品种和播种量互作对机械旱直播水稻与杂草养分竞争的影响.pdf
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1、中国水稻科学(Chin J Rice Sci),2024,38(2):185197 http:/ 185 DOI:10.16819/j.1001-7216.2024.230803 品种和播种量互作对机械旱直播水稻与杂草养分竞争的影响 杨永刚1 袁晓娟1 曹云1 陈雪芳1 尹慧来1 王志强1 文艳芳1 杨志远1 孙园园2 贾现文3 马均1 孙永健1,*(1四川农业大学 水稻研究所/作物生理生态及栽培四川省重点实验室,成都 611130;2四川省农业气象中心,成都 610072;3眉山市农业农村局,四川 眉山 620020;*通信联系人,email:)Effects of Variety and
2、Seeding Rate Interaction on Nutrient Competition Between Mechanized Dry Direct Seeded Rice and Weeds YANG Yonggang1,YUAN Xiaojuan1,CAO Yun1,CHEN Xuefang1,YIN Huilai1,WANG Zhiqiang1,WEN Yanfang1,YANG Zhiyuan1,SUN Yuanyuan2,JIA Xianwen3,MA Jun1,SUN Yongjian1,*(1Rice Research Institute of Sichuan Agric
3、ultural University/Key Laboratory of Crop Physiology,Ecology and Cultivation in Sichuan Province,Chengdu 611130,China;2 Sichuan Provincial Agricultural Meteorological Center,Chengdu 610072,China;3 Meishan Agricultural and Rural Bureau,Meishan 620020,China;*Corresponding author,email:)Abstract:【Objec
4、tive】To clarify the effect of mechanical dry direct seeded rice varieties and sowing rates on weed growth inhibition,laying a theoretical basis for achieving high-quality,high-yield,green,and efficient cultivation techniques in mechanical direct seeded rice.【Method】Using the three-line hybrid rice C
5、huankangyou 6308(C1)and the two-line hybrid rice Jingliangyou 534(C2)as test materials,three sowing rates of 15 kg/hm2(S1),22.5 kg/hm2(S2),and 37.5 kg/hm2(S3)were set to study their effects on dry matter accumulation,nutrient accumulation,and transport of the main weeds in the rice field during the
6、critical growth period.The study also explored the relationship between rice and weed nutrient competition under the interaction of varieties and sowing rates.【Results】1)At 29 days after direct seeding,the density of weeds in the paddy fields increased significantly by 39.29%to 47.16%compared with t
7、hat of rice,with the dry weight ratio and nutrient accumulation ratio of weed to rice population being higher than 11,necessitating weed control.2)Before weeding,weed density of variety C1 significantly decreased by 91.34%to 96.54%compared to C2,with dry matter accumulation of rice increasing by 19.
8、21%to 30.24%,and nitrogen,phosphorus,and potassium accumulation increasing by 7.17%to 34.59%.For the same variety,increasing the sowing rate significantly reduced weed amount by 21.95109.69%,increasing rice dry matter accumulation by 39.7894.52%,and nitrogen,phosphorus,and potassium accumulation by
9、10.1150.79%compared to S1 treatment.3)After weeding and 43 days of direct seeding,weed number significantly decreased.The dry matter accumulation of C1 increased by 54.12%to 66.97%compared to C2,with nitrogen,phosphorus,and potassium nutrients increasing by 15.56%to 47.45%.For the same variety,S2 an
10、d S3 treatments significantly increased rice density by 14.9432.34%,dry matter accumulation by 24.4585.07%,and nitrogen,phosphorus,and potassium nutrients by 21.6298.34%compared to S1 treatments.However,with the increase of sowing amount,nitrogen,phosphorus,and potassium nutrient transport amount an
11、d rate during the filling period,as well as rice yield,showed an increasing-decreasing trend,with S2 treatment being the highest.【Conclusions】Based on comprehensive inhibition of weed growth and rice yield characteristics,this experiment selected Chuankangyou 6308 for mechanical dry direct seeding w
12、ith a seeding rate of 22.5 kg/hm2.Considering the higher total density of weeds in the rice field compared to rice,and the 11 dry weight and nutrient ratio of weeds to rice population,optimal weeding timing can be achieved.This leverages the advantages of the interaction between rice varieties and s
13、eeding rates to control weed growth,reduce herbicide use,and improve yield.Key words:machanized direct seeding;rice;variety;seeding rate;weed competition;nutrients 摘 要:【目的】明确机械旱直播水稻品种和播种量对抑制杂草生长的效果,为实现机直播稻优质高产绿色高效栽培提供理论依据。【方法】以三系杂交稻川康优 6308(C1)和两系杂交稻晶两优 534(C2)为试材,设 15 kg/hm2(S1)、22.5 kg/hm2(S2)、37.
