杂交稻机插秧现状及关键技术研究进展
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摘要根据近年来国内水稻机插秧方面的研究报告，重点介绍了杂交水稻机插秧的育秧技术和大田栽插管理方面的研究结果。在此基础上，提出通过精确定位稀播匀播，培育适宜机插的大壮苗是提高杂交稻机插秧技术水平的关键。
关键词杂交稻；机插秧；现状；育秧技术；管理技术
中图分类号S511；S318文献标识码A文章编号 1007-5739（2011）03-0050-03
StatusandResearchProgress onKeyTechniquesofHybridRiceTransplantingwithMachinery
ZHANG Jin-ping 1ZHONG Ping 2CHEN Chuan 2XU Shan-zhuang 1SUN Chun-mei 2ZHANG Xiang-pu 1SUN Ye-ming 1
（1 Huaian College of Information Technology，Huaian Jiangsu 223003； 2 Huaian Academy of Agricultural Sciences）
AbstractResults on seedling-raising techniques of hybrid rice transplanting with machinery and management aspect of field planting were introduced emphatically in this paper，according to the reports of hybrid rice transplanting with machinery in domestic resently. On the basis，it was put forward that cultivation of large and strong seedling which was suitable for transplanting with machinery was critical to improve the technical level of machinized transplanting.
Key wordshybrid rice；rice transplanting with machine；status；seedling-raising technique；management technique
机插秧是水稻栽植方式发展的必然方向，近年来在我国已大面积示范推广，尤其在黑龙江省和江苏省应用面积较大。两省机插秧推广进度走在全国前列，其原因除与当地行政措施与社会经济状况有关外，与两地种植的水稻以常规粳稻为主也有关系。现有的机插秧技术，包括机械设备和育秧技术都源于日本，这套技术在日本、韩国已全面推广多年，在常规粳稻栽培中的应用已相当成熟，在推广中基本上照搬过来即可。为了使其与我国农村经济水平与种植制度相适应，两地先后推出了塑料软盘与打孔膜育秧技术、无纺布覆盖育秧技术等，以及适于在田间条件下使用的播种机械，简化了育秧程序，降低了设备投入成本，对机插秧的推广起到良好的促进作用。但现有技术应用于杂交稻机插秧出现了较多的问题，因而在栽培品种以杂交稻为主的地区，机插秧的发展速度则相对较慢。如福建、浙江、江西三省，虽然与江苏省同时引进机插秧技术，但机插秧的推广面积均不及江苏省。杂交稻约占我国水稻种植面积的60%，不解决杂交稻的机插秧问题，水稻栽培的全程机械化目标就不可能实现。
1水稻机插秧现状
