不同種植方式對節(jié)水耐旱稻產(chǎn)量、外觀品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響

李興華 張盛 王歡

摘要：以旱優(yōu)804、旱優(yōu)649、旱優(yōu)650和旱優(yōu)813為試驗(yàn)材料，比較研究傳統(tǒng)栽培和旱播旱管2種種植方式下節(jié)水耐旱稻生育進(jìn)程、產(chǎn)量、外觀品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)果表明，旱播旱管條件下節(jié)水耐旱稻播始?xì)v期（播種至始穗）、灌漿成熟期（齊穗至成熟）和全生育期分別比傳統(tǒng)栽培條件下長6.5、2.5、10.2 d;與傳統(tǒng)栽培相比，節(jié)水耐旱稻旱播旱管條件下株高矮21.7 cm、穗長短2.9 cm、有效穗數(shù)少8.09%、每穗總粒數(shù)少10.43%、結(jié)實(shí)率高4.2百分點(diǎn)、千粒質(zhì)量低5.75%、產(chǎn)量低31.35%;旱播旱管降低了節(jié)水耐旱稻稻米堊白粒率，但提高了稻米直鏈淀粉含量;節(jié)水耐旱稻旱播旱管生產(chǎn)資料總投入較傳統(tǒng)栽培低35.54%，且成本收益率高7.71百分點(diǎn)。旱播旱管是水資源匱乏地域節(jié)水耐旱稻種植的合理方式，為節(jié)水耐旱稻生產(chǎn)應(yīng)用提供了重要的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：種植方式;節(jié)水耐旱稻;產(chǎn)量;經(jīng)濟(jì)效益;外觀品質(zhì)

水稻是全球近50%人口的主要食物來源[1]，我國作為全球人口大國，是水稻需求量最大的國家，其需求量占全球總需求量的40%以上[2]?？v觀水稻種植歷史，水稻是耗水量最大、農(nóng)藥化肥施用量較多的糧食作物，大量灌溉和不斷增加的農(nóng)藥、化肥施用量已使農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻[3]。21 世紀(jì)以來，我國的水稻生產(chǎn)漸漸地發(fā)生了重大變化，育種目標(biāo)也從單一高產(chǎn)轉(zhuǎn)向優(yōu)質(zhì)高抗高產(chǎn)等復(fù)合性狀目標(biāo)[4]，張啟發(fā)提出培育綠色超級稻的設(shè)想和基本策略，即在不斷提高產(chǎn)量、改良品質(zhì)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)節(jié)水抗旱，基本不打農(nóng)藥，少施化肥[3];十九大也提出要推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、實(shí)施國家節(jié)水行動、加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染防治。節(jié)水耐旱稻是一種新型的水稻品種類型，它既有水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的特點(diǎn)，又有旱稻節(jié)水、抗旱的特性[5]。研究表明，在灌溉條件下，節(jié)水耐旱稻的產(chǎn)量、米質(zhì)與水稻基本持平，但可節(jié)水50%以上;在望天田，抵抗干旱的能力較強(qiáng)[6]。節(jié)水耐旱稻通過少灌水與精細(xì)施肥用藥，不僅可節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，節(jié)省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，而且可降低農(nóng)業(yè)面源污染，在緩解水資源供需矛盾的同時，實(shí)現(xiàn)生態(tài)安全、農(nóng)業(yè)及區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

21世紀(jì)初期以前，我國水稻種植以育秧人工手栽為主，近年來隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展、稻作科技的不斷進(jìn)步和農(nóng)村勞動力的大量轉(zhuǎn)移等，水稻種植方式由單一的傳統(tǒng)手栽發(fā)展為手栽、拋秧、機(jī)插、直播等多種方式并存的新局面[7]。目前，關(guān)于種植方式對水稻生長發(fā)育、產(chǎn)量與效益影響的研究報道較多[8-11]，但由于生態(tài)環(huán)境條件、栽培管理措施等不同，結(jié)果并不一致[12-13]，此外有關(guān)種植方式對節(jié)水耐旱稻產(chǎn)量、效益等影響也鮮見報道。本研究以4個新配組的節(jié)水耐旱稻品種為試驗(yàn)材料，對其在傳統(tǒng)栽培和旱播旱管2種種植方式下產(chǎn)量、外觀品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，以期為節(jié)水耐旱稻在生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試點(diǎn)概況

試驗(yàn)于2019年5—9月在黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院梅家墩農(nóng)場（30°27′ N、114°5′ E）進(jìn)行，為典型的亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候。試驗(yàn)地前茬空閑，土壤為沙壤土，地勢平坦，排灌方便，肥力均勻。試驗(yàn)期間日平均相對濕度為75.5%，日平均氣溫為26.6 ℃（13.4～38.4 ℃），日降水量≥0.5 mm 次數(shù)為32次，日最大降水量為 129.8 mm（6月21日）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計與方法

