双季机械直播早籼稻品种的丰产性和稳产性

奥鹏网院作业

双季机械直播早籼稻品种的丰产性和稳产性双季机械直播早籼稻品种的丰产性和稳产性

陈丽明，周燕芝，谭义青，吴自明，谭雪明，曾勇军，石庆华，潘晓华，曾研华

（江西农业大学/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/双季稻现代化生产协同创新中心，南昌 330045）

摘要：【目的】探明双季机械直播早稻品种的丰产和稳产特征，筛选出一批适宜在江西双季稻区机械直播的早籼稻品种，为南方双季机械直播稻品种选育和栽培提供理论依据。【方法】以21个早籼稻品种为试验材料，在江西省3个不同生态区（赣北、赣中、赣南）进行人工模拟机械直播种植，通过聚类分析、联合方差分析和GGE双标图等方法，对双季机械直播早籼稻品种的丰产稳产特征进行系统研究。【结果】各品种的产量存在较大差异，受基因型、环境及其互作效应的影响显著。各生态区供试品种的产量聚类分析显示，赣北、赣中与赣南高产类型品种分别占总数的38.10%、19.05%与23.81%，其中，潭两优83产量最高且稳定性最好，五丰优286及株两优171品种次之，永3优华占产量最低，而两优287丰产性好但稳产性差。与中、低产类型品种相比，高产类型品种有效穗、每穗粒数与总颖花量显著增加，且千粒重与日产量具有显著优势；呈现较好的早生快发能力，分蘖增长率、高峰苗数与成穗率显著提高，且分蘖下降率显著降低；抽穗期和成熟期干物质生产量均最高且高产类型品种在干物质输出率、表观转换率和表观转化率具有显著的增加优势。【结论】机直播条件下，丰产稳产早籼稻品种具有生育期适中、分蘖成穗率高、总颖花量大、花后干物质生产量大、干物质输出与转运效率高、日产量高等特点。综合来看，潭两优83、五丰优286、株两优171、永优9380丰产性和稳定性好，熟期也适中，适合在江西双季稻区作早稻直播。

关键词：早籼稻；生态区；机械直播；丰产性；稳产性

0 引言

【研究意义】直播稻因其省时省力省工[1-2]、合理栽培管理易获得高产[3]、节本增效等突出优势，已在全国超过12个省份地区推广应用[1, 3-4]。江西省作为我国双季稻主产区，近年来也在迅速推广应用机械直播生产方式，特别是早稻机械直播面积逐年增加，但各地区适宜机械直播的丰产、稳产性较好的早籼稻品种缺乏，已成为制约该项技术大面积推广的重要限制因素。开展机械直播早籼稻品种的生态适应性研究，对于促进双季稻区早籼稻机械直播的发展具有重要意义。【前人研究进展】研究表明，选育高产稳产适宜大规模机械化生产的直播优良品种，配套集成机械直播稻相应的栽培技术，是促进直播稻安全高效生产的前提[3,5-7]。但直播稻品种的丰产性及稳产性除了受基因型决定，同时还受种植环境与栽培措施等诸多因素的影响[8]。关于直播稻高产栽培措施已有大量报道，李木英等[9]研究认为，直播早稻适宜的播种量为35—45 kg·hm-2，施氮量160—180 kg·hm-2、钾素（K2O）需180 kg·hm-2以上适宜[10]。王文霞等[11]研究表明，提早播种导致南方双季直播早籼稻品种产量显著降低，同时降低了稻米加工品质和食味品质。许轲等[12]研究发现，一季常规水稻直播点播方式植株抗倒伏能力高于条播方式。【本研究切入点】前人研究主要集中于播种量[9]、肥料运筹[10]、播期[11]、播种方式[12]、抗倒伏[12]等栽培措施对直播稻产量和群体发育的影响，但关于直播下不同类型品种的生态适应性研究较少。精量穴直播技术为水稻机械化直播提供了便利，而早籼稻品种机械化直播的适应性研究显得不足。【拟解决的关键问题】本研究利用近年来江西省主推的21个早籼稻品种，基于不同生态区（赣北、赣中、赣南），通过人工模拟机械直播方式，系统比较不同生态区供试品种的产量与群体形成特征，明确不同机械直播早籼稻品种生态适应的丰产及稳产特征，以期为南方双季机械直播早籼稻品种的选育和高产栽培提供依据。

1 材料与方法1.1 试验点概况

试验在前期研究结果的基础上[13]，于2018年在江西省赣北（鄱阳县）、赣中（上高县）、赣南（兴国县）3个不同生态区进一步深入研究。各地区试验田土壤理化性状、地理及气象条件见表1—2。

1.2 供试材料

选择江西主推的早籼稻品种21个，其中杂交稻17个，常规稻4个，见表3。

1.3 试验设计

各品种田间采用随机区组排列，播种量均为37.5 kg·hm-2，3个试验点均于4月6日播种，采用人工模拟机械直播，模拟直播机机型为2BDXZ-10SC(25)，播种株行距为14 cm×25 cm，每穴4—7粒。施纯氮量为165 kg·hm-2，其中m（基肥）﹕m（分蘖肥）﹕m（穗肥）= 5﹕2﹕3；磷肥（P2O5）施用量为90 kg·hm-2，作基肥一次性施入；钾肥（K2O）施用量为150 kg·hm-2，其中m（基肥）﹕m（穗肥）=7﹕3。每个小区面积20 m2，3次重复。播前保持田间畦面湿润无积水，三叶期浅水灌溉施苗肥促分蘖，够苗时晒田，田间严格控制病虫草害。栽培措施同一般高产栽培进行。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 茎蘖动态 水稻三叶一心时每小区定苗20穴，每7 d调查一次茎蘖数，同时结合田间观察记载生育进程。

1.4.2 干物质生产 于抽穗期、成熟期，按5点取样法选取代表性的植株5穴，剪根洗净后按茎鞘、叶、穗分开包扎，在干燥箱内105℃杀青30 min，80℃烘至恒重，冷却至室温后称重。