14、5 kg/hm2(S3)三个播种量,研究其对稻田主要杂草与水稻关键生育时期干物质累收稿日期:2023-08-08;修改稿收到日期:2023-09-20。基金项目:国家重点研发计划资助项目(2022YFD1100204);四川省“十四五”生物育种重大科技专项(2022ZDZX0012);西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室“生物育种”揭榜挂帅项目(SKL-ZY202228);2023年度农业重大技术协同推广计划资助项目(202307)。186 中国水稻科学(Chin J Rice Sci)第 38卷第 2期(2024年 3月)积、养分累积及转运的影响,并探讨品种和播种量互作下水稻与杂草养分竞
15、争的关系。【结果】1)直播后 29 d时,稻田杂草密度较水稻显著增加 39.29%47.16%,且杂草与水稻群体干质量比及养分累积比均高于 11,据此进行了一次必要性除草。2)除草前,品种 C1较 C2杂草密度显著降低 91.34%96.54%,水稻干物质累积量增加19.21%30.24%,氮、磷、钾累积提高 7.17%34.59%;同一品种提高播种量,杂草量显著降低,相对 S1,S2和S3处理杂草量显著降低 21.95%109.69%,水稻干物质累积量增加 39.78%94.52%,氮、磷、钾累积量提高10.11%50.79%。3)除草后,直播 43 d,杂草数量显著降低,品种 C1较 C2
16、干物质累积量增加 54.12%66.97%,氮、磷、钾养分提高 15.56%47.45%;同一品种下,S2和 S3较 S1处理水稻密度显著提高 14.94%32.34%,干物质累积量增加 24.45%85.07%,氮、磷、钾养分提高 21.62%98.34%;但随播种量的增加,结实期氮、磷、钾养分转运量与转运率,以及稻谷产量均呈先增加后降低趋势,以 S2处理最高。【结论】综合抑制杂草生长和稻谷产量,机械旱直播水稻以选用川康优 6308 配套 22.5 kg/hm2播种量,并依据稻田杂草总密度高于水稻且杂草与水稻群体干质量比及养分比 11 时为最佳除草时机,可发挥水稻品种与播种量互作的优势控制杂
17、草生长,减少除草剂使用,提高产量。关键词:机直播;水稻;品种;播种量;杂草竞争;养分 近年来,水资源不足、农村土地流转和集约化管理导致农村劳动力短缺等一系列问题日益突出1-2。水稻机械直播作为一项新型、省工、高效的栽培技术,省去机械移栽稻育秧移栽两大环节,农艺简化,应用面积不断扩大3,一般按照灌溉方式的不同,可将其分为机械湿直播和机械旱直播4-5。在这二者中,又以无需泡田、耘田的机械旱直播更符合轻简化栽培理念和机械化种植的需求。然而机械旱直播下,前期秧苗覆盖度低,水分管理适合杂草迅速发生且量大,杂草群落复杂,杂草与幼苗争夺光照、肥料和生长空间,严重影响稻谷产量6。周燕芝等7研究发现,旱直播田在
18、播后 57 d,土表杂草种子开始大量萌发,播后 1015 d杂草进入萌发高峰期;直播稻田恶性杂草稗草和千金子发生早、发生期长且量大,可占出草总量的 30%70%,出草期长达 25 d 以上8;对于直播稻田杂草防治研究主要集中于化学除草剂的效量分析9-11;Sanjoy 等12研究指出,虽然已有的水直播稻田化学除草剂可高效、安全防除水生杂草,然而旱直播水稻田大量发生的旱生恶性阔叶杂草,如鸭跖草、苣荬菜和刺儿菜等,利用目前应用的水田除草剂均难以有效防除。朱新云等13研究指出,水稻旱直播田播后苗前处理除草剂以丁草胺与草酮的复配剂为主,土壤墒情差时对杂草防效下降,而田间积水时水稻难以萌发,易于产生药害
19、,且持效期较短;此外,化学除草剂的大量使用和过度依赖,不仅导致农业生产成本增加、环境污染加剧、作物品质下降,同时使得稻田生物多样性降低,制约了有益生物种群,稻田生态系统稳定遭到破坏14。梁玉刚等15研究在减少化学农药用量和次数的前提下,使用稻鸭共育模式对旱直播田生长的恶性禾本科杂草和莎草科杂草进行防治,有效抑制直播水稻田间杂草,也筛选出了生态适应性、抗逆性和生长势强的优势杂草群落。Chhokar 等16也通过耕作方式、水分管理17,以及化肥和有机肥均衡配施18-20等措施开展杂草治理,在我国湖南、江西、江苏、浙江等水稻主产地区取得控草、高产、高效的效果15。然而,我国种植水稻的地区、生态条件、
