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

1中國水稻研究所，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)崇化村和富陽區(qū)中國水稻研究所試驗基地開展試驗。以傳統(tǒng)撒播（broadcast sowing，BS）育秧機插為對照，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)9寸秧盤橫向取秧18穴，縱向取秧40穴的精準(zhǔn)條播育秧機插方式，機插每穴播種量為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)、機插質(zhì)量、機插群體干物質(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對秧苗均勻度的提高作用越明顯。（3）與BS相比，PS的機插漏秧率平均降低了8.9個百分點。同時PS使機插苗數(shù)均勻度平均提高了87.8%，其中T2處理PS機插每穴2—3苗比例最高，機插苗數(shù)均勻度最好。（4）PS通過提高機插群體的分蘗高峰苗數(shù)進而提高有效穗數(shù)，在不同播種量下，PS機插群體的有效穗數(shù)平均增加6.7%，同時使有效穗數(shù)均勻度提高40.2%，其中T2處理下PS機插群體的有效穗數(shù)和有效穗數(shù)均勻度最高，同時PS提高了機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機插相對于BS機插的產(chǎn)量增加幅度下降，同時機插苗單株對產(chǎn)量的貢獻率降低。（6）相關(guān)性分析表明，機插群體有效穗數(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)條播育秧機插通過提高種子分布均勻度，降低機插漏秧率，提高機插苗數(shù)均勻度，進而提升了雜交稻機插群體均勻度和產(chǎn)量，是在毯苗條件下實現(xiàn)雜交稻低播量豐產(chǎn)種植的有效方式。

雜交稻；機插；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)增效及保障國家糧食安全發(fā)揮了重要作用。我國社會經(jīng)濟發(fā)展及農(nóng)村勞動力向其他產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移促使南方雜交稻輕簡化的生產(chǎn)種植面積逐步擴大，其中以機插和直播為主，相對于直播，機插種植的豐產(chǎn)性較好[1]。隨著水稻機插育供秧技術(shù)的進步，雜交稻機插種植面積有擴大的趨勢。我國傳統(tǒng)的水稻毯苗機插技術(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)致機插漏秧率高、機插質(zhì)量差。目前雜交稻種子價格高，雜交稻機插種植效益降低[4]。雜交稻機插的技術(shù)瓶頸在于如何實現(xiàn)低播種量下的高質(zhì)量機插種植[5-6]。針對這一問題，我國學(xué)者已經(jīng)創(chuàng)新了缽苗擺栽和雜交稻單本密植等機插技術(shù)[7-8]，取得了較好效果，但是我國雜交稻機插以毯苗機插為主，目前的雜交稻機插技術(shù)難以適應(yīng)雜交稻產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展需求，為此中國水稻研究所研發(fā)了精準(zhǔn)條播育秧機插技術(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)模化機插模式。本試驗研究明確精準(zhǔn)條播育秧下水稻機插質(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插種植的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供理論依據(jù)。【前人研究進展】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，其中機插種植主要通過影響有效穗數(shù)進而影響產(chǎn)量[10]。在機插種植中，水稻群體構(gòu)建受到機插漏秧率和機插苗數(shù)的影響，低播量撒播育秧的機插漏秧率高，群體生長不均勻，而高播量撒播育秧的機插苗數(shù)達不到雜交稻每穴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而提高水稻產(chǎn)量，張橋等[12]指出高播種量下機插取秧苗數(shù)較為一致進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)量的進一步提升。播種方式影響水稻種植均勻度[14]，傳統(tǒng)機插撒播的方式與機插橫向取秧次數(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】雜交稻精準(zhǔn)條播育秧的秧苗生長均勻度、機插苗數(shù)均勻度以及機插群體有效穗數(shù)均勻度相對于傳統(tǒng)撒播育秧機插的變化及與產(chǎn)量形成之間的關(guān)系不清楚。【擬解決的關(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、機插苗數(shù)均勻度和機插群體有效穗數(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)建機插高質(zhì)量均勻群體的技術(shù)優(yōu)勢。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗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 試驗設(shè)計

在2019年預(yù)備試驗的基礎(chǔ)上，試驗于2020年在浙江省杭州市余杭區(qū)崇化村（119.96°N，30.05°E）和富陽區(qū)中國水稻研究所試驗基地（120.30°N，30.42°E）兩地進行。土壤為水稻土，余杭的土壤特性為pH 5.98，有機質(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，富陽的土壤特性為pH 5.84，有機質(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。

