雜交稻低播量精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插提高群體均勻度和產(chǎn)量的效應(yīng)分析

王亞梁，朱德峰，陳若霞，方文英，王晶卿，向鏡，陳惠哲，張玉屏，諶江華

雜交稻低播量精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插提高群體均勻度和產(chǎn)量的效應(yīng)分析

1中國(guó)水稻研究所，杭州 310006；2寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江寧波 315040；3杭州市余杭區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，杭州 311100

【】明確雜交稻低播種量下精準(zhǔn)條播（precision drill sowing，PS）育秧提高機(jī)插群體均勻度和產(chǎn)量的效應(yīng)，創(chuàng)建雜交稻毯苗稀播少本機(jī)插理論與技術(shù)。選用秈粳雜交稻甬優(yōu)1540為供試品種，在余杭區(qū)崇化村和富陽(yáng)區(qū)中國(guó)水稻研究所試驗(yàn)基地開展試驗(yàn)。以傳統(tǒng)撒播（broadcast sowing，BS）育秧機(jī)插為對(duì)照，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)9寸秧盤橫向取秧18穴，縱向取秧40穴的精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插方式，機(jī)插每穴播種量為2.5粒（T1，43.2 g/盤），3.5粒（T2，60.5 g/盤），4.0粒（T3，69.1 g/盤），考察種子分布均勻度、秧苗素質(zhì)、機(jī)插質(zhì)量、機(jī)插群體干物質(zhì)生產(chǎn)、有效穗數(shù)均勻度及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的變化。（1）與BS相比，PS提高了種子分布均勻度。（2）PS顯著提高了秧苗素質(zhì)，增加了秧苗的干物質(zhì)積累和秧苗均勻度。與BS相比，不同播量下PS的秧苗均勻度平均提高47.5%，播量越低，PS對(duì)秧苗均勻度的提高作用越明顯。（3）與BS相比，PS的機(jī)插漏秧率平均降低了8.9個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí)PS使機(jī)插苗數(shù)均勻度平均提高了87.8%，其中T2處理PS機(jī)插每穴2—3苗比例最高，機(jī)插苗數(shù)均勻度最好。（4）PS通過提高機(jī)插群體的分蘗高峰苗數(shù)進(jìn)而提高有效穗數(shù)，在不同播種量下，PS機(jī)插群體的有效穗數(shù)平均增加6.7%，同時(shí)使有效穗數(shù)均勻度提高40.2%，其中T2處理下PS機(jī)插群體的有效穗數(shù)和有效穗數(shù)均勻度最高，同時(shí)PS提高了機(jī)插群體的葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累。（5）不同播量下PS通過增加機(jī)插群體的有效穗數(shù)使產(chǎn)量平均增加9.0%，其中T2處理產(chǎn)量最高，隨著播量的增加，PS機(jī)插相對(duì)于BS機(jī)插的產(chǎn)量增加幅度下降，同時(shí)機(jī)插苗單株對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率降低。（6）相關(guān)性分析表明，機(jī)插群體有效穗數(shù)均勻度和葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累及水稻產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插通過提高種子分布均勻度，降低機(jī)插漏秧率，提高機(jī)插苗數(shù)均勻度，進(jìn)而提升了雜交稻機(jī)插群體均勻度和產(chǎn)量，是在毯苗條件下實(shí)現(xiàn)雜交稻低播量豐產(chǎn)種植的有效方式。

