不同机栽方式下杂交稻产量及其形成特征比较

为寻求能够更好发挥杂交水稻产量潜力的机栽方式,解决好现有机插杂交水稻秧苗素质弱、盘根难、大田移栽漏穴率高等难题,以甬优2640、Y两优1号为材料,设置钵苗、毯状大苗、常规毯苗3种机栽方式,在高产栽培条件下系统比较研究了其产量差异及其形成。结果表明,钵苗和毯状大苗产量极显著高于常规毯苗(P0.01),甬优2640和Y两优1号钵苗实际产量分别高20.70%和20.81%,毯状大苗分别高12.26%和12.94%。钵苗机插由于采用壮秧带土移栽,几无缓苗期,群体茎蘖消长平稳,群体高峰苗数分别为最终穗数的1.2和1.3倍,最终成穗率80%左右,生育中、后期光合系统配置优,群体生长率和净同化率高,抽穗至成熟期物质积累量和积累比例高,单茎物质输出与转运协调性好,最终实际产量最高。毯状大苗机插方式可培育35 d左右秧龄壮秧,带大蘖移栽,但秧苗返青活棵后,由于低位无效分蘖少,高峰苗数显著少于常规毯苗机插(P0.05),为最终穗数的1.4倍左右,最终成穗率70%左右,生育中后期光合系统配置优于常规毯苗机插稻,群体生长率和净同化率等群体指标虽不及钵苗但明显优于常规毯苗,最终毯状大苗实产极显著高于常规毯苗(P0.01)。该文为发展机插杂交稻提供了参考。     

水稻水田栽培史及旱田钵苗机械化移栽新发展研究概述

概述了水稻人工插秧、人工抛秧、机械抛秧、机械毯状苗插秧和机械钵体苗插秧等水田栽培发展史,提出了水稻旱田钵苗机械化移栽新的栽培方式,论证了水稻旱田钵苗机械化移栽的可行性和必要性,公布了水稻旱田钵苗机械化移栽初步研究结果,为水稻产业机械化发展,提供新的栽培方法。     

生物降解秧盘及播种量对机插水稻秧苗素质及产量的影响

为探明生物降解秧盘稀播育秧、带盘机插的生产适用性,以籼型杂交稻中浙优8号和籼粳型杂交稻甬优538为材料,普通平盘作对照,研究了生物降解秧盘不同播种量(30,50,70和90 g/盘)育秧对机插水稻秧苗素质、机插特性与产量的影响。结果表明,生物降解秧盘育秧显著提高出苗率(P0.05),且播种量越低,出苗率越高,中浙优8号30 g/盘处理的出苗率较普通平盘育秧高20.57个百分点。生物降解秧盘采用上毯下钵设计,所育秧苗根系独立成钵状,白根多且粗壮,其平均根直径较普通平盘宽8.63%,且盘根力均大于100 N,满足机插对秧块成毯的要求。同时,可带盘按钵精准机插,中浙优8号30 g/盘处理的漏秧率仅7.78%,较普通平盘机插低6.67个百分点。生物降解秧盘处理结实率和千粒重略低于普通平盘,群体颖花量则高于后者,最终产量较普通平盘机插略高。综合育秧、机插效果及产量表现,生物降解秧盘育秧播种量以70 g/盘为宜。因此,生物降解秧盘带盘机插可发挥稀播培育壮秧优势,提高机插质量,有助于杂交稻少本稀植、充分发挥增产潜力。     

