机械化播栽对杂交籼稻根系性状及产量的影响

摘要

2014年，在成都市郫县三道堰镇程家船村(30°52'N，103°56'E)进行了大田试验，试验以杂交籼稻宜香优2115和F优498为材料，设置机直播(DS)、机插(MT)、手栽(AT)3种种植方式，采用二因素裂区试验，种植方式为主区，品种为副区，研究了机械化种植对杂交籼稻根系性状及产量的影响，结果表明:
　　(1)笔者结合原状土柱法设计加工了一套水稻根系取样装置(专利号ZL201420107619.8)，采用内径为18cm的圆筒进行根系的整体挖取，可利用不同直径的圆筒钻头组合使用实现不同直径范围分层取样，纵向则可按试验需求在取出后进行切分，整套装置能较完整地获得水稻根系，是对解决水稻根系取样难的一次新的尝试。
　　(2)种植方式对产量有显著影响，产量总体呈机插＞手栽＞直播的趋势，与手栽相比，机插平均增产6.67％，直播平均减产4.98％。穗数直播显著高于机插和手栽;穗粒数直播显著低于机插和手栽，品种间F优498极显著大于宜香优2115;千粒重只在品种间有显著差异。对产量及其构成影响最大的是品种，种植方式主要影响穗数和穗粒数，品种和种植方式间的交互作用只对群体穗数有极显著影响，直播群体穗数多、穗粒数少，产量低，机插穗多而大。
　　(3)在机插和手栽移栽前根系生长有极显著差异，总根长、根直径、根体积、根尖数直播＞手栽＞机插，且差异显著，根冠比直播极显著大于机插和手栽，机插和手栽无显著差异。返青期间，机插和手栽的根系呈现出爆发式增长，机插和手栽返青后，根冠比增加，直播根冠比大幅下降，各形态指标直播＞手栽＞机插。返青期间，根系的生长包括纵向的伸长、横向直径的增大和新根的生长。
　　(4)直播根系前期生长量大，拔节期后着生大量细根，抽穗期根尖数显著多于机插和手栽，根直径显著显著低于机插、手栽，根冠比大;机插根系前期生长量低，拔节期后根系迅速生长，具有后发优势，抽穗期单茎和群体总根长、根体积、根干重最大;手栽根系少而粗，根冠比小。机械化种植有利于水稻根系的生长，不论是直播还是机插在群体根系生长上较手栽都具有一定优势。
　　(5)与手栽相比，直播和机插根系分布浅，0-10cm土层直播、机插、手栽根干重分别占76.9％、76.5％、67.9％，10-20cm及20cm以下土层直播和机插根干重所占比例均低于手栽;横向分布上，直播在0＜d≤12cm范围内，根干重所占比例较机插和手栽分别高3.5％和3.3％，根系更加集中地分布在植株正下方。
　　(6)移栽前根活性直播＞机插＞手栽，各种植方式间差异极显著;机插和手栽移栽入大田后，根活性分别增加108.9％和308.0％，未经移栽的直播在这期间根活性仅增加45.7％。早期杂交籼稻根活性呈增长趋势，移栽过程中的肥水环境变化对根活性有极大影响。返青后种植方式间以及品种间根活性均无显著差异。
　　(7)群体伤流强度，直播抽穗后前期最大，后期伤流强度弱于机插和手栽;宜香优2115机插＞手栽，F优498手栽＞机插。至抽穗后35d，宜香优2115直播、机插和手栽率分别下降84.7％、75.4％和74.3％，F优498分别下降79.3％、75.9％和74.3％，直播的根系衰老速度快于机插和手栽。
　　(8)分蘖盛期、拔节期的根系性状与产量无显著相关性，抽穗期的群体总根长、根表面积、根体积、根尖数、根干重、根冠比与产量呈显著或极显著负相关，成熟期群体根干重、根冠比与产量显著负相关性，冗余根系的生长形成次库，不利于高产，较少无效根的生长对于提高水稻产量有积极作用。抽穗后伤流强度的衰减率与产量极显著负相关，因此，采取农艺措施减缓抽随后根系衰老对提高产量有积极意义。
　　(9)三种种植方式，机插的根系性状最为合理，直播平均根直径小，拔节期后细根冗长、抽穗后衰老快，不利于高产，手栽根系分布深，但根系生长量不够，未能获得高产。由此可得出，多而粗的高活性根系是高产的有效保障。水稻机械化播栽尤其是机插的根系具有高产的潜力，可通过进一步提高机械化播栽的群体质量提高产量。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究的目的、背景及意义

1．2 国内外研究现状及趋势

1．2．1 水稻种植方式发展现状

1．2．2 种植方式对水稻生长发育的影响

1．2．3 水稻根系的研究现状

1．2．4 展望

2 材料与方法

2．1 试验地点及材料

2．2 试验设计与田间管理

2．3 测定内容与方法

2．3．1 取样方法及根层分布测定

2．3．2 根系形态、干重及根冠比

2．3．3 根系活性

2．3．4 根系伤流强度

2．3．5 产量

2．4 统计分析

3 结果与分析

3．1 不同种植方式产量及构成因素

3．2 机械化播栽对根系形态特征的影响

3．2．1 移栽前与返青后及同期直播的根系形态差异

3．2．2 机械化播栽对各关键生育期根系形态性状的影响

3．3 机械化播栽对杂交籼稻根干重及根冠比的影响

3．3．1 机械化播栽对杂交籼稻根干重的影响

3．3．2 机械化播栽对杂交籼稻地上部干重的影响

3．3．3 机械化播栽杂交籼稻根冠比的影响

3．4 杂交籼稻机械化播栽对根层分布的影响

3．4．1 纵向根层分布

3．4．2 横向根层分布

3．5 杂交籼稻机械化播栽对根系活性的影响

3．5．1 移栽前与返青后及同期直播的根系活性差异

3．5．2 抽穗后伤流强度变化

3．6 根系性状与产量的相关性分析

4 讨论

4．1 水稻根系研究的取样方法

4．2 杂交籼稻机械化播栽的根系形态特点及其与产量的关系

4．3 杂交籼稻机械化播栽对根层分布的影响

4．4 杂交籼稻机械化播栽对抽穗后根系伤流强度的影响

4．5 水稻机械化播栽的潜力及优势

参考文献

致谢

攻读研究生期间所取得的学术成果