雜交稻；機(jī)插；毯苗；精準(zhǔn)條播；植株分布均勻度；產(chǎn)量

0 引言

【研究意義】雜交稻占我國(guó)水稻面積的50%多，在水稻生產(chǎn)中占有重要地位，為水稻增產(chǎn)增效及保障國(guó)家糧食安全發(fā)揮了重要作用。我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及農(nóng)村勞動(dòng)力向其他產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移促使南方雜交稻輕簡(jiǎn)化的生產(chǎn)種植面積逐步擴(kuò)大，其中以機(jī)插和直播為主，相對(duì)于直播，機(jī)插種植的豐產(chǎn)性較好[1]。隨著水稻機(jī)插育供秧技術(shù)的進(jìn)步，雜交稻機(jī)插種植面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)。我國(guó)傳統(tǒng)的水稻毯苗機(jī)插技術(shù)引自日本，采用流水線撒播育秧，秧盤播種量較高、秧苗素質(zhì)差，無法實(shí)現(xiàn)雜交稻少本稀植的移栽要求[2-3]，然而降低雜交稻秧盤播種量又導(dǎo)致機(jī)插漏秧率高、機(jī)插質(zhì)量差。目前雜交稻種子價(jià)格高，雜交稻機(jī)插種植效益降低[4]。雜交稻機(jī)插的技術(shù)瓶頸在于如何實(shí)現(xiàn)低播種量下的高質(zhì)量機(jī)插種植[5-6]。針對(duì)這一問題，我國(guó)學(xué)者已經(jīng)創(chuàng)新了缽苗擺栽和雜交稻單本密植等機(jī)插技術(shù)[7-8]，取得了較好效果，但是我國(guó)雜交稻機(jī)插以毯苗機(jī)插為主，目前的雜交稻機(jī)插技術(shù)難以適應(yīng)雜交稻產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展需求，為此中國(guó)水稻研究所研發(fā)了精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插技術(shù)[9]，結(jié)合工廠化育供秧技術(shù)的發(fā)展，有望創(chuàng)新雜交稻生產(chǎn)規(guī)?；瘷C(jī)插模式。本試驗(yàn)研究明確精準(zhǔn)條播育秧下水稻機(jī)插質(zhì)量與群體構(gòu)建以及產(chǎn)量形成的關(guān)系，可以為精準(zhǔn)條播育秧技術(shù)的推廣以及雜交稻機(jī)插種植的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供理論依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】正常條件下，水稻產(chǎn)量主要受到有效穗數(shù)和穗粒數(shù)的調(diào)控，其中機(jī)插種植主要通過影響有效穗數(shù)進(jìn)而影響產(chǎn)量[10]。在機(jī)插種植中，水稻群體構(gòu)建受到機(jī)插漏秧率和機(jī)插苗數(shù)的影響，低播量撒播育秧的機(jī)插漏秧率高，群體生長(zhǎng)不均勻，而高播量撒播育秧的機(jī)插苗數(shù)達(dá)不到雜交稻每穴2—3苗的要求，成穗率低，且不利于雜交稻大穗形成。水稻群體均勻度影響產(chǎn)量構(gòu)建，汪建軍等[11]研究指出適當(dāng)增加早稻播種量能夠提高群體均勻度進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量，張橋等[12]指出高播種量下機(jī)插取秧苗數(shù)較為一致進(jìn)而增加了群體均勻度。有效穗數(shù)均勻度是群體均勻度的基礎(chǔ)，杜永林等[13]分析指出，有效穗數(shù)均衡性和產(chǎn)量呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性。由此推測(cè)在相同播種量下提高雜交稻群體均勻度能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)量的進(jìn)一步提升。播種方式影響水稻種植均勻度[14]，傳統(tǒng)機(jī)插撒播的方式與機(jī)插橫向取秧次數(shù)并不配套，因此出現(xiàn)播種量降低顯著提高機(jī)插漏秧率的現(xiàn)象，造成水稻群體不均勻，難以構(gòu)建高質(zhì)量的群體。【本研究切入點(diǎn)】雜交稻精準(zhǔn)條播育秧的秧苗生長(zhǎng)均勻度、機(jī)插苗數(shù)均勻度以及機(jī)插群體有效穗數(shù)均勻度相對(duì)于傳統(tǒng)撒播育秧機(jī)插的變化及與產(chǎn)量形成之間的關(guān)系不清楚?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究比較了不同播種量下精準(zhǔn)條播和傳統(tǒng)撒播育秧的種子分布均勻度、秧苗均勻度、機(jī)插苗數(shù)均勻度和機(jī)插群體有效穗數(shù)均勻度的變化及其與產(chǎn)量構(gòu)成之間的關(guān)系，明確雜交稻低播量下利用精準(zhǔn)條播育秧構(gòu)建機(jī)插高質(zhì)量均勻群體的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用大面積推廣的秈粳雜交稻品種“甬優(yōu)1540”為供試品種，千粒重24.0 g。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在2019年預(yù)備試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，試驗(yàn)于2020年在浙江省杭州市余杭區(qū)崇化村（119.96°N，30.05°E）和富陽(yáng)區(qū)中國(guó)水稻研究所試驗(yàn)基地（120.30°N，30.42°E）兩地進(jìn)行。土壤為水稻土，余杭的土壤特性為pH 5.98，有機(jī)質(zhì)35.1 g·kg-1，總氮量1.7 g·kg-1，有效磷44.8 mg·kg-1，有效鉀130 mg·kg-1，富陽(yáng)的土壤特性為pH 5.84，有機(jī)質(zhì)25.3 g·kg-1，總氮量1.0 g·kg-1，有效磷35.2 mg·kg-1，有效鉀90 mg·kg-1。