1.4.3 产量及产量构成 于成熟期每小区选取连续的150株，调查有效穗数。按平均数取5穴进行考种，调查每穗粒数、千粒重，计算结实率。在每小区避开取样区，选取连续5 m2进行实割测产，3次重复。

表1 3个生态区试验田土壤理化性状

Table 1 Soil conditions of the test fields in three experimental locations

   

地点Location前茬Fore croppH有机质Organic matter(g·kg-1)全氮Total N content(g·kg-1)速效磷Available P(mg·kg-1)速效钾Available K(mg·kg-1) 鄱阳 Poyang双季晚稻Double cropping late rice6.0238.72.1013.572.8 上高 Shanggao双季晚稻Double cropping late rice5.2134.31.5916.468.1 兴国 Xingguo双季晚稻Double cropping late rice5.0335.81.9714.468.4

表2 3个生态区试验田地理及气象条件

Table 2 Geographic and meteorological conditions of the three experimental locations

   

地点Location海拔Altitude(m)经度Longitude纬度Latitude4-7月日均降水量Average diurnal rainfall from Apr. to Jul. (mm)4-7月日均气温Average diurnal temperature from Apr. to Jul. (℃) 鄱阳 Poyang 24116°67′29°00′53.325.5 上高 Shanggao 51114°92′28°23′50.124.9 兴国 Xingguo162115°35′26°33′56.526.4

表3 供试水稻品种情况

Table 3 Rice cultivars in this experiment

   

编号Code品种Variety品种类型Type of cultivar编号Code品种Variety品种类型Type of cultivar 1中早39 ZZ39常规籼稻IIR11柒两优2012 QLY2012杂交籼稻IHR 2中早25 ZZ25常规籼稻IIR12鄱优364 PY364杂交籼稻IHR 3中嘉早17 ZJZ17常规籼稻IIR13淦鑫203 GX203杂交籼稻IHR 4江早361 JZ361常规籼稻IIR14嘉育948 JY948杂交籼稻IHR 5两优287 LY287杂交籼稻IHR15株两优171 ZLY171杂交籼稻IHR 6潭两优83 TLY83杂交籼稻IHR16陵两优722 LLY722杂交籼稻IHR 7株两优538 ZLY538杂交籼稻IHR17陵两优7108 LLY7108杂交籼稻IHR 8优Ⅰ156 YI 156杂交籼稻IHR18株两优39 ZLY39杂交籼稻IHR 9五丰优286 WFY286杂交籼稻IHR19长两优39 CLY39杂交籼稻IHR 10株两优819 ZLY819杂交籼稻IHR20永优9380 YY9380杂交籼稻IHR 21永3优华占 Y3YHZ杂交籼稻IHR

IIR：常规籼稻Indica inbred rice；IHR：杂交籼稻Indica hybrid rice

1.4.4 茎鞘物质输出及转化计算

其中，Tr(·)表示矩阵的迹，C为极化散射矢量s的多视协方差矩阵，Σ为散射矢量s统计平均后的协方差矩阵，也就是多视协方差矩阵C的统计平均，Σ可以表示为[16]：

茎鞘物质输出率（MOR）（%）=（抽穗期茎鞘干重-成熟期茎鞘干重）/抽穗期茎鞘干重×100%；

茎鞘物质表观转换率(ACR)（%）=（抽穗期茎鞘干重-成熟期茎鞘干重）/成熟期穗重×100%；

茎鞘物质表观转化率（ATR）（%）=（抽穗期茎鞘干重-成熟期茎鞘干重）/穗增重×100%。

1.5 数据处理

2018年在2017年初选的基础上，在江西省3个生态区同步开展机直播试验，由于2年数据趋势较为一致，本文仅以2018年数据进行分析。试验数据利用Microsoft Excel 2007、SPSS 19.0软件进行统计和分析处理，绘图采用Origin 9.0软件、R语言。

随着科技的发展，社会已经进入了一个大数据时代。为了管理海量的数据信息，越来越多的企业需要引入数据库技术，这必然对各行各业的工作人员提出了新的要求，也对高校的非计算机专业的数据库课程教学提出了新的需求。

2 结果2.1 不同生态区的产量分析

2.1.1 不同生态区直播早稻产量及生育期 不同品种在各生态区的产量表现和生育期差异较大（表4），供试品种平均产量变幅为6.51—8.21 t·hm-2，平均为7.22 t·hm-2，最高（潭两优83）达8.21 t·hm-2，最低（永3优华占）仅为6.51 t·hm-2，平均产量的变异系数为6.85%。3个试验点各品种的产量变异系数中，兴国点达到最大（10.47%），鄱阳点次之（8.21%），上高点最低（8.11%）。供试品种全生育期范围为96.3—104.3 d，平均为98.21 d，最长的（永3优华占）达104.3 d，最短的（株两优819）为96.3 d；永优9380、鄱优364、优Ⅰ156、永3优华占的全生育期均超过100 d，其余品种低于100 d。

表4 3个生态区各品种稻谷产量及生育期

Table 4 Rice grain yield and growth duration of tested combinations in three ecological zones

   

