向 丽，唐启源，王慰亲，郑华斌，郑志刚

精量有序机抛种植模式对寒露风影响下双季晚稻生产的减灾作用*

向 丽，唐启源**，王慰亲，郑华斌，郑志刚

（湖南农业大学农学院，长沙 410128）

2020年在湖南大通湖区按照裂区设计进行大田试验，以水稻品种泰优390和H优518为材料，设常规机插秧（T1）、人工手抛秧（T2）和精量有序机抛秧（T3）三种处理，观察测定不同种植模式下的秧苗素质、产量及其构成因素、茎蘖动态和生育期，以探究不同种植方式对寒露风影响下晚稻生长发育特性、产量及产量构成的影响，找出在寒露风影响下更具有稳产减灾效果的种植方式，并对其减灾机理进行探究，为水稻生产和防灾减灾策略提供理论依据。结果表明：（1）采用钵苗育秧技术培育秧苗的精量有序机抛种植模式的秧苗素质相对较好，与采用毯苗育秧技术育秧的机插种植模式的秧苗素质差异显著。（2）移栽后，精量有序机抛秧返青最快，分蘖发生最早。（3）精量有序机抛秧的水稻生育期较手抛秧、机插秧显著缩短，品种泰优390可缩短生育期4～12d，H优518可缩短生育期3～8d。（4）在寒露风影响下，精量有序机抛秧的水稻成穗率、结实率、收获指数、单位面积有效穗数、千粒重及产量较手抛秧、机插秧高，且与机插秧处理差异达到显著水平。品种泰优390和H优518精量有序机抛秧的产量分别比手抛秧、机插秧增产21.7%、273.5%和12.9%、19.6%。研究结果说明使用精量有序机抛方式育出的秧苗素质较高，移栽大田后返青较快，分蘖速率较快，后期分蘖下降幅度小，有效穗数、结实率、千粒重较高，比人工手抛秧、常规机插秧更能促进水稻产量的提高。综合气候条件考虑，使用精量有序机抛方式能缩短晚稻生育期，在冷害严重的年份具有明显减灾效果。

秧苗素质；生育期；精量有序机抛；产量；寒露风

湖南省是水稻大省，双季稻是其主要的水稻生产模式之一，然而双季晚稻生产易受寒露风的影响，且受灾后减产幅度极大[1]。罗伯良等[2]研究表明，湖南各区域寒露风初日年代际变化特征显著，湘北区域影响双季晚稻产量的寒露风发生频率约为三年两遇，因此，采取措施减轻寒露风的危害对湖南双季晚稻生产极其重要。寒露风是一种影响晚稻生产的低温冷害，出现在晚稻抽穗扬花期间，常出现包颈、颖花不能正常开放、传粉受精发生障碍等现象，致使晚稻空壳率增加，影响产量的形成，造成晚稻减产或失收[2]。一般来说，湘北地区的晚稻生产若不能在9月15日前安全齐穗，其遭受寒露风危害的风险将会大大增加。研究表明，防御寒露风的长远对策是以避开为主、抗御为辅的综合防治措施[3]。因此，在湘北地区采取适宜的栽培措施使晚稻能在安全期内齐穗，或能适当提前晚稻生育期，缩短遇害时段，对降低寒露风对晚稻产量的损失尤为重要。

调查发现，前人对晚稻寒露风的研究多为探究寒露风发生规律及寒露风初日预测[4−6]、喷施叶面肥对晚稻抗寒露风能力的影响[7−9]及寒露风对水稻生理特性及产量的影响[10−11]等方面，有关预防寒露风栽培措施方面的研究鲜见。

试验于2020年晚稻种植季节进行，以双季晚稻品种H优518及泰优390为材料，以现阶段普遍采用的机插、传统的手抛和大力推广的精量有序机抛种植方式为处理，互为对照，研究不同种植方式对寒露风影响下晚稻生长发育特性、产量及产量构成的影响，找出在寒露风影响下更具有稳产减灾效果的种植方式，并对其减灾机理进行探究，为水稻生产和防灾减灾策略提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试水稻品种为泰优390和H优518，均为三系杂交水稻，其中，泰优390为迟熟晚稻，H优518为中熟晚稻，分别来自湖南和海南的种业公司。化控试剂为多效唑。