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，播種量為主區(qū)，播種方法為副區(qū)。根據(jù)插秧機(jī)橫向取秧18次設(shè)定每盤橫向播種18條，同時(shí)設(shè)定縱向取秧40次。根據(jù)機(jī)插取秧總穴數(shù)確定播種量（表1），每穴播種2.5粒（T1）、3.5粒（T2）、4.0粒（T3）種子。試驗(yàn)設(shè)計(jì)2個(gè)播種方法，精準(zhǔn)條播和傳統(tǒng)撒播，兩種方法秧盤播種量一致。播種采用標(biāo)準(zhǔn)9寸秧盤（長(zhǎng)×寬×高=58 cm×28 cm×2.8 cm）。精準(zhǔn)條播采用氣吸式精準(zhǔn)播種流水線進(jìn)行（2BPG-500，杭州賽得林智能裝備有限公司，杭州），傳統(tǒng)撒播采用普通撒播播種流水線進(jìn)行（SYS-1200C，上海矢崎工貿(mào)有限公司，上海），種子分布示意圖如圖1所示。

播種前利用厚度儀篩選種子，篩除不飽滿種子，藥劑浸種48 h晾干水分，保持種子濕度30%—35%。播種后疊盤暗發(fā)芽48 h（暗室恒溫32℃，空氣相對(duì)濕度100%），芽長(zhǎng)1 cm左右擺放大田育秧。試驗(yàn)在5月14日播種，秧齡20 d，利用沃德高速插秧機(jī)（2FGF-8C，江蘇沃德農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司，鎮(zhèn)江）進(jìn)行機(jī)插，每秧盤橫向取秧18次，縱向取秧40次。種植規(guī)格30 cm×18 cm。每小區(qū)機(jī)插4條，小區(qū)面積432 m2，每處理3次重復(fù)。

試驗(yàn)田純氮用量204 kg·hm-2，機(jī)插前2 d撒施普通復(fù)合肥（N﹕P﹕K = 15﹕15﹕15）作基肥，用量240 kg·hm-2；機(jī)插時(shí)側(cè)深施用緩控肥（N﹕P﹕K = 25﹕10﹕10），用量480 kg·hm-2；孕穗期施普通復(fù)合肥（N﹕P﹕K = 15﹕15﹕15），用量320 kg·hm-2。機(jī)插后保持3—5 cm水層，水稻生長(zhǎng)期間采用干濕交替的灌溉方式，病蟲草防控按照當(dāng)?shù)卦耘喙芾砟Ｊ竭M(jìn)行。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 秧盤種子分布均勻度 秧盤種子分布均勻度通過每穴種子數(shù)進(jìn)行考察。每盤考察18×40穴，計(jì)算種子分布均勻度，每處理3次重復(fù)。種子分布均勻度（U）：

；。

1.3.2 秧苗素質(zhì) 每秧盤取樣10 cm×10 cm，考察秧苗成苗率、葉齡、苗高、莖基寬、莖葉干重以及根干量。并利用苗高均勻度衡量秧苗均勻度（U）。3次重復(fù)。成苗率=秧苗數(shù)/（秧苗數(shù)+未發(fā)芽種子數(shù)）×100%。

表1 試驗(yàn)播種量設(shè)置

A—C，精準(zhǔn)播種18條，機(jī)插取秧橫向18次，縱向40次；D—F，傳統(tǒng)撒播，機(jī)插取秧橫向18次，縱向40次。A，D：播種量T1處理，43.2 g/盤，2.5粒種子/穴；B，E：播種量T2處理，60.5 g/盤，3.5粒種子/穴；C，F(xiàn)：播種量T3處理，69.1 g/盤，4.0粒種子/穴