机插秧技术的关键，在农艺方面，重点是培育适宜于机插的秧苗。插秧机插秧，实质上插的是土块，栽插秧苗的密度，在机械上只能通过调节机械手（秧爪）切取土块的大小和土块栽插距离来实现。为保证栽插质量，土块必须结实而完整；为达到要求的秧苗密度，必须使有限的土块上生长足够多的秧苗；要达到密度均匀，就要求同样大小的土块上生长尽可能一样多的秧苗。在农艺措施上，采用秧盘、打孔膜或其他类似能够抑制根系下扎的铺垫材料育秧，迫使秧苗根系横向生长而盘结成毯状秧块，以便于机插；采用高密度播种，以保证在总面积45～60 m2的秧块上生长有足够1 hm2大田栽插所需要的全部秧苗；对于常规粳稻，这就要求1 cm2的土块上生长2～3株甚至更多秧苗；在如此高的密植条件下，秧苗自然不能过大，否则必然因过分拥挤而变得细弱，影响栽插质量和栽后秧苗活棵生长；一般叶龄最好不超过3.5叶，秧龄期15～20 d。这就是机插秧所要求的“高密度、短秧龄、小苗体、毯状秧”的育秧技术和目标。与传统手栽秧相比，机插秧苗的叶龄少3叶以上，秧龄期缩短20～25 d，其抽穗期和成熟期随品种的温光特性差异也不可避免地有不同程度推迟，一般全生育期缩短5～15 d。通过增加栽插基本苗数，弥补机插秧水稻营养生长期缩短和个体生长量偏小的缺陷，使机插秧水稻产量在生育期缩短的条件下，产量不致损失过多，甚至有所增加；加之机械作业在经济上具有优势，使常规粳稻机插秧技术得以在大面积上成功推广。
与常规粳稻不同，杂交稻的品种优势在于其营养体生长繁茂，分蘖力强，分蘖成穗多且穗型大。杂交稻不宜过度密植，否则在秧苗期，秧苗素质严重下降；在大田期，则易因群体过大而使穗型显著变小，且易发生倒伏而严重减产。此外，杂交稻的种子量少价高，在经济上也不允许过多加大用种量。有的杂交稻的感光性弱，为实现短秧龄小苗移栽而推迟播种所造成的抽穗期延后，安全齐穗将受到威胁。因此，杂交稻实行机插秧，必须对源于常规粳稻的机插秧技术作必要调整，使其与杂交稻的品种特性和栽培杂交稻地区的耕作制度相适应。
2杂交稻机插秧育秧技术研究
2.1播种密度
杂交稻机插秧用种量一般为15～20 kg/hm2，与常规手栽秧相当或略高，在这点上各地研究者的认识一致。杂交稻机插秧育秧盘内的适宜播种密度的确定，是杂交稻机插秧研究的一项重点课题，受到广泛重视。降低播种密度有利于培育壮苗，所有试验结果都无异议。但在机插秧条件下，播量过低易造成根系盘结不好，影响栽插质量甚至根本无法上机栽插[1-5]；更为普遍的是在手工撒播条件下，低播量常因落谷不匀而使漏插率增高。臧存龙等[6]调查了不同播种密度的田间漏插率，在统一栽插秧270盘/hm2的条件下，用种量15 kg/hm2的漏插率为21.9%，用种量达到1.75 kg/m2，即相当于每盘播干稻种将近100 g时，漏插率才降低到5.2%，勉强达到机插秧的栽插质量要求。张文昌等[7]比较了每盘播种量为芽谷70 g、100 g和130 g的漏插率，分别为28.1%、18.4%和12.3%。漏插所造成的基本苗数不足而对稻谷产量的影响，可以因漏插点两侧秧苗分蘖增加而得到一定程度的补偿，据茅弼华等[8]试验测定，机插水稻自身补偿能力可使漏插损失降低约50%。但过高的漏插率所带来的总苗数不足和田间秧苗分布不均，毕竟是不容忽视的缺陷。尤其是漏插过多到需要人工补秧时，则更为农民所难以接受，有些地方机插秧的推广正是因此而陷入困境。但通过采取恰当措施，未提高播种均匀度，在较低播种量条件下也能取得良好的栽插质量。如吴华聪等[9]发明的塑篮播种法，在播种量为240 g/m2的稀播条件下，由于播种均匀，漏插率低于5%，栽插均匀度合格率85%以上。机插秧适宜播种密度的确定，是在对秧苗个体素质、秧块的群体质量以及大田的栽插密度等诸多方面综合平衡的结果。多数试验结果认为，杂交稻机插秧的播种密度以每个标准秧盘（28 cm×58 cm）播干稻种60～80 g，或芽谷80～110 g为宜。按这样的播秧密度，用秧270～375盘/hm2，用稻种15.0～22.5 kg/hm2，大田基本苗数达到60万根/hm2左右，栽插质量较易得到保证。
2.2秧龄期
