張 亮，王彥青，葉旭波，馬玲芳，代曉華

（寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

水稻的栽培方式分為移栽和直播。直播是一種古老的稻作技術(shù)，在水稻移栽技術(shù)出現(xiàn)之后逐漸萎縮[1]。近年來(lái)，由于直播稻技術(shù)更符合現(xiàn)代稻作輕簡(jiǎn)化和機(jī)械化的發(fā)展趨勢(shì)，在人少地多和勞動(dòng)力缺乏的情況下，直播稻面積逐年擴(kuò)大，直播已成為部分水稻種植地區(qū)的主要栽培方式[2—3]。直播稻技術(shù)一般分為旱直播和水直播兩大類，我國(guó)傳統(tǒng)的直播方式為旱直播，水直播主要在長(zhǎng)江中下游稻作區(qū)被采用[4]。旱直播是一種節(jié)水節(jié)本、增產(chǎn)增效的栽培模式[5]，近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的不斷提高、早熟高產(chǎn)新品種的育成推廣以及高效除草劑的應(yīng)用，旱直播稻發(fā)展較快[6]。然而旱直播方式存在播種量大、出苗率低、群體密度過(guò)大、易倒伏且產(chǎn)量低等問(wèn)題[7—10]，尤其是一些地區(qū)依然延用著傳統(tǒng)的旱直播方式，這種方式存在難齊苗、易受淹、雜草及病蟲(chóng)害嚴(yán)重、易倒伏等弊端[11]。因此，直播稻栽培技術(shù)迫切需要改進(jìn)。已有研究表明，由于直播稻沒(méi)有緩苗期以及環(huán)境條件的不同，直播稻的分蘗發(fā)生、成穗特點(diǎn)、生產(chǎn)力及其對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)與移栽稻存在差異[12—13]。旱直播播期遲，水稻生育期短，對(duì)溫光資源利用得少，易造成水稻群體偏大，單莖生長(zhǎng)量小，根系分布較淺而易倒伏等，不利于高產(chǎn)的形成[14]。目前，關(guān)于直播稻的研究主要集中在機(jī)械直播[15]、養(yǎng)分管理[16]、生育進(jìn)程、分蘗動(dòng)態(tài)及物質(zhì)積累與分配方面[17]。

寧夏水稻栽培受到水資源短缺和農(nóng)村勞動(dòng)力減少的制約，插秧稻栽培面積日益萎縮，已不足寧夏水稻總面積的20%，而不同方式的旱直播稻面積逐年擴(kuò)大，約占水稻總面積的80%[18]。然而，近年來(lái)水稻生產(chǎn)中出現(xiàn)了頻繁的播期低溫冷害所導(dǎo)致的爛種、出苗不全以及單一成分拌種劑長(zhǎng)期使用易產(chǎn)生抗性等突出問(wèn)題[19]，嚴(yán)重影響了直播稻的安全生產(chǎn)。并且，當(dāng)前生產(chǎn)中旱直播水稻用種量過(guò)高，這不但增加了種植成本，還嚴(yán)重影響了植株素質(zhì)和產(chǎn)量[15]。

由于光照、溫度、通風(fēng)情況等的影響，播量不同，導(dǎo)致水稻個(gè)體獲得的營(yíng)養(yǎng)面積和受光條件不同，因此播量對(duì)幼苗素質(zhì)的影響較大[16]。本試驗(yàn)研究了不同旱直播模式下不同播量對(duì)水稻出苗率及幼苗質(zhì)量的影響，旨在探討適宜的水稻保墑直播模式，為寧夏直播稻的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于寧夏銀川市永寧縣望洪鎮(zhèn)農(nóng)豐村寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所望洪科研試驗(yàn)基地。該地位于北緯38.13°、東經(jīng)106.12°。年均降水量201.4 mm，年均蒸發(fā)量1 470.1 mm。土壤質(zhì)地為灌淤土，基礎(chǔ)土樣養(yǎng)分:w（全氮）=0.90 g/kg，w（堿解氮）=23.05 mg/kg，w（全磷）=9.0 g/kg，w（速效磷）=90.85 mg/kg，w（速效鉀）=311.42 mg/kg，w（有機(jī)質(zhì)）=22.84 g/kg，pH=8.34。