1.3.3 機(jī)插質(zhì)量 機(jī)插后，每小區(qū)選取1.8 m×5.4 m面積記錄機(jī)插每穴苗數(shù)，計(jì)算機(jī)插漏秧率、機(jī)插苗數(shù)均勻度（U）以及機(jī)插每穴2—3苗比例，每小區(qū)為1個(gè)重復(fù)，每處理3次重復(fù)。漏秧率（%）=漏秧穴數(shù)/總機(jī)插穴數(shù)×100%。機(jī)插每穴2—3苗比例=（機(jī)插2苗穴數(shù)+機(jī)插3苗穴數(shù)）/總機(jī)插穴數(shù)×100%。機(jī)插苗數(shù)均勻度（U）：

式中，S表示機(jī)插每穴苗數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)插；xi表示機(jī)插每穴苗數(shù)的觀測(cè)值；表示機(jī)插每穴苗數(shù)的平均值。

1.3.4 分蘗動(dòng)態(tài) 每小區(qū)取樣面積為1.8 m（橫向）×1.8 m（縱向），機(jī)插后，每隔10 d計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)面積內(nèi)分蘗數(shù)直至抽穗期。

1.3.5 葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累 每小區(qū)取樣面積為1.8 m（橫向）×1.8 m（縱向），抽穗期和成熟期取設(shè)定面積里的所有植株，按照葉片、莖鞘、稻穗分開。利用Li-3000c葉面積儀進(jìn)行葉面積測(cè)定，計(jì)算葉面積指數(shù)，葉面積指數(shù)=所設(shè)面積內(nèi)總?cè)~面積/3.24 m2。葉片、莖鞘和稻穗在100℃下殺青15 min，后于80℃下烘干至恒重稱重，計(jì)算群體干重。

1.3.6 有效穗數(shù)均勻度 成熟期每小區(qū)取面積1.8 m×5.4 m，考察所有植株有效分蘗數(shù)。有效穗數(shù)均勻度（U）通過有效穗數(shù)的變異程度進(jìn)行計(jì)算：

1.3.7 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu) 成熟期采用五點(diǎn)法普查每小區(qū)5.4 m×5.4 m面積產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)，計(jì)算有效穗數(shù)，并根據(jù)平均有效穗數(shù)取5穴調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率，測(cè)定千粒重，計(jì)算理論產(chǎn)量，并實(shí)收核產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel2016 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并作圖，采用SAS9.4（SAS，Cary，NC，USA）進(jìn)行方差分析，每個(gè)播種量處理內(nèi)利用t檢驗(yàn)（Student's t-test）比較精準(zhǔn)條播相對(duì)于傳統(tǒng)撒播的差異，利用Origin 9.1（OriginLab，Northampton，MA，USA）作圖。

2 結(jié)果

2.1 秧盤種子分布均勻度的變化

PS顯著提高種子分布均勻度。如圖2所示，T1、T2和T3處理余杭試驗(yàn)點(diǎn)PS種子分布均勻度分別比BS提高55.3、38.5和49.1個(gè)百分點(diǎn)，富陽(yáng)試驗(yàn)點(diǎn)PS種子分布均勻度分別比BS提高53.1、39.3和51.2個(gè)百分點(diǎn)。

A：余杭試驗(yàn)點(diǎn)；B：富陽(yáng)試驗(yàn)點(diǎn)。*，P＜0.05；**，P＜0.01。下同

2.2 秧苗質(zhì)量的變化

由表2可知，播種量和播種方式對(duì)秧苗葉齡的影響不大。株高同時(shí)受到播種量和播種方式的影響，隨著播種量增加秧苗苗高有增加的趨勢(shì)，而與BS相比，PS的秧苗稍矮；不同播種量條件下兩試驗(yàn)點(diǎn)PS機(jī)插的葉片和莖鞘的干重均顯著高于BS；隨著播種量的提高，莖基寬有降低的趨勢(shì)，但在PS和BS間差異不大。PS顯著提高了秧苗均勻度，T1、T2和T3處理余杭點(diǎn)PS秧苗均勻度分別比BS高75.0%、38.5%和27.7%，富陽(yáng)點(diǎn)PS秧苗均勻度分別比BS高83.3%、39.2%和20.8%。

