機械化種植方式對水稻綜合生產力及稻麥周年生產的影響.pdf

1、當前，經(jīng)濟發(fā)展迅速，農村勞動力轉移加劇，給農業(yè)帶來一定的負面效應。加快水稻機械化進程，能夠實現(xiàn)水稻穩(wěn)產、增產，為農業(yè)生產帶來積極的效應。機械化種植是水稻機械化生產的重要環(huán)節(jié)，也是實現(xiàn)水稻全程機械化高產高效生產的難點和研究的熱點。長江下游稻麥兩熟地區(qū)，目前主流的機械化種植方式有毯苗機插、機械直播和缽苗機插。受前茬小麥生產的影響，不同種植方式有其自身生產的特點及限制。因此，研明高產栽培模式下毯苗機插、機械直播和缽苗機插水稻綜合生產力差異與產

2、量形成的生態(tài)生理特征，能夠為機械化種植方式的合理推廣應用及實現(xiàn)水稻全程機械化高產高效生產提供理論參考和數(shù)據(jù)支持。2014-2015年，本試驗于揚州大學農學院校外試驗基地江蘇省興化市釣魚鎮(zhèn)進行，選用常規(guī)粳稻、秈粳雜交稻和雜交秈稻共6個水稻品種為材料，系統(tǒng)比較研究高產栽培模式下毯苗機插、機械直播和缽苗機插等機械化種植方式下不同水稻品種產量及其構成特征、溫光資源利用特征、光合物質生產特征、株型及抗倒伏特征、氮素吸收利用特征、米質性狀和稻麥周年

3、生產特征及差異。主要結果如下:
　　1.與機械直播相比，缽苗機插和毯苗機插分別顯著增產水稻20.0％和13.1％。其中，秈粳雜交稻和雜交秈稻產量于種植方式間的變化幅度大于常規(guī)粳稻。從產量構成因素分析，水稻的結實率和千粒重于種植方式間差異不顯著，群體穎花量呈缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播的顯著趨勢。進一步分析水稻群體穎花量構成，單位面積有效穗數(shù)和穗粒數(shù)分別呈缽苗機插＜毯苗機插＜機械直播和缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播的顯著趨勢。與機械直

4、播相比，缽苗機插和毯苗機插水稻的穗數(shù)平均減少4.4％和2.6％，穗粒數(shù)平均增加22.1％和13.3％，群體穎花量平均增加16.7％和10.3％。水稻的穗長、著粒密度、單穗粒重、一次枝梗數(shù)和粒數(shù)、二次枝梗數(shù)和粒數(shù)、二次枝梗粒數(shù)對穗粒數(shù)的貢獻率及二次枝梗粒數(shù)的結實率為缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播;一二次枝梗數(shù)比、一二次枝梗粒數(shù)比和一次枝梗粒數(shù)對總粒數(shù)的貢獻率為缽苗機插＜毯苗機插＜機械直播。因此，保足穗、爭大穗、高穎花量及穩(wěn)定的結實率和千粒重

5、，是缽苗機插較毯苗機插和機械直播高產的重要特征。
　　2.缽苗機插和毯苗機插水稻播種期較機械直播早28和16 d，致水稻拔節(jié)期提前7-13和5-9 d，抽穗期提前7-15和4-10 d，成熟期提前5-15和3-11 d。與機械直播相比，毯苗機插延長水稻生育期5-14 d，缽苗機插延長13-23 d，且生育期延長主要是由于播種至拔節(jié)期持續(xù)時間延長。秈粳雜交稻和雜交秈稻的日產量呈缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播的顯著趨勢，常規(guī)粳稻呈毯苗機

6、插高于缽苗機插和機械直播的趨勢。最終，產量與生育期和日產量均呈極顯著的正相關關系。這說明，水稻生長過程中，延長全生育期和提高日產量均能增加實產。相比機械直播，缽苗機插和毯苗機插增加水稻全生育期有效積溫14.9％-19.6％和9.1％-11.6％，增加全生育期太陽輻射積累量16.1％-24.8％和8.3％-14.2％。水稻全生育期日均溫度呈缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播，其中營養(yǎng)生長期（播種至拔節(jié)期）為缽苗機插＜毯苗機插＜機械直播，生殖生長

7、期（拔節(jié)至抽穗期）和灌漿結實期（抽穗至成熟期）為缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播。受種植方式的影響，營養(yǎng)生長期日均溫度低于25.1℃和灌漿結實期日均溫度高于20.1℃可攻取高產。因此，長生育期、高溫光資源利用、營養(yǎng)生長期較低的日均溫度和灌漿結實期較高的日均溫度，是缽苗機插水稻高產的重要特征。
　　3.從水稻莖蘗動態(tài)分析，缽苗機插呈“緩升緩降”的態(tài)勢，機械直播呈“急升驟降”的態(tài)勢，毯苗機插居于二者之間，成穗率為缽苗機插＞毯苗機插＞機械直