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，播種量為主區(qū)，播種方法為副區(qū)。根據(jù)插秧機橫向取秧18次設(shè)定每盤橫向播種18條，同時設(shè)定縱向取秧40次。根據(jù)機插取秧總穴數(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。試驗設(shè)計2個播種方法，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×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℃，空氣相對濕度100%），芽長1 cm左右擺放大田育秧。試驗在5月14日播種，秧齡20 d，利用沃德高速插秧機（2FGF-8C，江蘇沃德農(nóng)業(yè)機械有限公司，鎮(zhèn)江）進行機插，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)機插4條，小區(qū)面積432 m2，每處理3次重復(fù)。

試驗田純氮用量204 kg·hm-2，機插前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；機插時側(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。機插后保持3—5 cm水層，水稻生長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行。

1.3 測定指標(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)進行考察。每盤考察18×40穴，計算種子分布均勻度，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 試驗播種量設(shè)置

A—C，精準(zhǔn)播種18條，機插取秧橫向18次，縱向40次；D—F，傳統(tǒng)撒播，機插取秧橫向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 機插質(zhì)量 機插后，每小區(qū)選取1.8 m×5.4 m面積記錄機插每穴苗數(shù)，計算機插漏秧率、機插苗數(shù)均勻度（U）以及機插每穴2—3苗比例，每小區(qū)為1個重復(fù)，每處理3次重復(fù)。漏秧率（%）=漏秧穴數(shù)/總機插穴數(shù)×100%。機插每穴2—3苗比例=（機插2苗穴數(shù)+機插3苗穴數(shù)）/總機插穴數(shù)×100%。機插苗數(shù)均勻度（U）：

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

1.3.4 分蘗動態(tài) 每小區(qū)取樣面積為1.8 m（橫向）×1.8 m（縱向），機插后，每隔10 d計數(shù)統(tǒng)計面積內(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葉面積儀進行葉面積測定，計算葉面積指數(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)的變異程度進行計算：

1.3.7 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu) 成熟期采用五點法普查每小區(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)實率，測定千粒重，計算理論產(chǎn)量，并實收核產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

利用Excel2016 統(tǒng)計數(shù)據(jù)并作圖，采用SAS9.4（SAS，Cary，NC，USA）進行方差分析，每個播種量處理內(nèi)利用t檢驗（Student's t-test）比較精準(zhǔn)條播相對于傳統(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處理余杭試驗點PS種子分布均勻度分別比BS提高55.3、38.5和49.1個百分點，富陽試驗點PS種子分布均勻度分別比BS提高53.1、39.3和51.2個百分點。

A：余杭試驗點；B：富陽試驗點。*，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秧苗葉齡的影響不大。株高同時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，而與BS相比，PS的秧苗稍矮；不同播種量條件下兩試驗點PS機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，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PS秧苗均勻度分別比BS高75.0%、38.5%和27.7%，富陽點PS秧苗均勻度分別比BS高83.3%、39.2%和20.8%。

2.3 機插質(zhì)量的變化

與BS相比，PS顯著降低了機插漏秧率（表3），T1、T2和T3處理下，余杭點機插漏秧率分別降低5.0個百分點、11.7個百分點和9.1個百分點，富陽點機插漏秧率分別降低9.5個百分點、10.8個百分點和7.3個百分點。同一播種量下，機插每穴平均苗數(shù)在PS和BS間差異不顯著，但PS的機插每穴苗數(shù)的變化范圍要顯著小于BS。各播種量下，PS機插顯著提高機插苗數(shù)均勻度，PS的機插苗數(shù)均勻度在余杭和富陽分別比BS增加了74.4%和80.4%，同時機插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 分蘗動態(tài)的變化

