人工模拟机械开沟穴直播提高早籼稻茎秆抗倒伏能力及产量

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易艳红, 王文霞, 曾勇军, 谭雪明, 吴自明, 陈雄飞, 潘晓华, 石庆华, 曾研华^,江西农业大学/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室,南昌 330045

Artificial Simulation of Hill-Drop Drilling Mechanical Technology to Improve Yield and Lodging Resistance of Early Season Indica Rice

YI YanHong, WANG WenXia, ZENG YongJun, TAN XueMing, WU ZiMing, CHEN XiongFei, PAN XiaoHua, SHI QingHua, ZENG YanHua^,Jiangxi Agricultural University/Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Genetic Breeding, Ministry of Education, Nanchang 330045

通讯作者: 曾研华,E-mail：zyh74049501@163.com

收稿日期:2019-02-25接受日期:2019-03-25网络出版日期:2019-08-01

基金资助:

国家重点研发计划.2017YFND0301605
国家自然科学基金.31760366
江西省自然科学基金.20161BAB214171
江西省重点研发计划项目.20171BBF60030
江西省重点研发计划项目.20171ACF60018
江西省水稻产业技术体系项目.JXARS-02-03
江西省研究生创新专项资金项目.YC2017-S178

Received:2019-02-25Accepted:2019-03-25Online:2019-08-01
作者简介 About authors
易艳红,E-mail：yiyanh123@163.com。

摘要
【目的】研究机械开沟穴直播对早籼稻茎秆抗倒伏能力及产量的影响,为水稻机械化直播技术提供理论依据与技术支撑。【方法】试验以常规稻中嘉早17和杂交稻株两优171品种为材料,系统比较人工模拟机械开沟穴直播（MFP）、表面穴直播（SBP）与覆土穴直播（SCP）对直播早籼稻出苗率、植株抗倒性能及产量与产量构成的影响。【结果】与表面穴直播和覆土穴直播相比,人工模拟机械开沟穴直播可提高早籼稻供试品种的出苗率,增幅为5.19%—13.89%,且与表面穴直播处理差异显著（P<0.05）。同时,人工模拟机械开沟穴直播有利于提高直播水稻品种产量,两品种增产幅度为4.52%—11.20%;从产量构成因素分析,产量的提高主要得益于单位面积有效穗数、千粒重提高。此外,人工模拟机械开沟穴直播有利于提高供试品种植株抗折力,降低植株倒伏指数,尤其是第3节间;有利于增加株高、重心高度与第3节间（I3）茎壁厚度和节间粗度,提高不同节间的单位长度节间干重、单位体积节间干重以及木质素含量。大部分节间的节间干重与抗折力有显著的正相关,而与倒伏指数为显著的负相关。节间干重与单位长度节间干重是影响植株倒伏的主要因素,而株高、重心高度、节间长度和节间粗度并不能同时影响植株抗倒伏能力与倒伏指数,木质素与各节间抗折力有显著或极显著正相关。【结论】人工模拟机械开沟穴直播不仅有利于提高直播早籼稻产量,还显著提高植株抗倒伏能力,降低倒伏风险,可在生产中推广使用。
关键词： 农业机械化;穴直播;早籼稻;出苗;抗倒伏特性;产量

Abstract

【Objective】This study investigated the effects of hill-drop drilling mechanical technology with furrowing on the yield-related traits and lodging resistance of early season indica rice, which provided theoretical basis and technical support for the mechanical direct-seeding technology. 【Method】Two indica rice varieties, including inbred rice Zhongjiazao17 and hybrid rice Zhuliangyou171, with three treatments (hill-drop drilling mechanical technology with furrowing (MFP), surface bunch planting (SBP) and soil covering bunch planting (SCP)) were used to compare the effects on seedling emergence rate, yield-related traits and lodging resistance of rice. 【Result】The results showed that compared with SBP and SCP, MFP increased seedling emergence rate of early season indica rice by 5.19% to 13.89%, and the difference was significant (P<0.05). At the same time, MFP was conducive to improving yield of direct seeding rice. Yield increase rate of the two varieties was ranged from 4.52% to 11.20%, and yield of inbred rice Zhongjiazao17 was significantly different to the others. From the analysis of yield components, the increase in yield was mainly due to the synergistic improvement of effective panicles per unit area and 1000-grain weight. In addition, MFP was beneficial to improve resistance of plant and reduce lodging index, especially the upper internode, and it was beneficial to increase height, gravity center height, culm wall thickness and internode diameter of upper internode (I3), and increase dry weight per unit length of internode, dry weight per unit volume of internode and lignin. There was positive correlation between internode dry weight and breaking resistance, and negative correlation with lodging index. Therefore, dry weight, and dry weight per unit length of internode were the main factors for affecting lodging. Plant height, gravity center height, internode length and internode diameter could not both affect lodging resistance and lodging index. 【Conclusion】 MFP could improve the grain yield of direct seeding early indica rice, and also enhance plant lodging resistance, decrease lodging risk. It could be popularized in the production.

Keywords：agricultural mechanization;hill-drop drilling;early season indica rice;seedling emergence;lodging resistance character;yield

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易艳红, 王文霞, 曾勇军, 谭雪明, 吴自明, 陈雄飞, 潘晓华, 石庆华, 曾研华. 人工模拟机械开沟穴直播提高早籼稻茎秆抗倒伏能力及产量[J]. 中国农业科学, 2019, 52(15): 2729-2742 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.15.016
YI YanHong, WANG WenXia, ZENG YongJun, TAN XueMing, WU ZiMing, CHEN XiongFei, PAN XiaoHua, SHI QingHua, ZENG YanHua. Artificial Simulation of Hill-Drop Drilling Mechanical Technology to Improve Yield and Lodging Resistance of Early Season Indica Rice[J]. Scientia Acricultura Sinica, 2019, 52(15): 2729-2742 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.15.016