1.2 试验地概况

试验地位于湖南省益阳市大通湖区千山红镇（112.3 °E， 28.6 °N），属亚热带大陆性季风湿润气候，地形为典型的洞庭湖冲击平原，土壤成土母质为河湖沉积物，质地肥沃，偏弱碱性；年平均气温16.5℃，无霜期264d；年均降水量1240.8mm；年均日照时数1643.3h。前茬为双季早稻。

1.3 试验设计

试验采用裂区设计，以品种（V）为主区，分别为H优518和泰优390，种植方式（T）为副区，分别为常规机插秧(T1)、人工手抛秧(T2)和精量有序机抛秧(T3)，水稻机械精量有序抛秧栽培是指通过有序抛秧机进行水稻分行分蔸有序抛栽的机械化种植方式，解决了传统抛秧栽培田间种植无序和作业效率低等问题[12]，各处理重复3次，主区面积90m2，副区面积30m2。小区之间做田埂隔开并覆膜，单排单灌。考虑到茬口搭配以及机械移栽对秧苗高度的要求，本试验于2020年6月25日播种，7月20日移栽。三种种植方式所对应的播种育秧方式分别为S1、S2、S3。常规机插秧采用硬质秧盘（58.0cm×21.5cm× 2.8cm）育毯苗，用人工撒播，每盘用种量为75g，底土盖土均为基质；人工手抛秧和精量有序机抛秧均使用416孔的专用软盘，其中，人工手抛秧采用泥浆湿润育秧，每穴3～5粒，种子为手撒播；精量有序机抛秧使用塞得林2YB-G30A播种机流水线播种，底土为黄土，盖土为基质，每穴1～2粒。播种后，除人工手抛秧外，均需要进行暗室出芽处理，机插秧出芽以下盘秧苗芽尖顶到上盘底部为标准，精量有序机抛以种子露出白尖为标准，将出芽种子摆放于秧厢上进行育秧，育秧期间的水分、温度管理保持一致，均于一叶一心期按使用说明喷施多效唑。常规机插秧使用洋马VP6高速乘坐式插秧机移栽，每穴栽插3～5根秧苗，栽插密度为16cm×25cm；人工手抛秧采用人工手撒抛，小区整体密度同常规机插秧（25穴·m−2）；精量有序机抛秧使用中联2ZPY-13A水稻有序抛秧机抛栽，抛栽密度同常规机插秧。

试验期间各处理施肥量一致，且均按照N:P2O5:K2O=1.0:0.5:1.0的比例施肥，每处理施纯N 150kg·hm−2、P2O575kg·hm−2、K2O 150kg·hm−2，其中氮肥按照基肥:分蘖肥:穗肥=5:3:2的比例施用，磷肥按基肥一次性施用，钾肥按照基肥:穗肥=1:1的比例施用。移栽前1d施复合肥一次（N:P2O5:K2O=15%:15%:15%）。水分管理及病虫害防治等相关栽培措施均按当地高产管理进行。

1.4 大通湖区2020年寒露风天气特点

冷害是指作物连续3d以上受到22℃以下低温甚至寡照而影响作物生长发育的现象，气温越低，持续时间越长，危害越重，若伴有阴雨，则加重危害。水稻从孕穗、抽穗、开花授粉直到受精过程中，所需最适温度为25～30℃，期间日平均气温低于23℃就会出现大量空秕粒，导致减产[13]。

由图1可知，2020年9月14日−10月7日，大通湖区遭遇到了严重的寒露风天气，此次寒露风还伴随有连续的降雨，根据前人总结出的评定标准[14]可断定为重度寒露风。另外，10月1−6日温度骤降，其中10月6日日平均温度仅10.9℃，进一步加重了寒露风对水稻产量及产量构成的影响。该寒露风天气，是导致本试验中晚稻结实率、有效穗数、成穗率和产量偏低的重要原因。