試驗(yàn)采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計，以4個不同品種為主區(qū)，2種種植方式為裂區(qū)，重復(fù) 3次，小區(qū)面積 13.34 m2（2 m×6.67 m）。

試驗(yàn)選用新配組的節(jié)水耐旱稻品種旱優(yōu)804、旱優(yōu)649、旱優(yōu)650、旱優(yōu)813為試驗(yàn)材料，品種均由黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻所中稻室提供。設(shè)置2種種植方式：（1）傳統(tǒng)栽培，即秧田育秧，適時人工移栽，水田種植管理;（2）旱播旱管，即在旱地里進(jìn)行直播，并在生產(chǎn)階段不進(jìn)行人工額外補(bǔ)水灌溉。

傳統(tǒng)栽培于2019年5月5日播種，播種量為 15 kg/hm2，5月30日移栽，株行距為16.7 cm×20 cm，密度約300 000 穴/hm2，每穴1粒谷苗。水分管理按照深水返青、淺水分蘗、夠苗曬田、足水保胎、薄水壯籽、干干濕濕灌漿的管理原則進(jìn)行。施肥管理按照總施氮量240 kg/hm2，分基肥（50%）、返青肥（25%）和分蘗肥（25%）3次施入;磷肥按照120 kg/hm2作為基肥一次性施入;鉀肥按照 180 kg/hm2，分基肥（70%）和分蘗肥（30%）2次施入?；史试礊樗緦Ｓ脧?fù)合肥（含N 16%，含P2O5 16%，含K2O 16%），追肥肥源為尿素（含46% N）和氯化鉀（含59% K2O）。試驗(yàn)期間適時進(jìn)行除草和防治蟲害，不進(jìn)行病害防治，其他管理措施按照常規(guī)高產(chǎn)栽培方式進(jìn)行。

旱播旱管于5月13日旱地條直播，播種量為30 kg/hm2，播深2～3 cm，在3葉1心期進(jìn)行間苗定苗處理，密度約375 000 穴/hm2。水分管理上表現(xiàn)為：生長階段不進(jìn)行人工額外補(bǔ)灌，僅依靠自然降水，田埂用薄膜包裹防止漏水。依據(jù)苗情在降水前施肥，分別為：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日施水稻專用復(fù)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日殺滅雜草，試驗(yàn)期間適時進(jìn)行除草和防治蟲害，不進(jìn)行病害防治，其他管理措施按照常規(guī)高產(chǎn)栽培方式進(jìn)行。

1.3 測定項目與方法

田間記錄始穗期、齊穗期和成熟期。收獲前1 d，每小區(qū)選取代表性植株15株，對株高進(jìn)行測量并計數(shù)單株有效穗數(shù)，之后取5株分穗進(jìn)行考種，包括穗總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)和千粒質(zhì)量等，并計算結(jié)實(shí)率。收獲時，各小區(qū)單收單打，曬干后稱取稻谷產(chǎn)量，折算得到單位面積產(chǎn)量，之后，每個小區(qū)精選稻谷 100 g，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行堊白粒率和直鏈淀粉含量的測定。記錄每種種植方式農(nóng)藥、除草劑和人工的用量，用于經(jīng)濟(jì)投入的計算。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

應(yīng)用SPSS 20.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，數(shù)據(jù)均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育進(jìn)程

種植方式對節(jié)水耐旱稻播始?xì)v期（播種至始穗）、灌漿成熟期（齊穗至成熟）和全生育期影響顯著（P < 0.05），節(jié)水耐旱稻旱播旱管條件下播始?xì)v期（播種至始穗）、灌漿成熟期（齊穗至成熟）和全生育期分別比傳統(tǒng)栽培條件下長6.5、2.5、10.2 d（表1）。

2.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素與農(nóng)藝性狀

節(jié)水耐旱稻品種株高在旱播旱管條件下顯著低于傳統(tǒng)栽培條件（P< 0.05）。傳統(tǒng)栽培條件下旱優(yōu)804和旱優(yōu)650穗長顯著長于旱播旱管條件（P< 0.05），而2種種植方式對旱優(yōu)649和旱優(yōu)813穗長影響不顯著。與傳統(tǒng)栽培相比，旱播旱管條件下節(jié)水耐旱稻株高平均矮21.7 cm、穗長平均短2.9 cm（表2）。