0 引言

【研究意义】在我国经济快速转型和农村劳动力大量转移的大背景下,水稻直播作为一种轻型稻作方式,因其轻简高效,呈现迅速发展的趋势^[1]。其中南方稻区早籼稻直播种植面积也在逐年上升,但主要以人工撒直播方式为主,植株扎根浅,田间生长呈无序分布状态。华南农业大学发明的机械开沟穴直播可实现直播稻成行、成穴的有序栽培,且根系易深扎^[2]。倒伏是直播稻生长后期易出现的生产问题,严重影响直播水稻的丰产与稳产^[3,4]。研究机械开沟穴直播方式对早籼稻茎秆抗倒伏能力及产量的影响,对于促进南方稻区早籼稻机械化直播生产具有重要意义。【前人研究进展】水稻发生倒伏后,营养物质转运受到影响,严重阻碍了光合产物的贮藏和运输,使得产量及稻米品质明显下降^[5]。同等条件下直播稻相比移栽稻光能利用率少,干物质积累量低,抗倒伏能力弱,更易发生倒伏^[6,7,8]。前人研究结果表明节间长度、节间粗度、茎壁厚度和茎秆干重与抗倒伏性密切相关^[9,10,11]。且在一定范围内,株高与倒伏呈负相关^[12,13]。此外,倒伏还与外界的气候因素以及茎秆中木质素、氮、钾、硅等化学成分含量密切相关^[14,15,16]。【本研究切入点】关于水稻倒伏特性的研究,前人主要集中在手插^[17,18]与机插^[19,20]等种植方式,对直播种植方式,尤其是机械开沟穴直播方式下探讨水稻倒伏能力的研究较少,且前人的研究对象主要以一季稻为主,而对早籼稻的研究较少。【拟解决的关键问题】本研究以早籼稻为试验材料,采用人工模拟机械开沟直播的方法,在大田开展人工模拟机械开沟穴直播、表面穴直播与覆土穴直播的比较研究,系统研究不同播种方式下早籼稻出苗、抗倒伏性能及产量形成的变化特征,为机械化直播早稻抗倒高产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验于2017—2018年在江西农业大学农业科技园实验基地（115°49′53″E、28°46′8″N）进行,供试品种为籼型常规稻中嘉早17和杂交稻株两优171。试验地前茬为冬闲,土壤基础肥力为全氮2.23 g·kg^-1、有机质29.54 g·kg^-1、速效氮97.64 mg·kg^-1、速效磷27.62 mg·kg^-1、速效钾102.34 mg·kg^-1,pH为5.63。

试验采用裂区设计,播种方式为主区,品种为副区,3次重复,主区面积为40 m²,副区面积为20 m²（4 m×5 m）。在大田湿润直播方式的基础上,设置3种播种方式,分别为机械开沟穴直播（MFP）、表面穴直播（SBP）与覆土穴直播（SCP）。人工模拟机械开沟穴直播是采用水稻穴直播机（上海世达尔现代农机,型号为2BDXS-10CP(25)）,在土壤含水量保持40%—50%的情况下,进行机械开沟（包括种沟及水沟）,然后作埂分区,之后与其他处理一起进行人工模拟直播机播种,播种后不覆土,以达到生产上机械开沟播种的要求;表面穴直播即整田后,作埂分区,然后按行株距25 cm×14 cm进行人工精量穴播,保证播种均匀一致,处理不进行机械开沟;覆土穴直播是在表面穴直播的基础上,覆盖客土,约0.5 cm,处理不进行机械开沟。

试验各处理播种量均为37.5 kg·hm^-2,根据各品种千粒重折算,中嘉早17每穴播5粒,株两优171每穴播6粒,播种行株距为25 cm×14 cm,4月7日播芽谷。各处理种子播种前均对种子进行浸种、消毒和催芽,待种子芽长3 mm左右时,适当摊开晾干,同时拌有防鸟剂丁硫克百威125 g·hm^-2,确保种子直播全苗。各处理肥料用量相同,氮肥（N）施用量为165 kg·hm^-2,其中m（基肥）﹕m（分蘖肥）﹕m（穗肥）=5﹕2﹕3,穗肥分别于倒4叶和倒2叶时期施入,即基肥为82.5 kg·hm^-2,分蘖肥为33.0 kg·hm^-2,穗肥为49.5 kg·hm^-2;磷肥（P₂O₅）施用量为90 kg·hm^-2,全部作为基肥;钾肥（K₂O）施用量为150 kg·hm^-2,其中m（分蘖肥）﹕m（穗肥）=7﹕3,分蘖肥为105 kg·hm^-2,穗肥为45 kg·hm^-2。大田整地采用水整地的方式,整地后用机械推平,沉实3 d,土壤为湿润状态。其他田间管理措施按当地高产田块栽培要求实施。试验实施期间温光、降雨等气候正常,无重大气象灾害发生。温度、日照时数与降雨量等气象数据如图1所示,2年平均气温、日照时数与降雨量变化有较大差异,尤其是在水稻抽穗扬花后,2017年日照时数总体要低于2018年。

图1

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图1气温、日照时长以及降雨量

Fig. 1Temperature, sunshine hour and precipitation

1.2 测定项目与方法

1.2.1 出苗率于播种后15 d,以一叶一心为出苗标准,调查出苗数,出苗率（%）=出苗数/播种粒数×100%。

1.2.2 产量及产量构成成熟期每个小区取60穴调查有效穗数,按照平均穗数,各小区取10穴进行考种,考查每穗粒数、结实率、千粒重;每小区实收5 m²进行测产。

1.2.3 抗折力采用茎秆强度测量仪（浙江托普仪器有限公司,YY-1型）测定节间抗折力,固定节间两端,水平放置在两支点上,在节间中点施力使其折断,力的大小即为该节间抗折力。

1.2.4 倒伏性分析在水稻齐穗后20 d,普查小区茎数,计算平均茎数,按照五点取样法,选取代表性的水稻10株,每株取1个主茎,共10个主茎,作为1个样本,3次重复,测定株高、重心高度和基部各个节间的长度、内径和外径、干重、抗折力,并计算节间粗度和茎壁厚度、单位长度节间干重、单位体积节间干重、节间基部至穗顶长度以及节间基部至穗顶鲜重^[21]。

倒伏指数（cm·g·g^-1）=弯曲力矩（cm·g）/抗折力（g）×100;

弯曲力矩（cm·g）=节间基部至穗顶长度（cm）×该节间基部至穗顶鲜重（g）^[22]。

1.2.5 木质素含量参照SYROS^[23]等方法,在齐穗后20 d,选取代表性的水稻10株,每株取1个主茎,共10个主茎,分节装好,于80℃烘干至恒重,粉碎,过80目筛。取节间干粉0.01 g,放入10 mL玻璃试管中,加入溴乙酰-乙酸2 500 μL,将试管口加玻璃塞密封,80℃恒温水浴40 min,每隔10 min振荡一次。加入2 500 μL氢氧化钠-乙酸溶液终止反应,取上清液20 μL转移至1 mL试管,并用乙酸定容至1 mL。取200 μL于96孔板,溶液在280 nm下测定吸光度值,重复3次。