1.5 指标测定

1.5.1 秧苗素质调查

在秧苗移栽前3d，每处理随机选取3个样本，每个样本20株，调查最长根长、总根数、苗高、叶龄和茎基宽；每处理随机取100株，按茎叶、根分类，将分类样品在105℃杀青，后转至80℃烘干至恒重，调查地上部及地下部干重，3次重复。

1.5.2 分蘖动态调查

秧苗返青后，每小区选取代表性植株连续10穴，统计基本苗数，每4d定期调查茎蘖数，至分蘖末期或抽穗期结束。

1.5.3 生育期记载

记录播种期（SS）、返青期（RD）、幼穗分化始期（PI）、始穗期（TFEP）、抽穗期（HD）、齐穗期（FHD）和成熟期（MS）。并计算出生育期。

1.5.4 产量及产量构成

于成熟期在每小区的测产区域连续测量20蔸稻株穗数作为有效穗，每小区按对角线取样法，从测产区域选取具有代表性的植株10穴进行考种，将所有稻穗脱粒后水选分离实粒与空秕粒，于80℃恒温下烘干至恒重。称取3份30g的实粒、3g的空秕粒，计数，考察结实率、千粒重和每穗粒数，将样品按茎、叶、籽粒、枝梗分类，测定干物质重。从每小区中心收割5～8m2用于测产，谷粒用风机筛选后晒干、称重，同时用自动数字水分仪( DMC700，USA) 测定稻谷籽粒含水量，折算成13.5%含水量的实际产量。

调查成穗率、抽穗率、抽穗成穗率及收获指数。计算式为

式中，P表示单位面积有效穗数（104·hm−2）；MTN表示单位面积最高分蘖数（104·hm−2）；ISN表示单位面积无效穗数（104·hm−2）；EN表示单位面积抽穗数（104·hm−2）；PET表示成穗率（%）；TESR表示抽穗成穗率（%）；HR表示抽穗率（%）。

1.5.5 寒露风评定指标

根据湖南省地方标准，以连续3d或以上日平均气温≤22℃作为杂交稻的寒露风指标[15]。

1.6 数据分析

试验数据的整理及统计分析采用Microsoft Excel 2019和SPSS 18.0数据处理系统进行。

2 结果与分析

2.1 精量有序机抛种植模式对晚稻秧苗素质的影响

由表1可见，同一品种水稻在不同播种育秧方式下的秧苗素质存在明显差异。总体上看，精量有序机抛模式培育的泰优390秧苗，除苗高略低于其他处理外，其根长、叶龄、单株根数、单株茎基宽、单株茎叶干重、单株根干重、充实度均高于另外两种模式培育的秧苗，并与机插模式培育的秧苗差异达到显著水平。H优518也同样，精量有序机抛模式培育的秧苗除苗高、单株根干重外，其他指标均为最高，并与机插模式的差异显著。精量有序机抛模式的充实度最高，表明其更有利于单位长度干物质积累。同一模式下不同品种间的秧苗素质存在显著差异，总体上品种H优518的秧苗素质较好，泰优390次之。其中在单株茎叶干重、单株根干重上差异显著。总的来说，品种H优518的秧苗素质优于泰优390；精量有序机抛模式的秧苗素质优于常规机插秧和人工手抛秧模式，且显著优于常规机插秧模式。

表1 不同育秧方式下晚稻的秧苗素质比较

注：小写字母表示同一品种不同模式间在0.05水平上的差异显著性，大写字母表示同一模式下不同品种间在0.05水平上的差异显著性。S1、S2、S3分别为常规机插秧(T1)、人工手抛秧(T2)和精量有序机抛(T3)三种种植方式所对应的播种育秧方式。下同。

Note：Lowercase indicates the difference significance among treatments at 0.05 level, and capital letter indicates the difference significance among cultivars in the same pattern at 0.05 level. S1, S2 and S3 are the corresponding seedlings cultivation way of three planting methods: conventional mechanized transplanting(T1), traditional seedling throwing(T2) and orderly mechanical seedling-broadcasting(T3). The same as below. SBWPP is stem base width per plant; DMWSLPP is dry matter weight of stem leaf per plant; DMWRPP is dry matter weight of root per plant.

