kāi)溝起壟精量穴直播：ST：播種期：HS：抽穗期；MS: 成熟期；ST-HS：播種-抽穗；HS-MS：抽穗-成熟。下同。

Note: AS: artificial seeding; PHDD: precision hill-drop drilling; ST: seeding time; HS: heading stage; MS: maturity stage; ST-HS: seeding time-heading stage; HS-MS: heading stage- maturity stage. The same as below.

2.2 出苗率

由圖2可知，季別（S）、品種（V）和處理（T）及其互作對(duì)供試品種的出苗率均有極顯著影響（S×V除外）。不同播種方式下，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播顯著提高雙季直播早晚秈稻品種的出苗率，且同一品種晚季出苗率要相應(yīng)高于早季。與人工撒直播相比，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播下湘早秈45號(hào)早晚季的出苗率分別提高14.2%、8.0%，泰優(yōu)398早晚季則分別提高7.4%、6.9%。說(shuō)明同步開(kāi)溝起壟精量穴直播有利于提高供試品種雙季直播的出苗率，為秧苗早發(fā)奠定基礎(chǔ)。

2.3 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成

由表2可知，品種對(duì)晚季和周年的產(chǎn)量有顯著影響，而處理對(duì)早季、晚季和周年產(chǎn)量有顯著或極顯著影響，且品種和處理對(duì)早季產(chǎn)量和周年產(chǎn)量有顯著的互作效應(yīng)?？傮w上，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播較人工撒直播增加供試品種早晚季及周年的產(chǎn)量（泰優(yōu)398早季除外），其中湘早秈45號(hào)早季、晚季和周年的產(chǎn)量差異顯著，增幅分別為30.56%、12.59%和21.66%；而泰優(yōu)398品種僅晚季增產(chǎn)顯著，增幅達(dá)7.56%，周年產(chǎn)量增幅達(dá)3.23%。

表2 不同直播方式對(duì)南方雙季優(yōu)質(zhì)秈稻產(chǎn)量的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差；同一列不同小寫(xiě)字母表示差異達(dá)到顯著水平（<0.05）；**和*分別表示處理在0.01、0.05水平上差異顯著，ns表示差異不顯著。下同。

Note: The data in the table are average values ± standard error. Different lowercase letters mean significant difference (<0.05); ** and * means significant at 0.01 and 0.05 levels, respectively and ns means not significant. The same as below.

從產(chǎn)量構(gòu)成因素來(lái)看（表3），季別、品種和處理對(duì)有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率有極顯著影響，且品種對(duì)千粒質(zhì)量也有顯著影響，季別和品種與季別和處理對(duì)每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率有極顯著互作效應(yīng)，而品種和處理與季別、品種和處理對(duì)有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)有極顯著互作效應(yīng)。與人工撒直播相比，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播顯著提高常規(guī)稻湘早秈45號(hào)早、晚2季的有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)，且顯著提高早季結(jié)實(shí)率；對(duì)于雜交稻泰優(yōu)398來(lái)說(shuō)，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播顯著降低早季每穗粒數(shù)，但顯著增加結(jié)實(shí)率，作晚季種植時(shí)，也顯著提高有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)。說(shuō)明同步開(kāi)溝起壟精量穴直播對(duì)直播秈稻早晚季產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響因品種與季節(jié)而異，但總體穗粒結(jié)構(gòu)的協(xié)同增加促進(jìn)水稻雙季直播的產(chǎn)量。

表3 不同直播方式對(duì)南方雙季優(yōu)質(zhì)秈稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.4 稻米品質(zhì)

不同直播方式對(duì)供試品種早晚季稻米品質(zhì)影響存在一定差異（表4）。與人工撒直播相比，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播顯著提高湘早秈45號(hào)早季的精米率和整精米率，增幅分別為7.3%和17.5%，而顯著降低泰優(yōu)398的整精米率，降幅達(dá)7.6%，但晚季處理間差異不明顯。對(duì)于外觀品質(zhì)，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播顯著增加湘早秈45號(hào)早季堊白度，增幅為50.7%，但顯著降低晚季的堊白粒率和堊白度，降幅分別達(dá)24.3%和32.0%；而雜交秈稻泰優(yōu)3982季種植的堊白粒率和堊白度均有增加趨勢(shì)，其中晚季堊白粒率增加顯著，達(dá)32.0%。湘早秈45號(hào)處理間稻米蛋白質(zhì)含量差異要高于泰優(yōu)398，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播顯著降低湘早秈45號(hào)晚季稻米的蛋白質(zhì)含量，而泰優(yōu)398品種早晚季處理間差異不明顯。不同直播方式對(duì)2個(gè)品種早晚季稻米的直鏈淀粉含量無(wú)顯著影響。此外，2個(gè)品種稻米品質(zhì)指標(biāo)的季別差異較大，總體上晚季稻米加工品質(zhì)與外觀品質(zhì)比早季改善明顯。