品种Variety产量 Grain yield (t·hm-2)生育期Growth stage (d) 鄱阳Poyang上高Shanggao兴国Xingguo平均 Mean 潭两优83 TLY837.80±0.31bc8.31±0.45a8.52±0.12a8.21±0.09a96.7±2.52ij 五丰优286 WFY2868.00±0.48ab7.29±0.26ab8.34±0.08a7.87±0.25ab99.3±3.06de 陵两优722 LLY7227.20±0.38de7.86±0.64ab8.47±0.08a7.84±0.23ab98.0±4.00fgh 株两优171 ZLY1717.60±0.20bcd7.69±1.54ab8.07±0.17b7.78±0.51abc97.7±3.51ghi 柒两优2012 QLY20126.54±0.20fgh7.80±0.35ab8.42±0.09a7.59±0.16abcd98.3±3.06efg 永优9380 YY93807.50±0.45cd7.34±1.20ab7.81±0.09c7.55±0.39abcde102.0±2.65b 陵两优7108 LLY71087.17±0.21de6.94±1.59ab8.49±0.18a7.54±0.46abcde97.7±3.51ghi 两优287 LY2878.34±0.24a7.32±0.18ab6.63±0.13f7.43±0.10abcde96.7±2.52ij 株两优39 ZLY397.00±0.13ef7.38±1.12ab7.86±0.11c7.42±0.37abcde97.3±3.06ghij 株两优538 ZLY5387.50±0.27cd7.21±0.17ab7.36±0.08d7.36±0.12abcde98.0±2.65fgh 鄱优364 PY3647.67±0.22bc6.45±0.77b7.37±0.10d7.16±0.25bcde100.0±2.65cd 优Ⅰ156 YI 1566.87±0.24ef6.94±0.29ab7.33±0.07d7.05±0.07bcde101.0±2.65bc 中早25 ZZ256.80±0.22efg6.52±0.86b7.75±0.09c7.02±0.35bcde97.0±3.00hij 株两优819 ZLY8197.67±0.31bc7.00±0.77ab6.24±0.08g6.97±0.26bcde96.3±4.51j 长两优39 CLY396.34±0.07gh6.83±1.05ab7.49±0.14d6.89±0.30bcde99.0±2.65def 嘉育948 JY9487.04±0.19e6.34±1.52b6.86±0.14e6.75±0.41cde97.0±2.65hij 江早361 JZ3616.57±0.18fgh6.29±0.73b7.35±0.05d6.74±0.27de96.7±3.51ij 中早39 ZZ396.80±0.24efg7.26±0.78ab6.17±0.07g6.74±0.20de99.0±2.65def 淦鑫203 GX2036.37±0.10gh6.40±1.36b7.00±0.19e6.59±0.39de99.3±3.06de 中嘉早17 ZJZ176.17±0.04h6.89±0.60ab6.60±0.18f6.55±0.21de98.0±2.65fgh 永3优华占 Y3YHZ7.00±0.15ef6.22±0.67b6.32±0.10g6.51±0.25e104.3±3.06a 均值 Mean7.14±0.237.06±0.797.52±0.117.22±0.4998.2±2.98 变异系数 CV(%)8.218.1110.476.852.31

表中数据为平均值±标准误差。同一列中不同小写字母表示在P＜0.05水平差异显著。下同

The data in the table are average values±standard error. Different lowercase letters in the same column are significant at p < 0.05. The same as below

以品种产量为指标，采用欧式距离长短法进行聚类分析，将产量水平分成高产、中产与低产3种类型（图1）。结果表明，常规稻品种均归于中、低产类型，高产品种均为杂交稻。鄱阳点高产类型品种占总数的38.10%，上高点占19.05%，兴国点占23.81%。虽然3个生态区各品种产量的归属类型有所差异，但仍有较多品种归属在同一产量水平，说明各生态区的实际产量可作为品种归属类型的划分依据。

科研绩效评价方面：第一，考核指标的权重分配是难点，权重的分配影响评价结果的准确性。第二，研究方法一般为定性分析或简单定量研究，在数学模型基础上展开绩效评价的研究相对较少，在模型分析结果的基础上展开对策研究的也不多见。第三，已有研究大多集中在高校科研传统管理模式上，针对科研经费管理系统平台的绩效评价模块研究较少。如何在科研经费管理系统的大数据环境下，逐步建立起合理准确的评价体系模块也是本课题的研究重点。

(3)为掌握疫情,调查研究流行病学情况,监测防治措施的有效性,普查很重要,至少定期进行还是很好的方式。

2.1.2 不同生态区直播早稻品种产量联合方差分析及线性回归 3个生态区各品种产量联合方差分析结果显示（表5），基因型（G）、环境（E）及其互作（G×E）均达到极显著水平（P＜0.01），说明直播早稻品种间的产量存在真实差异，同时环境因素对产量的影响较大。因此有必要分析各品种产量的丰产性和稳定性。

利用线性回归模型分析显示（表5），基因型与环境的联合回归呈显著差异（P＜0.05），占G×E交互作用平方和的3.96%；基因型回归呈极显著差异，且占G×E交互作用平方和的50.61%；环境回归无显著差异，说明大多数品种对环境的反应不呈线性关系。

2.1.3 不同生态区各直播品种产量的丰产性及稳产性分析 应用GGE（基因型和基因与环境互作效应）双标图分析各品种丰产性和稳产性，品种图标在平均环境轴上的垂足距离箭头方向越近表示丰产性越好，垂线长度越短表示稳定性越好[14]。由图2可知，潭两优83（6号）产量最高，五丰优286（9号）次之，永3优华占（21号）产量最低，鄱优364（12号）的平均产量接近总平均产量；同时潭两优83（6号）稳定性最好，株两优171（15号）次之，两优287（5号）稳定性最差，而优Ⅰ156（8号）和嘉育948（14号）较稳定但低产。综合考虑品种产量的丰产性和稳定性，丰产性且稳产性最好的为潭两优83（6号），其次为五丰优286（9号）、株两优171（15号）、永优9380（20号）。

表5 3个生态区产量联合方差分析及线性回归

Table 5 Pooled ANOVA and liner regression for grain yield date in three ecological zones

   

变异来源Source of variation自由度df平方和SS均方MSFP占平方和的Ss (%) 联合方差Pooled ANOVA总变异 Total variation188 120.67 0.64——— 处理 Treatment62 82.08 1.324.320.000168.02a 基因 Genotype (G)20 43.56 2.187.110.000136.10a 环境 Environment (E)2 5.29 2.658.640.0003 4.38a G×E40 33.23 0.832.710.000127.54a 误差 Error126 38.58 0.31——31.98a 线性回归Liner regression联合回归 United regression1 1.31 1.314.290.0403 3.96b 基因回归 Genotype regression19 16.82 0.892.890.000250.61b 环境回归 Environment regression1 0.71 0.712.300.1317 2.12b 残差 Residual error19 14.39 0.762.470.001543.31b

a表示占总平方和的百分比；b表示占G×E交互作用平方和的百分比

In the table, a represents percentage of total sum of squares; b represents the percentage of the sum of squares of G×E interactions