節(jié)水耐旱稻產(chǎn)量在旱播旱管條件下顯著低于傳統(tǒng)栽培條件（P<0.05）;旱優(yōu)813有效穗數(shù)在2種種植方式間達(dá)到顯著差異（P<0.05）;旱優(yōu)804每穗總粒數(shù)在旱播旱管條件下顯著少于傳統(tǒng)栽培條件（P<0.05）;旱優(yōu)804和旱優(yōu)813結(jié)實(shí)率在旱播旱管條件下顯著高于傳統(tǒng)栽培條件（P< 0.05）;除旱優(yōu)650外，旱播旱管條件下其他品種千粒質(zhì)量均顯著低于傳統(tǒng)栽培條件（P< 0.05）（表2）。與傳統(tǒng)栽培相比，旱播旱管條件下節(jié)水耐旱稻有效穗數(shù)少8.09%、每穗總粒數(shù)少10.43%、結(jié)實(shí)率高4.2百分點(diǎn)、千粒質(zhì)量低5.75%、產(chǎn)量低31.35%（表2）。

2.3 外觀品質(zhì)

除旱優(yōu)650外， 旱播旱管條件下的其他3個品種稻米堊白粒率均顯著低于傳統(tǒng)栽培條件（P<005）（圖1-A）;旱優(yōu)804、旱優(yōu)649和旱優(yōu)650稻米直鏈淀粉含量在旱播旱管條件下均顯著高于傳統(tǒng)栽培條件（P<0.05）（圖1-B）。旱播旱管條件下，節(jié)水耐旱稻稻米堊白粒率和直鏈淀粉含量分別較傳統(tǒng)栽培條件下低25.7百分點(diǎn)和高2.0百分點(diǎn)（圖1）。

2.4 生產(chǎn)資料投入與經(jīng)濟(jì)效益

由表3可知，傳統(tǒng)栽培生產(chǎn)資料投入比例較大的有化肥（24.48%）、耕地（13.25%）、人工（1264%）;而旱播旱管生產(chǎn)資料投入比例較大的為人工（33.17%）、化肥（20.01%）、耕地（1371%）。旱播旱管的生產(chǎn)資料總投入較傳統(tǒng)栽培低35.54%，主要由于傳統(tǒng)栽培秧田、插秧和人工灌水的投入較大。對生產(chǎn)資料投入和產(chǎn)量比進(jìn)行計算發(fā)現(xiàn)，每生產(chǎn)1 kg稻谷傳統(tǒng)栽培（1.75元/kg）較旱播旱管（1.64元/kg）多0.11元。由表4可知，傳統(tǒng)栽培條件下節(jié)水耐旱稻的產(chǎn)值和利潤均高于旱播旱管，但成本收益率卻低于旱播旱管。

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)栽培相比，旱播旱管條件下節(jié)水耐旱稻生育進(jìn)程發(fā)生了改變，主要表現(xiàn)為旱播旱管條件下節(jié)水耐旱稻播始?xì)v期（播種至始穗）、灌漿成熟期（齊穗至成熟）和全生育期分別比傳統(tǒng)栽培條件下長6.5、2.5、10.2 d。究其原因可能有2個：一是旱播旱管條件下種子出苗較慢，在本研究中，旱播旱管比傳統(tǒng)種植播種后出苗遲5 d左右，這和嚴(yán)洪斌等的研究結(jié)果[14]一致。二是旱播旱管條件下節(jié)水耐旱稻前期對水分和養(yǎng)分元素攝取能力差，致使生長發(fā)育減緩，具體機(jī)制仍須進(jìn)一步研究。水稻旱地種植往往表現(xiàn)為穗形小、粒數(shù)少且粒質(zhì)量低，結(jié)實(shí)率受到很大影響，產(chǎn)量明顯減少[14]，本研究的結(jié)論基本與其一致。與傳統(tǒng)栽培相比，節(jié)水耐旱稻在旱播旱管條件下穗長短2.9 cm、每穗總粒數(shù)少10.43%、結(jié)實(shí)率高4.2百分點(diǎn)、千粒質(zhì)量低575%、產(chǎn)量低31.35%。

稻米品質(zhì)受基因控制的同時，還受環(huán)境的影響，不同的水分環(huán)境對稻米的品質(zhì)性狀以及營養(yǎng)品質(zhì)的遺傳均有不同程度的影響[15-16]。本研究結(jié)果表明，旱播旱管降低了節(jié)水耐旱稻稻米堊白粒率，但提高了稻米直鏈淀粉含量，這與嚴(yán)洪斌等在雜交水稻上的研究結(jié)論[14]正好相反。說明干旱條件對節(jié)水抗旱稻和雜交水稻稻米堊白粒率和直鏈淀粉含量的影響存在明顯的差異，具體機(jī)制仍須進(jìn)一步研究。

本研究還發(fā)現(xiàn)，雖然節(jié)水耐旱稻旱播旱管條件下產(chǎn)量較傳統(tǒng)栽培低31.35%，但成本收益率高771百分點(diǎn)。因此，旱播旱管是水資源匱乏地域節(jié)水耐旱稻種植的合理方式，為節(jié)水耐旱稻生產(chǎn)應(yīng)用提供了重要的參考依據(jù)。

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