2.3 機(jī)插質(zhì)量的變化

與BS相比，PS顯著降低了機(jī)插漏秧率（表3），T1、T2和T3處理下，余杭點(diǎn)機(jī)插漏秧率分別降低5.0個(gè)百分點(diǎn)、11.7個(gè)百分點(diǎn)和9.1個(gè)百分點(diǎn)，富陽(yáng)點(diǎn)機(jī)插漏秧率分別降低9.5個(gè)百分點(diǎn)、10.8個(gè)百分點(diǎn)和7.3個(gè)百分點(diǎn)。同一播種量下，機(jī)插每穴平均苗數(shù)在PS和BS間差異不顯著，但PS的機(jī)插每穴苗數(shù)的變化范圍要顯著小于BS。各播種量下，PS機(jī)插顯著提高機(jī)插苗數(shù)均勻度，PS的機(jī)插苗數(shù)均勻度在余杭和富陽(yáng)分別比BS增加了74.4%和80.4%，同時(shí)機(jī)插2—3苗比例增加40.0%和42.0%。

表2 不同播種量下播種方式對(duì)秧苗素質(zhì)的影響

*＜0.05，**＜0.01。下同 * indicated significance at＜0.05, ** indicated significance at＜0.01. The same as below

2.4 分蘗動(dòng)態(tài)的變化

由圖3可知，PS的機(jī)插群體分蘗發(fā)生速率高于BS，同時(shí)分蘗高峰苗數(shù)高于BS。T3處理有最高的高峰苗數(shù)，但是最高有效穗數(shù)出現(xiàn)在T2處理。T1、T2、T3處理余杭PS的機(jī)插群體有效穗數(shù)比BS機(jī)插增加7.5%、6.5%和5.5%（圖3-A、B、C），富陽(yáng)PS的機(jī)插群體有效穗數(shù)比BS增加9.0%、9.5%和2.1%（圖3-D、E、F）。

PS顯著提高機(jī)插群體的有效穗數(shù)均勻度（圖4）。T1、T2和T3處理余杭PS的機(jī)插群體有效穗數(shù)均勻度比BS提高43.2%、49.2%和25.1%，富陽(yáng)PS的機(jī)插群體有效穗數(shù)均勻度比BS提高48.1%、56.4%和19.2%。結(jié)果說明，精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插顯著提高了水稻植株均勻度。

2.5 干物質(zhì)積累的變化

與BS相比，PS提高了機(jī)插群體的抽穗期葉面積指數(shù)和干重，兩者的變化趨勢(shì)一致（圖5-A—D）。T1、T2和T3處理下余杭PS的機(jī)插群體成熟期干重分別比BS增加19.2%，17.5%和13.9%（圖5-E），富陽(yáng)PS的機(jī)插群體成熟期干重分別比BS增加5.5%，12.8%和5.8%（圖5-F）。

2.6 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的變化

由表4可知，與BS相比，T1處理PS機(jī)插余杭點(diǎn)和富陽(yáng)點(diǎn)產(chǎn)量分別提高了11.9%和4.6%，T2處理PS機(jī)插余杭點(diǎn)和富陽(yáng)點(diǎn)產(chǎn)量分別提高了10.3%和13.5%，T3處理PS機(jī)插產(chǎn)量相對(duì)于BS機(jī)插有小幅度增加，但增加幅度未達(dá)顯著水平。對(duì)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重在不同播種量和播種方式條件下并不存在顯著差異。但PS顯著提高了機(jī)插群體的有效穗數(shù)，說明PS通過增加機(jī)插群體的有效穗數(shù)進(jìn)而提高了水稻產(chǎn)量。

表3 不同播種量下播種方式對(duì)機(jī)插質(zhì)量的影響

A—C：余杭試驗(yàn)點(diǎn)；D—F：富陽(yáng)試驗(yàn)點(diǎn)。A，D：播種量T1處理；B，E：播種量T2處理；C，F(xiàn)：播種量T3處理

A：余杭試驗(yàn)點(diǎn)；B：富陽(yáng)試驗(yàn)點(diǎn) A: Yuhang field site; B: Fuyang field site

