机插秧晚稻品种筛选研究

作者:未知

  摘 要:以10个晚稻品种为研究对象,通过机插秧秧苗素质考察、基本苗调查、生育期记载、产量及其构成分析,研究比较不同晚稻品种在机插条件下的秧苗素质、生长发育进程及产量形成等,确定适宜机插晚稻品种,为得到水稻全程机械化晚稻品种的选择提供依据。结果显示,H优518、五优308、深优9586、丰源优299这4个品种的产量分别为7997.25kg/hm2、7855.80kg/hm2、7809.00kg/hm2、7807.50kg/hm2,均高于10个品种的平均产量7201.95kg/hm2,显著高于除天优华占外的其它5个品种,平均高出1257.49kg/hm2,平均增幅为19.02%。H优518为穗粒兼顾型水稻品种,其秧苗个体素质最强,白根数最多,为6.9条,绿叶数、茎基宽、总根数和百株干重均较高,株高最适宜机插和机收要求,为89.33cm;H优518的生育期最短,为113d。H优518、五优308、深优9586、丰源优299这4个品种均适宜机插秧栽培,其中H优518机插栽培表现最佳,可作为晚稻全程机械化生产的备用品种。
  关键词:晚稻;机插秧;品种筛选
  中图分类号:S511.3+3       文献标识码:A
  DOI:10.19754/j.nyyjs.20200530017
  作为世界栽培稻起源地之一,我国水稻栽培已有7000多年的历史[9]。我国研究水稻机插秧技术已经近50a,20世纪70年代从日本引进了小苗带土机插秧技术,到20世纪90年代我国水稻机插秧技术发展一直处于较缓慢的水平,机插秧面积仅占全国水稻种植面积的0.5%[1]。近年来,机插秧技术研究快速发展,2010年,我国水稻耕种收综合机械化水平达到58%,耕整地机械化水平达到85%[2],基本实现机械化作业,机械收获水平突破60%,机械化种植水平达到20%。我国以连作稻和杂交稻种植为主的双季稻区和西南稻区的机插秧发展水平较低,面积加起来占水稻总面积的64%,由于杂交稻与连作稻机插秧技术的不成熟,极大地限制了机插秧技术的发展。我国水稻生产55%以上是杂交稻[3],65%以上的人口以稻米为主食[4],解决杂交稻机械化生产技术问题对水稻机械化生产发展具有重要作用。全国水稻机插秧面积逐年扩增,水稻机插很可能成为今后水稻栽培的主要发展方向。机械插秧改变了费工、费力、费时的传统劳作方式,还具有产量稳定的优势。尽管水稻机插秧技术在我国快速发展,但是在某些地区仍然发展比较缓慢。机插秧重要的环节是育秧,秧苗的质量直接影响栽插质量,从而影响水稻田的间生长和最终产量;机插秧对大田的耕整也有较高的要求。水稻全程机械化要求水稻品种和水稻的插收机械相适宜,在保障水稻产量的同时,进一步解放劳动力,提高农业生产效率,促进农民增收。目前我国发展机插秧需要解决的主要问题是,提高育秧质量、筛选适宜品种和找到合适的耕整方法[5]。本研究通过对不同晚稻品种进行机插秧栽培,比较其生长发育特性和水稻产量品质结果,来筛选出适宜晚稻机插秧栽培的水稻品种,为湖南晚稻机插秧水稻品种筛选提供参考和建议。
  1 材料与方法
  1.1 试验地概况
  2017年,试验在沿溪镇浏阳市原种场湖南农业大学综合试验基地进行。供试土壤为红黄泥,土壤的全氮含量为2.5g/kg、全磷含量为533.00mg/kg、全钾含量为6.04g/kg、碱解氮含量为162.43mg/kg、有效磷含量为65.16mg/kg、速效钾含量为97.32mg/kg,土壤pH值为5.7,土壤有机质含量为35.22g/kg,试验地排灌条件良。
  1.2 试验材料
  参试品种10个,分别为H优518、H优159、盛泰优9712、岳优9113、五优308、丰源优299、天优华占、湘晚籼17号、湘晚籼12号、深优9586。
  1.3 试验设计