1.3 数据统计与方法

使用Microsoft Excel 2013进行数据处理以及DPS7.05软件进行方差分析,用OriginPro 9.0进行作图。

2 结果

2.1 人工模拟机械开沟穴直播对早籼稻出苗的影响

从图2可知,直播早籼稻供试品种的2年（2017—2018）出苗率均呈人工模拟机械开沟穴直播>覆土穴直播>表面穴直播的趋势,且差异显著（P<0.05）。2017年,中嘉早17与株两优171在人工模拟机械开沟穴直播、表面穴直播、覆土穴直播处理下的出苗率分别为70.9%、62.3%、66.0%与65.8%、58.4%、63.6%。2018年,中嘉早17与株两优171在人工模拟机械开沟穴直播、表面穴直播、覆土穴直播处理下的出苗率分别为78.9%、70.0%、75.0%与80.7%、71.3%、76.7%。与表面穴直播和覆土穴直播相比,人工模拟机械开沟穴直播处理下出苗率增幅为5.19%—13.89%,可见人工模拟机械开沟穴直播有利于提高直播早籼稻的出苗率。

图2

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图2不同播种方式对早籼稻出苗率的影响

不同小写字母表示在5%水平上差异显著。ZJZ17：中嘉早17;ZLY171：株两优171。下同
Fig. 2Effect of different sowing methods on seedling emergence rate of early season indica rice

Different letters indicate significant differences at 5% probability level; ZJZ17:Zhongjiazao17; ZLY171: Zhuliangyou171. The same as below

2.2 人工模拟机械开沟穴直播对早籼稻产量及其构成的影响

由表1可见,播种方式对有效穗数、千粒重和产量有极显著影响,品种对有效穗数、每穗粒数和千粒重影响极显著,年份对结实率、产量有显著影响,年份和播种方式对千粒重以及产量存在极显著互作效应,年份和品种对有效穗数有显著互作效应。人工模拟机械开沟穴直播较表面穴直播和覆土穴直播增加了供试品种产量,2年常规稻中嘉早17产量增幅达4.52%—6.75%,杂交稻株两优171产量增幅达6.16%—11.20%。从产量构成因素分析,与表面穴直播和覆土穴直播相比,人工模拟机械开沟穴直播通过协同增加水稻有效穗数与千粒重,从而有利于提高早稻产量。说明人工模拟机械开沟穴直播有利于提高有效穗数和千粒重,协同增加水稻产量。

Table 1
表1
表1不同播种方式对产量及产量构成因子的影响
Table 1Effects of different sowing methods on grain yield and its components

年份 Year	品种 Variety	处理 Treatment	有效穗数 Effective panicle (m²)	每穗粒数 Grains per panicle	结实率 Filled grain rate (%)	千粒重 1000-grain weight (g)	产量 Yield ( kg·hm^-2 )
2017	中嘉早17 ZJZ17	MFP	297.4a	121.8a	81.2b	27.8a	6883.1a
		SBP	276.9b	117.2a	85.8a	27.5a	6571.5b
		SCP	270.8b	115.4a	85.7a	27.0a	6447.8c
	株两优171 ZLY171	MFP	340.5a	112.1a	84.2a	26.1a	7133.3a
		SBP	332.6ab	101.3b	85.2a	26.0a	6471.2b
		SCP	330.7b	97.7b	84.5a	25.4a	6415.0b
2018	中嘉早17 ZJZ17	MFP	300.0a	114.4a	92.5a	28.3a	7742.4a
		SBP	279.2ab	112.4a	93.5a	27.2b	7368.5b
		SCP	270.8b	113.5a	94.3a	26.3b	77407.9b
	株两优171 ZLY171	MFP	330.8a	108.7a	94.6a	27.2a	7850.7a
		SBP	313.1a	108.3a	90.4a	26.4b	7395.1b
		SCP	301.4a	107.6a	92.1a	25.9b	7369.1 b
F Value		T	5.7**	1.4	0.3	24.0**	29.7**
		V	57.5**	11.49**	0.54	59.2**	0.2
		Y	3.3	0.0	133.3**	0.5	226.5**
		T×V	0.4	0.2	2.9	0.8	1.9
		T×Y	0.4	1.0	2.1	6.1**	0.8
		V×Y	4.3^*	2.5	0.6	2.0	0.0
		T×V×Y	0.3	0.2	0.3	0.3	0.8

*, ** indicate significance at 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. MFP: Furrowing bunch planting; SBP: Surface bunch planting; SCP: Soil covering bunch planting. T indicates sowing treatment, V indicates variety, Y indicates year. The same as below
*,**分别表示差异达到0.05和0.01显著水平。MFP：人工模拟机械开沟穴直播;SBP：表面穴直播;SCP：覆土穴直播。T表示播种方式,V表示品种,Y表示年份。下同

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2.3 人工模拟机械开沟穴直播对茎秆抗倒伏能力的影响

2.3.1 倒伏指数由图3可见,2017年供试品种茎秆各节间倒伏指数各处理趋势为人工模拟机械开沟穴直播<覆土穴直播<表面穴直播,2018年供试品种第1和第2节间与2017年趋势相同,第3节间则表现为人工模拟机械开沟穴直播<表面穴直播<覆土穴直播。与表面穴直播和覆土穴直播相比,人工模拟机械开沟穴直播2年第1节间（I1）降幅为1.46%—15.90%;第2节间（I2）降幅为6.09%—11.80%,2017年人工模拟机械开沟穴直播处理与其他处理差异达显著水平;第3节间（I3）降幅为2.12%— 15.91%,2017年各处理差异均达显著水平（P<0.05）。说明人工模拟机械开沟穴直播有利于降低植株倒伏指数,影响第3节间（I3）和第2节间倒伏的原因有待进一步探讨。此外,不同播种方式处理下两品种植株第3节间（I3）倒伏指数的变化规律年度间存在一定差异。

图3

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图3不同播种方式对早籼稻倒伏指数的影响

I1：第一节间,I2：第二节间,I3：第三节间。下同
Fig. 3Effect of different sowing method on lodging index of early season indica rice

I1: First internode, I2: Second internode, I3: Third internode. The same as below

2.3.2 茎秆形态由表2可知,播种处理对株高、重心高度、第3节间（I3）的节间粗度与茎壁厚度存在极显著的影响。播种方式与品种对I2与I3的茎壁厚度有极显著的互作效应。年份、品种与处理之间只在I2与I3的茎壁厚度有明显的互作效应。

Table 2
表2
表2不同播种方式对株高、重心高度、节间长度、节间粗度及茎秆壁厚的影响
Table 2Effect of different sowing methods on plant height, gravity center height, internode length, internode diameter, culm wall thickness