1.2 供試材料

供試品種為寧粳47號(hào)，生育期155 d，千粒質(zhì)量23.5 g，平均粒長(zhǎng)5.9 mm，長(zhǎng)寬比2.4。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。因素一為不同旱直播模式:條播，穴播（20 cm×8 cm），穴播（20.0 cm×12.5 cm），勻播。因素二為不同播量:低播量（10.4 kg/667 m2），中等播量（14.6 kg/667 m2），高播量（18.8 kg/667 m2）。共12個(gè)處理，4次重復(fù)。小區(qū)面積4 m×1 m=4 m2，過(guò)道寬0.5 m，共48個(gè)小區(qū)。2018年秋進(jìn)行整地，施復(fù)合肥（氮、磷、鉀有效養(yǎng)分含量≥25%）30 kg/667 m2、磷酸氫二胺10 kg/667 m2。播種前施用復(fù)合肥15 kg/667 m2。2019年3月23日播種，播種深度為3 cm，播種后鎮(zhèn)壓保墑。其他栽培管理同大田。

1.4 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.4.1 種子質(zhì)量種子活力測(cè)定采用2，3，5-三苯基氯化四氮唑（TTC）還原法。將浸泡好的種子隨機(jī)取3份，每份30粒，沿種胚中央準(zhǔn)確切開(kāi)，取每粒種子的一半備用。把切好的種子分別放在培養(yǎng)皿中，加入適量TTC溶液。放入40℃左右的恒溫箱內(nèi)保溫30 min。取出培養(yǎng)皿，將種子沖洗2～3次，立即觀察種胚著色情況，判斷種子有無(wú)活力。

發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽率:將水稻種子經(jīng)10%過(guò)氧化氫消毒10 min，用蒸餾水徹底洗凈。隨機(jī)取種子3份，每份100粒，將其置于墊有2層濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿中，置于25℃恒溫人工氣候箱中發(fā)芽。發(fā)芽第3天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，第7天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。

1.4.2 土壤含水量從播種到出苗期間，每隔5 d用鋁盒取土樣1次，帶回實(shí)驗(yàn)室用稱質(zhì)量法測(cè)定土壤含水量。

1.4.3 土壤溫度從播種到出苗期間，每隔5 d用地溫計(jì)記錄土壤溫度。08:00開(kāi)始，20:00結(jié)束，每隔1 h記錄1次數(shù)據(jù)。

1.4.4 出苗率條播:隨機(jī)選擇3個(gè)小區(qū)，在每個(gè)小區(qū)中間2行各取一2 m長(zhǎng)的樣段統(tǒng)計(jì)其出苗數(shù)，計(jì)算出苗率。

穴播:隨機(jī)選擇3個(gè)小區(qū)，在每個(gè)小區(qū)中間2行各取一20 cm穴長(zhǎng)的樣段統(tǒng)計(jì)其出苗數(shù)，計(jì)算出苗率。

勻播:隨機(jī)選擇3個(gè)小區(qū)，在每個(gè)小區(qū)中間取一0.5 m×0.5 m的樣方統(tǒng)計(jì)其出苗數(shù)，計(jì)算出苗率。

1.4.5 幼苗質(zhì)量每個(gè)處理取一0.4 m×0.4 m的樣方，取其植株放入取樣袋中帶回實(shí)驗(yàn)室。用烘干法分別測(cè)定幼苗地下部、地上部干質(zhì)量。將樣株放入烘箱內(nèi)以105℃殺青30 min，調(diào)節(jié)烘箱溫度至80℃烘干直至恒質(zhì)量。