2.2 直播早稻产量及其产量构成因素分析（上高）

由表6可知，与中、低产品种相比，高产品种具有较高的有效穗数、每穗粒数、总颖花量、千粒重、日产量；聚类分析（图1）显示上高试点高产品种有4个，产量变幅为7.69—8.31 t·hm-2，变异系数为3.44%；中产品种有11个，产量变幅为6.83—7.38 t·hm-2，变异系数达2.90%；低产品种有6个，产量变幅为6.22—6.52 t·hm-2，变异系数达2.04%。其中各产量类型品种的有效穗、每穗粒数、总颖花量均呈现为高产＞中产＞低产，且差异性达显著水平。千粒重表现为高产品种显著高于中产品种，因各类型品种生育期天数存在差异，其中，高产品种与低产品种日产量之间的差异达显著水平，与中产品种日产量差异不显著。各类型品种结实率无显著性差异，且无明显变化规律。

   

图1 3个生态区直播早稻品种产量聚类分析

Fig. 1 System cluster analysis of direct seeding early rice in three ecological zones

   

图中的数字表示表3中的品种序号 The numbers in the figure indicate the serial numbers of varieties in Table 3

图2 参试品种的丰产性和稳产性分析

Fig. 2 Analysis of high yield and stable yield of test varieties

表6 不同产量类型直播早稻产量及其构成

Table 6 Yield and composition of direct seeding early rice with different yield types

   

类型Type有效穗Panicle number(×104·hm-2)每穗粒数Grainsper panicle总颖花量Total spikelet(×104·hm-2)结实率Filled grainpercentage (%)千粒重1000-grainweight (g)实产Grain yield(t·hm-2)日产量Daily yield(kg·hm-2·d-1) 高产HY(n=4)平均值 M355.05a137.59a48908.47a85.12a27.37a7.91a80.78a 变幅 AV347.54-371.431332.06-147.8445897.16-54897.4884.54-85.7526.01-28.957.69-8.3178.43-85.71 标准差 S11.11 7.18 4125.39 0.50 1.21 0.27 3.37 变异系数 CV(%)3.13 5.22 8.43 0.59 4.43 3.44 4.18 中产MY(n=11)平均值 M344.92b122.37b41009.07b84.95a26.87b7.13ab71.82ab 变幅 AV314.01-346.71118.86-129.623719.51-44944.9482.15-86.9625.66-28.666.83-7.3868.29-75.32 标准差 S10.92 3.43 2346.10 1.79 0.96 0.21 2.50 变异系数 CV(%)3.26 2.80 5.72 2.11 3.58 2.90 3.48 低产LY(n=6)平均值 M307.93c116.71c35765.60c85.27a27.08ab6.35b63.79b 变幅 AV303.05-311.33113.25-118.2434329.27-36783.06803.03-87.4524.84-28.236.22-6.5259.23-67.26 标准差 S3.04 2.01 956.73 1.71 1.27 0.13 2.59 变异系数 CV(%)0.99 1.73 2.67 2.01 4.69 2.04 4.07

HY：高产品种；MY：中产品种；LY：低产品种。M：平均值；AV：变幅；S：标准差；CV：变异系数。数据分析为上高试验点的数据。下同

HY：High yield；MY：Middle yield；LY：Low yield. M: Arithmetic mean; AV: Amplitude of variation; S: Standard of deviation; CV: Coefficient of variation. Data analysis for shanggao test site data. The same as below

相关分析表明（表7），高、中、低产品种产量与有效穗、每穗粒数、总颖花量、日产量均呈极显著性正相关，高产品种各相关系数均大于中、低产品种。说明有效穗数、每穗粒数、总颖花量与日产量是直播早稻获得高产的基础。

表7 不同产量类型直播早稻产量构成因素的相关性

Table 7 Correlation of yield components of direct seeding early rice with different yield types

   

产量类型Type有效穗Panicle number每穗粒数Grains per panicle总颖花量Total spikelet结实率Filled grain percentage千粒重1000-grain percentage日产量Daily yield 高产 HY0.993**0.990**0.993**-0.656-0.5770.992** 中产 MY0.911**0.867**0.942**0.0620.0410.805** 低产 LY0.893**0.921**0.937**-0.0470.0770.907**

“*”，“**”分别表示0.05和0.01水平上显著相关。下同

“*”, “**” indicate significant correlation at 0.05 and 0.01 levels, respectively. The same as below

2.3 直播早稻茎蘖动态分析（上高）

各产量类型品种分蘖成穗特性存在显著差异（表8），不同产量类型品种的成穗率、高峰苗数、分蘖增长率均呈高产＞中产＞低产的趋势，且差异显著，而高产品种分蘖下降率显著降低，中、低产品种间无明显差异。

相关分析显示，各产量类型成穗率、分蘖增长率、高峰苗数与产量呈极显著正相关。说明直播稻高产品种具有早发性快，成穗率高的分蘖成穗特征。

2.4 直播早稻干物质积累量（上高）

高产品种抽穗期和成熟期干物质积累总量显著提高，均表现为高产＞中产＞低产，均达显著水平；各类型品种抽穗期—成熟期干物质积累量未达显著水平（图3）。由此可见，各生育期阶段较高干物质积累量是直播早稻取得高产的重要基础。

我们曾先后处理过两例比亚迪T3驱动异响故障，现将维修检测过程介绍出来，供读者借鉴参考。当时同样判断异响声来自车辆的传动系统，于是先放出齿轮油液，拆解传动机构外壳(图5)，对减速器进行检查。该款车的减速器是分为两级的外啮合式齿轮减速装置，从三相永磁同步驱动电机输出的转速，经减速比为(72：25)齿轮的减速，再经(75：24)齿轮的减速后，最后经差速器从左右半轴输出动力。以上两级减速的总减速比为9，即若驱动电机的转速为4 500r/min时，在直行的道路上行驶，车轮可得到的转速为500r/min。

2.5 直播早稻茎鞘物质输出及转化（上高）

直播早稻高产品种、中产品种和低产品种的物质输出率、表观转换率和表观转化率均表现为高产＞中产＞低产，且差异均达显著水平（表9）。由此可见，直播早稻高产品种具有较高的物质输出率、表观转换率和表观转化率。