年份 Year	品种 Variety	处理 Treatment	株高 PH (cm)	重心高度GCH (cm)	节间长度 INL (cm)			节间粗度 IND (mm)			茎壁厚度 CWT (mm)
年份 Year	品种 Variety	处理 Treatment	株高 PH (cm)	重心高度GCH (cm)	I1	I2	I3	I1	I2	I3	I1	I2	I3
2017	中嘉早17 ZJZ17	MFP	90.5a	37.5a	3.6a	10.2a	17.0a	5.9a	4.8a	4.2a	2.9a	2.6a	2.5a
		SBP	88.8ab	36.8a	2.3ab	7.5b	17.9 a	6.0a	4.9a	3.7b	2.3b	2.0b	1.8b
		SCP	85.7b	35.0b	2.8b	10.4a	17.3a	5.9a	4.8a	4.1a	2.7a	2.5a	1.9b
	株两优171 ZLY171	MFP	98.4a	40.5a	8.1ab	13.5a	19.6ab	5.2a	4.6a	4.5a	2.1b	2.2a	2.2a
		SBP	97.5b	40.4b	7.5b	13.5a	20.2a	5.3a	4.6a	3.7b	2.8a	1.7b	1.3c
		SCP	93.8c	37.6c	8.3a	13.2a	17.2b	5.3a	4.8a	4.4a	2.0b	2.7a	1.8ab
2018	中嘉早17 ZJZ17	MFP	95.3b	45.7b	3.0a	11.9a	18.7a	6.0a	5.5a	5.2a	2.8a	2.4a	2.3a
		SBP	94.0b	47.0a	2.9a	10.6b	17.9a	5.9a	5.4a	4.5b	2.3c	2.1b	1.9b
		SCP	96.8a	45.4b	2.4a	11.5a	18.7a	6.1a	5.5a	4.9a	2.5b	2.2a	2.1b
	株两优171 ZLY171	MFP	97.2a	44.5b	6.9a	13.2a	20.2a	5.5a	5.2a	4.4a	2.4b	2.6a	2.2a
		SBP	94.6b	46.1a	7.8a	12.7a	20.5a	5.6a	5.1a	4.1b	2.7a	2.4a	1.4b
		SCP	95.4b	44.1b	7.4a	12.4a	19.7a	5.6a	5.3a	4.4a	2.4b	2.6a	1.8ab
F Value		T	7.0**	18.4**	2.1	0.5	0.8	0.1	0.2	9.9**	1.3	0.3	6.9**
		V	28.0**	14.7**	419.6**	92.5**	6.8*	17.4**	2.0	3.0	14.0**	3.4	2.8
		Y	12.3**	588.2**	2.3	1.7	2.3	4.7*	15.1**	19.9**	0.5	0.7	0.1
		T×V	0.0	0.6	0.3	1.7	0.7	0.2	0.1	0.1	2.3	11.3**	11.3**
		T×Y	0.1	8.2**	2.4	0.3	0.5	0.6	0.1	0.9	0.1	2.0	1.2
		V×Y	23.4**	56.6**	0.1	15.0**	0.0	2.1	0.1	16.0**	12.2**	2.2	3.2
		T×V×Y	0.1	0.5	0.1	2.1	0.3	0.5	0.0	0.9	1.0	5.4*	13.6**

PH: Plant height; GCH: Gravity center height; INL: Internode length; IND: Internode diameter; CWT: Culm wall thickness. The same as below
PH：株高;GCH：重心高度;INL：节间长度;IND：节间粗度;CWT：茎壁厚度。下同

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不同播种方式下,2017年供试品种株高与重心高度均表现为人工模拟机械开沟穴直播大于表面穴直播与覆土穴直播,且重心高度差异显著（P<0.05）,2018年株高和重心高度与2017年相比差异较大。在不同处理下,各节间长度表现规律不一,且品种间存在明显差异。在I3节间,人工模拟机械开沟穴直播的节间粗度和茎壁厚度与其他处理相比较粗、较厚。

从表3得出,播种处理对大部分的节间干重、单位长度节间干重与单位体积节间干重影响显著。品种、年份对部分节间干重、单位长度节间干重与单位体积节间干重影响显著,处理与年份、处理与品种、品种与年份互作明显,品种、年份、处理没有明显互作。2017和2018年,I1、I2节间干重在机械开沟穴直播下有所增加,但差异不显著;两品种的I3节间干重均在人工模拟机械开沟穴直播处理下显著高于表面穴直播、覆土穴直播。各个节间单位体积节间干重也均以人工模拟机械开沟穴直播最高。各节间单位长度节间干重与单位体积节间干重两品种的趋势较为一致,且人工模拟机械开沟穴直播处理较高,这可能是倒伏指数降低的原因。

Table 3
表3
表3不同播种方式对节间干重、单位长度节间干重、单位体积节间干重的影响
Table 3Effect of different sowing methods on dry weight of internode, dry weight per unit length of internode, and dry weight per unit volume of internode

年份 Year	品种 Variety	处理 Treatment	节间干重 DWI (g)			单位长度节间干重 DLI (mg·cm^-1)			单位体积节间干重 DVI (mg·cm^-3)
年份 Year	品种 Variety	处理 Treatment	I1	I2	I3	I1	I2	I3	I1	I2	I3
2017	中嘉早17 ZJZ17	MFP	0.256±0.041a	0.390±0.060a	0.480±0.018a	72.2±1.8a	39.2±3.6a	28.3±1.5a	265±21a	215±13a	226±13a
		SBP	0.151±0.016b	0.370±0.040a	0.336±0.021b	65.9±5.6ab	39.1±2.2a	19.7±5.0b	238±9b	212±5a	185±5b
		SCP	0.191±0.069ab	0.319±0.023b	0.347±0.033ab	54.7±9.2b	30.8±1.4b	20.6±3.6b	203±2c	185±8b	173±3b
	株两优171 ZLY171	MFP	0.209±0.024a	0.361±0.062a	0.517±0.043a	25.9±2.8a	26.9±6.5a	22.6±1.3a	122±14a	166±15a	173±10a
		SBP	0.159±0.031b	0.348±0.046a	0.328±0.027c	21.4±5.0a	26±4.5a	16.4±0.8b	98±13b	158±5a	151±8b
		SCP	0.189±0.024a	0.352±0.050a	0.412±0.025b	22.8±1.9a	26.4±2.2a	19.2±4.2a	109±6ab	154±9a	157±9b
2018	中嘉早17 ZJZ17	MFP	0.247±0.021a	0.426±0.013a	0.473±0.024a	82.2±6.9a	35.9±1.1a	25.3±1.3a	295±25b	155±5a	124±6a
		SBP	0.208±0.011b	0.363±0.047b	0.365±0.035b	72.3±3.8a	34.4±4.5a	20.4±1.9b	274±14a	158±21a	122±11a
		SCP	0.186±0.017b	0.407±0.020a	0.373±0.045b	77.4±7.0a	35.2±1.8a	19.9±2.4b	275±25a	154±9a	109±13b
	株两优171 ZLY171	MFP	0.213±0.015a	0.403±0.023a	0.457±0.006a	31.3±2.2a	30.8±1.7a	22.6±0.3a	131±9a	145±9a	149±2a
		SBP	0.223±0.006a	0.343±0.038b	0.350±0.017c	29.1±1.7a	27.1±3.0b	17.1±0.8c	119±3b	135±14a	143±7a
		SCP	0.200±0.010b	0.367±0.025ab	0.397±0.035b	27.1±1.4a	29.6±2.0ab	20.2±1.8b	113±5b	135±9a	140±12b
F Value		T	8.8**	3.1	64.1**	7.9**	1.7	25.9**	12.4**	4.5*	21.3**
		V	0.4	1.3	1.8	783.2**	50.45**	2.0	876.6**	70.7**	1.8
		Y	4.2	4.0	0.1	35.0**	0.7	4.2	35.6**	86.8**	234.4**
		T×V	2.9	0.2	2.4	1.9	1.9	3.7*	2.5	1.1	4.3*
		T×Y	0.5	0.1	2.6	5.2*	2.6	0.8	13.2**	13.9**	98.0**
		V×Y	4.3*	1.6	2.8	1.7	2.2	2.3	1.2	1.7	7.5**
		T×V×Y	0.0	0.7	0.5	3.4	1.2	0.4	3.0	1.0	2.2