由圖3可知，PS的機插群體分蘗發(fā)生速率高于BS，同時分蘗高峰苗數(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的機插群體有效穗數(shù)比BS機插增加7.5%、6.5%和5.5%（圖3-A、B、C），富陽PS的機插群體有效穗數(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的機插群體有效穗數(shù)均勻度比BS提高43.2%、49.2%和25.1%，富陽PS的機插群體有效穗數(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提高了機插群體的抽穗期葉面積指數(shù)和干重，兩者的變化趨勢一致（圖5-A—D）。T1、T2和T3處理下余杭PS的機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PS的機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機插余杭點和富陽點產(chǎn)量分別提高了11.9%和4.6%，T2處理PS機插余杭點和富陽點產(chǎn)量分別提高了10.3%和13.5%，T3處理PS機插產(chǎn)量相對于BS機插有小幅度增加，但增加幅度未達顯著水平。對產(chǎn)量結(jié)構(gòu)進行分析，每穗粒數(shù)、結(jié)實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顯著提高了機插群體的有效穗數(shù)，說明PS通過增加機插群體的有效穗數(shù)進而提高了水稻產(chǎn)量。

表3 不同播種量下播種方式對機插質(zhì)量的影響

A—C：余杭試驗點；D—F：富陽試驗點。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：余杭試驗點；B：富陽試驗點 A: Yuhang field site; B: Fuyang field site

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

A，C，E：余杭試驗點；B，D，F(xiàn)：富陽試驗點 A, C, E: Yuhang field site; B, D, F: Fuyang field site

對機插苗數(shù)單株的產(chǎn)量貢獻率進行分析（圖6），隨著播種量的提高，機插苗單株貢獻率呈現(xiàn)下降的趨勢，PS機插下T1和T2處理的機插苗單株貢獻率均高于BS機插，余杭和富陽兩點趨勢一致，而T3處理下PS與BS的機插苗單株貢獻率無顯著差異。

2.7 相關(guān)性分析

與BS相比，PS提高了種子分布均勻度，進而提高了機插苗數(shù)均勻度和機插群體的有效穗數(shù)均勻度。相關(guān)性分析表明，機插群體的有效穗數(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)及其均勻度進而促進了產(chǎn)量的提高。

圖6 不同播種量下播種方式對機插苗水稻單株產(chǎn)量貢獻的影響

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，秧苗排列和機插取秧不對應(yīng)，導(dǎo)致機插漏秧率較高[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插漏秧率，本試驗秧盤精準(zhǔn)播種條數(shù)和機插橫向取秧次數(shù)相一致，實現(xiàn)了播種和機插取秧的融合，因此降低機插漏秧率到5%以下。同時通過氣吸式播種實現(xiàn)播種方式由“克”向“粒”的轉(zhuǎn)變，通過播種粒數(shù)計算播種量。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]，實現(xiàn)了低播量下秧苗成毯[9]，配套機插取秧方式，通過精準(zhǔn)條播育秧實現(xiàn)了雜交稻低播量下毯苗的高質(zhì)量機插。與傳統(tǒng)撒播育秧相比，精準(zhǔn)條播育秧通過增加機插群體的有效穗數(shù)進而提高了水稻產(chǎn)量，精準(zhǔn)條播育秧降低了機插漏秧率，提高了機插苗數(shù)均勻度以及有效穗數(shù)均勻度，說明通過改變機插取秧特性能夠顯著改變?nèi)后w質(zhì)量。

在本試驗中，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插密度下機插每穴2苗能夠達到較高產(chǎn)量是一致的[17-18]。由于機械損傷以及秧苗生長期對分蘗抑制的作用[19-20]，機插秧苗分蘗發(fā)生速率要慢于手插秧苗，因此雜交稻機插的適宜每穴苗數(shù)相對于與手插的每穴苗數(shù)有所增加，在本試驗中，精準(zhǔn)條播育秧機插的分蘗發(fā)生速率快于撒播育秧機插，條播機插下分蘗的蘗位相對于撒播機插的變化有待于進一步研究。雜交稻高產(chǎn)要求有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)的平衡[21]，本試驗不同播種量下條播和撒播育秧的單位面積機插基本苗數(shù)是一樣的，漏秧和部分機插穴苗數(shù)降低的同時增加了其他穴的機插苗數(shù)，雖然機插空穴周邊植株有邊際補償效應(yīng)[22]，但其他穴機插苗數(shù)增加的同時增強了無效分蘗的競爭[23]，這是撒播機插群體的有效穗數(shù)低于精準(zhǔn)條播機插的原因，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，說明機插單穴苗數(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)好利于機插雜交稻分蘗發(fā)生，同時促進了穗粒形成[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，增強了秧苗群體透風(fēng)透光性，進而提高了秧苗健壯程度，促進機插后秧苗返青發(fā)棵，另外精準(zhǔn)條播育秧的秧苗長勢均勻，使機插后大田植株生長均勻，降低了個體間的競爭，提高水稻群體通風(fēng)透光性[27-28]，植株生長均勻，進而提高產(chǎn)量[13]。