育秧播种密度与取秧面积耦合对杂交稻机插质量和产量的影响

为探索杂交稻机械化种植方法,根据杂交稻少本稀植的农艺要求,该文对不同育秧播种密度与插秧机取秧面积耦合栽插的质量和产量进行研究,于2017年和2018年在广东省江门市、肇庆市和汕头市进行不同育秧播种密度(30～90 g/盘)和取秧面积耦合栽插对比试验,分析了耦合栽插对栽插质量、根系损伤率和发根力的影响;以钵体苗人工手插为对照,开展不同育秧播种密度与取秧面积耦合栽插的大田生产试验,分析了杂交稻毯状苗不同育秧播种密度耦合栽插方式的产量表现及其特征。结果表明:1)现有技术条件下,基于育秧播种密度与取秧面积耦合栽插方法可实现不同育秧播种密度下较高质量的栽插,1～3株/穴的比例介于80.67%～95.33%之间,1～4株/穴的比例超过90.67%;育秧床土对栽插质量有较大影响,采用基质育秧或"基质+旱地土"育秧,当育秧播种密度超过50 g/盘时,漏插率为3.50%～6.38%,平均为5.11%,基本满足杂交稻机插农艺要求。2)不同育秧播种密度耦合栽插方式的根系损伤率为15.37%～31.16%;当育秧播种密度大于40 g/盘时,根系损伤率随育秧播种密度的增加而增大;发根力与根系损伤率之间呈负相关关系,相关系数为-0.949 3;当育秧播种密度差异不超过10 g/盘时,发根力没有显著差异,当育秧播种密度差异超过20 g/盘,发根力的差异达到显著水平。3)不同耦合栽插方式中,50 g/盘机插的单产最高;从产量角度看,不同耦合栽插方式及对照的产量规律为:50 g/盘机插钵苗手插60 g/盘机插70 g/盘机插或90 g/盘机插;与各品种的区试产量表现比较发现,不同耦合栽插方式的实际产量都未达到区试产量,其原因是单位面积有效穗数和结实率都不及区试中的表现,但穗长达到或略超过区试中的表现。研究结果对攻克杂交稻机械化种植难题具有参考价值。     

钵苗机插水稻产量形成优势及主要生理生态特点

为研究钵苗机插水稻产量形成优势及生理生态特点,在长江中下游不同生态区选用当地大面积种植的代表性品种淮稻8号、甬尤8号、常优5号、皖稻68、镇稻11、武运粳24为材料,设置钵苗机插高产示范田和专题对比小区试验,并以常规盘育毯苗机插为对照（CK）,就产量及其结构、群体生长发育动态各项指标进行系统比较。结果表明,与水稻毯状小苗机插相比,机插钵苗秧苗素质高,活棵发苗快,高峰苗数较小,成穗率高7个百分点;钵苗机插水稻生育中、后期群体生长率和净同化率相对较高,其中抽穗至成熟期群体生长率高出8.7%~15.1%。抽穗后群体光合势、干物质积累等光合物质生产指标均显著或极显著高于毯苗机插,其中抽穗至成熟期干物质积累量增加8.7%;钵苗机插水稻抽穗后根系活力各项指标均较优,乳熟期颖花根活量提高14.2%,且抗倒伏能力较强,基部节间倒伏指数小7%～16.8%。钵苗机插水稻具有显著的增产优势,比毯苗机插增产6.0%～12.6%,其产量形成优势的主要特征是"穗大粒多"。     

杂交中籼稻钵苗机插群体特征及产量形成优势分析

为明确杂交中籼稻钵苗机插的群体特征及产量形成特点,加快杂交中籼稻机插栽培技术的发展,以大穗型品种广两优1128、Y两优900和穗粒兼顾型品种徽两优6号、徽两优996为试材,设置钵苗机插与毯苗机插2种栽插方式进行大田比较试验。结果表明,与毯苗机插相比,杂交中籼稻钵苗机插方式秧苗茎基宽、百株干重、发根力显著增加,秧苗素质提高;分蘖早生快发、群体茎蘖消长平稳,成穗率提高5.11%;中后期LAI与光能利用率高,干物质积累能力强,其中抽穗至成熟期干物质积累量提高7.17%。钵苗机插产量显著或极显著高于毯苗机插,其中大穗型品种增产9.52%~10.78%,穗粒兼顾型品种增产5.03%~5.86%,群体颖花量的增加是增产的主要原因。因此,杂交中籼稻钵苗机插群体质量优良,产量形成优势显著,穗大粒多,而大穗型品种更适宜于钵苗机插,增产优势更明显。研究结果为机插水稻高产优质栽培技术的推广奠定了基础。     

