黑龍江西部區水稻旱直播技術研究

徐瑩瑩 劉玉濤 王宇先 楊慧瑩 高盼 王俊河

（黑龍江省農業科學院齊齊哈爾分院，黑龍江齊齊哈爾161006；第一作者：ghdetongzhuo@163.com）

近年來，黑龍江省水稻種植面積逐年擴增，水稻已經成為僅次于玉米的第二大糧食作物。其中，西部地區水稻播種面積約占全省水稻播種面積的20%（2017黑龍江縣市農村經濟社會統計概要），是黑龍江省水稻重要主產區。然而受溫帶大陸性季風氣候影響，該區常年降水少且時空分布不均[1]，加上常規種稻淹灌模式下水資源利用不合理，導致水量供需矛盾日益嚴重，有些地方甚至因缺水而難以維持種稻，水資源不足已經成為限制黑龍江西部地區水稻發展的重要因素[2]。同時，勞動力不足，成本投入逐年增加，使農民種稻收益明顯下降。因此，發展機械化、輕簡化、節水、高效的水稻栽培模式迫在眉睫。

水稻旱直播是一種無需育秧，將稻種直接播入稻田的栽培方式，因省去傳統種植泡田、育秧、移栽等環節，用工、用水量及生產成本明顯降低[3]。水稻旱直播機的出現更是顯著提高了作業效率，保證了播種和出苗質量，為旱直播的發展奠定了重要基礎。水稻旱直播能最大限度發揮水稻自身的耐旱性，節約大量農業用水，符合農業可持續發展和節水農業的必然要求[4]。然而，目前對黑龍江西部地區水稻旱直播綜合配套技術的研究不多。因此，本文圍繞旱直播配套品種、機械播種、除草、節水灌溉等技術環節進行了研究，并初步建立了綜合配套技術體系，以促進黑龍江省西部地區水稻產業更好更快發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗設在齊齊哈爾市泰來縣大興鎮青崗村（東經123°36′，北緯 46°58′）。該區屬中溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫4℃，無霜期135 d，年平均降水量380 mm，春季雨水偏少，夏秋季雨量集中，活動積溫約2 877℃。土壤類型為黑鈣土。選取10個適宜黑龍江地區種植的水稻品種（龍慶稻3號、龍慶稻5號、龍慶稻21、綏粳4號、綏粳18、龍粳21、龍粳 31、龍粳39、龍粳51和墾稻12）為試驗材料。

1.2 試驗設計

試驗采用田間直接鑒定法[5]。水稻旱穴播種機將藥劑拌種后的各品種直接播入干水稻田。各品種分別設置處理組（T）和對照組（CK），共20個小區。處理組是在多數品種處于孕穗期時排去田間水分，進行干旱脅迫[6]，至抽穗開花期復水，共持續6 d；對照組按常規管理。每個小區面積1.68 m2，隨機區組排列，3次重復。播種前精細整地。整個時期施尿素289 kg/hm2、磷酸二銨100 kg/hm2、硫酸鉀 125 kg/hm2。

生育期觀察記載各品種抗病性、抗倒伏能力。成熟后每小區實割1 m2進行測產。實測產量Y（kg/hm2）=W÷S×[（1-M）÷（1-M0）] ，W為籽粒重量，S為10-4hm2，M為籽粒含水率，M0為粳稻籽粒標準含水率14.5%。每個小區取樣10叢考察產量性狀，調查有效穗數、穗粒數、千粒重、結實率和單株產量。抗旱性大小用單株產量的抗旱系數（α=處理區測定值/對照區測定值×100%）表示。

1.2.1 播種機械—精量穴播機

采用發明專利“膜上穴平直播機上的導籽裝置”（發明專利號：ZL 2013 1 0435136），將5個導籽播體連接一起，配套普通農用拖拉機使用。該裝置在滾筒內側裝有環形分布、單向導流的種子導流槽，同時還設有株距調整設置，在環形隔板與旋轉軸之間的環形罩通過雙軸承安裝在旋轉軸上，左段種子導流槽的分體導流槽和環形罩的左端蓋采用透明材料制作。該裝置的優點是種子超前360°進入播種器的底部等待播種，節省了種子的運行時間，從而播種速度能夠提高1倍以上，且播種精度也顯著提高，還能防止種子飛濺和漏播現象的發生。下種率為100%，徹底消除了空穴現象。本試驗前期研究已篩選出最適播種行距為24 cm，穴距15 cm，播種量為22粒/穴，播深1.5 cm。播種前先用旋耕機對稻田進行深旋，確保土壤松軟無大坷垃。

1.2.2 封閉除草劑篩選

封閉除草：播種后未出苗前進行化除，設6個處理。各處理藥劑配方及施藥劑量分別為：（1）農美麗225 mL/hm2+禾草丹 1 500 mL/hm2；（2）農美麗 300 mL/hm2+禾草丹 2 250 mL/hm2；（3）惡草酮—丁草胺（60%）民 1 500 mL/hm2；（4）惡草酮—丁草胺（60%）2 250 mL/hm2；（5）惡草酮 1 500 mL/hm2；（6）惡草酮 2 250 mL/hm2。各處理對水量為600 kg/hm2，噴藥時田面保持濕潤，但無積水，噴藥后第3 d灌水并保水3～4 d。