表4 不同播種量下播種方式對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

A，C，E：余杭試驗(yàn)點(diǎn)；B，D，F(xiàn)：富陽(yáng)試驗(yàn)點(diǎn) A, C, E: Yuhang field site; B, D, F: Fuyang field site

對(duì)機(jī)插苗數(shù)單株的產(chǎn)量貢獻(xiàn)率進(jìn)行分析（圖6），隨著播種量的提高，機(jī)插苗單株貢獻(xiàn)率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，PS機(jī)插下T1和T2處理的機(jī)插苗單株貢獻(xiàn)率均高于BS機(jī)插，余杭和富陽(yáng)兩點(diǎn)趨勢(shì)一致，而T3處理下PS與BS的機(jī)插苗單株貢獻(xiàn)率無顯著差異。

2.7 相關(guān)性分析

與BS相比，PS提高了種子分布均勻度，進(jìn)而提高了機(jī)插苗數(shù)均勻度和機(jī)插群體的有效穗數(shù)均勻度。相關(guān)性分析表明，機(jī)插群體的有效穗數(shù)均勻度和葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累、以及有效穗數(shù)呈現(xiàn)顯著正相關(guān)（圖7）。以上說明，精準(zhǔn)播種通過提高群體有效穗數(shù)及其均勻度進(jìn)而促進(jìn)了產(chǎn)量的提高。

圖6 不同播種量下播種方式對(duì)機(jī)插苗水稻單株產(chǎn)量貢獻(xiàn)的影響

A，群體有效穗數(shù)均勻度與葉面積指數(shù)的相關(guān)性；B，群體有效穗數(shù)均勻度與群體總干物質(zhì)積累的相關(guān)性；C，群體有效穗數(shù)均勻度與有效穗數(shù)的相關(guān)性；D，群體有效穗數(shù)均勻度與產(chǎn)量的相關(guān)性

3 討論

單季稻傳統(tǒng)撒播機(jī)插的播種量是22.5—30.0 kg·hm-2，標(biāo)準(zhǔn)秧盤用種量為70—90 g/盤，秧盤種子分布不均勻，秧苗排列和機(jī)插取秧不對(duì)應(yīng)，導(dǎo)致機(jī)插漏秧率較高[15]。羅漢亞等[14]指出適宜的播種密度和取秧面積耦合可以降低機(jī)插漏秧率，本試驗(yàn)秧盤精準(zhǔn)播種條數(shù)和機(jī)插橫向取秧次數(shù)相一致，實(shí)現(xiàn)了播種和機(jī)插取秧的融合，因此降低機(jī)插漏秧率到5%以下。同時(shí)通過氣吸式播種實(shí)現(xiàn)播種方式由“克”向“?！钡霓D(zhuǎn)變，通過播種粒數(shù)計(jì)算播種量。結(jié)合疊盤出苗的工廠化育秧模式，提高了種子出苗率和出苗整齊度[16]，實(shí)現(xiàn)了低播量下秧苗成毯[9]，配套機(jī)插取秧方式，通過精準(zhǔn)條播育秧實(shí)現(xiàn)了雜交稻低播量下毯苗的高質(zhì)量機(jī)插。與傳統(tǒng)撒播育秧相比，精準(zhǔn)條播育秧通過增加機(jī)插群體的有效穗數(shù)進(jìn)而提高了水稻產(chǎn)量，精準(zhǔn)條播育秧降低了機(jī)插漏秧率，提高了機(jī)插苗數(shù)均勻度以及有效穗數(shù)均勻度，說明通過改變機(jī)插取秧特性能夠顯著改變?nèi)后w質(zhì)量。