机械化种植方式对不同品种水稻株型及抗倒伏能力的影响

为探明机械化种植方式对不同品种水稻株型及抗倒伏能力的影响,试验选用籼粳交水稻(甬优2640和甬优1640)、常规粳稻(南粳9108和武运粳27)和杂交籼稻(新两优6380和II优084)共6个水稻品种为材料,系统研究高产栽培模式下钵苗机插、毯苗机插和机械直播方式对水稻叶形、叶姿、穗型、秆型及植株抗倒性能的影响,初步研明不同机械化种植方式下水稻株型特征与抗倒伏能力及差异。结果表明,钵苗机插水稻产量最高,毯苗机插水稻产量其次,机械直播水稻产量最低,差异显著(P0.05)。与毯苗机插和机械直播相比,钵苗机插使水稻上三叶叶长增长,比叶重增大,叶基角和披垂度减小,使水稻群体高效叶叶面积增加,剑叶叶绿素含量和净光合速率协同增加,穗型变大,粒叶比提高,并且使水稻株高增高,秆长增长,穗下节间增长(P0.05)。水稻基部1~3节间于钵苗机插方式下,较毯苗机插和机械直播,长度缩短、茎秆变粗、茎壁增厚、节间干质量增加、充实度变好、抗折力和弯曲力矩增大、倒伏指数降低(P0.05)。因此,长江下游稻麦两熟地区,钵苗机插能改善水稻株型,优化水稻群体结构,提升水稻抗倒性能,是实现水稻丰产、高产且低倒伏风险的较优机械化种植方式。     

双季稻区杂交稻机插秧低播量精密育秧试验

根据杂交稻种植少本稀植的要求,该文以杂交稻天优998和五优308为材料,采用机械化精密田间育秧试验方法,研究了4种秧盘和4个播种量水平对机插杂交稻秧苗成毯效果、秧苗素质和栽插质量的影响。结果表明:钵体毯状秧盘播种量在65 g/盘以上、毯状秧盘在45 g/盘以上、窄行秧盘在36 g/盘以上,应用华南农业大学研制的"水稻田间工厂化育秧精密播种机"进行精密播种,采用常规田间育秧管理育成的秧苗成毯效果能满足机插的要求;不同秧盘类型对秧苗素质的影响存在显著差异,4种不同秧盘育秧方式中,以钵盘培育的秧苗素质最好,整齐性也最好,钵毯秧苗次之,毯状秧苗与窄行秧苗相差不大;不同播种量对秧苗素质的影响较大,不同播种量之间,秧苗素质各项指标的差异都达显著水平,随着播种量的增加秧苗素质明显下降,表现为叶龄减少,苗高变矮,苗茎宽变细,根长变短,百株鲜质量、百株干质量和百株根质量都变轻;而秧盘与播种量的交互作用对秧苗素质的影响不显著;从栽插质量和满足栽插的农艺要求角度看,对杂交稻天优998而言,钵毯和毯状秧盘的最佳播种量范围为65~80 g/盘,窄行秧盘的最佳播种量范围为52~64 g/盘,钵盘的最佳播种量范围为41~50 g/盘。本文的研究结果对解决杂交稻机插秧技术问题具有理论意义和实际应用价值。     