DWI: Dry weight of internode; DIL: Dry weight per unit length of internode; DVI: Dry weight per unit volume of internode. The same as below
DWI：节间干重;DIL：单位长度节间干重;DVI：单位体积节间干重。下同

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2.3.3 茎秆力学性状由表4可知,不同播种方式下茎秆各节间抗折力存在显著或极显著差异,且播种方式与品种、年份在I3节间有极显著的互作效应。人工模拟机械开沟穴直播下各节间抗折力高于表面穴直播和覆土穴直播,且品种间趋势基本保持一致。其中,在I3节间中嘉早17人工模拟机械开沟穴直播与其余处理差异显著,株两优171则与覆土穴直播差异显著。说明人工模拟机械开沟穴直播有利于提高各节间抗折力,尤其是第3节间。

Table 4
表4
表4不同播种方式下对抗折力的影响
Table 4Effect of different sowing methods on breaking resistance (N)

年份 Year	品种 Variety	处理 Treatment	I1	I2	I3
2017	中嘉早17 ZJZ17	MFP	27.4a	20.1a	15.2a
		SBP	24.4b	19.6a	10.5c
		SCP	25.4b	17.7a	12.2b
	株两优171 ZLY171	MFP	26.1a	19.9a	11.3a
		SBP	24.6a	19.1a	10.9b
		SCP	22.9a	18.7a	9.1b
2018	中嘉早17 ZJZ17	MFP	30.2a	19.7a	13.9a
		SBP	26.6b	18.8a	10.7c
		SCP	27.7b	18.3a	11.5b
	株两优171 ZLY171	MFP	28.2a	19.4a	12.7a
		SBP	25.2b	18.2a	11.3b
		SCP	26.5b	17.6a	10.9b
F Value		T	6.5**	4.2*	42.4**
		V	4.1	0.3	27.1**
		Y	11.6**	1.23	1.8
		T×V	0.3	0.2	13.9**
		T×Y	0.1	0.7	14.5**
		V×Y	0.4	0.9	0.3
		T×V×Y	0.4	0.8	2.7

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2.3.4 茎秆物理性状与抗倒伏特性相关分析通过相关分析表明（表5）,茎秆物理性状指标与抗倒伏特性存在显著的相关性。节间粗度、茎壁厚度I1节间与抗折力呈显著的正相关关系。节间干重在I1、I3节间与抗折力呈显著正相关,与倒伏指数呈显著负相关。单位长度节间干重与抗折力呈正相关,在I1、I3有显著性。单位体积节间干重与抗折力呈正相关,在I1节间有显著性。由此说明,早稻茎秆的抗折力和倒伏指数受茎秆多种指标因素影响,并且各节间的影响因子大有不同。而节间干重、单位长度节间干重以及单位体积节间干重与植株倒伏性能密切相关,与倒伏指数存在显著负相关,与抗折力存在显著正相关,节间干重、单位长度节间干重以及单位体积节间干重可能是人工模拟机械开沟穴直播提高植株倒伏的主要因素。

Table 5
表5
表5茎秆物理性状与抗折力和倒伏指数相关性
Table 5Correlation coefficients between stem physical properties and lodging index and breaking resistance (n=36)

指标 Index	抗折力Breaking resistance			倒伏指数Lodging index
指标 Index	I1	I2	I3	I1	I2	I3
株高PH	0.156	0.169	-0.123	0.001	0.037	-0.063
重心高度GCH	0.471**	-0.103	0.048	-0.142	0.211	-0.093
节间长度INL	-0.275	0.097	-0.015	-0.284	0.034	-0.204
节间粗度IND	0.423*	-0.091	0.168	0.022	0.152	-0.123
茎壁厚度CWT	0.432**	0.311	0.301	-0.144	-0.082	-0.143
节间干重DWI	0.443**	0.377**	0.496**	-0.418**	0.041	-0.439**
单位长度节间干重DLI	0.445**	0.240	0.424**	0.214	0.065	-0.257
单位体积节间干重DVI	0.419*	0.234	0.263	0.193	-0.059	-0.240

The correlation coefficient is r_0.05=0.329, r_0.01=0.424
相关系数为r_0.05=0.329,r_0.01=0.424

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2.4 人工模拟机械开沟穴直播对茎秆木质素含量的影响

2.4.1 茎秆木质素含量从图4可以看出,直播早籼稻的木质素含量在人工模拟机械开沟穴直播处理下达到最高,差异达显著水平。人工模拟机械开沟穴直播下供试品种各节间的木质素含量比表面穴直播及覆土穴直播处理高15.9%—41.9%。由此可知人工模拟机械开沟穴直播有利于提高直播早籼稻的木质素含量。

图4

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图4不同播种方式对早籼稻茎秆木质素含量的影响（2018年）

Fig. 4Effect of different sowing method on lignin (2018)

2.4.2 茎秆木质素与抗倒伏特性相关分析由表6可知,茎秆的木质素含量与茎秆各节间的抗折力呈显著或极显著正相关,与倒伏指数则呈负相关,但不显著。说明茎秆木质素含量反映了其抗倒伏性能。

Table 6
表6
表6茎秆木质素与抗折力和倒伏指数的相关性（n=18）
Table 6Correlation coefficients between stem lignin and lodging index and breaking resistance (n=18)

指标 Index	抗折力Breaking resistance			倒伏指数Lodging index
指标 Index	I1	I2	I3	I1	I2	I3
木质素Lignin	0.571*	0.538*	0.801**	-0.207	-0.263	-0.069

The correlation coefficient is r_0.05=0.468, r_0.01=0.590
相关系数为r_0.05=0.468,r_0.01=0.590