苗后除草：此時期稻田雜草主要有3種類型：禾本科、莎禾科和闊葉雜草。水稻1.5～2.0葉齡時，每hm2噴施千金1 200 mL+稻杰1 500 mL，主要防除禾本科雜草和闊葉雜草；2.0～3.0葉齡時每hm2噴施48%苯達松2 250 mL+稻杰3 000 mL，主要防除禾本科、莎草科和闊葉雜草。對水量為300 kg/hm2。試驗小區面積為10 m2，隨機區組排列，3次重復，各小區間筑田埂，確保單獨排灌。

秧苗安全性調查：于施藥后的第3、7、10 d，目測苗生長情況，觀察是否有藥害發生，若有藥害調查藥害癥狀及藥害率。草害調查：于施藥后的第7 d調查雜草防效，記錄10 m2內雜草株數，并計算防效。雜草株（鮮質量）防效=[（對照區雜草株數（鮮質量）-處理區雜草株數（鮮質量）] /處理區雜草株數（鮮質量）×100%。

1.2.3 灌溉方式篩選

以農民手插淹灌方式為對照，泡田浸沒土垡，保持水層50～100 mm，插秧至返青期灌水層50～70 mm，分蘗期田間水位始終保持在100～150 mm，拔節孕穗期、抽穗開花期及乳熟期灌溉方式同分蘗期，乳熟末期排水曬田。旱直播節水灌溉采用間歇灌溉，播種至出苗期灌“跑馬水”，不保持水層，分蘗期每7～9 d灌1次水，每次灌水50～70 mm，使田面形成20～40 mm的水層，自然落干，有水層 4～5 d、無水層 3～4 d，反復交替，拔節孕穗期、抽穗開花期及乳熟期灌溉方式同分蘗期，乳熟末期排水曬田。分別記錄兩種方式生育期用水量。

降雨量測定：采用田間自動氣象觀測站對整個生育期間的降雨量進行自動采集。灌溉水量測定：采用蘇州格林儀表科技有限公司生產的GL-MQ-100超聲波明渠流量計進行灌溉水量測定。田間水層測定：采用直尺測定，每次灌水后讀取水層深度。水分利用效率測定：以單位面積水量所生產的稻谷量作為水分的利用效率，按照公式計算水分利用效率（WUE=單位面積產量/單位面積水量）。

1.2.4 旱直播輕簡化綜合配套技術組裝

將篩選出的最適水稻品種、除草劑配方與間歇灌溉等組裝，集成適宜黑龍江西部的水稻旱直播輕簡化栽培技術。分別測定旱直播輕簡化栽培技術種植和農民傳統插秧種植的水稻產量。成熟后每小區割收10 m2進行測產，并考察有效穗數、穗粒數、千粒重、結實率和單株產量。作業效率及經濟效益分析：分析比較兩種栽培模式下的作業效率、成本投入和凈收益等指標。

1.3 數據處理

應用Excel 2010和SPSS軟件進行數據整理和差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種抗性及產量效應

2.1.1 抗病性和抗倒伏性比較

據觀測，10個品種中龍慶稻3號、龍慶稻5號、綏粳18、龍粳31、龍粳39、龍粳51和墾稻12的抗病性表現為強，龍慶稻21、綏粳4號和龍粳21表現為較強；龍慶稻5號、綏粳4號、綏粳18、龍粳21、龍粳31及龍粳39抗倒伏性表現為強，龍慶稻3號、龍慶稻21和龍粳51表現為較強，墾稻12的抗倒伏性一般。

2.1.2 抗旱性及產量性狀比較

由表1可知，在孕穗期干旱脅迫持續6 d后，參試品種產量表現為龍慶稻5號＞綏粳18＞龍粳31＞龍慶稻3號＞龍粳21＞龍粳39＞龍慶稻21＞綏粳4號＞龍粳51＞墾稻12；抗旱性表現為龍慶稻5號＞綏粳18＞龍粳31＞龍慶稻3號＞龍粳21＞龍粳39＞龍慶稻21＞綏粳4號＞龍粳51＞墾稻12。

通過對10個水稻品種的抗逆能力及產量等進行比較發現，適宜黑龍江西部地區旱直播種植的品種為龍慶稻5號，其次是綏粳18和龍粳31。

2.2 封閉除草劑篩選

2.2.1 安全性調查

施藥后3 d、7 d、10 d觀察水稻秧苗生長情況，各處理水稻均未發現爛根、死苗、葉片黃化、生長受滯等藥害現象。

2.2.2 雜草防效

從表2可見，農美麗＋禾草丹對雜草的防治效果不理想，雜草株防效和鮮質量防效均低于50%，不適于直播稻的雜草防治；惡草酮-丁草胺（60%）用量為2 250 mL/hm2時的防治效果要優于用量為1 500 mL/hm2時的防治效果。在這6個處理中，惡草酮2 250 mL/hm2對初期雜草防效最佳，株防效和鮮質量防效分別達91.17%和92.35%。