受机插秧小苗移栽和高密度播种条件的限制，一般机插秧的秧龄期不可过长。多数试验研究认为，杂交稻机插秧的适宜秧龄期为15～20 d，这与常规机插粳稻相同[10-11]。有些因落谷时气温低，前期出苗和生长缓慢，如南方双季早稻秧龄期可达25～30 d，但秧苗叶龄也只有3～4叶[12]。吴一梅等[13]用杂交稻苏优22进行不同秧龄期比较试验，在播芽谷110 g/盘的播种密度条件下，从5月18日至6月3日每间隔5 d播种1批，统一于6月20日机插，结果6月3日落谷、秧龄18 d表现最好。张祖建等[14]研究证明，超龄秧各项生理活性指标下降，根系的反应比地上部更为敏感，适栽秧的叶龄极限为3.8～4.1叶。值得注意的是一些相反的结果。严志亮等[15]在双季晚稻上进行杂交稻不同秧龄期比较试验，6月18―30日，每间隔4 d播种1批，设计秧龄期分别为39 d、35 d、31 d和27 d，在其所设定的试验条件下，以35 d秧龄最好。姜心禄等[16]在5月21日移栽秧龄期分别为25 d、35 d和45 d，密度为50 g/盘的杂交稻机插秧苗，所得结果是以45 d秧龄为最优，移栽时秧苗带蘖株率达到50%以上，单株鲜重是25 d秧龄的6倍以上，栽插时秧苗折断株率比25 d秧龄的低5个百分点；尤其是播量为30 g/盘、秧龄45 d的秧苗，单株鲜重是播量为80 g/盘、秧龄为25 d的近12倍，移栽断株率为0。成熟期田间调查每穗粒数，3个秧龄期处理的分别为134粒、170粒和199粒，45 d秧龄期的主要因穗大而显著增产。姚雄等[17]用四川盆地广泛种植的8个杂籼中稻组合进行35 d、45 d和55 d机插秧龄比较试验，结果也均以4月1日落谷、5月16日移栽、秧龄为45 d的表现最好。当然，这几个试验点的条件是否有某种特殊性，还有待研究。
2.3施肥与化控
虽然机插秧的秧龄短，个体生长量小，一般在移栽时刚过离乳期，秧苗全株干重低于播种时的谷粒重，单株幼苗吸收土壤中养分量不多。但由于机插秧育秧面积小，土层薄，秧苗生长密度大，平均每1 g营养土要负载0.5～1.0株稻苗，因而对营养土的供肥能力有较高要求。营养土的制作，各种养分要配足、配全[18]。沈明贵等[19]提出将营养剂混入淤泥装盘的施肥方式，简单而适用。为控制秧苗高度，多数生产单位都采用多效唑或烯效唑进行化控。张琳等[20]要求双季晚稻育秧，要按450 g/hm2多效唑（有效成分）的用量，于秧苗一叶一心期叶面喷施；严志亮等[15]提出要按机插秧田茬口不同采用不同的化控强度：绿肥田早稻秧田的多效唑喷施浓度为100 mg/L，连作晚稻的机插秧田多效唑喷施浓度为200 mg/L，若秧龄超过35 d，多效唑喷施浓度要达到200～300 mg/L；叶厚专等[21]提倡用烯效唑进行浸种处理，用量为5%烯效唑10 g对水5 kg，浸稻种4 kg，浸10～12 h。张集文等[22]研究证明，在秧盘外部苗床上施用多效唑，用量0.1～0.2 g/m2，操作容易，控苗效果更为稳妥。各地在推广机插秧技术过程中，为简化和规范化相关操作程序，研制推出一批适于当地使用的机插秧育秧专用壮秧营养剂，这些产品多数集供肥、防病、化控于一体，使用方便，对培育机插壮苗有良好效果。
3杂交稻机插秧大田管理技术研究
3.1栽插密度
各地对杂交稻机插秧大田适宜栽插规格和密度的研究都很重视，浙江省农机局在全省组织开展了有9个市县参与的单季杂交晚稻机插秧栽插规格与密度比较试验，但不同栽插规格试验未取得一致结果。各试验点能够明确的，一是2株/穴为好，二是以基本苗24万～30万根/hm2的平均产量最高[23]。各地多数试验结果认为，杂交稻机插秧栽插穴距14 cm左右、插21万～27万穴/hm2、基本苗60万～75万根/hm2为宜。由于各地的气候条件、栽培品种、土壤肥力和施肥水平以及秧苗素质等诸多差异，杂交稻机插秧的栽插规格和适宜密度，必须因地制宜。
3.2肥水管理
与水稻机插秧育秧技术方面所开展的全面而深入的研究不同，针对机插秧而开展的水稻大田期肥水管理的严格试验不多。在常规粳稻机插秧的施肥技术中，一项明显区别于普通手栽秧的技术是提倡分次施用分蘖肥。吴等[11]在其关于“杂交中籼稻平衡栽培技术研究”报告中也提出分次施用分蘖肥的建议，但未见到其支持这一意见的试验依据。茅弼华等[8]对杂交中稻机插秧的施肥技术进行了研究，比较了于插秧后8 d一次性施用和8 d、16 d分2次施用分蘖肥的分蘖效果，结果是分2次施用分蘖肥可以增加有效穗数而增产，这一结果为机插秧需要分次施用分蘖肥的意见提供了试验依据。但这一结果对于生育期短的双季稻或秧龄长的机插杂交稻是否也适用，值得进一步研究。孙雄彪等[24]进行的机插秧水稻氮肥运筹试验结果表明，在氮肥施用量固定的情况下，氮素基蘖肥与穗肥不同施用比例对Y两优1号机插秧的生育期影响不大；适当增加穗肥施用比例，能提高分蘖成穗率，从而增加有效穗数以及每穗粒数和千粒重，实现水稻高产；基蘖肥与穗肥施用比例以6∶4为宜。