2.2 精量有序机抛种植模式对晚稻生育期的影响

由表2可知，精量有序机抛秧返青最早，手抛秧次之，机插秧最迟，秧苗素质差及植株受伤较重是机插秧返青慢的主要原因，精量有序机抛秧秧苗素质好，所以返青较快。2020年湖南省寒露风始于9月14日，由表2可知，仅有品种H优518的精量有序机抛秧在寒露风到来之前抽穗，但品种H优518其他处理均在寒露风到来不久后抽穗。在寒露风影响下，不同品种间，同期播种移栽的秧苗，各处理均以精量有序机抛秧生育期最短，手抛秧次之，机插秧最长，分别较精量有序机抛秧延迟3～4d和11～12d，且生育期较长品种泰优390相对延迟天数较多。与精量有序机抛秧相比，机插秧及手抛秧处理生育期延长主要在移栽−幼穗分化始期，其中，机插秧和手抛秧分别延长6d和2d。说明秧苗素质好，移栽后返青快，个体发育较快，群体进入幼穗分化期较快，整个生育进程加快。此外，晚熟品种泰优390的机插秧、手抛秧处理在幼穗分化始期−成熟期分别较精量有序机抛秧延长6d和2d，H优518分别延长2d和1d。说明秧苗素质好、抽穗早，能有效缓解寒露风对水稻生育进程的推迟效果，减轻寒露风带来的损失。

2.3 精量有序机抛种植模式对晚稻分蘖的影响

由表3可知，不同品种间，H优518的最高分蘖数、最终分蘖数、有效分蘖数均高于泰优390，且在有效分蘖数上差异达到显著水平，说明生育期较短的中熟品种较生育期长的晚熟品种受到寒露风影响的时间短、危害小。不同品种间，均表现为精量有序机抛秧最早开始分蘖，比机插秧、手抛秧早1～2d，说明秧苗素质好、移栽后返青快、分蘖较早。

表2 不同移栽方式下水稻的生育期表现及生育阶段

Note: SS is seed sowing; RD is regreening date; PI is panicle initiate; TFEP is the first ear period; HD is heading day; FHD is full heading time; MS is the mature stage; TGP is total growth period.

表3 不同移栽方式的晚稻茎蘖数对比

Note: TBP is tillering beginning period; CPET is critical period of effective tiller; MTN is maximum tiller number; FTN is final tillering number; ETN is effective tillering number.

成穗率由抽穗率（抽穗数/最高分蘖数）及抽穗成穗率（有效穗数/抽穗数）的乘积决定。由表4可知，不同品种间，除手插秧外均表现为晚熟品种泰优390的抽穗率显著高于中熟品种H优518，说明正常天气状况下泰优390的抽穗率较高，但受寒露风影响大的机插秧的抽穗数显著减少，且低于另一品种。此外不同品种间均表现为中熟品种H优518的抽穗成穗率和成穗率显著高于迟熟品种泰优390，其中中熟品种H优518的抽穗成穗率除机插秧外都接近100%；精量有序机抛秧的抽穗成穗率、成穗率均高于另外两个处理，且与机插秧差异达到显著水平。由此可见，秧苗素质好，返青快，生育进程提前，可有效降低寒露风对成穗率的减少效果。总的来说，寒露风严重影响了晚稻的传粉受精，使有效穗数显著降低，最终影响到产量的形成，且寒露风对晚熟品种的影响显著高于中熟品种；同机插秧、手抛秧相比，两品种均表现为抽穗较早的精量有序机抛秧能有效增多有效穗数。结果表明，在寒露风年份，采取措施提前生育期，使水稻尽早抽穗，是提高成穗率的关键。

2.4 精量有序机抛种植模式对产量及产量构成的影响

由表5可知，同一品种不同种植方式处理均表现为精量有序机抛秧的产量最高，手抛秧次之，机插秧最低，且处理间差异显著。同一处理下，不同品种间均表现为中熟品种H优518的产量显著高于晚熟品种泰优390。其中，在品种泰优390中精量有序机抛秧处理分别比手抛秧、机插秧增产21.7%和273.5%；在品种H优518中精量有序机抛秧处理分别比手抛秧、机插秧增产12.9%和19.6%。从产量构成因素可以看出，在寒露风影响下，同一品种中均表现为精量有序机抛秧的结实率、千粒重、有效穗数、收获指数最高，且均与机插处理差异显著；同

表4 不同移栽方式的成穗率对比

Note: HR is heading rate; TESR is take the ears into a spike rate; PET is percentage of earbearing tiller.