根數(shù)、根長(zhǎng):在每個(gè)小區(qū)中取一0.4 m×0.4 m的樣方，隨機(jī)取其中四分之一樣株放入取樣袋中帶回實(shí)驗(yàn)室，剪掉根系用水沖洗干凈，統(tǒng)計(jì)根數(shù)和根長(zhǎng)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用Excel 2010及Origin軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻種子質(zhì)量

由表1可知，寧粳47號(hào)水稻種子活力高達(dá)96.7%。高活力種子發(fā)芽率較高，可以提高田間出苗率，同時(shí)也能很好地抵抗不良環(huán)境，抗病蟲(chóng)害，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量。發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別達(dá)到97.0%和99.7%，說(shuō)明寧粳47號(hào)水稻種子質(zhì)量高，可以保證田間正常出苗。

表1 水稻種子質(zhì)量 %

2.2 不同旱直播模式對(duì)水稻出苗率的影響

由圖1可知，不同直播模式的水稻出苗率高低依次為穴播（20 cm×12.5 cm）、勻播、穴播（20 cm×8 cm）、條播。各直播模式不同播量處理的出苗率均以低播量最高。低播量不同直播模式的出苗率以穴播（20 cm×12.5 cm）最高，達(dá)到75.98%，勻播次之，為71.11%，條播的出苗率較低，僅為33.80%。高播量不同直播模式的出苗率高低依次為勻播、穴播（20 cm×12.5 cm）、穴播（20 cm×8 cm）、條播，勻播模式的出苗率為47.21%，條播模式僅為29.63%。條播模式不同播量處理的出苗率差異不顯著，其他3種旱直播模式不同播量處理的出苗率均存在顯著差異，隨播量增加水稻出苗率呈降低趨勢(shì)。

圖1 不同旱直播模式下水稻出苗率

2.3 不同旱直播模式對(duì)水稻基本苗的影響

如圖2所示，穴播模式的基本苗數(shù)量高于勻播和條播。穴播（20 cm×12.5 cm）模式中等播量的基本苗數(shù)量最高，達(dá)到45.96萬(wàn)株／667 m2，條播模式低播量的基本苗數(shù)量最低，僅為16.91萬(wàn)株／667 m2。各播量處理不同直播模式的基本苗數(shù)量變化規(guī)律基本一致，均為穴播（20 cm×12.5 cm）的基本苗數(shù)量較高，條播的基本苗數(shù)量較低。各直播模式不同播量處理間的基本苗數(shù)量差異不顯著，條播模式下不同播量的基本苗數(shù)量隨播量增加而增加；穴播（20 cm×8 cm）模式下各播量的基本苗數(shù)量相近；穴播（20 cm×12.5 cm）模式下各播量的基本苗數(shù)量大小依次為中等播量、低播量、高播量；勻播模式下各播量的基本苗數(shù)量大小依次為高播量、低播量、中等播量。

圖2 不同旱直播模式下水稻基本苗數(shù)量

2.4 不同旱直播模式對(duì)水稻幼苗質(zhì)量的影響

2.4.1 不同旱直播模式對(duì)水稻幼苗干物質(zhì)量的影響如圖3所示，條播模式下各播量水稻幼苗的地上干物質(zhì)量存在顯著差異，隨播量增加而增加。穴播（20 cm×8 cm）模式下，低播量和高播量的地上干物質(zhì)量較高（0.07 g），與中等播量的地上干物質(zhì)量（0.06 g）差異顯著。穴播（20 cm×12.5 cm）模式下，低播量的地上干物質(zhì)量為0.06 g，與中等播量和高播量差異顯著。勻播模式下，低播量的地上干物質(zhì)量為0.07 g，顯著低于中等播量和高播量。低播量處理的穴播（20 cm×8 cm）和勻播地上干物質(zhì)量均為0.07 g，高于條播和穴播（20 cm×12.5 cm），條播最低，僅為0.03 g。勻播模式的中等播量和高播量地上干物質(zhì)量均為0.08 g，高于條播和穴播。高播量處理的不同直播模式地上干物質(zhì)量大小依次為勻播、穴播（20 cm×8 cm）、條播、穴播（20 cm×12.5 cm）。