精準(zhǔn)條播育秧的機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，余杭和富陽兩試驗點精準(zhǔn)條播灌漿結(jié)實期總干物質(zhì)積累量分別比傳統(tǒng)撒播高27.7%和10.3%，高干物質(zhì)積累進一步促進了精準(zhǔn)條播機插下的產(chǎn)量提升[29-30]。在本研究中，由于余杭基礎(chǔ)地力比富陽好，導(dǎo)致余杭的產(chǎn)量要高于富陽的產(chǎn)量。土壤地力的差異導(dǎo)致富陽機插群體的分蘗發(fā)生能力較差，同時降低了穎花形成能力，導(dǎo)致富陽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)對土壤肥力的要求大于肥料的施用量[31]。huang等[32]報道指出，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一步提高雜交稻毯苗機插下的產(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，秧苗長勢均勻。通過配套機插取秧，精準(zhǔn)播種育秧顯著降低了機插漏秧率，提高了機插苗數(shù)均勻度，并增加了機插群體的有效穗數(shù)及其均勻度，進而提高了產(chǎn)量，在雜交稻低播種量下效果尤為明顯。精準(zhǔn)條播育秧是毯苗機插下實現(xiàn)雜交稻低播量稀播少本機插豐產(chǎn)的有效方式。

[1] 霍中洋, 李杰, 許軻, 戴其根, 魏海燕, 龔金龍, 張洪程. 高產(chǎn)栽培條件下種植方式對不同生育類型粳稻米質(zhì)的影響. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 45(19): 3932-3945.

Huo Z Y, Li J, Xu K, Dai Q G, Wei H Y, Gong J L, Zhang H C. Effect of planting methods on quality of different growth and development types ofrice under high-yielding cultivation condition. Scientia Agricultura Sinica, 2012, 45(19): 3932-3945. (in Chinese)

[2] 鄒應(yīng)斌, 黃敏. 轉(zhuǎn)型期作物生產(chǎn)發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn). 作物學(xué)報, 2018, 44(6): 791-795.

Zou Y B, Huang M. Opportunities and challenges for crop production in China during the transition period. Acta Agronomica Sinica, 2018, 44(6): 791-795. (in Chinese)

[3] Huang M, Tang Q, Ao H, Zou Y. Yield potential and stability in super hybrid rice and its production strategies. Journal of Integrative Agriculture, 2017, 16(5): 1009-1017.

[4] 彭少兵. 轉(zhuǎn)型時期雜交水稻的困境與出路. 作物學(xué)報, 2016, 42(3): 313-319.

Peng S B. Dilemma and way-out of hybrid rice during the transition period in China. Acta Agronomica Sinica, 2016, 42(3): 313-319. (in Chinese)

[5] 李澤華, 馬旭, 李秀昊, 陳林濤, 李宏偉, 袁志成. 水稻栽植機械化技術(shù)研究進展. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報, 2018, 49(5): 1-20.

Li Z H, Ma X, Li X H, Chen L T, Li H W, Yuan Z C. Research progress of rice transplanting mechanization. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2018, 49(5): 1-20. (in Chinese)

[6] 張洪程, 龔金龍. 中國水稻種植機械化高產(chǎn)農(nóng)藝研究現(xiàn)狀及發(fā)展探討. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 47(7): 1273-1289.

Zhang H c, Gong J l. Research status and development discussion on high-yielding agronomy of mechanized planting rice in China. Scientia Agricultura Sinica, 2014, 47(7): 1273-1289. (in Chinese)

[7] 胡雅杰, 邢志鵬, 龔金龍, 劉國濤, 張洪程, 戴其根, 霍中洋, 許軻, 魏海燕, 郭保衛(wèi), 沙安勤, 周有炎, 羅學(xué)超, 劉國林. 缽苗機插水稻群體動態(tài)特征及高產(chǎn)形成機制的探討. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 47(5): 865-879.