秧龄和基土比对机插大钵体毯状苗晚稻群体质量和产量的影响

为探明秧龄和基土比对机插大钵体毯状苗晚稻群体质量和产量的影响,确定机插晚稻的适栽秧龄和基质育秧技术,该研究以常规籼稻穗香农占的大钵体毯状苗为研究对象,设置3种秧龄（25 、30 和35 d）和3种复合基质与自然土配比（基土比1∶1、2∶1和纯基质）,解析秧龄、基土比对秧苗素质、机插质量、群体质量和产量及其构成因素的影响。结果表明,基土比1∶1和2∶1处理的容重显著高于纯基质,含水量、孔隙度、pH值、有机质和速效营养元素则显著低于纯基质处理;基土比1∶1处理的基质总孔隙度为57.21%,速效氮含量为223.62 mg/kg,纯基质处理的基质速效氮含量为331.25 mg/kg,均不在适宜秧苗生长范围内。基土比2∶1处理的秧苗素质、群体质量和产量及其构成因素均优于其他两种处理。秧龄35 d和基土比2∶1处理的盘根力最大,为73.19 N,秧龄30 d和纯基质处理的成苗率、基本苗数和相对均匀合格率较好,以上两种处理的漏插率、漂秧率、伤秧率和翻秧率均不具有优势,但均符合机插秧要求。秧龄越长,秧苗素质越好,越有利于壮秧的形成。基土比2∶1处理的适栽秧龄为35 d,移栽后各时期群体茎蘖数、有效分蘖数、分蘖成穗率、地上干物质积累量、收获指数均优于短秧龄处理,说明长秧龄秧苗更有利于机插晚稻高产群体构建。秧龄35 d处理的实际产量分别比秧龄25和30 d处理显著高42.5%、19.4%,湿谷含水率分别显著低2.67、1.29个百分点,籽粒成熟度好,有效穗数与实际产量的相关系数最大,为0.971,有效穗数的提升是长秧龄处理获得高产的主要原因。采取两次化控时,机插大钵体毯状苗晚稻的适栽秧龄和基质育秧技术为秧龄35 d和基土比2∶1。研究结果可为南方双季稻区机插大钵体毯状苗晚稻育秧及提高其机械化种植水平提供参考。     

机插方式对杂交粳稻碳氮调节与颖花形成及产量的影响

为探究钵苗机插对水稻幼穗分化期营养器官碳氮代谢以及枝梗和颖花分化、退化的影响,以大穗型杂交粳稻甬优1540为材料进行大田生产试验,以毯苗机插为对照,研究了钵苗机插方式下幼穗分化期碳氮代谢特点和枝梗、颖花分化与退化规律及差异,并探明碳氮代谢与稻穗枝梗及颖花分化与退化及产量构成的关系。结果表明:1)抽穗前25 d至抽穗阶段,钵苗机插稻株营养器官非结构性碳水化合物(NSC)质量分数显著高于毯苗机插(P0.05),抽穗前25和20 d,钵苗机插全氮质量分数2015年和2014年平均分别高出毯苗机插1.82%和6.13%,但在抽穗前15 d及以后则表现相反的趋势;在抽穗前15 d及以后各期钵苗机插C/N比值显著高于毯苗机插。2)在抽穗前25~15 d,2种机插方式NSC累积量差异不明显,但在抽穗前10 d至抽穗期,营养器官NSC累积量迅速上升,累积量占单茎茎鞘总量的42.75%~50.75%累积量,钵苗机插累积量高于毯苗机插。3)钵苗机插方式下分化数和现存数显著高于毯苗机插,而退化数和退化率则表现相反的趋势;其中对二次颖花数的影响达显著水平(P0.05),且对稻穗下部二次枝梗和颖花形成的影响程度高于中、上部,钵苗机插使下部二次枝梗和颖花现存数2 a平均分别增加5.24和14.21个。4)抽穗前25和20 d营养器官C/N比值与枝梗和颖花的分化/现存数呈显著或极显著的负相关,特别是跟二次枝梗和二次颖花的相关性较密切,与退化数呈正相关,而在抽穗前15 d到抽穗期则相反。千粒重和产量均表现为与穗分化期NSC积累量和抽穗后NSC运转率呈显著或极显著正相关。     

超级稻精量条播与撒播育秧对秧苗素质及机插效果的影响

根据杂交稻的种植技术要求,降低播种量,培育壮秧,实现少本稀植,是发挥杂交稻机插秧增产潜力的关键。该文以超级杂交稻两优培九为材料,比较精量条播和撒播育秧的机插秧秧苗素质及机插效果。结果表明：与撒播相比,条播种子分布比较均匀,秧苗成毯效果好,且秧苗素质好。条播育秧能降低机插的漏秧率和伤秧率,并提高插秧的整齐度,每丛1～2株的比例提高。研究表明在稀播种量条件下,通过条播和调整秧爪取秧规格可有效降低漏秧率,提高机插效果。     