此外，季別對(duì)稻米出糙率無(wú)顯著影響，但品種對(duì)稻米品質(zhì)所有指標(biāo)均有顯著或極顯著影響，處理對(duì)精米率、堊白度和蛋白質(zhì)含量有顯著或極顯著影響；同時(shí)，季別和品種對(duì)精米率、整精米率、蛋白質(zhì)含量與直鏈淀粉含量存在顯著或極顯著互作效應(yīng)，季別和處理對(duì)堊白度和蛋白質(zhì)含量有極顯著互作效應(yīng)，而品種和處理對(duì)精米率、蛋白質(zhì)含量有顯著或極顯著互作效應(yīng)，且季別、品種和處理對(duì)精米率、整精米率、堊白度、蛋白質(zhì)有顯著或極顯著互作效應(yīng)。

表4 不同直播方式對(duì)稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量的影響

2.5 米粉RVA譜特征值

由表5可知，不同直播方式僅對(duì)泰優(yōu)398晚季米粉RVA譜絕大部分的特征值影響顯著（消減值與糊化時(shí)間除外）。與人工撒直播相比，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播顯著增加泰優(yōu)398晚季米粉的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度，而顯著降低糊化溫度。此外，同一品種的米粉RVA譜特征值存在一定季別差異，晚季的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度要低于早季，但消減值則增加明顯。

方差分析結(jié)果表明（表5），季別僅對(duì)糊化溫度無(wú)顯著影響，品種對(duì)崩解值、消減值和糊化時(shí)間無(wú)顯著影響，而處理僅對(duì)糊化溫度有極顯著影響；此外，季別和品種對(duì)峰值黏度、崩解值、消減值和糊化溫度有顯著或極顯著的互作效應(yīng)，季別和處理對(duì)峰值黏度、熱漿黏度與最終黏度有顯著互作效應(yīng)，品種和處理對(duì)峰值黏度和熱漿黏度有顯著的互作效應(yīng)，且季別、品種和處理僅對(duì)糊化溫度有顯著的互作效應(yīng)。

表5 不同直播方式對(duì)米粉RVA特征值的影響

3 討 論

3.1 同步開(kāi)溝起壟精量穴直播對(duì)早晚兼用型雙季直播秈稻出苗的影響

直播種植方式省去育秧移栽環(huán)節(jié)，直接將催芽的種子播種到大田。播種后常因整田不平或降雨淹水導(dǎo)致?tīng)€種爛芽，影響出苗。前人研究表明，直播稻的出苗率不易控制，種子催芽時(shí)間[18]、直播深度[19]、水層深度[19]、品種耐淹和耐低氧能力等[20]因素均能影響直播稻的出苗率。此外，通過(guò)種子引發(fā)技術(shù)也可提高直播稻的出苗和全苗[21]，全苗壯苗是直播稻實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。有研究發(fā)現(xiàn)不同直播方式下，機(jī)械穴直播出苗率低于人工撒播，這可能是與播后的暴雨天氣有關(guān)[22]。但本研究結(jié)果與之相反，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播顯著提高了早季直播稻品種的出苗率，湘早秈45號(hào)與泰優(yōu)398作早季種植出苗率增幅分別為14.2%和7.4%。這主要是由于同步開(kāi)溝起壟精量穴直播機(jī)開(kāi)出的蓄水溝儲(chǔ)存了稻田中多余的水分，避免了種子受淹。而壟上播種溝少淹水或不淹水，土壤氧化還原電位高，氧氣充足，有利于種子快速萌發(fā)和秧苗生長(zhǎng)[6]。同時(shí)，晚稻季直播后如果淹水，加之高溫天氣，容易導(dǎo)致?tīng)€種燒苗現(xiàn)象。在本試驗(yàn)中，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播晚稻的出苗率也顯著高于人工撒直播晚稻，表明同步開(kāi)溝起壟精量穴直播均有利于提高早晚兼用型同一品種雙季直播的出苗率，從而有利于秧苗前期早生快發(fā)，為構(gòu)建合理群體起點(diǎn)奠定基礎(chǔ)。