作为一名共产党员，西藏山南市浪卡子县食品药品监督管理局局长、县食安办副主任白玛群宗时刻以党员的标准严格要求自己，多次深入基层一线开展调研工作，为监管提供准确无误的数据支撑。2012年、2015年被评为“山南市驻村工作队先进个人”“县级食品药品工作先进个人”荣誉称号。

   

HS：抽穗期 Heading stage；MS: 成熟期 Maturity stage；HS-MS：抽穗—成熟 Heading stage- Maturity stage

图3 直播早稻干物质积累量

Fig. 3 Dry matter accumulation of direct seeding in the early rice

表8 不同产量类型直播早稻的分蘖特性

Table 8 Tillering characteristics of different types of direct seeding early rice

   

产量类型Type分蘖增长率Increase rate of tillering (×104·hm-2·d-1)分蘖下降率Decrease of tilling (×104·hm-2·d-1)高峰苗数Number of peak tiller (×104·hm-2)成穗率Rate of effective ear(%) 高产 HY13.62a5.12b610.67a61.42a 中产 MY12.97b5.36a577.03b57.28b 低产 LY12.26c5.42a557.26c55.27c 与产量的相关系数 Coefficients0.787**-0.2830.818**0.716**

表9 不同产量类型直播早稻茎鞘物质输出及转化特征

Table 9 Output and transformation characteristics of stem dry matter of direct seeding early rice with different yield types

   

产量水平Yield level物质输出率MOR (%)表观转换率ACR (%)表观转化率ATR (%) 高产 HY26.45a14.75a19.44a 中产 MY18.06b10.21b13.75b 低产 LY11.76c 6.54c 8.69c

MOR：物质输出率matter output rate；ACR：表观转换率appearance convert rate；ATR：表观转化率appearance transform rate

3 讨论3.1 机械直播早籼稻丰产稳产品种的产量形成特性

不同生态区的生态条件、品种特性和养分供给对直播稻的丰产和稳产都有很大影响[15]。前人关于直播稻高产品种特征研究结论不一。池忠志等[16]研究发现，机械直播产量的提高主要是有效穗数显著增加。程建平等[17]研究指出，机械穴直播稻高产品种的结实率和千粒重具有显著优势。张洪程等[18]认为直播稻进一步获得高产的途径是在足够穗数的前提下攻大穗并提高成穗率。而钱银飞等[19]认为，中穗型水稻品种显著增加总颖花量，在直播栽培条件下更易获得高产。本研究表明，机械直播条件下，早籼稻产量与有效穗数、每穗粒数、总颖花量、日产量、分蘖成穗率显著相关。与低产品种相比，高产品种的有效穗、每穗粒数、总颖花量、日产量、分蘖增长与成穗率、各时期干物质生产量、茎鞘物质输出与转化优势明显。因此，机械直播早籼稻高产类型品种应为穗粒结构协调型，具有穗数和粒数多、库大源足等特点。这与张洪程等[18]多穗多粒的增产途径相近，但与蔡仁祥等[20]的大穗重粒增产途径不尽相同。这可能是由于供试品种类型和种植环境不同。因此，因品种和生态区而异制定相应的栽培策略，机械直播早籼稻可以获得较高产量。

马克思在《手稿》提出了三大社会形态理论，突出以人的社会交往状况、人的发展状况为基础来阐述人类历史的发展阶段[8]，尤其是明确强调“第二阶段为第三阶段创造条件”，而这也就是马克思所说的资本的历史文明作用。实践表明，资本首要的历史使命是为了更好地发展社会生产力，随着生产力的不断发展，资本不仅为新的更高的社会形态创造出了强大的物质基础，同时也为人的自由全面发展提供了必要的物质基础。

3.2 双季直播早籼稻丰产品种的群体形成特征

与普通品种相比，高产水稻品种一般具有早发性好、低节位分蘖成穗率高、全生育期干物质生产能力强、群体质量高等特征[20-21]。本研究也发现分蘖力强、成穗率较高、花后高干物质生产量是双季直播早稻品种获得高产的基础。凌启鸿等[22]研究表明，水稻高产群体需同时注重保持足够的个体数量和提高群体内的个体质量。在确保够苗的前提下，通过控制无效分蘖的发生，提高低节位分蘖成穗率是塑造直播稻高质量群体的有效途径[23]。本研究表明高产品种早发性好，前期分蘖增长率显著高于中、低产品种，分蘖下降率也较低。前人研究指出控制或减少无效分蘖并不能显著提高水稻产量[24]。而本研究表明产量与分蘖增长率、高峰苗数和成穗率有显著正相关，说明通过控制无效分蘖并提高成穗率，机械直播稻可获得较高产量。这可能与品种特性、种植环境和栽培措施等因素有关。水稻籽粒产量来源于抽穗前累积的干物质和抽穗后的光合产物[25]，提高抽穗后干物质积累量及提高其在总生物量中的占比是实现高产的主要途径[26]。在本研究中，各产量类型品种抽穗至成熟期干物质积累量无显著差异，但高产类型品种的干物质输出率、表观转换率和表观转化率均显著高于中、低产类型品种。说明双季直播稻生产中，可通过优化栽培措施，着重提高抽穗后期的群体干物质积累量而进一步提升高产品种的丰产性。

3.3 双季机械直播稻品种丰产稳产的基础

水稻的丰产性反映了品种的单产潜力，稳产性是作物品种为适应环境变动，通过自我调节基因表达使生长发育和主要性状保持相对稳定的能力[14, 27]。俞世蓉[28]研究认为，高产而稳定的品种更有利用于生产应用和推广。本研究表明，机械直播早籼稻的稳产性主要受基因型控制，但同时也受到生态区的影响；其丰产性同时受种植环境和栽培措施等诸多因素的影响。这与曾勇军等[29]研究结果基本一致。本研究发现潭两优83品种在各生态区具有较好的丰产与稳定性，而两优287、柒两优2012、陵两优7108等品种可实现丰产但产量稳定性较差。表明选择适宜的品种是水稻直播获得丰产稳产的基础。水稻品种的丰产和稳定特性与品种差异、种植区域及栽培措施等因素的影响有关[25, 30-31]，生产中应依据各品种特性采用相应的栽培技术，挖掘品种丰产稳产的潜力。与移栽稻相比，直播稻生育期普遍缩短，主要是营养生长天数缩短[31]。本研究结果显示，各品种生育期差异较大，最长的达104.3 d，最短的仅为96.7 d。而双季直播早稻成熟时期正值双季稻区“双抢”茬口期，因此要求直播早稻品种生育期不宜超过110 d[32]，以保证双季稻区早、晚稻茬口衔接和晚稻安全齐穗。说明选择适宜生育期的早籼稻品种对于实现双季机械直播稻的丰产与稳产显得尤为重要。

