不同旱直播模式對水稻出苗及幼苗質量的影響

張 亮，王彥青，葉旭波，馬玲芳，代曉華

（寧夏大學 農學院，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，在水稻移栽技術出現之后逐漸萎縮[1]。近年來，由于直播稻技術更符合現代稻作輕簡化和機械化的發展趨勢，在人少地多和勞動力缺乏的情況下，直播稻面積逐年擴大，直播已成為部分水稻種植地區的主要栽培方式[2—3]。直播稻技術一般分為旱直播和水直播兩大類，我國傳統的直播方式為旱直播，水直播主要在長江中下游稻作區被采用[4]。旱直播是一種節水節本、增產增效的栽培模式[5]，近年來，隨著農業機械化程度的不斷提高、早熟高產新品種的育成推廣以及高效除草劑的應用，旱直播稻發展較快[6]。然而旱直播方式存在播種量大、出苗率低、群體密度過大、易倒伏且產量低等問題[7—10]，尤其是一些地區依然延用著傳統的旱直播方式，這種方式存在難齊苗、易受淹、雜草及病蟲害嚴重、易倒伏等弊端[11]。因此，直播稻栽培技術迫切需要改進。已有研究表明，由于直播稻沒有緩苗期以及環境條件的不同，直播稻的分蘗發生、成穗特點、生產力及其對產量的貢獻與移栽稻存在差異[12—13]。旱直播播期遲，水稻生育期短，對溫光資源利用得少，易造成水稻群體偏大，單莖生長量小，根系分布較淺而易倒伏等，不利于高產的形成[14]。目前，關于直播稻的研究主要集中在機械直播[15]、養分管理[16]、生育進程、分蘗動態及物質積累與分配方面[17]。

寧夏水稻栽培受到水資源短缺和農村勞動力減少的制約，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大，約占水稻總面積的80%[18]。然而，近年來水稻生產中出現了頻繁的播期低溫冷害所導致的爛種、出苗不全以及單一成分拌種劑長期使用易產生抗性等突出問題[19]，嚴重影響了直播稻的安全生產。并且，當前生產中旱直播水稻用種量過高，這不但增加了種植成本，還嚴重影響了植株素質和產量[15]。

由于光照、溫度、通風情況等的影響，播量不同，導致水稻個體獲得的營養面積和受光條件不同，因此播量對幼苗素質的影響較大[16]。本試驗研究了不同旱直播模式下不同播量對水稻出苗率及幼苗質量的影響，旨在探討適宜的水稻保墑直播模式，為寧夏直播稻的優質高產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于寧夏銀川市永寧縣望洪鎮農豐村寧夏農林科學院農作物研究所望洪科研試驗基地。該地位于北緯38.13°、東經106.12°。年均降水量201.4 mm，年均蒸發量1 470.1 mm。土壤質地為灌淤土，基礎土樣養分: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（有機質）=22.84 g/kg，pH=8.34。

1.2 供試材料

供試品種為寧粳47號，生育期155 d，千粒質量23.5 g，平均粒長5.9 mm，長寬比2.4。

1.3 試驗設計

試驗采用兩因素隨機區組設計。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個處理，4次重復。小區面積4 m×1 m=4 m2，過道寬0.5 m，共48個小區。2018年秋進行整地，施復合肥（氮、磷、鉀有效養分含量≥25%）30 kg/667 m2、磷酸氫二胺10 kg/667 m2。播種前施用復合肥15 kg/667 m2。2019年3月23日播種，播種深度為3 cm，播種后鎮壓保墑。其他栽培管理同大田。

1.4 測定內容與方法

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

發芽勢及發芽率:將水稻種子經10%過氧化氫消毒10 min，用蒸餾水徹底洗凈。隨機取種子3份，每份100粒，將其置于墊有2層濕潤濾紙的培養皿中，置于25℃恒溫人工氣候箱中發芽。發芽第3天統計發芽勢，第7天統計發芽率。

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，帶回實驗室用稱質量法測定土壤含水量。

1.4.3 土壤溫度從播種到出苗期間，每隔5 d用地溫計記錄土壤溫度。08:00開始，20:00結束，每隔1 h記錄1次數據。

1.4.4 出苗率條播:隨機選擇3個小區，在每個小區中間2行各取一2 m長的樣段統計其出苗數，計算出苗率。

穴播:隨機選擇3個小區，在每個小區中間2行各取一20 cm穴長的樣段統計其出苗數，計算出苗率。

勻播:隨機選擇3個小區，在每個小區中間取一0.5 m×0.5 m的樣方統計其出苗數，計算出苗率。

1.4.5 幼苗質量每個處理取一0.4 m×0.4 m的樣方，取其植株放入取樣袋中帶回實驗室。用烘干法分別測定幼苗地下部、地上部干質量。將樣株放入烘箱內以105℃殺青30 min，調節烘箱溫度至80℃烘干直至恒質量。

根數、根長:在每個小區中取一0.4 m×0.4 m的樣方，隨機取其中四分之一樣株放入取樣袋中帶回實驗室，剪掉根系用水沖洗干凈，統計根數和根長。

1.5 數據處理

數據分析采用Excel 2010及Origin軟件。

2 結果與分析

2.1 水稻種子質量

由表1可知，寧粳47號水稻種子活力高達96.7%。高活力種子發芽率較高，可以提高田間出苗率，同時也能很好地抵抗不良環境，抗病蟲害，進而提高作物產量。發芽勢和發芽率分別達到97.0%和99.7%，說明寧粳47號水稻種子質量高，可以保證田間正常出苗。