表5 不同播种移栽方式下水稻产量及产量构成对比

一处理下产量构成因素中除每穗粒数外，均表现为中熟品种H优518显著高于晚熟品种泰优390。说明寒露风影响下，晚稻的结实率、千粒重、有效穗数、收获指数显著降低，但结果显示，生育期较早的品种较生育期迟的品种受影响小；生育期相对提前的处理受影响小，其中，精量有序机抛处理生育期最早，受影响最小，产量相对较高。说明采取能将生育期提前的栽培措施或者种植生育期较短的品种，是减轻寒露风对晚稻产量损失的有效办法。

3 讨论与结论

3.1 讨论

育秧是水稻栽培技术的重要环节，培育壮秧是水稻高产稳产的关键。有研究表明，水稻秧苗素质的好坏直接影响到水稻插秧后返青的快慢，从而影响水稻的产量和米质[16]。本研究表明，采用抛秧盘钵苗育秧的水稻秧苗素质显著高于常规机插的毯苗育秧方式，不同育秧方式下，精量有序机抛的育秧方式（钵苗育秧）能够提高秧苗的总根数、最长根长、单株茎基宽、单株茎叶干重、单株根干重和充实度，有利于水稻前期物质积累。精量有序机抛秧的秧苗素质最高，这可能是由于精量播种使单株秧苗的生长空间相对扩大，养分相对增多，有利于秧苗的生长，更有利于壮秧的形成，且能在秧苗移栽后迅速返青，提前生育进程。这与前人在印刷播种上的研究结果较一致[17−19]。

郑昌玲等[20]研究认为，寒露风天气使抽穗开花阶段的晚稻抽穗缓慢、授粉不良，结实率下降，影响晚稻产量形成。据了解，环洞庭湖区域，双季晚稻一般于9月上中旬开始抽穗，抽穗越迟，受到寒露风影响的风险越大。前人研究表明，在湘北地区出现寒露风危害的风险较高[21]。因此，在湘北地区，采取适当栽培措施使晚稻生育期提前，是避开或减少寒露风危害的有效方法。本试验表明，同期播种移栽的不同晚稻品种生育期均以精量有序机抛秧的生育期最短，手抛秧次之，机插秧最长，分别较精量有序机抛秧延长3～4d和11～12d。这主要是由于营养生长期延长，以及受到寒露风的影响后营养生长与生殖生长并进期及生殖生长期相对延长造成。这与罗友谊等[22]研究一致。林洪鑫等[23]研究表明，寒露风发生后，致使水稻结实率、千粒重和产量下降。白光志等[24]研究表明花期低温处理抑制晚稻光合作用，4d及以上低温处理显著降低结实率，减缓籽粒灌浆过程，对产量形成不利。本试验表明，在受到寒露风影响的背景下，不同处理的水稻有效穗数、成穗率、结实率、千粒重之间的差异，主要受到水稻孕穗、抽穗、灌浆结实期遭受寒露风影响的时间和持续时长的影响，受害越早、持续时间越长，有效穗数、成穗率、结实率和千粒重越低，最终产量越低。本研究中，精量有序机抛秧的结实率、千粒重、有效穗数和收获指数均为最高，且显著高于机插秧，最终产量表现为，品种泰优390中精量有序机抛秧处理分别比手抛秧、机插秧增产21.7%和273.5%，H优518分别增产12.9%和19.6%。因此，使用精量有序机抛种植模式，可以有效减轻寒露风带来的损失，具有减灾稳产的效果。