4 结论

潭两优83、五丰优286、株两优171、永优9380等品种丰产性和稳产性好，较适宜在江西稻区做早稻直播种植。双季直播早稻高产稳产品种具有熟期适中，分蘖成穗高、干物质积累量大、穗粒协调、日产量高、适应性广等特性。

References

[1] 陈雪飞, 唐艳萍, 谢英杰, 李尚, 楚建波, 敖方源, 彭维钦, 李海山, 万玉华. 我国机械化直播水稻生产技术研究进展.中国稻米, 2018,24(4):9-15.

CHEN X F,TANG Y P, XIE Y J, LI S, CHU J B, AO F Y, PENG W Q, LI H S, WANG Y H.Research advances of rice mechanical direct-seeding technology in China,China Rice, 2018,24(4):9-15.(in Chinese)

[2] LIU H Y, Saddam Hussain, ZHENG M M, PENG S B, HUANG J L, CUI K H, NIE X C.Dry direct-seeded rice as an alternative to transplanted-flooded rice in Central China. Agronomy for Sustainable Development, 2015, 35(1):285-294.

[3] 朱德峰, 章秀福, 张玉屏. 水稻高产栽培技术的发展与展望. 中国农业科学, 2007, 40(增刊1): 127-132.

ZHU D F, ZHANG X F, ZHANG Y P. Development and prospect ofhigh-yielding cultivation technology in rice. Scientia AgriculturaSinica, 2007, 40(Suppl. 1): 127-132. (in Chinese)

[4] 陈品, 陆建飞.长江中下游地区直播稻的生理生态特性及其栽培技术的研究进展.核农学报, 2013, 27(4):487-494.

CHEN P, LU J F.Research advances on the physiological and ecological characteristics and cultivation techniques of directseeding rice in the middle-lower Yangtze area.Journal of Nuclear Agricultural Sciences, 2013, 27(4):487-494.(in Chinese)

[5] 何金均, 王立臣, 宋建农, 刘娟容, 林桂竹. 水稻种植机械化发展现状及制约因素分析. 农机化研究, 2009,31(2):1-4.

HE J J, WANG L C, SONG J N, LIU J R, LIN G Z.The progress of rice planting mechanization and analysis of its restrictive factors.Journal of Agricultural Mechanization Research, 2009, 31(2):1-4.(in Chinese)

[6] 金千瑜, 欧阳由男, 陆永良, 徐一成. 我国南方直播稻若干问题及其技术对策研究. 中国农学通报, 2001, 17(5): 44-48.

JIN Q Y, OUYANG Y N, LU Y L, XU Y C. Issue of direct seeding rice in the southern China and its technical countermeasures. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2001, 17(5): 44-48. (in Chinese)

[7] Farooq M, Siddique K H M, Rehman H, Aziz T, Lee D, Wahid A.Rice direct seeding: Experiences, challenges and opportunities.Soil & Tillage Research, 2011, 111(2): 87-98.

[8] 吴文革, 陈烨, 钱银飞, 王小军,吴一梅. 水稻直播栽培的发展概况与研究进展. 中国农业科技导报, 2006(4):32-36.

WU W G, CHEN Y, QIAN Y F, WANG X J, WU Y M.The current status and progresses of the research on direct seeding rice.Review of China Agricultural Science and Technology, 2006(4):32-36.(in Chinese)

[9] 李木英, 陈关, 石庆华, 潘晓华, 谭雪明. 播种量对直播早稻群体质量和产量的影响. 江西农业大学学报, 2010, 32(3): 419-424.

LI M Y, CHEN G, SHI Q H, PAN X H, TAN X M. Effect of seeding amount on the population quality and grain yield of direct-seeded rice. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis, 2010, 32(3): 419-424. (in Chinese)

[10] 李木英, 陈志攀, 石庆华, 潘晓华, 谭雪明.不同氮钾配比对直播稻钾素吸收和利用效益的影响.江西农业大学学报,2014,36(1):1-7.

LI M Y, CHEN Z P, SHI Q H, PAN X H, TAN X M. Effects of different proportions of nitrogen and potassium amounts on the potassium absorption and utilization efficiency in direct-seeded rice. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis, 2014,36(1):1-7.(in Chinese)

[11] 王文霞,曾研华,曾勇军,梁喜欢,黄万,李晨曦,谭雪明,石庆华,潘晓华.机械穴直播早籼稻产量和品质形成的播期效应.江西农业大学学报,2017,39(04):641-648.

WANG W X, ZENG Y H, ZENG Y J, LIANG X H, HUANG W, LI C X, TAN X M, SHI Q H, PAN X H. Effect of sowing date on yield and quality of earlyindica rice grown by mechanical seeding. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis, 2017,39(04):641-648.(in Chinese)

[12] 许轲, 唐磊, 郭保卫, 张洪程, 霍中洋, 戴其根, 魏海燕. 不同水直播方式水稻植株抗倒特性研究. 华北农学报, 2014, 29(6): 226-232.

XU K, TANG L, GUO B W, ZHANG H C, HUO Z Y, DAI Q G, WEI H Y. Lodging resistance of rice under the different pattern of water direct-seeding cultivation method. Acta Agriculturae Boreali-Sinica, 2014, 29(6): 226-232. (in Chinese)

[13] 谭义青, 李祖军, 陈丽明, 方加海, 谭雪明, 吴自明, 曾勇军, 石庆华, 曾研华. 赣北地区直播早稻品种的筛选及其丰产性研究. 江西农业大学学报, 2019, 41(1): 25-32.