3.2 同步開(kāi)溝起壟精量穴直播對(duì)早晚兼用型雙季直播秈稻產(chǎn)量形成的影響

已有研究表明，不同直播方式對(duì)水稻產(chǎn)量的影響程度不一[23-25]。機(jī)械穴直播早稻的產(chǎn)量高于人工插秧、機(jī)械條直播和人工撒播，因其具有較高的結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量[23]。在稻麥兩熟制下，機(jī)械點(diǎn)播因低節(jié)位分蘗成穗率高于機(jī)械條播而增產(chǎn)[24]。而不同播種密度下精量穴直播早稻比人工撒播增產(chǎn)24%～28%，得益于有效穗數(shù)多、結(jié)實(shí)率高[25]。本研究也表明同步開(kāi)溝起壟精量穴直播對(duì)早晚兼用型品種雙季直播也有類(lèi)似的增產(chǎn)效應(yīng)，其中湘早秈45號(hào)的早季、晚季和周年產(chǎn)量比人工撒播分別增加30.56%、12.59%和21.66%；泰優(yōu)398品種晚季和周年產(chǎn)量增幅分別達(dá)7.56%和3.23%。這是因?yàn)橥介_(kāi)溝起壟精量穴直播前期可提高出苗率，群體質(zhì)量高，植株成行成穴有序生長(zhǎng)，通風(fēng)透光性好，中后期群體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)[25]。

從產(chǎn)量構(gòu)成因子來(lái)看，其增產(chǎn)途徑因品種和季節(jié)而異。湘早秈45號(hào)的早季增產(chǎn)主要得益于有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的顯著提高，而2個(gè)供試品種晚季增產(chǎn)主要與穗粒數(shù)結(jié)構(gòu)協(xié)同顯著增加有關(guān)。這可能與品種特性[26]和早晚季所處溫光條件的差異有關(guān)，品種的溫光反應(yīng)特性不同導(dǎo)致其生育期特性存在差異[27]。晚季品種泰優(yōu)398作早季種植時(shí)，因具有一定的感光特性，其產(chǎn)量潛力不能得到有效發(fā)揮。因此，應(yīng)針對(duì)品種特性和種植季節(jié)來(lái)合理確定雙季直播稻的配套栽培技術(shù)途徑。早季稻前期因溫度低，生長(zhǎng)緩慢，灌漿結(jié)實(shí)期溫度高雨水多，應(yīng)以提高有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率為主攻目標(biāo)。而晚季稻生長(zhǎng)前期處于高溫發(fā)苗，灌漿結(jié)實(shí)期溫度較低，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期大幅縮短，生殖生長(zhǎng)期明顯延長(zhǎng)，則應(yīng)注重兼顧擴(kuò)庫(kù)和提高籽粒灌漿結(jié)實(shí)。

3.3 同步開(kāi)溝起壟精量穴直播對(duì)早晚兼用型雙季秈稻稻米品質(zhì)的影響

隨著人民生活水平的提高，優(yōu)質(zhì)稻米的需求量日益增加，生產(chǎn)中稻米品質(zhì)性狀改善尤為重要。稻米品質(zhì)主要受品種遺傳基因、環(huán)境因素和栽培措施等的影響[28]。王在滿等[28]研究認(rèn)為，水稻機(jī)械穴直播種植方式配套適宜的栽培管理技術(shù)能獲得較優(yōu)的稻米品質(zhì)性狀。本研究結(jié)果與之較為相似，但品種間存在一定差異，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播可顯著提升湘早秈45號(hào)早季的精米率和整精米率，但不利于泰優(yōu)398早季的整精米率的改善；同時(shí)導(dǎo)致湘早秈45號(hào)早季的外觀品質(zhì)變劣，而泰優(yōu)398晚季的堊白粒率顯著提高，使得外觀品質(zhì)有變劣趨勢(shì)。這可能與人工撒直播稻的有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)少，易灌漿完全有關(guān)。此外，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播顯著改善了湘早秈45號(hào)晚季的外觀品質(zhì)，但降低蛋白質(zhì)含量，有利于提升稻米食味口感。由于同步開(kāi)溝起壟精量穴直播稻田通風(fēng)透光性好、群體質(zhì)量高，晚季生長(zhǎng)后期有利于光合產(chǎn)物持續(xù)向穗部供應(yīng)。