  6月26日播种,半旱式大棚育秧,播种量为杂交稻52.5kg/hm2,90g/盘;常规稻105kg/hm2,180g/盘。7月22日插秧,用新型高速插秧机插秧(井关高速乘坐式插秧机),行株距为25cm×14cm,每处理(每品种)小区面积67m2,3次重复,随机区组排列,周围设保护行。氮肥纯N为150.0kg/hm2,N∶P2O5∶K2O为1∶0.5∶0.8。基肥施用氮肥总量的50%、钾肥总量的50%和全部磷肥;在分蘖期追施氮肥总量的40%、钾肥总量的40%;孕穗期追施氮肥总量的10%、钾肥总量的10%。插后立即灌浅水活蔸,在总苗数达预期22万有效穗数时适度晒田,收割前7d停止灌水直至成熟。90%黄熟时收割。
  1.4 观测项目
  1.4.1 秧苗素质考察结果
  在移栽前考察各处理秧苗素质,包括株高、叶龄、茎基宽、白根数,单株鲜重。在秧盘中央取样,每品种取样3盘,每盘取样面积6cm×8cm。
  1.4.2 基本苗调查
  在移栽后5d调查每处理密度、每蔸平均苗数、缺蔸率等。
  1.4.3 生育期记载
  每个处理准确记录播种期、移栽期、返青期、分蘖始期、始穗期、齐穗期、成熟期。
  1.4.4 经济性状考察
  成熟时每个处理根据平均有效穗取代表性植株5丛,风干后考种,内容包括有效穗数、每穗总粒数、实粒数、千粒重等。
  1.4.5 测产
  水稻成熟后,每个小区分别从中心区选择5m2作为测产小区,采用人工脱粒,晒干风选后称取风干重,然后以14%的吸湿水来计算稻谷产量。
  1.5 统计分析
  采用Excel2010、SPSS20.0软件进行数据的整理与分析。
  2 结果与分析
  2.1 秧苗素质分析
  由表1可知,秧苗素质调查中,盛泰优9712、H优518、五优308三者的叶龄和绿叶数无显著性差异,但均高于10个品种的平均叶龄4.0和平均绿叶数3.6;盛泰優9712的叶龄和绿叶数较其它7个品种分别高出1.2~1.5和1.2~1.4,且达到显著性差异(p<0.05)。丰源优299、H优159两者的苗高无显著性差异,但均高于10个品种的平均苗高28.2cm。盛泰优9712、H优159、H优518、丰源优299、深优9586这5个品种间的茎基宽无显著性差异,但均高于10个品种的平均茎基宽35.9cm。H优518和五优308的白根数分别为6.9和6.6,两者间无显著性差异,但均高于10个品种的平均白根数3.3条。丰源优299、盛泰优9712、H优518、湘晚籼17号、H优159、五优308这6个品种间的总根数无显著性差异,但均高于10个品种的平均总根数17.2条,丰源优299的总根数最大为20.4条。盛泰优9712、H优518、深优9586、H优159、丰源优299这5个品种的百株鲜重分别为7.68g、6.79g、6.59g、5.88g、5.68g,无显著性差异,但均高于10个品种的平均百株鲜重5.57g,较湘晚籼12号等5个品种的百株鲜重高出1.67~3.43g,且均达到显著性差异。10个水稻品种的百株干重与百株鲜重规律相同,其中,盛泰优9712、H优518、深优9586、H优159、丰源优299这5个品种的百株干重分别为1.54g、1.36g、1.32g、1.18g、1.14g,无显著性差异,但均高于10个品种的平均百株干重1.12g,较湘晚籼12号等5个品种的百株干重高出0.34~0.69g,且均达到显著性差异。10个水稻品种的秧苗含水率在80%左右,其中五优308的秧苗含水率最高,为80.09%,湘晚籼17号的秧苗含水率最低,为79.92%,但各品种间的秧苗含水率无显著性差异。   
  由表2可知,10个水稻品种的秧苗素质中叶龄、绿叶数、苗高、茎基宽、白根数、总根数、百株鲜重、百株干重等指标的排序中前一出现次数最多的是盛泰优9712,共出现了5次;前三出现次数最多的是H优518,共出现了7次,盛泰优9712共出现了6次。10个品种的综合排序值大小为盛泰优9712<h优518<h优159<丰源优299<五优308<深优9586<湘晚籼17号<岳优9113<湘晚籼12号<天优华占。其中,盛泰优9712和h优518的综合排序值分别为20和21,明显优于其它7个品种,故10个水稻品种中以盛泰优9712和h优518的秧苗素质表现最佳。