圖3 不同旱直播模式下水稻幼苗的干物質(zhì)量

穴播（20 cm×8 cm）模式各播量處理的地下干物質(zhì)量無(wú)顯著差異，均為0.03 g。其他3種直播模式下，低播量的地下干物質(zhì)量與中等播量、高播量存在顯著差異，條播和勻播模式低播量的地下干物質(zhì)量為0.02 g，顯著低于中等播量和高播量。

2.4.2 不同旱直播模式對(duì)水稻幼苗根數(shù)的影響如圖4所示，勻播模式各播量處理的水稻根數(shù)多于條播和穴播。條播模式下，水稻根數(shù)隨播量增加而增加，低播量的根數(shù)與中等播量、高播量存在顯著差異；穴播（20 cm×8 cm）模式下，各播量處理的根數(shù)無(wú)顯著差異；穴播（20 cm×12.5 cm）模式下，低播量的根數(shù)為19，顯著高于中等播量和高播量；勻播模式下，中等播量的根數(shù)為24，顯著高于低播量和高播量。低播量處理下，條播模式根數(shù)僅為11，而勻播模式的根數(shù)較多，為21；高播量處理下，穴播（20 cm×8 cm）模式的根數(shù)較少，僅為15。

圖4 不同旱直播模式下水稻的根數(shù)

2.4.3 不同旱直播模式對(duì)水稻幼苗平均根長(zhǎng)的影響由圖5可知，不同直播模式下各播量處理的平均根長(zhǎng)無(wú)顯著差異。條播模式下，高播量處理的根長(zhǎng)為3.8 cm，而中播量的根長(zhǎng)僅為1.7 cm；穴播（20 cm×8 cm）模式下，高播量的根長(zhǎng)為4.3 cm，高于低播量和中等播量的3.2 cm；穴播（20 cm×12.5 cm）模式下，根長(zhǎng)隨播量增加而減小；勻播模式下，高播量的根長(zhǎng)為4.1 cm，大于中等播量和低播量。

圖5 不同旱直播模式下水稻幼苗的根長(zhǎng)

2.4.4 水稻幼苗質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)性分析由表2可知，幼苗地上部干質(zhì)量與根數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與根長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，與地下部干質(zhì)量無(wú)顯著相關(guān)性。地下部干質(zhì)量、根數(shù)、根長(zhǎng)之間無(wú)顯著相關(guān)性。

表2 水稻幼苗質(zhì)量各指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)矩陣

3 討論

3.1 不同旱直播模式對(duì)水稻出苗的影響

種子質(zhì)量是決定作物產(chǎn)量高低的主要因素之一，而種子活力是衡量種子質(zhì)量的重要指標(biāo)[19]。在復(fù)雜的田間條件下，種子活力決定了種子迅速整齊出苗并長(zhǎng)成正常幼苗的潛力[20—21]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，高活力種子田間出苗率高，出苗速度快、整齊一致，植株密度均勻，光能水肥利用效率高，可充分發(fā)揮品種的增產(chǎn)潛力[22]。在逆境脅迫田間條件下，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)種子發(fā)芽率與田間出苗率相關(guān)性較低[22]，只有通過(guò)測(cè)定種子活力才能更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)田間出苗表現(xiàn)和生產(chǎn)情況。