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3 讨论

3.1 人工模拟机械开沟穴直播对直播早籼稻产量形成的影响

前人关于直播稻产量的影响因素研究,主要集中在播种量^[24,25]、肥料^[26]、水分^[26,27]及播期^[28]等。总的来说,适当提高施氮量,增加播种量以及合理利用干湿交替灌溉或者湿润灌溉方法,有利于提高水稻产量^[24,25]。本研究基于直播早籼稻品种,探讨了不同直播方式对直播稻产量的影响,研究结果表明,人工模拟机械开沟穴直播较表面穴直播和覆土穴直播,有利于提高出苗率,增加秧苗的全苗与壮苗,实现早籼稻的早生快发,这与前人研究结果相似^[29]。惠秀芬^[30]等提出覆土厚度1 cm时,水稻出苗整齐、成苗率高。本试验的研究结果与其相似,覆土穴直播的出苗率高于表面穴直播。这可能是由于适当覆土减少鸟害,促进肥水吸收,降低天气变化带来的影响,具体原因需要进一步研究分析。凌启鸿^[31]指出直播稻由于出苗不易控制,严重影响水稻高产。因此,实现全苗壮苗,是直播稻高产稳产的重要基础。本试验结果表明,人工模拟机械开沟穴直播方式可增加水稻产量,增幅达4.52%—11.20%,以常规稻品种增产明显,这与其品种分蘖成穗特性有关。有研究表明,人工模拟机械开沟穴直播有利于增加有效穗^[32],增加千粒重^[29],提高直播稻产量。本试验研究结果与其相似,但各处理水稻穗数的差异可能与前期种子出苗和植株生育后期分蘖成穗不同有关。此外,前人研究表明,光照不足会造成水稻光合作用不足,导致水稻生长所需的营养物质无法得到保障,同时水稻本身的同化作用降低,对水稻的正常生长产生不利影响^[33,34]。本试验年度间产量差异显著,可能是由于2017年早籼稻抽穗到成熟期阶段日照时数较2018年低,不利于水稻花后结实灌浆,使得籽粒不饱满,从而导致产量下降。

3.2 人工模拟机械开沟穴直播对直播早籼稻茎秆抗倒伏的影响

机械化精量穴直播技术是我国当前直播技术发展的方向,而人工模拟机械开沟穴直播有利于实现水稻起垄种植。目前关于人工模拟机械开沟穴直播对植株抗倒伏特性的影响研究报道较少^[29,32,35]。本研究结果表明,人工模拟机械开沟穴直播提高基部节间（I1、I2）的节间粗度与茎壁厚度,但对节间长度影响不明显。在不同播种方式下,节间长度、节间粗度和茎壁厚度各节间受到品种和年份的影响,还与品种自身特性和外界环境有关。第3节间（I3）茎壁厚度和节间粗度以人工模拟机械开沟穴直播提升显著,说明人工模拟机械开沟穴直播增强地上部茎秆第3节间的壁厚。此外,人工模拟机械开沟穴直播不同程度地提高不同节间的单位长度节间干重与单位体积节间干重,且品种趋势一致,尤其对第3节间干重影响明显。其原因可能是人工模拟机械开沟穴直播方式有利于根系深扎,增强直播稻的抗倒伏特性。在基部节间抗倒性相对稳定的基础上,仍有利于第3节间的茎秆充实增加,也说明机械开沟穴播更加稳固地提高地上部植株的抗倒性,增强了植株整体的抗倒能力。另外,研究表明光照强度可以促进茎秆中木质素的合成^[36],而木质素含量的增加则能明显提高茎秆抗折力^[37]。人工模拟机械开沟穴直播由于成行成穴的田间群体结构特性,提高了直播早籼稻生育中后期叶片的光合能力^[29],有利于茎秆木质素的合成,从而提高直播早籼稻茎秆的抗倒性。

相关分析表明,大部分节间的节间干重、单位长度节间干重与抗折力有显著的正相关,而与倒伏指数为显著的负相关。说明影响植倒伏性能的茎秆主要形态指标是节间干重与单位长度节间干重。一般来说,株高越高,植株更易倒伏,而重心高度也影响植株倒伏^[11,38-39]。而本研究结果表明,与表面穴直播和覆土穴直播相比,人工模拟机械开沟穴直播提高植株抗折力,降低倒伏指数,第3节间表现明显;人工模拟机械开沟穴直播虽然提高株高,但是同时显著影响茎秆节间粗度、茎壁厚度、节间干重、单位长度节间干重与单位体积节间干重。一方面说明人工模拟机械开沟穴直播在促进植株根系深扎的同时^[29],有利于促进地上部茎秆的生长,并且一定程度上提高植株抗倒性能。此外,最终影响水稻倒伏的因素不仅仅是其自身抗倒伏能力,还取决于外界环境的作用。水稻自身抗倒伏能力只是可以确定倒伏风险的大小,是否发生倒伏还要取决于外界环境条件的好坏。本试验条件下,虽然不同直播方式的抗倒伏能力存在明显差异,但由于抽穗后天气较好,田间各处理并没有出现大面积倒伏现象。

3.3 双季稻区水稻机械化直播高产途径

目前,直播稻在生产中已成不推自广的态势,且直播稻面积逐年递增。加强直播稻机械化生产的科学研究对于指导水稻直播生产与规避直播风险显得尤为必要。一般来说,生产中水稻常见的直播方式有撒播、条播以及近来发展较快的机械化直播方式。研究表明,机械开沟穴直播有利于提高水稻产量,且生产效益相对其他直播方式更高^[29]。本研究也发现在南方双季稻区早稻进行人工模拟机械开沟穴直播要优于表面穴直播与覆土穴直播方式,可实现早稻直播的轻简化与机械化,有利于早稻直播的高产高效。同时,人工模拟机械开沟穴直播可提高植株的抗倒伏能力,一定程度上增加直播早稻的稳产性。

针对目前直播稻生产中遇到的全苗性差、倒伏性强、杂草难防等突出问题,机械化直播稻要实现高产稳产,需注意抗倒伏能力强的品种选择,以及科学的栽培管理措施,做到适期播种,提高成苗率,控制播种量^[29,40-41];合理肥水管理,诱导根系深扎,提高植株抗倒性,并且提高田块的耕整水平,增强机械播种的效果。同时,还需注意杂草的防除,做好“一封二杀三补”工作^[42],特别要加强直播稻落粒谷对下季作物的影响研究^[43],降低直播稻的生产风险。因此,在双季稻直播生产中,需科学规划、因地制宜、因势利导推广机械化直播技术。