前人研究發(fā)現(xiàn)，早稻品種經(jīng)翻秋種植后，稻米品質(zhì)得到顯著改善[29-30]；本研究也發(fā)現(xiàn)早稻品種翻秋異季種植后，加工品質(zhì)中整精米率大幅提高，且堊白率和堊白度降低，外觀品質(zhì)明顯優(yōu)于正季種植。因?yàn)樵缂镜竟酀{結(jié)實(shí)期正值高溫時(shí)節(jié)，晝夜溫差小，呼吸消耗大，不利于植株物質(zhì)積累，且籽粒灌漿速率較快，導(dǎo)致充實(shí)度差。而翻秋種植時(shí)灌漿結(jié)實(shí)期溫度適宜，晝夜溫差大，有利于光合物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)運(yùn)，為穗部的發(fā)育提供了充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而改善其稻米品質(zhì)[29]。此外，優(yōu)質(zhì)早熟晚稻品種作早稻種植時(shí)，稻米品質(zhì)略有下降，但整體稻米品質(zhì)要優(yōu)于普通早稻品種，連種晚稻時(shí)品質(zhì)也優(yōu)良。因此，選用優(yōu)質(zhì)早熟的晚稻品種采用早晚兼用種植模式，可實(shí)現(xiàn)早、晚季稻米品質(zhì)皆優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)[31]。

稻米淀粉RVA譜是評(píng)價(jià)稻米蒸煮與食味品質(zhì)的重要參考指標(biāo)，食味較優(yōu)的水稻品種一般具有較高的峰值黏度、崩解值和較低的消減值[32]。在本研究中，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播顯著增加泰優(yōu)398晚季米粉的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度，而顯著降低糊化溫度。說(shuō)明同步開(kāi)溝起壟精量穴直播有利于改善早晚兼用型晚季秈稻的蒸煮與食味品質(zhì)。這可能與機(jī)械直播條件下水稻田間生長(zhǎng)環(huán)境優(yōu)良，群體質(zhì)量高、穗部發(fā)育良好有關(guān)，且泰優(yōu)398晚季為正季種植，能充分發(fā)揮產(chǎn)量潛力與品質(zhì)形成，而湘早秈45號(hào)作晚稻異季播種時(shí)，其生育期大幅減少，特別是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，導(dǎo)致植株物質(zhì)積累不足，處理效應(yīng)減弱。前人研究表明，早秈稻品種“翻秋”種植后其蒸煮食味品質(zhì)明顯變好，與淀粉RVA譜特征值的變化密切相關(guān)[33]。本研究也得出了類(lèi)似結(jié)果，同一品種早晚季淀粉RVA譜特征值差異較大，特別是晚季的消減值較早季大幅增加。因此，采用早晚兼用的品種搭配模式和同步開(kāi)溝起壟精量穴直播方式，有利于實(shí)現(xiàn)雙季直播稻稻米品質(zhì)的整體改善。這與霍中洋等[34]和鄭向華等[35]的研究結(jié)果相似。同時(shí)，方差分析顯示雙季直播稻的品質(zhì)性狀易受到季別、品種和直播方式互作效應(yīng)的影響，啟示雙季直播稻稻米品質(zhì)的調(diào)優(yōu)需注意各因子的協(xié)同作用。此外，值得一提的是，本研究采用早晚兼用的品種搭配模式，可減少稻田“落粒谷”產(chǎn)生的雜株，有利于改善下季水稻植株的整齊度與稻谷原糧的純度，特別是提高早稻稻米品質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)米早上市，有利于雙季稻生產(chǎn)的提質(zhì)增效。

4 結(jié) 論

同步開(kāi)溝起壟精量穴直播顯著提高南方雙季直播優(yōu)質(zhì)秈稻品種的出苗率，早晚季增幅分別為7.4%～14.2%和6.9%～8.0%；同時(shí)，增加雙季直播優(yōu)質(zhì)秈稻品種周年的產(chǎn)量，其中常規(guī)稻品種湘早秈45號(hào)早季、晚季和周年增產(chǎn)顯著，增幅分別達(dá)30.56%、12.59%和21.66%，而雜交晚秈稻泰優(yōu)398晚季增產(chǎn)顯著達(dá)7.56%，周年產(chǎn)量有增加趨勢(shì)，主要得益于有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的提高。此外，同步開(kāi)溝起壟精量穴直播有利于提高湘早秈45號(hào)早季稻米的加工品質(zhì)和晚季稻米的外觀品質(zhì)，改善泰優(yōu)398晚季的蒸煮食味品質(zhì)，特別是稻米糊化黏度。綜上所述，采用早晚兼用的品種搭配方式和同步開(kāi)溝起壟精量穴直播技術(shù)，有利于雙季優(yōu)質(zhì)直播稻增產(chǎn)和稻米品質(zhì)保優(yōu)。

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[34]霍中洋，李杰，許軻，等. 高產(chǎn)栽培條件下種植方式對(duì)不同生育類(lèi)型粳稻米質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45(19)：3932-3945.