Hu Y J, Xing Z P, Gong J L, Liu G T, Zhang H C, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Guo B W, Sha A Q, Zhou Y Y, Luo X C, Liu G L. Study on population characteristics and formation mechanisms for high yield of pot-seedling mechanical transplanting rice. Scientia Agricultura Sinica, 2014, 47(5): 865-879. (in Chinese)

[8] 謝小兵, 王玉梅, 黃敏, 趙春容, 陳佳娜, 曹放波, 單雙呂, 周雪峰, 李志斌, 范龍, 高偉, 鄒應(yīng)斌. 單本密植機插對雜交稻生長和產(chǎn)量的影響. 作物學(xué)報, 2016, 42(6): 924-931.

Xie X B, Wang Y M, Huang M, Zhao C R, Chen J N, Cao F B, Shan S L, Zhou X F, Li Z B, Fan L, Gao W, Zou Y B. Effect of mechanized transplanting with high hill density and single seedling per hill on growth and grain yield in hybrid rice. Acta Agronomica Sinica, 2016, 42(6): 924-931. (in Chinese)

[9] 王亞梁, 朱德峰, 向鏡, 陳惠哲, 張玉屏, 徐一成, 張義凱. 雜交稻低播量精量播種育秧及機插取秧特性. 中國水稻科學(xué), 2020, 34(4): 332-338.

Wang Y L, Zhu D F, Xiang J, Chen H Z, Zhang Y P, Xu Y C, Zhang Y K. Characteristics of seedling raising and mechanized transplanting of hybrid rice with a low seeding rate by precise seeding method. ChineseJournal of Rice Science, 2020, 34(4): 332-338. (in Chinese)

[10] 李澤華, 馬旭, 李宏偉, 郭林杰, 劉朝東, 傅榮富, 楊明祥, 梁振宇. 低播種量下雜交稻不同機械化種植方式的產(chǎn)量構(gòu)成及特征. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2020, 41(4): 22-29.

Li Z H, Ma X, Li H W, Guo L J, Liu C D, Fu R F, Yang M X, Liang Z Y. Yield components and characteristics of hybrid rice with different mechanical transplanting methods under low sowing rate. Journal of South China Agricultural University, 2020, 41(4): 22-29. (in Chinese)

[11] 汪建軍, 曾勇軍, 易艷紅, 章起明, 胡啟星, 譚雪明, 黃山, 商慶銀, 曾研華, 石慶華. 基于不同播種量的雙季機插早稻均勻度對產(chǎn)量形成的影響. 作物雜志, 2018(2): 141-147.

Wang J J, Zeng Y J, Yi Y H, Zhang Q M, Hu Q X, Tan X M, Huang S, Shang Q Y, Zeng Y H, Shi Q H. The uniformity of mechanical-transplanted early-season rice under different seedling rates and its effects on the formation of grain yield. Crops, 2018(2): 141-147. (in Chinese)

[12] 張橋, 向開宏, 孫永健, 武云霞, 郭長春, 唐源, 劉芳艷, 馬均. 不同育秧方式下播種量和插秧機具對水稻產(chǎn)量及群體質(zhì)量的影響. 核農(nóng)學(xué)報, 2020, 34(11): 2595-2606.

Zhang Q, Xiang K H, Sun Y J, Wu Y X, Guo C C, Tang Y, Liu F Y, Ma J. Effects of seeding amount and transplanting machines on rice yield and population quality under different seedling raising methods. Journal of Nuclear Agricultural Sciences, 2020, 34(11): 2595-2606. (in Chinese)

[13] 杜永林, 繆學(xué)寬, 李剛?cè)A, 張俊, 王紹華, 劉正輝, 唐設(shè), 丁艷鋒. 江蘇機插水稻大面積均衡增產(chǎn)共性特征分析. 作物學(xué)報, 2014, 40(12): 2183-2191.

Du Y l, Miao X k, Li G h, Zhang J, Wang S h, Liu Z h, Tang S, Ding Y f. Common characteristics of balanced yield increase in a large area of mechanical transplanted rice in Jiangsu province. Acta Agronomica Sinica, 2014, 40(12): 2183-2191. (in Chinese)

[14] 羅漢亞, 李吉, 袁釗和, 何瑞銀, 馬拯胞, 張璐. 雜交稻機插秧育秧播種密度與取秧面積耦合關(guān)系. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2009, 25(7): 98-102.