  2.2 基本苗分析
  由表3可知,10个水稻品种的机插秧缺篼率均在5%范围内。湘晚籼12号缺篼率最高,天优华占、丰源优299、H优159的缺篼率均低于10个品种的平均缺篼率3.95%,且均显著低于湘晚籼17号的4.77%,但与其它品种间差异不显著。湘晚籼12号、湘晚籼17号、天优华占、深优9586这4个品种的每667m2均苗数无显著性差异,但均高于10个品种的平均每667m2均苗数8.09万苗,较其它6个品种的每667m2均苗数平均高出1.92万苗,平均增幅为26.23%。
  
  2.3 生育期分析
  由表4可知,10个水稻品种的移栽秧龄为26d。H优518、盛泰优9712、天优华占、湘晚籼17号、湘晚籼12号这5个品种移栽到返青历时5d,用时最短。H优518、盛泰优9712、岳优9113、五优308这4个品种在8月11日开始分蘖,最早分蘖。盛泰优9712和五优308始穗最早,H优518最早齐穗,始穗到齐穗历时最短是H优159,历时5d,其次是H优518,历时6d,盛泰优9712、岳优9113、五优308、丰源优299这4个品种始穗到齐穗的历时最长,为13d。H优518最早成熟,在10月16日达到成熟;H优159在10月17日成熟,较H优518迟了1d;岳优9113、五优308、丰源优299这3个品种在10月22日成熟,较H优518迟了6d,湘晚籼12号和深优9586最晚成熟,在10月25日成熟,较H优518迟了9d。H优518的生育期最短,为113d,其次为H优159的114d,岳优9113号、五优308、丰源优299这3个品种的生育期为119d,较H优518多6d,盛泰优9712、天优华占、湘晚籼17号这3个品种的生育期为121d,较H优518多8d,深优9586的生育期最长,为123d,较H优518多10d。
  2.4 经济性状分析
  由表5可知,深优9586、H优518、湘晚籼17号、丰源优299这4个品种的株高差异不显著,分别为91.60cm、89.33cm、88.60cm、86.79cm,均高于10个品种的平均株高84.52cm。H优518、岳优9113、H优159号、湘晚籼17号、深优9586这5个品种的穗长无显著差异,均高于10个品种的平均株高20.67cm。盛泰优9712和湘晚籼12号的单株有效穗分别为16.7和16.3,两者间无显著性差异,但均高于10个品种的平均单株有效穗12.6,显著高于其它8个品种的单株有效穗,平均高出4.9;湘晚籼17号、五优308、H优518这3个品种的单株有效穗无显著差异,但均高于10个品种的平均单株有效穗12.6;深优9586、丰源优299、H优159号这3个品种的单株有效穗无显著差异。湘晚籼12号、盛泰优9712、H优518、岳优9113这4个品种间的每667m2有效穗无显著差异,但均高于10个品种的平均每667m2有效穗22.3万穗。深优9586、天优华占、五优308这3个品种的每穗总粒数无显著性差异,均高于10个水稻品种的平均每穗总粒数124.7。深优9586和五优308的每穗实粒数分别为124.4和113.9,两者间无显著性差异,但均高于10个品种的平均每穗实粒数98.8;H优159号、湘晚籼17号、H优518、盛泰优9712、岳优9113、湘晚籼12号这6个品种的每穗实粒数无显著差异,均低于10个品种的平均每穗实粒数98.8;深优9586和五优308的每穗实粒数显著高于H优159号等6个品种的每穗实粒数,较H优159号等6个品种的平均每穗实粒数89.5分别高出34.9和24.4,增幅分别为39.0%和27.3%。H优518、深优9586、湘晚籼12号、丰源优299、岳优9113、湘晚籼17号这6个品种的结实率无显著性差异,均高于10个品种的平均结实率79.38%。丰源优299和H优159号的千粒重分别为28.6g和27.1g,两者间无显著性差异,均高于10个品种的平均千粒重25.8g。深优9586、H优518、豐源优299、天优华占、五优308这5个品种的理论产量无显著性差异,但均高于10个品种的平均理论产量8412.58kg/hm2。10个水稻品种的经济性状株高、穗长、单株有效穗、每667m2有效穗、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、理论产量等指标中前三出现次数最多的是H优518和深优9586,两者都出现了5次。故经济性状筛选出的水稻品种为H优518和深优9586。
  