8、播的趨勢。缽苗機插水稻較毯苗機插和機械直播水稻群體干物質積累量大，其差異隨生育進程的推進而增大。降低播種至拔節(jié)期水稻干物質積累量比例，控制拔節(jié)至抽穗期干物質積累量比例，增大抽穗至成熟期干物質積累量比例是缽苗機插較毯苗機插和機械直播積累更多生物產量的重要途徑。灌漿結實期水稻單莖莖鞘重和乳熟后單莖莖鞘的二次充實狀況均為缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播。與毯苗機插和機械直播相比，缽苗機插抽穗至乳熟期單莖莖鞘干物質輸出率和轉運率較大，抽穗至成熟期較

9、小。抽穗后水稻的光合勢、群體生長率和凈同化率均呈缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播的顯著趨勢，極大地提高了缽苗機插水稻植株群體光合生產能力，為水稻高產的形成奠定物質基礎。
　　4.與毯苗機插和機械直播相比，缽苗機插使水稻上三葉葉長增長，比葉重增大，葉基角和披垂度減小;使水稻群體高效葉葉面積增加，劍葉葉綠素含量和凈光合速率協(xié)同增加;使水稻穗型變大，粒葉比提高;并且使水稻株高增高，稈長增長，穗下節(jié)間增長。水稻基部1-3節(jié)間于缽苗機插方式下，

10、較毯苗機插和機械直播長度縮短，莖稈變粗，莖壁增厚，節(jié)間干重增加，充實度變好，抗折力和彎曲力矩增大，倒伏指數(shù)顯著降低。這說明，缽苗機插更能改善水稻株型，優(yōu)化水稻群體結構，提升水稻抗倒性能。
　　5.拔節(jié)期水稻含氮率為缽苗機插＜毯苗機插＜機械直播，抽穗和成熟期為缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播，差異顯著。主要時期水稻植株吸氮量于種植方式間的變化趨勢與含氮量一致，但拔節(jié)期吸氮量于種植方式間差異不顯著，抽穗和成熟期差異顯著。拔節(jié)后水稻的氮素積

11、累量、積累比例和吸收速率均呈缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播的顯著趨勢。水稻百千克籽粒氮素吸收量、偏生產力和氮收獲指數(shù)為缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播，而籽粒和干物質氮素生產率為缽苗機插＜毯苗機插＜機械直播，差異顯著。這說明，缽苗機插水稻氮素生產效率較低。因此，在今后技術研發(fā)中應重視氮肥的高效利用，以實現(xiàn)兼顧高產和營養(yǎng)高效水稻機械化生產。抽穗期和成熟期植株葉片、莖鞘和穗部含氮率均為缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播，抽穗后缽苗機插葉片氮素轉運量、表

12、觀轉運率和轉運貢獻率均顯著大于毯苗機插和機械直播，為籽粒高效的氮素積累提供保障。
　　6.缽苗機插的整精米率比毯苗機插和機械直播分別提高1.6％和4.9％，整精米產量分別提高7.8％和25.9％，改善了稻米加工品質。與毯苗機插和機械直播相比，缽苗機插稻米的堊白米率、堊白面積和堊白度顯著增加，對稻米外觀品質有不利影響，但缽苗機插精米蛋白質含量較高，有利于稻米營養(yǎng)品質的改良，其精米蛋白質產量分別比毯苗機插和機械直播提高8.7％和28.

13、0％。3種種植方式相比，缽苗機插稻米蒸煮食味品質表現(xiàn)出一定程度的變優(yōu)趨勢，其中，稻米直鏈淀粉含量、消減值和糊化溫度呈缽苗機插＜毯苗機插＜機械直播的趨勢，膠稠度、峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度和崩解值呈缽苗機插＞毯苗機插＞機械直播的趨勢。食味值于種植方式間無顯著差異，呈秈粳交水稻和常規(guī)粳稻缽苗機插＜毯苗機插＜機械直播，雜交秈稻毯苗機插＞缽苗機插＞機械直播的趨勢。
　　7.試驗中，水稻騰茬時間由早到晚依次為缽苗機插、毯苗機插和機械直播。

14、因此，小麥的播種期于缽苗機插水稻茬口早于毯苗機插和機械直播水稻茬口，致小麥生育期、生物學產量和經(jīng)濟產量呈缽苗機插水稻茬口＞毯苗機插水稻茬口＞機械直播水稻茬口的顯著趨勢。水稻機械化種植方式對稻麥周年生產的影響顯著。與機械直播水稻-小麥相比，缽苗機插和毯苗機插水稻-小麥分別增加周年經(jīng)濟產量19.3％和12.2％，增加周年生物學產量17.5％和11.2％，增加周年日產量9.1％和7.2％。缽苗機插和毯苗機插水稻-小麥全生育期較機械直播水稻-小

15、麥長32和16 d，其中缽苗機插水稻-小麥全生育期天數(shù)超過366 d。水稻周年有效積溫積累量、太陽輻射積累量和溫光生產效率均呈缽苗機插-小麥＞毯苗機插水稻-小麥＞機械直播水稻-小麥的顯著趨勢。最終，與機械直播水稻-小麥相比，缽苗機插水稻-小麥分別增大周年籽粒和干物質光能利用率15.8％和14.0％，毯苗機插分別增大10.5％和9.5％。由此總結如下，缽苗機插在促進稻麥周年糧食增產增效生產的作用表現(xiàn)在:①攻大穗，高積累，增水稻產量;②提早