Luo H Y, Li J, Yuan Z H, He R Y, Ma Z B, Zhang L. Coupling relationships of nursing seedling densities and finger sticking area by mechanized hybrid rice transplanter. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2009, 25(7): 98-102. (in Chinese)

[15] Huang M, Shan S, Xie X, Cao F, Zou Y. Why high grain yield can be achieved in single seedling machine-transplanted hybrid rice under dense planting conditions?. Journal of Integrative Agriculture, 2018, 17(6): 1299-1306.

[16] 陳惠哲, 向鏡, 王岳鈞, 徐一成, 陳葉平, 張玉屏, 張義凱, 朱德峰. 水稻疊盤出苗育秧的種子出苗特性及秧苗機插效果. 核農(nóng)學(xué)報, 2020, 34(12): 2823-2830.

Chen H Z, Xiang J, Wang Y J, Xu Y C, Chen Y P, Zhang Y P, Zhang Y K, Zhu D F. Seedling emergence characteristics and transplanting quality using the tray-overlaying seedling raising mode in rice mechanized transplanting systems. Journal of Nuclear Agricultural Sciences, 2020, 34(12): 2823-2830. (in Chinese)

[17] 謝小兵, 周雪峰, 蔣鵬, 陳佳娜, 張瑞春, 伍丹丹, 曹放波, 單雙呂, 黃敏, 鄒應(yīng)斌. 低氮密植栽培對超級稻產(chǎn)量和氮素利用率的影響. 作物學(xué)報, 2015, 41(10): 1591-1602.

Xie X B, Zhou X F, Jiang P, Chen J N, Zhang R C, Wu D D, Cao F B, Shan S L, Huang M, Zou Y B. Effect of low nitrogen rate combined with high plant density on grain yield and nitrogen use efficiency in super rice. Acta Agronomica Sinica, 2015, 41(10): 1591-1602. (in Chinese)

[18] 吳文革, 楊劍波, 張健美, 周永進, 蔡海濤, 許有尊, 吳然然, 陳剛. 穴基本苗對機插雜交中秈稻群體構(gòu)建及產(chǎn)量的影響. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2014, 41(3): 401-405.

Wu W G, Yang J B, Zhang J M, Zhou Y J, Cai H T, Xu Y Z, Wu R R, Chen G. Effects of seedling number per hole on population quality and yield of mechanical transplanting middle-season indica hybrid rice. Journal of Anhui Agricultural Uniersity, 2014, 41(3): 401-405. (in Chinese)

[19] 呂偉生, 曾勇軍, 石慶華, 潘曉華, 黃山, 商慶銀, 譚雪明, 李木英, 胡水秀. 基于機插晚稻分蘗成穗特性獲取基本苗定量參數(shù). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2016, 32(1): 30-37.

Lü W S, Zeng Y J, Shi Q H, Pan X H, Huang S, Shang Q Y, Tan X M, Li M Y, Hu S X. Calculation of quantitative parameters of basic population of machine transplanted late rice based on its tillering and panicle formation characteristics. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2016, 32(1): 30-37. (in Chinese)

[20] 雷小龍, 劉利, 劉波, 黃光忠, 馬榮朝, 任萬軍. 雜交秈稻機械化種植的分蘗特性. 作物學(xué)報, 2014, 40(6): 1044-1055.

Lei X L, Liu L, Liu B, Huang G Z, Ma R C, Ren W J. Tillering characteristics ofhybrid rice under mechanized planting. Acta Agronomica Sinica, 2014, 40(6): 1044-1055. (in Chinese)

[21] 朱德峰, 張玉屏, 陳惠哲, 向鏡, 張義凱. 中國水稻高產(chǎn)栽培技術(shù)創(chuàng)新與實踐. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 48(17): 3404-3414.

Zhu D F, Zhang Y P, Chen H Z, Xiang J, Zhang Y K. Innovation and practice of high-yield rice cultivation technology in China. Scientia Agricultura Sinica, 2015, 48(17): 3404-3414. (in Chinese)

[22] 楊祥田, 何賢彪, 王旭輝, 曾孝元. 水稻機插缺叢條件下自然補償能力研究. 中國農(nóng)業(yè)通報, 2014, 30(21): 70-74.

Yang X T, He X B, Wang X H, Zeng X Y. Research on natural compensation ability for empty hills in paddy field for mechanical transplanting rice. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2014, 30(21): 70-74. (in Chinese)

[23] 李應(yīng)洪, 王海月, 呂騰飛, 張紹文, 蔣明金, 何巧林, 孫永健, 馬均. 不同秧齡下機插方式與密度對雜交稻光合生產(chǎn)及產(chǎn)量的影響. 中國水稻科學(xué), 2017, 31(3): 265-277.