  2.5 水稻产量分析
  由图1可知,10个水稻品种的产量表现为H优518>五优308>深优9586>丰源优299>天优华占>盛泰优9712>湘晚籼17号>岳优9113>H优159 >湘晚籼12号。其中,H优518、五优308、深优9586、丰源优299、天优华占这5个品种的产量分别为7997.25kg/hm2、7855.80kg/hm2、7809.00kg/hm2、7807.50kg/hm2、7500.45kg/hm2,均高于10个品种的平均产量7201.95kg/hm2;5个品种间的产量无显著性差异,但H优518、五优308、深优9586、丰源优299这4个品种的产量显著高于除天优华占外的其它5个品种,平均高出1257.49kg/hm2,平均增幅为19.02%。   
  3 讨论
  3.1 秧苗素质
  育秧是机插秧的关键环节,秧苗的素质直接影响机插秧质量,从而影响水稻的生长和产量[6]。传统的手工插秧需要培育壮秧,机插秧要求的壮秧则对苗体的秧苗素质要求更高,要求兼顾个体健壮和群体均衡[7]。机插秧一般采用中小苗带土早插,对秧苗的植伤较大,由于机插秧苗弱小不带分蘖,小苗机插后需要经过1~2个叶龄才能长出大田根系,延迟了分蘖的发生,影响水稻茎蘖数,最终影响水稻产量。因此,培育壮秧以提高秧苗素质是能促进机插秧早生快发,使机插秧苗赶上生育期。机插秧秧苗个体素质在形态上主要表现根系盘结、白根多、节短秆壮、绿叶多等。本研究中,由秧苗素质分析可得10个水稻品种秧苗素质中叶龄、绿叶数、苗高、茎基宽、白根数、总根数、百株鲜重、百株干重等指标中排序中,前三出现次数较多的3个品种分别为H优518、盛泰优9712、五优308。就秧苗素质而言,H优518、盛泰优9712、五优308这3个品种的秧苗素质要高于其它7个品种,其中H优518的秧苗素质最好。机插秧苗必须具备良好的个体和群体素质,即秧苗机插秧对秧苗的素质要求较高,根系盘结力强的适龄壮秧适宜机插秧,故本研究优选的出的秧苗个体综合素质最高的水稻品种为H优518,盛泰优9712和五优308的秧苗个体素质次之。
  机械插秧能大幅提高生产效率,但也存在漏插和秧苗不齐问题,漏插严重时需要人工补秧。基本苗作为秧苗群体素质指标之一[8],是衡量机插秧能否形成高光效群体的重要参数,机插秧水稻的缺蔸率应低于5%插视为合格,过高则影响机插质量。由基本苗分析可得,10个水稻品种的机插秧缺蔸率均在5%范围内。
  3.2 生育期
  机插秧秧苗在机插移栽后会有一定程度的损伤,秧苗表现出抗逆性,生长速率先降低后恢复,损伤越大,恢复所需时间越长。抗逆性强的水稻品种,恢复能力越强,返青所需时间越短,越早开始分蘖。抗逆性强的水稻品种,有利于水稻对抗稻田病虫草害及不良天气的影响,有利于保障水稻产量。机插秧采用的是高密度小苗移栽,秧龄较人工移栽缩短了10d,移栽到大田后,本田各生育期会相应推迟,水稻的营养生长时间明显缩短,最终生育期较人工手插秧延迟5~10d。对湖南双季稻种植模式而言,要求水稻品种的生育期较短,一般不超过120d,能在9月20日前完成灌浆,以避免寒露风对水稻灌浆带来危害。水稻若在灌浆期遇上寒露风,会严重减产,甚至绝收。本研究中,由生育期分析可得,H优518、盛泰优9712返青快、分蘖早、早成熟,生育期较短的2个品种为H优518、H优159,故生育期筛选出的最佳水稻品种为H优518和H优159。
  3.3 经济性状