TAN Y Q, LI Z J, CHEN L M, FANG J H, TAN X M, WU Z M, ZENG Y J, SHI Q H, ZENG Y H. Screening for direct seeding early rice varieties and their high-yield ability in northern Jiangxi province. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis, 2019, 41(1): 25-32. (in Chinese)

[14] 王磊, 程本义, 鄂志国, 杨仕华. 基于GGE双标图的水稻区试品种丰产性、稳产性和适应性评价.中国水稻科学, 2015,29(4):408-416.

WANG L, CHENG B Y, E Z G, YANG S H.Use of GGE biplots in the yielding ability, stability and adaptation evaluation for the varieties in the rice regional trials.Chinese Journal of RiceScience, 2015, 29(4):408-416.(in Chinese)

[15] 孙永健, 郑洪帧, 徐徽, 杨志远, 贾现文, 程洪彪, 马均. 机械旱直播方式促进水稻生长发育提高产量. 农业工程学报, 2014, 30(20): 10-18.

SUN Y J, ZHENG H Z, XU H, YANG Z Y, JIA X W, CHENG H B, Ma J. Mechanical dry direct-sowing modes improving growth. development and yield of rice. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2014, 30(20): 10-18. (in Chinese)

[16] 池忠志, 姜心禄, 郑家国. 不同种植方式对水稻产量的影响及其经济效益比较. 作物杂志, 2008(2):73-75.

CHI Z Z,JIANG X L, ZHENG J G.Comparison of yield and economic effect of rice under different planting patterns.Crops,2008(2):73-75.(in Chinese)

[17] 程建平, 赵锋, 吴波, 陈旭阳, 王乐云, 游爱兵, 严华生, 罗必灿. 不同直播种植模式对水稻根系特征和产量形成的影响. 湖北农业科学, 2013, 52(24): 5979-5983.

CHEN J P, ZHAO F,WU B, CHEN X Y, WANG L Y, YOU A B, YAN H S, LUO B C.Effects of different direct-sowing planting patterns on characteristics of the roots and yield of rice. Hubei Agricultural Sciences, 2013, 52(24): 5979-5983. (in Chinese)

[18] 张洪程, 黄以澄, 戴其根, 袁鹤来,严宏生,刘金明,陈新华,顾有余. 麦茬机械少(免)耕旱直播稻产量形成特性及高产栽培技术的研究. 江苏农学院学报, 1988, 9(4):21-26.

ZHANG H C, HUANG Y C, DAI Q G, YUAN H L, YAN, H S, LIU J M, CHEN X H, GU Y Y.Study on the yield for dry direct-seeding rice and techniques of its high yield cultivation. Journal of JiangsuAgricultural College,1988, 9(4):21-26.(in Chinese)

[19] 钱银飞, 张洪程, 李杰, 陈烨, 郭振华, 吴文革, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 李德剑, 周有炎. 不同穗型水稻品种直播产量及其群体质量特征的研究. 江西农业大学学报, 2008, 30(5):766-772.

QIAN Y F, ZHANG H C,LI J, CHEN Y, GUO Z H, WU W G, DAI Q G, HUO Z Y,XU K, LI D J, ZHOU Y Y.Studies on yield and characteristics ofplant population quality of direct-seeded rice cultivars ofdifferentpanicle types. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis, 2008,30(5):766-772.(in Chinese)

[20] 蔡仁祥, 曹利丰, 王岳钧. 直播早稻高产途径探讨. 浙江农业学报, 1998, 10(2): 67-70.

CAI R X, CAO L F, WANG Y J. Studies on high yielding channel in the early rice of direct seeding. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 1998, 10(2): 67-70. (in Chinese)

[21] 李木英, 陈关, 石庆华, 潘晓华, 谭雪明.不同早稻品种直播栽培的生育特性研究. 江西农业大学学报, 2011, 33(3):399-404.

LI M Y, CHEN G, SHI Q H, PAN X H, TAN X M. A study on the growth characteristics of different varieties of early rice as the direct-seeded plant. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis, 2011, 33(3):399-404.(in Chinese)

[22] 凌启鸿, 张洪程, 蔡建中, 苏祖芳, 凌励. 水稻高产群体质量及其优化控制探讨. 中国农业科学, 1993, 26(6):1-11.

LING Q H,ZHANG H C, CAI J Z, SU Z F, LING L.Investigation on the population quality of high yield and its optimizing control programme in rice. Scientia Agricultura Sinica, 1993, 26(6): 1-11. (in Chinese)

[23] 许轲, 唐磊, 张洪程, 郭保卫, 霍中洋, 戴其根, 魏海燕, 韦还和. 不同机械直播方式对水稻分蘖特性及产量的影响. 农业工程学报, 2014,30(13):43-52.

XU K,TANG L,ZHANG H C,GUO B W,HUO Z Y,DAI Q G,WEI H Y,WEI H H.Effect of different mechanical direct seeding methods on tiller characteristics and yield of rice.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2014,30(13):43-52. (in Chinese)

[24] AO H J, PENG S B, ZOU Y B, TANG Q Y, VISPERAS R M. Reduction of unproductive tillers did not increase the grain yield of irrigated rice. Field Crops Research, 2010,116(1/2):108-115.

[25] 缪小建. 水稻非结构性碳水化合物运转规律及产量、品质形成研究[D]. 南京: 南京农业大学, 2008.

MIU X J. Study on non-structural carbohydrates translocation characteristic and yield and quality formation in rice[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2008.(in Chinese)

[26] 郭长春, 孙知白, 孙永健, 殷尧翥, 武云霞, 唐源, 杨志远, 向开宏, 马均. 优质丰产杂交籼稻品种机直播产量构成及其群体质量研究. 中国水稻科学, 2018,32(5):462-474.

GUO C C, SUN Z B, SUN Y J, YIN Y Z, WU Y X, TANG Y, YANG Z Y, XIANG K H, MA J. Study on yield formation and population quality of indica hybrid rice with good qualityand high yield under mechanical direct seeding. Chinese Journal of Rice Science, 2018,32(5):462-474. (in Chinese)

[27] 丁伟根. 江西双季稻高产株型特征和产量构成模式的研究[D]. 南昌: 江西农业大学, 2009.