2ZGK-6型可调宽窄行高速水稻插秧机设计与试验

针对我国水稻生产存在类型品种多、土壤水肥条件差异大,现有水稻插秧机作业行距固定,难以满足水稻生产对插秧行距的要求等问题,研究设计了2ZGK-6型可调宽窄行高速水稻插秧机,其插秧宽行距为300 mm,窄行距为200~300 mm,可以调节。该机器是在久保田SPU-68C型高速水稻插秧机基础上研制而成,根据插秧行距可调要求,确定了关键结构参数,并设计了正反向双螺旋行距调节机构、偏心轮锁紧装置和分体组合式秧箱等关键部件。样机田间试验结果表明:该机作业性能良好,伤秧率小于2.5%,漏插率小于3%,相对均匀度合格率大于96%,漂秧率小于2.5%,翻倒率小于2.5%,插秧深度合格率大于92%,均符合《水稻插秧机技术条件》(GB/T 20864-2007),满足实际生产要求,提高了水稻生产率和机械化水平。     

水稻生产不同栽植方式的比较试验

机械化种植是制约珠江三角洲地区乃至全国水稻生产机械化的瓶颈之一。为探索不同栽植方式对水稻生产的影响，对人工直播与机械直播、人工插秧与机械插秧、人工抛秧等不同栽植方式进行了比较试验。试验结果表明，在珠江三角洲地区相同条件下，不同栽植方式的产量差异不大；机械栽植能确保稳产，与手工栽植方式相比不减产，并能减少成本、增加工效；机械直播是当前实现“两高一优”农业，促进农业生产“节本增效”的一种重要栽植方式。     

移栽秧龄对机插杂交稻产量及群体质量的影响

为探明中、迟熟型杂交稻品种在不同机插秧龄条件下的适应性及品种间生长发育及产量的差异,研究了不同移栽秧龄对机插中、迟熟杂交稻产量及群体质量的影响。结果表明,21 d适龄移栽杂交稻的产量、各生育时期的群体茎蘖数、分蘖成穗率、叶面积指数、抽穗后剑叶光合、群体透光、抽穗期的有效叶面积、高效叶面积、有效叶面积率以及高效叶面积率显著大于迟栽处理。品种选择上,迟熟杂交稻品种无论在产量还是在各群体指标方面均优于中熟品种,尤其是迟熟型中F优498分蘖力中等,株型好,这些特征改善了机插条件下杂交稻群体光合生产和通风透光状况,穗型大且穗粒数较多,茎蘖成穗率较高,秧龄弹性较大,可适当延长秧龄到28 d也能保持较高产量。中熟型中辐优838虽然穗数多,但其穗粒数限制了产量的增加,且其分蘖力过强,导致无效分蘖过多,对机插产量的发挥造成一定影响。研究结果为生产中选择机插适栽秧龄及高产杂交稻品种提供参考。     

差速水稻钵苗Z字形宽窄行移栽机构设计

针对水稻钵苗宽窄行Z字形移栽农艺要求,提出了一种差速式水稻钵苗Z字形宽窄行移栽机构,利用差速轮系的不等速传动和空间传动,以空间轨迹实现水稻钵苗Z字形宽窄行移栽.将非均匀B样条曲线理论应用于非圆齿轮节曲线的拟合,并采用坐标变换方法建立了机构齿轮箱轮系的数学模型.将水稻钵苗Z字形宽窄行移栽的轨迹和姿态要求参数化为9个具体的运动学优化目标,编写了基于机构数学模型的可视化参数优化界面,利用该软件界面分析了传动箱非圆齿轮节曲线和齿轮箱非圆齿轮节曲线对轨迹形状的影响,以及斜齿轮螺旋角和取秧夹片长度与轨迹偏移量的关系.通过优化得到取秧段偏移量为3.9mm,取秧段轨迹有效长度为45.6mm,移栽机构离地高度为32.6mm,夹片离从动非圆齿轮牙嵌轴距离6.7mm的大环扣式移栽轨迹.完成了移栽机构的虚拟仿真与样机试制,利用自制试验台架、工业相机和图像处理软件对机构移栽臂运动轨迹和姿态进了分析,结果与理论数据吻合,验证了移栽机构方案的可行性和结构的合理性.     