Li Y H, Wang H Y, Lü T F, Zhang S W, Jiang M J, He Q L, Sun Y J, Ma J. Effects of mechanically-transplanted modes and density on photosynthetic production and yield in hybrid rice at different seedling-ages. Chinese Journal of Rice Science, 2017, 31(3): 265-277. (in Chinese)

[24] 章起明, 曾勇軍, 呂偉軍, 黃山, 商慶銀, 曾研華, 譚雪明, 石慶華, 潘曉華. 每穴苗數(shù)和施氮量對雙季機插稻產(chǎn)量及氮肥利用效率的影響. 作物雜志, 2016(3): 144-150.

Zhang Q M, Zeng Y J, Lü W J, Huang S, Shang Q Y, Zeng Y H, Tan X M, Shi Q H, Pan X H. Effects of nitrogen application and transplanting seedlings number per hole on the grain yield and nitrogen use efficiency of double-rice by machine plug. Crops, 2016(3): 144-150. (in Chinese)

[25] Shan S, Jiang P, Fang S, Cao F, Zhang H, Chen J, Yin X, Tao Z, Lei T, Huang M, Zou Y. Printed sowing improves grain yield with reduced seed rate in machine-transplanted hybrid rice. Field Crops Research, 2020, 245: 107676.

[26] 王端飛, 李剛?cè)A, 耿春苗, 杜永林, 梨泉, 丁艷鋒. 播插方式對超級粳稻寧粳3號產(chǎn)量及群體均衡性的影響. 作物學(xué)報, 2012, 38(2): 307-314.

Wang D F, Li G H, Geng C M, Du Y L, Li Q, Ding Y F. Effect of seeding and transplanting methods on yield and uniformity of population indices of super japonica rice Ningjing 3.Acta Agronomica Sinica, 2012, 38(2): 307-314. (in Chinese)

[27] Turner M D, Rabiaowltz D. Factors affecting frequency distribution of plant mass: The absence of dominance and suppression in competing monocultures of. Ecology, 1983, 64(3): 469-475.

[28] 林洪鑫, 肖運萍, 袁展汽, 劉仁根, 汪瑞清. 水稻合理密植及其優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)機理研究進展.中國農(nóng)學(xué)通報, 2011, 27(9): 1-4.

Lin H X, Xiao Y P, Yuan Z Q, Liu R G, Wang R Q. Advance in rational close planting and its mechanism of superior quality and high yield in rice. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2011, 27(9): 1-4. (in Chinese)

[29] Wu H, Xiang J, Zhang Y, Zhang Y, Peng S, Chen H, Zhu D. Effects of post-anthesis nitrogen uptake and translocation on photosynthetic production and rice yield. Scientific Reports, 2018, 8: 12891.

[30] 韋還和, 張徐彬, 葛佳琳, 孟天瑤, 陸鈺, 李心月, 陶源, 丁恩浩, 陳英龍, 戴其根. 甬優(yōu)秈粳雜交稻栽后地上部干物質(zhì)積累動態(tài)與特征分析. 作物學(xué)報, 2021, 47(3): 546-555.

Wei H H, Zhang X B, Ge J L, Meng T Y, Lu Y, Li X Y, Tao Y, Ding E H, Chen Y L, Dai Q G. Dynamics in above-ground biomass accumulation after transplanting and its characteristics analysis in Yongyouhybrids. Acta Agronomica Sinica, 2021, 47(3): 546-555. (in Chinese)

[31] Huang M, Jiang P, Shan S, Gao W, Ma G, Zou Y, Uphoff N, Yuan L. Higher yields of hybrid rice do not depend on nitrogen fertilization under moderate to high soil fertility conditions. Rice, 2017, 10: 43.

[32] Huang M, Chen J, Cao F, Zou Y. Increased hill density can compensate for yield loss from reduced nitrogen input in machine-transplanted double-cropped rice. Field Crops Research, 2018, 221: 333-338.

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

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項、寧波市科技計劃項目（2019B10003）、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-01-23）、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新團隊項目、浙江省重點研發(fā)項目（2019C02017，2022C02034）、中國水稻研究所所級重點研發(fā)項目（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）