DING W G. Study on plant type characteristics and yield componentsof double cropping rice in Jiangxi province[D]. Nanchang: JiangxiAgricultural University, 2009. (in Chinese)

[28] 俞世蓉.作物的品种适应性和产量稳定性. 作物杂志, 1991(1):36-37.

YU S R. Variety adaptability and yield stability of crops.Crops, 1991(1):36-37. (in Chinese)

[29] 曾勇军, 吴建富, 潘晓华, 石庆华, 朱德峰, 王盛亮, 吕伟生, 谭雪明, 黄山, 商庆银. 江西超级早稻的丰产性和稳产性分析. 江西农业大学学报, 2014, 36 (6):1173-1178.

ZENG Y J, WU J F, PAN X H, SHI Q Y, ZHU D F, WANG S L, LÜ W S,TAN X M,HUANG S, SHANG Q Y. Analysis of productivity and stability of super early rice in Jiangxi province. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis, 2014, 36 (6): 1173-1178. (in Chinese)

[30] 姚义, 霍中洋, 张洪程, 夏炎, 倪晓诚, 戴其根, 许轲, 魏海燕. 不同生态区播期对直播稻生育期及温光利用的影响.中国农业科学, 2012,45(4):633-647.

YAO Y, HUO Z Y, ZHANG H C, XIA Y, Ni X C, DAI Q G, XU K, WEI H Y.Effects of sowing date on growth stage andutilization of temperature and illumination of directseeding rice in different ecological regions. Scientia AgriculturaSinica,2012,45(4):633-647. (in Chinese)

[31] 李杰, 张洪程, 常勇, 龚金龙, 郭振华, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕, 高辉. 不同种植方式水稻高产栽培条件下的光合物质生产特征研究. 作物学报, 2011,37(7):1235-1248.

LI J, ZHANG H C, CHANG Y, GONG J L, GUO Z H, DAI Q G, HUO Z Y, XU K, WEI H Y, GAO H.Characteristics of photosynthesis and matter production of rice with different planting methods under high-yielding cultivation condition. Acta Agronomica Sinica, 2011,37(7):1235-1248.(in Chinese)

[32] 潘晓华, 李木英, 曾勇军, 程飞虎, 石庆华, 吴建富, 谭雪明, 黄山, 吴自明.江西双季稻主要种植方式及其配套栽培对策.江西农业大学学报, 2013, 35(11): 1-6.

PAN X H, LI M Y, ZENG Y J, CHEN F H, SHI Q H, WU J F, TAN X M, HUANG S, WU Z M.Main planting patterns and their relevant cultivation practices for the double rice in Jiangxi province. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis, 2013, 35(11): 1-6.(in Chinese)

High and Stable Yield of Early Indica Rice Varieties with Double-season Mechanical Direct Seeding

CHEN LiMing, ZHOU YanZhi, TAN YiQing, WU ZiMing, TAN XueMing, ZENG YongJun, SHI QingHua, PAN XiaoHua, ZENG YanHua

(Jiangxi Agricultural University/Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Genetic Breeding, Ministry of Education/Innovation Center for the Modernization Production of Double Cropping Rice, Nanchang 330045)

Abstract: 【Objective】The study aimed to explore the characteristics of high and stable yield of double-season mechanical direct seeding early rice varieties, and to screen out a batch of early indica rice varieties suitable for mechanical direct seeding in Jiangxi double-season rice region, which provided theoretical basis for breeding and cultivation of southern double-season mechanical direct seeding rice varieties.【Method】With 21 early indica rice varieties as experimental materials, artificial mechanical direct seeding was carried out in three different ecological regions of Jiangxi province (North Jiangxi, Central Jiangxi and South Jiangxi). Cluster analysis, combined variance analysis and GGE biplot were used to systematically study the high and stable yield characteristics of double-season mechanical direct seeding early indica rice varieties. 【Result】The yield of different cultivars was significantly affected by genotype, environment and interaction effect. Cluster analysis of yield of tested varieties in each ecological region showed that high-yield varieties in North, Middle and South Jiangxi accounted for 38.10%, 19.05% and 23.81% of the total, respectively. Tan Liangyou 83 had the highest yield and the best stability, followed by Wufengyou 286 and Zhuliangyou 171 varieties, and Yong 3 Youhua had the lowest yield, while Liangyou 287 had good high yield but poor stable yield. Compared with medium and low yield varieties, the effective panicle, grain number per panicle and total spikelet number of high yield varieties increased significantly, and 1000-grain weight and daily output had significant advantages. It showed better ability of early growth and rapid development. The tiller growth rate, peak seedling number and panicle formation rate were significantly increased, and the tiller decline rate was significantly reduced. Dry matter production at heading stage and maturity stage was significantly higher for high-yield varieties than that for medium and low-yield varieties, and high-yield varieties have significant advantages in dry matter output rate, apparent conversion rate and apparent conversion rate.【Conclusion】Under the condition of machine direct seeding, the early indica rice varieties with high and stable yield had the characteristics of moderate growth period, good early onset, high tillering and ear formation rate, large total spikelet number, large dry matter production after flowering, high dry matter output and transportation efficiency, and high daily output, etc. According to the comprehensive characteristics of various varieties, Tan Liangyou 83, Wu Fengyou 286, Zhu Liangyou 171 and Yong You 9380 had good high yield and stability, and moderate maturity, which was suitable for direct seeding of early rice in Jiangxi double cropping rice region.

Key words: early indica rice; ecological areas;mechanical direct seeding; productivity; stability

doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.02.004

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

收稿日期：2019-05-13；

接受日期：2019-07-03

基金项目：国家自然科学基金（31760366）、国家重点研发计划（2017YFND0301605）、江西省自然科学基金（20161BAB214171）、江西省重点研发计划项目（20171ACF60018）、江西省水稻产业技术体系项目（JXARS-02-03）

联系方式：陈丽明，E-mail：1390657129@qq.com。通信作者曾研华，E-mail：zyh74049501@163.com

（责任编辑 杨鑫浩）