表1 不同品種抗旱性及產量性狀比較

表2 不同處理對雜草防治效果（%）

2.3 節水灌溉

2.3.1 不同灌溉方式下田間灌水量

由表3可知，因旱直播無需泡田，不需插秧和無返青期，因此相比常規灌溉可分別節水1 500 m3/hm2和660 m3/hm2；分蘗期是直播稻需水的關鍵階段，需進行灌溉并保持水層70 mm左右，以保證植株進行有效分蘗。旱直播間歇灌溉全生育期田間用水量為9 877 m3/hm2，比插秧稻常規灌溉節水2 435 m3/hm2，節水率達19.78%。

表3 不同灌溉方式下耗水量（m3/hm2）

2.3.2 不同灌溉方式下水分利用效率

由表4可知，和常規插秧淹灌種植相比，旱直播間歇灌溉WUE提高51.72%、自然降水WUE提高3.19%、總水分WUE提高27.78%。說明旱直播間歇灌溉方式節水效果顯著。

表4 不同灌溉方式下水分利用效率

2.4 水稻旱直播輕簡化綜合配套技術

通過上述各試驗確定輕簡化綜合配套技術選用的品種為龍慶稻5，旋耕機精細整地后，采用機械精量穴播方式將稻種播入旱田中，每穴22粒，出苗前噴施除草劑惡草酮2 250 mL/hm2（對水量600 kg/hm2），1.5~2.0葉期噴施千金1 200 mL/hm2+稻杰1 500 mL/hm2，2~3葉期噴施48%苯達松2 250 mL/hm2+稻杰3 000 mL/hm2。播種后采用間歇灌溉方式灌水，具體灌溉方式同1.2.3。

2.4.1 不同栽培模式下產量性狀比較

由表5可知，與插秧稻相比，旱直播稻平均每叢穗數減少0.3個，每叢實粒數增加3.0粒，結實率增加0.8個百分點，含水率下降1.0個百分點，穗粒質量增加0.19 kg/10 m2，實際產量增加3.21%，但差異不顯著。

2.4.2 不同栽培模式下用工數及作業效率

由表6可知，農民常規插秧栽培模式全生育期用工數為14.25個，而旱直播輕簡化栽培模式用工數為7.00個，僅為插秧稻的49.12%，明顯減少人工操作環節，輕簡省力。

表5 旱直播稻和插秧稻產量性狀比較

由表7可知，旱直播輕簡化栽培模式除了可省去打漿環節外，播種效率為3.0 hm2/d，而農民機械插秧效率為1.2 hm2/d，采用旱直播輕簡化模式效率可提高1.8 hm2/d。且旱直播采用機械直接播種，插秧采用手推機械，因此旱直播輕簡化模式既省時又省力。

表7 不同栽培模式下作業效率 （hm2/d）

2.5 不同栽培模式下經濟效益分析

由表8可知，和農民常規插秧栽培相比，旱直播輕簡化栽培模式因省去育秧環節，因此可節省育秧成本2 032.0元/hm2，節省其他成本 1 205.0元/hm2，成本合計減少3 237元/hm2；凈收益增加3 974元/hm2，增效33.2%。

表8 不同栽培模式下經濟效益

3 討論與結論

品種選擇是水稻生產的關鍵，直接關系到水稻的出苗率、產量及稻米品質[7]。由于水稻旱直播沒有育苗環節，可利用的有效積溫縮短，因此應根據黑龍江西部氣候環境特點，選擇前期早生快發、抗旱、抗病能力強、分蘗適中、抗倒伏能力強的品種，可重點從10葉或11葉齡的品種中篩選[7-8]。此外，培育抗寒、抗旱、抗除草劑的水稻品種也是發展旱直播技術的重要基礎。

和傳統插秧稻相比，旱直播可省去大量泡田用水，配合間歇灌溉，節水效果顯著。本研究中，旱直播可節水2 435 m3/hm2，節水率達19.78%。同時，旱直播間歇灌溉模式下，可避免水稻根系長期處于淹水狀態，為其生長發育提供更適宜的水、肥、氣、熱環境，促進后期干物質積累。也有研究表明，間歇灌溉不僅有利于提高水稻的水分利用效率，同時有利于提高氮肥利用效率，進而促進產量提高[9]。

旱直播輕簡化栽培模式能明顯減少人工操作環節，輕簡省力，機械穴播保證了出苗質量和整齊度，有利于大面積作業。該模式較農民插秧種植可節省成本3 237.0元/hm2；凈收益增加 3 974.1元/hm2，增效33.2%。