在本試驗(yàn)中，T2處理的產(chǎn)量要高于T1和T3，這和前人研究表明雜交稻低機(jī)插密度下機(jī)插每穴2苗能夠達(dá)到較高產(chǎn)量是一致的[17-18]。由于機(jī)械損傷以及秧苗生長(zhǎng)期對(duì)分蘗抑制的作用[19-20]，機(jī)插秧苗分蘗發(fā)生速率要慢于手插秧苗，因此雜交稻機(jī)插的適宜每穴苗數(shù)相對(duì)于與手插的每穴苗數(shù)有所增加，在本試驗(yàn)中，精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插的分蘗發(fā)生速率快于撒播育秧機(jī)插，條播機(jī)插下分蘗的蘗位相對(duì)于撒播機(jī)插的變化有待于進(jìn)一步研究。雜交稻高產(chǎn)要求有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)的平衡[21]，本試驗(yàn)不同播種量下條播和撒播育秧的單位面積機(jī)插基本苗數(shù)是一樣的，漏秧和部分機(jī)插穴苗數(shù)降低的同時(shí)增加了其他穴的機(jī)插苗數(shù)，雖然機(jī)插空穴周邊植株有邊際補(bǔ)償效應(yīng)[22]，但其他穴機(jī)插苗數(shù)增加的同時(shí)增強(qiáng)了無效分蘗的競(jìng)爭(zhēng)[23]，這是撒播機(jī)插群體的有效穗數(shù)低于精準(zhǔn)條播機(jī)插的原因，也是T3處理下播種量高卻導(dǎo)致有效穗數(shù)降低的原因。隨著播種量的增加，每穗粒數(shù)有下降的趨勢(shì)，說明機(jī)插單穴苗數(shù)的增加降低每穗粒數(shù)[24]，前人研究發(fā)現(xiàn)秧苗素質(zhì)好利于機(jī)插雜交稻分蘗發(fā)生，同時(shí)促進(jìn)了穗粒形成[25]，王端飛等[26]研究指出，每穗粒數(shù)、一二次枝梗數(shù)和穗層分布整齊度也與產(chǎn)量呈顯著的正相關(guān)，然而在本試驗(yàn)中，同等播種量下播種方式間每穗粒數(shù)的差異并不顯著，但撒播的機(jī)插苗數(shù)不均勻?qū)е铝嗣克肓?shù)分布不均勻，也影響了撒播下的產(chǎn)量形成。通過精準(zhǔn)條播使種子均勻分布，增強(qiáng)了秧苗群體透風(fēng)透光性，進(jìn)而提高了秧苗健壯程度，促進(jìn)機(jī)插后秧苗返青發(fā)棵，另外精準(zhǔn)條播育秧的秧苗長(zhǎng)勢(shì)均勻，使機(jī)插后大田植株生長(zhǎng)均勻，降低了個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)，提高水稻群體通風(fēng)透光性[27-28]，植株生長(zhǎng)均勻，進(jìn)而提高產(chǎn)量[13]。

精準(zhǔn)條播育秧的機(jī)插群體抽穗期葉面積指數(shù)高于傳統(tǒng)撒播，高葉面積指數(shù)提高了灌漿期干物質(zhì)積累能力，余杭和富陽(yáng)兩試驗(yàn)點(diǎn)精準(zhǔn)條播灌漿結(jié)實(shí)期總干物質(zhì)積累量分別比傳統(tǒng)撒播高27.7%和10.3%，高干物質(zhì)積累進(jìn)一步促進(jìn)了精準(zhǔn)條播機(jī)插下的產(chǎn)量提升[29-30]。在本研究中，由于余杭基礎(chǔ)地力比富陽(yáng)好，導(dǎo)致余杭的產(chǎn)量要高于富陽(yáng)的產(chǎn)量。土壤地力的差異導(dǎo)致富陽(yáng)機(jī)插群體的分蘗發(fā)生能力較差，同時(shí)降低了穎花形成能力，導(dǎo)致富陽(yáng)T2處理的產(chǎn)量比余杭T1處理的產(chǎn)量還要低，結(jié)果也說明高產(chǎn)對(duì)土壤肥力的要求大于肥料的施用量[31]。huang等[32]報(bào)道指出，增加種植密度可以減少氮肥施用量降低導(dǎo)致的產(chǎn)量損失。因此，在不同土壤肥力條件下，優(yōu)化精準(zhǔn)條播播種量和肥料用量有望進(jìn)一步提高雜交稻毯苗機(jī)插下的產(chǎn)量。