4 结论

与表面穴直播和覆土穴直播相比,人工模拟机械开沟穴直播有利于增加早籼稻品种出苗率,增幅达5.19%—13.89%。人工模拟机械开沟穴直播增加直播水稻品种产量,增幅达4.52%—11.20%,主要与单位面积有效穗数和千粒重增多相关。人工模拟机械开沟穴直播有利于提高供试品种植株抗折力,降低植株倒伏指数,尤其是第3节间;增加株高、重心高度与第3节间（I3）茎壁厚度和节间粗度,提高不同节间的单位长度节间干重、单位体积节间干重以及木质素含量。在本试验中,节间干重、单位长度节间干重与单位体积节间干重对倒伏的影响尤为重要。而在一定范围内,株高增加并不会导致抗折力减小。节间长度和节间粗度并不能同时影响抗倒伏能力与倒伏指数。综上分析,人工模拟机械开沟穴直播不仅有利于增加直播水稻产量,还有利于提高直播水稻的抗倒伏能力。

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为研究不同机械直播方式对水稻分蘖特性的影响，以常规稻常农粳7号、超级稻南粳44与杂交粳稻甬优2638、甬优7号为材料，在江苏稻麦两熟制条件下研究了水（湿润）点播和条播2种机械直播方式水稻分蘖发生和成穗特性及其对群体产量的贡献。结果表明，不同直播方式对水稻分蘖发生与成穗特性有显著影响。点播和条播方式一次分蘖发生叶位均为5个，即主茎第1叶位到第5叶位；二次分蘖发生叶位以主茎第1分蘖的第1、2叶位和主茎第2分蘖的第1叶位为主。一次分蘖发生率点播方式低于条播方式，主茎第3、4叶位分蘖发生率为100%；二次分蘖发生率点播方式高于条播方式。4个品种均未见三次及三次以上分蘖发生。点播方式产量显著高于条播方式（p<0.05），且不同直播方式对水稻茎蘖成穗与高产利用存在差异（p<0.05）。一次分蘖的第1～5叶位是可成穗叶位，以第1～3叶位成穗为主，成穗率50%以上，条播方式成穗率高于点播方式。主茎第1分蘖的第1叶位和主茎第2分蘖的第1叶位是二次分蘖成穗的主要叶位，但成穗率较低；点播方式成穗率低于条播方式，不同品种间存在差异。一次分蘖穗对产量贡献率在不同蘖位间存在显著差异（p<0.05），主茎第3分蘖生产力最高，对产量的贡献率最高，其中点播方式大于条播方式。二次分蘖穗对产量贡献率较小，点播方式高于条播方式。进一步对分蘖的穗粒构成分析表明，主茎第3分蘖穗单位面积穗数和每穗粒数较高，每穗粒数表现为主茎第3分蘖穗点播方式高于条播方式。该文明确了不同机械直播方式水稻分蘖成穗规律，为直播稻大面积高产提供了技术依据。

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选用6个早稻品种，通过直播栽培探讨茎秆和根系性状表现与抗倒伏的关系。结果表明，不同品种茎秆和根系性状存在不同程度的差异，品种间抗倒性差异显著。植株茎秆抗倒性与茎粗呈显著正相关；与第一伸长节间长度显著负相关。直播稻根系固持力与表土层根系数量有极显著相关外，与根系干质量和纤维素含量存在显著或极显著相关。茎秆抗倒性强弱与根系固持力不完全一致，陆两优996表现单株茎秆抗倒伏力与根系固持力都较大，分别为0.738和232.260 N；嘉育948茎秆抗倒力较高，为0.699 N，而根系固持力较低，为143.080 N。直播稻宜选用茎秆粗壮、茎基部伸长节间短、根数多、根干质量大、根系纤维素含量高的品种。

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以籼型杂交稻汕优63和粳稻9516为材料，研究了旱种水稻倒伏的原因。结果表明：旱种水稻的倒伏率明显高于常规水种水稻，使得产量较水种水稻明显下降。旱种水稻基部节间充实程度(秆壁厚度、单位长度节间重量)、茎秆厚壁组织细胞壁和表皮硅质层厚度、基部节间可用性糖含量及植株的生理活性［剑叶叶绿素含量、根系氧化力、细胞分裂素(玉米素+玉米素核苷)含量］均不及常规水种水稻。施用硅、钾肥能提高旱种水稻植株的生理活性，增加抽穗期和成熟期基部节间可用性糖的贮存，增加茎秆厚壁组织细胞壁及表皮硅质层的厚度，提高茎秆基部节间充实程度，增强抗倒伏能力，最终提高旱种水稻的产量。孕穗期去1/2叶，结果则相反。表明由于旱种水稻早衰(植株生理活性低)，影响了水稻基部节间的充实，造成旱种水稻发生倒伏。还就旱种水稻倒伏机理及对策进行了讨论。

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郭保卫, 朱大伟, 许轲, 张洪程, 周兴涛, 朱聪聪, 曹利强, 陈厚存, 陈京都, 戴其根, 霍中洋, 魏海燕, 李明银 . 有序摆抛栽对超级稻植株抗倒伏能力的影响
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DOI:10.3969/j.issn.10017216.2015.01.006 URL Magsci [本文引用: 1]

以粳型超级稻武运粳24和南粳44为试材，设置摆栽、点抛和撒抛三种抛栽方式，并以机插为对照，从茎秆抗折力、茎秆壁厚、节间长度、粗度、干质量等方面系统研究了有序摆抛稻的茎秆特性及其抗倒伏能力，结果如下：1）超级稻不同抛栽方式间抗倒伏能力差异显著，茎秆倒伏指数不同抛栽方式间表现为摆栽<点抛<撒抛、机插，基部节间抗折力、弯曲力矩和抗倒伏能力均表现为摆栽>点抛>撒抛、机插。就各抛栽方式下不同连孔处理而言，基部N1节间倒伏指数差异不显著，N2、N3、N4抗倒伏能力表现为2连孔、3连孔>单孔。2）有序摆抛栽水稻相对重心高度稍低，成熟期茎鞘干物质量大，单穗干质量大，尤其2连孔和3连孔植株优势明显。不同抛栽方式间基部节间粗度、壁厚、节间质量和单位干质量表现为摆栽>点抛>撒抛，不同连孔处理间为2连孔>3连孔>单孔。除基部第1节间外，节间长度在抛栽方式间表现为摆栽>点抛>撒抛的趋势，不同连孔节间表现为2连孔、3连孔<单孔的趋势。2连孔、3连孔钵苗有序摆抛在高产条件下稻株茎秆粗壮，节间短粗，节间壁厚，茎秆单位节间重，基部节间抗折力大，抗倒伏能力强，是一种利于提高水稻抗倒能力的新型水稻轻简高产栽培方式。

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DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.07.003 URL Magsci [本文引用: 1]