20、土壤类型、温湿度、降雨量、作物种类和种植方式等各异,稻田杂草的发生种类也有差异21。因此,在减少除草剂使用量及次数的前提下,采用改良栽培措施或更有竞争力的栽培品种等方法来因地制宜解决直播稻杂草防除难等问题与目前的研究热点相呼应。为此,本研究在机械旱直播方式下,选用有代表性的水稻品种,设置不同播种量,研究品种和播种量互作对机直播水稻与杂草生长养分竞争的影响,探索直播稻田杂草的防除效果及品种和播种量最佳耦合方式,以期为优质、高产、绿色、高效的机直播稻栽培技术奠定理论基础。1 材料与方法 1.1 试验地点和供试材料 在前期研究基础22-23上,于 2022和 2023年在四川省眉山市东坡区悦兴镇莲墩
21、村(10383E,3014N)水稻新品种新技术中试基地进行试验。试验田均为砂壤土,土壤基础理化性质见表 1,两年间均以杂交籼稻品种川康优 6308(三系,生育期156.7 d)和晶两优 534(两系,生育期 157.9 d)为试验材料。1.2 试验设计 两年试验均采用两因素裂区设计,品种为主区:三系杂交稻川康优 6308(C1)、二系杂交稻晶两优 534(C2);三个播种量为副区:15 kg/hm2(S1)、杨永刚等:品种和播种量互作对机械旱直播水稻与杂草养分竞争的影响 187 22.5 kg/hm2(S2)、37.5 kg/hm2(S3)。播前不除草,用2ZGQ-60D 洋马直播机机头搭配
22、10 行水稻点播排种器进行机械穴直播,种子催芽露白后,于 4 月10 日播种,行穴距为 25.0 cm20.0 cm。出苗后,每穴按播种量从小到大间苗至 2 苗、4 苗、7 苗。3 次重复,小区面积 63.0 m2。氮肥(尿素,含 N 46.2%,四川玖源农资化工有限公司生产)施用量(折合 N)150 kg/hm2,按基肥(一叶一心)分蘖肥(三叶一心)穗肥(晒田复水后 10 d)=334 施用;磷肥(磷酸二胺,含 P2O5 46%,中化化肥有限公司)施用量(折合 P2O5)75 kg/hm2,于一叶一心时一次性施入;钾肥(氯化钾,含 K2O 60%,中化化肥有限公司)施用量(折合 K2O)15
23、0 kg/hm2,于一叶一心和三叶一心分次等量施入24。小区间扎埂(40 cm),用塑料薄膜包裹,保证单独的肥水管理,并做好病虫害的防治。播后根据杂草与水稻的竞争情况,非必要不除草,若除草,除草剂使用可溶液剂“精草铵膦铵盐”(精草铵膦含量 20%,精草铵膦铵盐含量 21.9%)。1.3 测定项目及方法 1.3.1 杂草种类及数量调查 分 别 于 播 后 2、6、10、16、22、29、43、61、98和 134 d各小区按对角线取 5 点,每点 2.0 m2,计算单位面积杂草种类和数量。1.3.2 干物积累量 分别于播后第 29 d、43 d、98 d(抽穗期)和 134 d(成熟期),各小区
24、按平均茎蘖数取代表性稻株 5穴,分茎鞘、叶片、穗(结实期),105下杀青 45 min,80下烘干至恒重。1.3.3 养分累积与转运 将 1.3.2所取样品粉碎过 80 目筛,参照袁晓娟等22的方法分别测定各器官养分含量。样品经浓H2SO4-H2O2消 煮 后,利 用 凯 氏 定 氮 仪(FOSS-8400,丹麦)测定氮含量;采用钒钼黄比色法测定磷含量(Shimadzu UV-1700 紫外分光光度计,日本);利用火焰光度计(FP640,中国)测定钾含量。1.3.4 参数计算 干物质积累量=(叶片+茎鞘+穗)干物质积累量;氮(磷、钾)积累量(kg/hm2)=干物质量氮(磷、钾)百分含量;氮(磷
25、、钾)转运量=齐穗期植株氮(磷、钾)积累量成熟期植株氮(磷、钾)积累量;氮(磷、钾)素转运率(%)=转运量/齐穗期植株氮(磷、钾)积累量100%;杂 草 水 稻 干 质 量 比=杂 草 干 物 质 积 累 量(kg/hm2)/水稻干物质积累量(kg/hm2);杂草水稻养分累积比=杂草氮(磷、钾)积累量(kg/hm2)/水稻氮(磷、钾)积累量(kg/hm2)。1.3.5考种与计产 成熟期各小区调查 1.50 m2稻株,计数有效穗数,取 10 窝平均茎蘖数代表性植株,室内考种,考查空秕粒数、实粒数、千粒重,计算结实率等性状。各小区按单位面积计产。1.4 数据分析 采用 Excel 2010、SPS
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