旱直播作為當(dāng)前水稻播種的主要方式，受其自身耕作條件的影響，田間出苗率相對(duì)較低。而與出苗率相關(guān)的因素主要有種子質(zhì)量、土壤含水量、土壤溫度和氧氣等，這些因素均影響著水稻出苗率。播種前應(yīng)對(duì)水稻種子進(jìn)行質(zhì)量測(cè)定，觀察種子活力、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽率，以確保在大田種植過(guò)程中種子能夠正常出苗，通過(guò)出苗率的高低來(lái)選擇適當(dāng)?shù)暮抵辈ツＪ健?種旱直播模式下水稻出苗率均相對(duì)較低，但在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的水稻種子活力和發(fā)芽率各為96.7%和99.7%，這說(shuō)明水稻種子質(zhì)量好，而導(dǎo)致田間出苗率降低的主要因素可能是土壤條件。在田間分別測(cè)定了播種前和播種后一周土壤的溫度和含水量，播種前土壤含水量為20.52%，播種后一周土壤含水量為19.12%，播種前后土壤含水量差異不大，對(duì)田間出苗率無(wú)顯著影響。而播種前在田間測(cè)得5 cm土層土壤溫度為8.8℃，播種后一周為9.4℃，說(shuō)明播種時(shí)土壤溫度較低，導(dǎo)致水稻種子不能正常發(fā)芽出苗。播種后兩周5 cm土層土壤溫度為16.2℃，此時(shí)的土壤溫度可以滿足水稻種子在田間正常出苗的需求。水稻在3月23日進(jìn)行旱直播，由于播種時(shí)間過(guò)早，土壤溫度較低，水稻種子未能盡快出苗，隨著土壤溫度上升，水稻種子逐漸開(kāi)始發(fā)芽露白，4月19日正式出苗，出苗時(shí)間持續(xù)近一個(gè)月。這有可能使種子吸漲水分，但土壤溫度過(guò)低，造成了粉種，從而降低了田間出苗率。

在播種量確定的情況下，出苗率與基本苗數(shù)量直接相關(guān)。在4種旱直播模式下，出苗率較高的模式其基本苗數(shù)量卻較低，有可能是死苗嚴(yán)重所導(dǎo)致。造成死苗的原因可能是苗期土壤含水量較低，不能滿足水稻幼苗正常生長(zhǎng)的需要，導(dǎo)致部分幼苗死亡。在播種后一周測(cè)得的土壤含水量為19.12%，水稻出苗后土壤含水量?jī)H為13.06%，由于沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行灌水，導(dǎo)致幼苗缺水死亡，從而降低了田間基本苗的數(shù)量。

3.2 不同旱直播模式對(duì)水稻幼苗質(zhì)量的影響

目前，關(guān)于農(nóng)作物幼苗質(zhì)量的研究報(bào)道相對(duì)較少。水稻幼苗的質(zhì)量一般包括株高、莖粗、根數(shù)、總根長(zhǎng)、單株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量等指標(biāo)，然而這些指標(biāo)并不能完全反映幼苗質(zhì)量的優(yōu)劣，其他因素也可能會(huì)影響幼苗質(zhì)量，比如種子本身的特性和環(huán)境因素。本試驗(yàn)研究了水稻幼苗單株干物質(zhì)量、根數(shù)、根長(zhǎng)等指標(biāo)，通過(guò)測(cè)定水稻種子質(zhì)量，觀測(cè)播種到出苗的土壤含水量和土壤溫度，比較4種旱直播模式對(duì)水稻幼苗質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)不同旱直播模式對(duì)水稻幼苗質(zhì)量的影響各不相同,種子本身的特性和環(huán)境因素是否對(duì)幼苗質(zhì)量存在影響，或者幼苗質(zhì)量是否還受到其他因素的影響，尚待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

1）4種旱直播模式不同播量處理的水稻出苗率及基本苗數(shù)量無(wú)顯著差異。在低播量下，穴播（20.0 cm×12.5 cm）模式的出苗率最高；中等播量下，穴播（20.0 cm×12.5 cm）模式的基本苗數(shù)量最高，有利于構(gòu)建合理的高產(chǎn)群體起點(diǎn)；條播出苗率低。不同播量下，4種模式均為低播量出苗率高，中等和高播量基本苗數(shù)量高。

2）4種旱直播模式相比較，勻播模式幼苗單株干物質(zhì)量較高，根數(shù)多，單株根長(zhǎng)，其中中等播量的幼苗質(zhì)量相對(duì)更高。不同播量下4種模式均以中等和高播量處理的幼苗質(zhì)量高。