【目的】研究施氮对水稻茎秆抗倒伏能力的影响及其与茎秆形态性状和力学性状的关系及其作用机理，为水稻抗倒高产栽培调控提供依据。【方法】以常规籼稻银晶软占为材料，设置4个氮水平，进行大田试验，研究施氮对水稻茎秆基部节间形态和力学性状的影响及其与倒伏指数的关系。【结果】施氮影响水稻茎秆的形态和力学性状。随着施氮量的增加，株高增加，重心上移，基部节间长度增加，节间充实度下降，抗折力和弹性模量减小，茎秆倒伏指数增加，抗倒伏能力下降。倒伏指数与株高、重心高度及基部节间长度呈正相关，而与基部节间充实度、抗折力及弹性模量呈负相关，且相关系数大多达到显著或极显著水平。倒伏指数与单位面积有效穗数和每穗总粒数呈显著或极显著正相关，而与结实率和千粒重呈负相关趋势。【结论】株高、重心高度、基部节间长度和基部节间充实度等形态性状，以及弯曲力矩、抗折力等力学性状，是影响水稻茎秆抗倒伏能力的主要因素。

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URL Magsci [本文引用: 2]

以优质常规稻黄华占为材料，研究不同播种量和施氮量对直播稻产量及其构成因素的影响。结果表明，播种量、施氮量及其互作对直播稻产量有极显著影响。播种量57.5 kg/hm2时产量最高，比播种量为22.5 kg/hm2和52.5 kg/hm2的处理极显著增产；施氮量和产量呈抛物线关系，210 kg/hm2时产量最高；播种量增加，应适当减少施氮量才能获得较高产量。播种量和施氮量的增加，能够增加有效穗数；每穗粒数随播种量增加而减少，随施氮量增加而增加；结实率和千粒重随播种量和施氮量增加而降低。

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为了探明精量穴直播超级稻湿润灌溉的需水量和不同灌水量对超级稻产量构成因素的影响,以指导精量穴直播超级稻节水灌溉，通过大田试验，研究了不同灌溉方式对精量穴直播和常规移栽水稻培杂泰丰（超级杂交稻）和玉香油占（超级常规稻）2个超级稻品种生产的影响。结果表明：精量穴直播湿润灌溉处理的灌水量相对于精量穴直播常规灌溉少23.51%，相对于移栽常规灌溉少30.46%，精量穴直播湿润灌溉处理和精量穴直播常规灌溉处理的产量没有明显差异，而这2个处理的理论产量分别比移栽常规灌溉处理高7.75%和9.62%，实际产量分别高9.18%和8.09%；精量穴直播湿润灌溉处理的干物质量和叶面积指数显著高于其他2个处理。说明湿润灌溉有利于精量穴直播超级稻高产的形成。

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DOI:10.3969/j.issn.1006-8082.2014.06.023 URL Magsci [本文引用: 1]

通过研究淮稻5号、武育粳3号、武运粳21号等3个品种不同播期对直播水稻株型及穗部性状的影响，以期塑造直播水稻理想株型。结果表明，在海丰种植条件下，直播水稻最佳播期为6月上旬。随着播期推迟，株高下降，下部节间增长，上部节间变短；同一品种在播期推迟情况下，一次枝梗数、二次枝梗数及每穗粒数均呈减少趋势，不同品种减少幅度存在差异；在推迟播期情况下，武运粳21号、淮稻5号的株高与穗型受到的影响比武育粳3号小，产量的影响也相对较小。

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DOI:1000-2421（2010）01-0001-05 URL Magsci [本文引用: 2]

采用机械精量穴直播、人工撒播和人工手插种植方式对比，研究了机械精量穴直播条件下水稻的生育特性和产量形成特性。结果表明:机械精量穴直播有利于加快水稻的生长发育进程，缩短水稻的生育期，提高其生物学产量和叶面积指数，降低主茎总叶龄；机械精量穴直播稻的分蘖势较强，分蘖叶位低，分蘖发生和分蘖高峰出现早，单位面积的分蘖总量较大；机械精量穴直播稻每平方米有效穗263.63，比人工手插和人工撒播分别提高了24.63%和15.25%，机播的实际产量最高，较人工撒播和手插处理分别增产14.92%和4.59%。

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根据水稻种植农艺要求，研制了一种开沟起垄式水稻精量穴直播机，可同步进行开沟、起垄和播种。采用穴播方式将破胸露白的稻种播在垄上的播种沟中。采用瓢形型孔轮和两个充种室设计方案，可实现播量可调和精量穴直播。采用弹性随动护种带代替传统的固定式护种板，减少了稻种的破损率和对排种轮的磨损。采用乘坐式高速插秧机底盘，四轮驱动，在水田中的通过性能好。由于行距可选、穴距可调、播量可控，可适应不同茬口、不同品种和不同地区的水稻种植要求。在全国10省（区）的生产试验结果表明，采用精量穴直播方式，可比人工撒播增产10%以上，比人工抛秧增产8%以上，比人工插秧增产5%以上。

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【目的】倒伏是水稻“高产、优质、高效、生态、安全”综合生产目标的限制因素之一。本研究旨在探讨不同种植方式超级稻的抗倒伏能力，为合理选用种植方式，实现“十字”综合目标提供理论依据。【方法】长江下游稻-麦两熟制条件下，以超级稻品种淮稻9号和Ⅲ优98为材料，设置旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式，以倒伏指数作为衡量植株抗倒伏能力的指标，在齐穗后25 d，研究不同种植方式水稻基部第1节间（N1）、第2节间（N2）、第3节间（N3）、第4节间（N4）抗倒伏能力和主要物理性状的差异，并对倒伏指数、抗折力与茎秆主要物理性状进行相关分析。【结果】不同种植方式水稻抗倒伏能力差异极显著，手栽稻倒伏指数最小，抗倒伏能力最强，直播稻倒伏指数最大，抗倒伏能力最差，机插稻居于二者之间。抗折力的大小是不同种植方式水稻倒伏指数差异的主要原因，N1、N2、N3、N4节间的抗折力与株高、重心高度、茎秆粗度、茎壁厚度、茎秆干重、叶鞘干重、单位节间干重、节间基部至穗顶的长度和鲜重及弯曲力矩呈显著或极显著正相关，与相对重心高度和节间长度呈显著或极显著负相关。与机插稻和直播稻相比，手栽稻基部节间抗折力大、倒伏指数小的主要原因是:（1）株高的增加是节间数增多、穗长及穗下2个节间变长所致，而茎秆基部易于发生倒伏的2—3个节间长度反而比机插稻和直播稻短；（2）基部各节间粗度和茎壁厚度均有明显增加，且茎、鞘干重大，单位节间干重极显著增加，茎秆的充实度好。【结论】不同种植方式水稻茎秆主要物理性状优化组合不同，基部节间短而粗，茎壁厚度大，茎秆充实程度好，是手栽稻抗折力大、倒伏指数小、抗倒伏能力强的直接原因。

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