4 結(jié)論

與傳統(tǒng)撒播育秧相比，雜交稻精準(zhǔn)條播育秧的秧苗質(zhì)量好，秧苗長(zhǎng)勢(shì)均勻。通過配套機(jī)插取秧，精準(zhǔn)播種育秧顯著降低了機(jī)插漏秧率，提高了機(jī)插苗數(shù)均勻度，并增加了機(jī)插群體的有效穗數(shù)及其均勻度，進(jìn)而提高了產(chǎn)量，在雜交稻低播種量下效果尤為明顯。精準(zhǔn)條播育秧是毯苗機(jī)插下實(shí)現(xiàn)雜交稻低播量稀播少本機(jī)插豐產(chǎn)的有效方式。

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Beneficial effects of precision drill sowing with low seeding rates in machine transplanting for hybrid rice to improve population uniformity and yield

1China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006;2Ningbo Academy of Agricultural Sciences, Ningbo 315040, Zhejiang;3Agricultural Technology Extension Center of Yuhang District, Hangzhou 311100

【】The aim of this study was to clarify the beneficial effect of precision drill sowing (PS) in machine transplanting for improving the population uniformity and yield of hybrid rice under low seeding rate, and to establish the theory and technology for machine transplanting with sparse sowing and fewer seedling in machine transplanting with flat seedling of hybrid rice. 【】Indica-japonica hybrid rice ‘Yongyou 1540’ was used in this study, and the experiment was conducted at Chonghua country (Yuhang district) and experimental base of China National Rice Research Inistitute (Fuyang district) at the same time. PS was layout set at 18 horizontal hills×40 vertical hills in the standard seedling tray for machine transplanting. The sowing amount per hill in seedling tray was set as 2.5 seeds (43.2 g/tray, T1), 3.5 seeds (60.5 g/tray, T2), and 4.0 seeds (69.1 g/tray, T3), and the same seeding rates in traditional broadcast sowing (BS) for machine transplanting were set as the control. Then, the seed distribution, seedling quality, machine planting quality, dry matter accumulation in rice population, the uniformity of the number of productive tillers and yield formation were investigated.【】(1) Compared with BS, PS improved the uniformity of seed distribution in seedling tray. (2) PS significantly enhanced rice seedling quality, and increased the dry matter accumulation and uniformity of seedling. PS increased the seedling uniformity by 47.5% on average among different seeding rates than that under BS, which presented a more beneficial effect with low seeding rates. (3) Compared with BS, PS reduced the missing hill percent in machine transplanting by 8.9 percentage point on average, and PS enhanced the uniformity of seedling number transplanted per hill by 87.8% on average, meanwhile, the percentage of hills with 2-3 seedling transplanted was the highest at T2under PS. (4) PS increased the number of tillers at tillering peak stage to increase the number of productive panicles in rice population. Among the different seeding rate treatments, PS increased the number of productive tillers by 6.7% on average, meanwhile, which enhanced the uniformity of the number of productive tillers by 40.2%, in which T2presented the highest productive tillers and productive tillers uniformity, meanwhile PS enhanced the leaf area index and dry matter accumulation of rice population. (5) PS enhanced the rice yield by 9.0% on average compared with BS by increasing in the number of productive tillers, in which T2presented the highest yield. With the increasing of seeding rate, the increasing rate of yield under PS in contrast to BS presented a reduction tendency, while a decreasing was observed in the contribution rate of machine-transplanted seedlings to yield. (6) Correlation analysis showed that the population uniformity of the number of productive tillers positive correlated to leaf area index, dry matter accumulation and rice yield.【】Precision drill sowing in machine transplanting improved the uniformity of seed distribution, reduced the missing hill percent, increased the uniformity of seedling transplanted per hill, therefore contributed to enhance the rice population uniformity and yield. Precision drill sowing was an effective method to achieve higher yield with flat seedling in machine transplanting under low seeding rates of hybrid rice.

hybrid rice; machine transplanting; flat seedling; precision drill sowing; plant distribution uniformity; yield

10.3864/j.issn.0578-1752.2022.04.004

2021-04-06；

2021-07-05

中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)、寧波市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2019B10003）、國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-01-23）、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、浙江省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2019C02017，2022C02034）、中國(guó)水稻研究所所級(jí)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（CNRRI-2020-03）

王亞梁，E-mail：wangyaliang@caas.cn。通信作者朱德峰，E-mail：cnrice@qq.com

（責(zé)任編輯 楊鑫浩）