机械化播栽对杂交稻氮素积累分配及碳氮比的影响

【目的】氮素吸收与积累是水稻产量形成的重要基础。随着农村劳动力转移,我国水稻生产机械化的步伐随之加快, 机械化播栽使杂交籼稻的生长发育和各生育阶段所处环境发生了改变,但针对其氮素吸收利用特性的研究还较少。本文以杂交籼稻F优498为材料,探讨机械化播栽条件下杂交稻的氮素积累、 分配及碳氮比特点。【方法】采用二因素裂区设计,主因素为播栽方式,共3个水平,分别为机械精量穴直播、 机插和常规手插;副因素为穴苗数,设2个水平,分别为低穴苗数和高穴苗数。研究播栽方式和穴苗数对杂交稻氮素积累、 分配及碳氮比的影响。【结果】机械化播栽对杂交稻氮素吸收利用及碳氮比产生了明显影响,与常规手插相比,机械精量穴直播显著提高了水稻拔节期和成熟期植株含氮量,同时提高了成熟期植株氮素积累能力。机插植株含氮量在抽穗期显著高于手插,并能在拔节期保持较高的植株氮素积累量。不同播栽方式叶片和茎鞘氮素转运量、 氮素表观转运率以及氮素转运贡献率、 氮素干物质生产效率和氮素偏生力表现为常规手插＞机插＞机械精量穴直播,而穗部氮素增加量和百千克籽粒吸氮量则为机械精量穴直播＞常规手插＞机插,氮素稻谷生产效率和氮素收获指数表现为机插＞常规手插＞机械精量穴直播。水稻植株全碳含量及植株碳氮比在各主要生育时期内均受播栽方式显著或极显著影响。机械化播栽方式配合低穴苗数能加强成熟期各器官碳氮比,配合高穴苗数处理能显著提高杂交稻抽穗期穗碳氮比,并且能够促进碳素在植株内的转化和分配。【结论】机械化播栽方式虽降低了拔节期植株全碳含量及植株碳氮比,但可显著提高水稻拔节期和成熟期植株含氮量,提高成熟期植株氮素积累能力,有利于杂交稻氮素高效吸收利用和植株体内碳氮代谢的平衡,因而获得高产高效。     

露场叠盘暗化出苗与无纺布覆盖对杂交籼稻成苗特性的影响

为探明露场叠盘暗化出苗（darkened emergence by stacked plates in open space,DE）与无纺布覆盖（seedling mulched with non-woven fabric,NM）协同育秧对机插杂交籼稻成苗特性的影响，该研究于2020—2021年在不同气候条件下以杂交籼稻天优华占为材料，以摆盘出苗（swing-plate emergence,SE）和薄膜覆盖（seedling mulched with film,FM）为对照进行试验，探究DE与NM对出苗微环境与出苗特征以及秧苗素质的影响，并验证其机插适应性。结果表明：1）相对于外界环境，DE提高了出苗微环境的平均温度与平均相对湿度。与SE相比，DE降低了温度与相对湿度变异系数，缩短了种子出苗时间，并大幅提高出苗率与出苗整齐度；较FM,NM改善了秧床微环境，促进秧苗均衡生长；DE+NM有效提高成苗整齐度与成苗率，2 a间成苗整齐度较DE+FM、SE+NM与SE+FM分别增加了7.22～8.91、3.67～5.55和8.29～10.38个百分点（P<0.05）,2 a间成苗率分别提高...     

全自动玉米秧苗移栽机的研制与试验

为了克服人工移栽劳动强度大、作业效率低、移栽质量差的缺点,该文研制了一种全自动玉米秧苗移栽机。设计了全液压驱动系统和以PLC为核心模块的自动控制快速上秧装置,可实现整册纸筒自动取苗,数字识别无苗纸筒并剔除,有苗纸筒带式水平和针刺带垂直输送,夹持圆盘可完成零速投苗栽植。该机与破茬开沟、垄型整理、滤水覆土有机结合,可完成全部移栽过程。田间试验结果表明,当机组前进速度为2.5~3.0 km/h、理论株距为22 cm时,移栽深度合格率为87.5%,株距合格率为93.2%,苗株直立度合格率为91.2%,能够满足玉米纸筒苗移栽的农艺要求。该机是实施玉米纸筒秧苗移栽新型农艺技术的机械化载体,可显著提高玉米纸筒秧苗移栽作业的标准化、机械化和自动化程度。