本研究仅从秧苗素质与生育期方面对精量有序机抛秧在寒露风影响下的减灾稳产效果进行分析，属于表观浅显的探索，其生理减灾机理还需更进一步研究。此外，本试验由于在水稻分蘖期除草剂使用不当，产生了药害，使水稻营养生长受到影响，生育期整体后移6～7d，导致原9月上旬可抽穗的H优518品种的部分处理、原9月中旬可抽穗的泰优390品种全部处理均未在9月15日前安全齐穗，恰逢湖南省9月14日−10月7日发生严重寒露风，最终导致此次试验晚稻受灾严重，产量严重偏低；加之前茬早稻由于天气原因收割过迟，影响到了晚稻秧苗的及时移栽，也是其遭遇寒露风危害大大加重的原因。因此，在大田生产上，为了水稻能在安全期内齐穗，应加强农户对寒露风危害的重视，时刻关注天气状况，及时应对；其次，应根据水稻品种的生育特性及当地的气候条件，科学合理选择品种、种植方式和播种日期；此外，还应该加强田间管理，有必要喷施促进双季晚稻抽穗的药剂，使其在安全期内齐穗。

3.2 结论

使用精量有序机抛方式育出的水稻秧苗素质较高，移栽大田后返青较快，分蘖较早，后期分蘖下降幅度小，无效分蘖少，有效穗数、结实率、千粒重和收获指数较高，比人工手抛、常规机插秧更能促进水稻产量的提高。此外，该方式能适当缩短晚稻生育期，在受寒露风影响的情况下，更具有减灾效果。

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Effects of Orderly Mechanical Seedling-Broadcasting on Disaster Reduction of Double Cropping Late Rice Production under Autumn Low Temperature(ALT)

XIANG Li, TANG Qi-yuan, WANG Wei-qin, ZHENG Hua-bin, ZHENG Zhi-gang

(College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

In 2020, field trials were conducted in Datonghu District in Hunan province according to the split zone design, using rice varieties Taiyou390 and Hyou518 as materials, with conventional machine transplanting (T1), manual seedling throwing (T2) and orderly mechanical seedling-broadcasting (T3), to determine the seedling quality, yield and yield composition, stem dynamics and growth period under different planting methods, and to explore the influence of different planting methods on the growth and development characteristics, grain yield and yield components of the late season rice under the influence of autumn low temperature(ALT). Find out planting methods that have more stable yield and disaster reduction effects under the influence of ALT, and explore their disaster reduction mechanisms to provide a theoretical basis for rice production and disaster prevention and reduction strategies. The results showed that: (1) the seedling quality of the orderly mechanical seedling-broadcasting planting model cultivated by the pot seedling raising technology was significantly better than that of the blanket seedling raising technology. (2) The orderly mechanical seedling-broadcasting model obsessed the highest growth recovery and tillering speed than other models. (3) The orderly mechanical seedling-broadcasting shortened the growth duration of rice, which was reduced by 4−12d and 3−8d, respectively for Taiyou390 and Hyou518 as compared with other models. (4) Under ALT, the panicle-tiller rate, grain filling percentage, harvest index, panicle number, grain weight and grain yield of rice was improved under orderly mechanical seedling-broadcasting model. When compared with T1 and T2, the grain yield under orderly mechanical seedling-broadcasting was increased by 21.7% and 273.5% for Taiyou390, and was increased by 12.9% and 19.6% for Hyou518, respectively. In summary, the orderly mechanical seedling-broadcasting pronouncedly enhanced the performance of late season rice regarding seedling quality, growth recovery and early tillering speed, panicle numbers, grain filling percentage, grain weight and grain yield especially under ALT. The present study demonstrated that the orderly mechanical seedling-broadcasting is a safety rice mechanical production method to guarantee the safe production of late season rice under severely chilling stress.

Seedling quality; Growth period; Orderly mechanical seedling-broadcasting; Yield; Autumn low temperature (ALT)

10.3969/j.issn.1000-6362.2022.06.007

向丽,唐启源,王慰亲,等.精量有序机抛种植模式对寒露风影响下双季晚稻生产的减灾作用[J].中国农业气象,2022,43(6):499-508

收稿日期：2021−09−02

国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS−01−27）

通讯作者：唐启源，教授，研究方向为水稻高产高效栽培、水稻秸秆综合利用、高活力种子生产，E-mail:cntqy@aliyun.com

向丽，E-mail: 3360007318@qq.com