4推进杂交稻机插秧发展的关键技术
推广杂交稻机插秧所面临的问题，除了设备投入与组织方式等经济上的和社会上的问题之外，农民最关心的还是对产量的影响。机插秧是增产还是减产，其参照的标准是手栽秧。我国推广杂交水稻种植已有30多年历史，建立在手栽秧基础上的杂交稻高产栽培技术已为农民所熟悉。机插秧与手栽秧在技术上的最大区别在于秧苗上的差异。“秧好一半稻”的观念已成为稻农的固有思维，也有充足的实践依据。按照传统手栽秧的标准，机插秧的秧苗显然不是好苗，很多地方开始推广机插秧时，由于农民直观感觉秧苗不好而对机插秧技术产生排斥心理。但要进行机插秧，又不可能照搬手栽秧的育秧方式，只能要求在适宜机插前提下，尽量减少其与手栽秧的差别。
机插秧与手栽秧育秧的最大差别在于播种密度不同。要尽量减少机插秧苗与手栽秧苗的差别，就要尽量降低机插秧苗床的播种密度。由于受机插时最大取秧面积制约，其降低的幅度是有限度的。以PF455S手扶四行式插秧机为例，最大取秧块的面积为2.38 cm2，按标准秧盘面积1 624 cm2计算，1个标准秧盘按最大取秧面积至少要栽682穴，也就是说秧盘稀播的极限是成苗数不能低于682株/盘。按种子的成苗率85%、千粒重27 g计，播种量至少为22 g/盘以上。在此育秧密度条件下，每穴只可能取到1株秧苗。为取得足够的基本苗数，大田栽插需按最大栽插密度进行，株距12 cm，栽插基本苗可达到27万根/hm2。这与常规手工插秧的主茎苗数基本相当，不过手工插秧采用稀播长秧龄，通常带有2个以上分蘖，栽插的总苗数可达90万根/hm2以上。
严志亮等[15]、姜心禄等[16]进行的杂交稻机插秧育秧试验中，设计的最低插种量为30 g/盘，徐一成等[25]进行的条插试验中最低播种量不足1 000粒/盘，都接近了理论上的最低播种量，也都证明稀播使秧苗素质得到显著提高。但稀播的盘根不好，漏插率高，试验结果都证明播种不能过稀。但是稀播盘根不好的结论，通常是在相同秧龄条件下比较得到的。瞿廷广等[5]用武香粳9915进行机插秧不同播量试验，播量为150 g/盘以上、18 d秧龄时，根系盘结力为3.6 kg，而此时播种量80 g/盘的根系盘结力为0；30 d秧龄时，播种量80 g/盘秧苗根系盘结力也增加到4 kg，超过了标准要求的3 kg盘结力。盘根不好，说明还有生长空间，地下部分与地上部分是一致的。提早播种，盘根不好的问题可通过延长秧龄期而缓解，同时缩小了机插秧育秧的落谷期与手栽秧的差距，减轻机插秧对水稻正常生育进程改变所产生的负面影响。
应该通过匀播和加大取秧面积的方法来克服漏插。采取加大播种量的方法来减少漏插率，一定是以削弱秧苗素质和增加每穴多苗率为代价的，并不可取。加大取秧块面积必然增加育秧成本，而且受机械条件约束其增加的幅度也不可能太大。因此，减少漏插率的着力点在于精确定位稀播匀播。
在可能的范围内尽量降低机插秧的播种密度，结合化控技术，培育长秧龄带蘖大壮苗；采用有效途径，实现精确定量定位播种，保证秧苗生长的整齐度与栽插的均匀度，是进一步提高水稻机插秧技术水平的关键措施。相关方面已经进行了卓有成效的努力，如余山山等[26]设计的盘育秧精密播种流水线、韩豹等[27]研制的气吸式纸夹定位水稻精密育秧设备以及陈惠哲等[28]发明的水稻钵形毯状秧苗机插技术等，都为杂交稻机插秧实现精准稀播的目标开辟了途径。笔者研制的水稻印刷播种机，也是从这一目标出发，以求通过精确定位播种，改变目前水稻机插秧过程中插秧机严密有序地切土块插秧而土块上的秧苗却散乱无序分布的不协调状况。只要能够进一步完善相关技术，降低设备成本，提高作业效率，并加速在生产上推广应用，一定可以促进杂交稻机插秧技术水平的提高，克服制约杂交稻机插秧发展的瓶颈，加速实现水稻生产全程机械化的目标。
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