表1 水稻種子質量 %

2.2 不同旱直播模式對水稻出苗率的影響

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。

圖1 不同旱直播模式下水稻出苗率

2.3 不同旱直播模式對水稻基本苗的影響

如圖2所示，穴播模式的基本苗數量高于勻播和條播。穴播（20 cm×12.5 cm）模式中等播量的基本苗數量最高，達到45.96萬株／667 m2，條播模式低播量的基本苗數量最低，僅為16.91萬株／667 m2。各播量處理不同直播模式的基本苗數量變化規律基本一致，均為穴播（20 cm×12.5 cm）的基本苗數量較高，條播的基本苗數量較低。各直播模式不同播量處理間的基本苗數量差異不顯著，條播模式下不同播量的基本苗數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量相近；穴播（20 cm×12.5 cm）模式下各播量的基本苗數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量

2.4 不同旱直播模式對水稻幼苗質量的影響

2.4.1 不同旱直播模式對水稻幼苗干物質量的影響如圖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量較高（0.07 g），與中等播量的地上干物質量（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量

穴播（20 cm×8 cm）模式各播量處理的地下干物質量無顯著差異，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 不同旱直播模式對水稻幼苗根數的影響如圖4所示，勻播模式各播量處理的水稻根數多于條播和穴播。條播模式下，水稻根數隨播量增加而增加，低播量的根數與中等播量、高播量存在顯著差異；穴播（20 cm×8 cm）模式下，各播量處理的根數無顯著差異；穴播（20 cm×12.5 cm）模式下，低播量的根數為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，條播模式根數僅為11，而勻播模式的根數較多，為21；高播量處理下，穴播（20 cm×8 cm）模式的根數較少，僅為15。

圖4 不同旱直播模式下水稻的根數

2.4.3 不同旱直播模式對水稻幼苗平均根長的影響由圖5可知，不同直播模式下各播量處理的平均根長無顯著差異。條播模式下，高播量處理的根長為3.8 cm，而中播量的根長僅為1.7 cm；穴播（20 cm×8 cm）模式下，高播量的根長為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，根長隨播量增加而減小；勻播模式下，高播量的根長為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

2.4.4 水稻幼苗質量指標的相關性分析由表2可知，幼苗地上部干質量與根數呈極顯著正相關，與根長呈顯著正相關，與地下部干質量無顯著相關性。地下部干質量、根數、根長之間無顯著相關性。

表2 水稻幼苗質量各指標間的相關系數矩陣

3 討論

3.1 不同旱直播模式對水稻出苗的影響

種子質量是決定作物產量高低的主要因素之一，而種子活力是衡量種子質量的重要指標[19]。在復雜的田間條件下，種子活力決定了種子迅速整齊出苗并長成正常幼苗的潛力[20—21]。農業生產中，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，可充分發揮品種的增產潛力[22]。在逆境脅迫田間條件下，實驗室內種子發芽率與田間出苗率相關性較低[22]，只有通過測定種子活力才能更準確地預測田間出苗表現和生產情況。

旱直播作為當前水稻播種的主要方式，受其自身耕作條件的影響，田間出苗率相對較低。而與出苗率相關的因素主要有種子質量、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。播種前應對水稻種子進行質量測定，觀察種子活力、發芽勢及發芽率，以確保在大田種植過程中種子能夠正常出苗，通過出苗率的高低來選擇適當的旱直播模式。4種旱直播模式下水稻出苗率均相對較低，但在實驗室測得的水稻種子活力和發芽率各為96.7%和99.7%，這說明水稻種子質量好，而導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，對田間出苗率無顯著影響。而播種前在田間測得5 cm土層土壤溫度為8.8℃，播種后一周為9.4℃，說明播種時土壤溫度較低，導致水稻種子不能正常發芽出苗。播種后兩周5 cm土層土壤溫度為16.2℃，此時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日進行旱直播，由于播種時間過早，土壤溫度較低，水稻種子未能盡快出苗，隨著土壤溫度上升，水稻種子逐漸開始發芽露白，4月19日正式出苗，出苗時間持續近一個月。這有可能使種子吸漲水分，但土壤溫度過低，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，出苗率與基本苗數量直接相關。在4種旱直播模式下，出苗率較高的模式其基本苗數量卻較低，有可能是死苗嚴重所導致。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的需要，導致部分幼苗死亡。在播種后一周測得的土壤含水量為19.12%，水稻出苗后土壤含水量僅為13.06%，由于沒有及時進行灌水，導致幼苗缺水死亡，從而降低了田間基本苗的數量。

3.2 不同旱直播模式對水稻幼苗質量的影響

目前，關于農作物幼苗質量的研究報道相對較少。水稻幼苗的質量一般包括株高、莖粗、根數、總根長、單株鮮質量和干質量等指標，然而這些指標并不能完全反映幼苗質量的優劣，其他因素也可能會影響幼苗質量，比如種子本身的特性和環境因素。本試驗研究了水稻幼苗單株干物質量、根數、根長等指標，通過測定水稻種子質量，觀測播種到出苗的土壤含水量和土壤溫度，比較4種旱直播模式對水稻幼苗質量的影響，發現不同旱直播模式對水稻幼苗質量的影響各不相同,種子本身的特性和環境因素是否對幼苗質量存在影響，或者幼苗質量是否還受到其他因素的影響，尚待進一步研究。

4 結論

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量無顯著差異。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）模式的基本苗數量最高，有利于構建合理的高產群體起點；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量高。

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