  机插水稻对中小秧苗进行定行、定深、定穴和定苗的“四定”栽插,达到了宽行、浅栽、稀植、通风透光的高产群体质量栽培要求,但机插秧秧龄短、缓苗期长、暴发性分蘖易导致高峰苗偏多,有效穗、结实率和千粒重等产量构成因素独有特性。机插秧的茎蘖体型小,有利于群体生长点密度的增加,因而最高苗数与最大LAI均较高,加剧了群体内部的竞争,削弱了有效茎蘖的生长量,导致其中无效分蘖数增加,分蘖成穗率低。机插秧多为小秧苗高密度插栽,尽管机插存在一定的漏蔸率,但机插秧苗移栽到大田后,基本苗充足[6]。由于机插秧大田基本苗过多,水稻单茎的光能利用率和养分比例下降,后期成穗率降低,水稻有效穗低于人工手插秧。机插秧主要通过采用大穗型和穗粒兼顾型水稻品种获得高产。机插秧水稻品种要求适宜的株高,过高则容易在高水肥栽培条件下倒伏而造成减产,过低则不能充分利用温光等资源而无法发挥生产潜力。水稻机器收割也要求水稻的株高小于100cm[9],有利于减少水稻的收获损失。本研究中,由经济性状分析可知,10个水稻品种的株高均在100cm以下,经济性状中的株高、穗长、单株有效穗、每667m2有效穗、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、理论产量等指标的排序中前三出现次数最多的是H优518和深优9586,均出现了5次,其中H优518为穗粒兼顾型水稻品种,深优9586为大穗型水稻品种。H优518和深优9586的株高明显高于其它8个水稻品种,适宜机插和机收要求。故经济性状筛选出的水稻品种为H优518和深优9586。
  3.4 水稻产量
  响应国家“藏粮于地,藏粮于技”的政策,机插秧水稻需要保证产量,获得高产。水稻产量是衡量机插秧水稻的最关键指标,通过机插秧获得高产的水稻品种是最适合机插栽培的。机插水稻的产量形成特性表明,提高秧苗个体质量和改善水稻群体环境是机插秧水稻获得高产的关键途径[10]。研究认为,合理的基本苗数和较大的穗粒数是机插水稻获得高产的基础[11]。由水稻产量分析可得,H优518、五优308、深优9586、丰源优299这4个水稻品种的产量无显著性差异,但均高于10个品种的平均产量,且显著高于盛泰优9712、湘晚籼17号、岳优9113、H优159、湘晚籼12号这5个品种,其中H优518为穗粒兼顾型水稻品种,深优9586为大穗型水稻品种。故水稻产量筛选出的水稻品种为H优518、五优308、深优9586、丰源优299。
  4 结论
  10个水稻品种的机插缺蔸率均在5%范围内,H优518,盛泰优9712和五优308的绿叶数、茎基宽、白根数、总根数及秧苗生物量均较高,其秧苗个体素质较强。生育期较短的2个品种为H优518、H优159,均在115d以内。H优518和深优9586的株高在100cm范围内,明显高于其它8个水稻品种,适宜机插和机收要求,其中H优518为穗粒兼顾型水稻品种,深优9586为大穗型水稻品种,且H优518和盛泰优9712的成穗率较高。H优518、五优308、深优9586、丰源优299这4个品种的产量分别为7997.25kg/hm2、7855.80kg/hm2、7809.00kg/hm2、7807.50kg/hm2,均高于10个品种的平均产量7201.95kg/hm2,显著高于除天优华占外的其它5个品种,平均高出1257.49kg/hm2,平均增幅为19.02%。
  综上所述,H优518、五优308、深优9586、丰源优299产量表现优异,理论产量和实际产量均超过7800kg/hm2,其中H优518为穗粒兼顾型水稻品种,深优9586为大穗型水稻品种;H优518和五优308的秧苗个体素质最强;H优518和深优9586的株高最适宜机插和机收要求;H优518的生育期最短,为113d。即H优518、五优308、深优9586、丰源优299这4个品种均适宜机插秧栽培,其中H优518机插栽培表现最佳,可作为晚稻全程机械化生产的备用品种。
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  (责任编辑 贾灿)
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