Huo Zhongyang, Li Jie, Xu Ke, et al. Effect of planting methods on quality of different growth and development types of japonica rice under high-yielding cultivation condition[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2012, 45(19): 3932-3945. (in Chinese with English abstract)

[35]鄭向華，盧禮斌，葉寧，等. 元豐優(yōu)組合不同季節(jié)栽培的稻米品質(zhì)研究[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27(15)：161-168.

Zheng Xianghua, Lu Libin, Ye Ning, et al. Quality analysis of rice combination with ‘yuanfeng A’ in different cultivated seasons[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2011, 27(15): 161-168. (in Chinese with English abstract)

Effects of simultaneous furrow ridging and precision hill-direct-seeding on grain yield and quality of double-croppingrice in South China

Chen Liming, Wang Wenxia, Xiong Ruoyu, Xie Jiaxin, Wu Ziming, Tan Xueming, Zeng Yongjun, Chen Xiongfei, Shi Qinghua, Pan Xiaohua, Zeng Yanhua※

(///330045)

This study aims to investigate the effects of different direct seeding methods on the yield and rice quality of early-late season double-croppingrice in south China. Taking the Xiangzaoxian45 (inbredrice) and Taiyou398 (hybridrice) as the research materials in both early and late seasons, two direct seeding methods were set, including artificial seeding (AS), and precision rice hill-drop drilling machine (PHDD), to determine the yield and its components, emergence rate of seedlings, and quality of rice grain for the direct-seededrice in a typical double cropping area for the early-late season. The results showed that the PHDD significantly increased the emergence rate of seedlings and grain yield of tested varieties, with the increasing rates of 7.4%-14.2% and 6.9%-8.0% in early season and late season, respectively, compared with AS. The PHDD was beneficial to increase the annual yield of tested varieties, with the range of 3.23%-21.66%. Specifically, the Xiangzaoxian45 increased significantly grain yield in the early and late season, while the Taiyou398 increased significantly in the late season. In terms of yield components, the increase in grain yield of tested varieties under the PHDD was mainly due to the relatively obvious achievement of effective panicles and grain number per panicle. Besides, the PHDD significantly increased the milled rice rate, head rice rate, and chalkiness degree in the early season of Xiangzaoxian45, while the chalkiness ratio in the late season of Taiyou398, but significantly decreased the head rice rate in the early season of Taiyou398, while the chalkiness degree, chalkiness ratio, and the protein content in the late season of Xiangzaoxian45. However, there was no significant difference in the amylose content of tested varieties. Meanwhile, the PHDD significantly increased the peak viscosity, hot paste viscosity, breakdown value, and final viscosity of Taiyou398 in late-season rice flour, whereas, significantly reduced the gelatinization temperature. The PHDD can contribute to improve the annual yield of high-quality rice varieties, which was mainly related to the coordination of panicles ratio and grain number per panicles. Nevertheless, the ways to increase production varied with the tested varieties and growing seasons. Specifically, the PHDD significantly improved the early season processing quality and late-season appearance quality of Xiangzaoxian45, while decreased the early season processing quality and late-season appearance quality of Taiyou398, but improved its cooking and eating quality in the late season. The quality of direct seeding rice in the late season was enhanced obviously under the PHDD regime. The finding can provide a theoretical basis for high yield and high-quality cultivation of double-season direct-seedingrice in South China.

rice; mechanization; cultivation; direct seeding method; yield; rice quality

陳麗明，王文霞，熊若愚，等. 同步開(kāi)溝起壟精量穴直播對(duì)南方雙季秈稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2021，37(1)：28-35.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.004 http://www.tcsae.org

Chen Liming, Wang Wenxia, Xiong Ruoyu, et al. Effects of simultaneous furrow ridging and precision hill-direct-seeding on grain yield and quality of double-croppingrice in South China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(1): 28-35. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.004 http://www.tcsae.org

2020-11-18

2020-12-26

國(guó)家自然科學(xué)基金（31760366）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFND0301605）；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（20171ACF60018）；江西省水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（JXARS-02-03）

陳麗明，博士生，主要從事水稻高產(chǎn)栽培生理研究。Email：13657987055@163.com

曾研華，博士，副教授，主要從事水稻高產(chǎn)栽培與土壤肥力研究。Email：zyh74049501@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.004

S233.71

A

1002-6819(2021)-01-0028-08