优化播种密度与杂草管理策略对旱直播水稻产量及经济效益的影响研究

为解决旱直播水稻(DDSR)系统中杂草泛滥导致产量下降和资源浪费的问题，印度农业研究委员会杂草研究中心的团队通过两年田间试验，评估了4种播种密度(30-100 kg ha-1 )与4种杂草管理方案(包括PE/PoE除草剂组合及人工除草)的协同效应。研究发现40 kg ha-1 播种密度结合pretilachlor+pyrazosulfuron(PE)接续cyhalofop+penoxsulam(PoE)的方案，可实现90.8-96.7%杂草抑制率，获得最高单产(5494 kg ha-1 )和经济收益(1089 USD ha-1 )，为水资源短缺地区水稻种植提供了可持续解决方案。

　　

全球水稻生产正面临水资源短缺与劳动力成本攀升的双重挑战，传统移栽水稻每公顷需消耗3000-5000吨水，而旱直播水稻(Dry Direct-Seeded Rice, DDSR)可节水35-57%。然而杂草与作物同步萌发的特性使DDSR系统面临严峻生物胁迫，印度中央邦的田间数据显示杂草竞争可导致高达82%的产量损失。更棘手的是，杂草不仅掠夺氮磷钾等养分（年损失达24.7 kg ha^-1
），其形成的"杂草银行"还会持续影响后续轮作。为破解这一难题，印度农业研究委员会杂草研究中心的V.K. Choudhary团队在《Journal of Agriculture and Food Research》发表研究，通过多年度控制试验揭示了播种密度与杂草管理的协同机制。

研究团队采用裂区设计，主区设置30/40/50/100 kg ha^-1
四级播种密度，副区比较四种杂草管理方案：pendimethalin(PE)+bispyribac-sodium(PoE)、pretilachlor+pyrazosulfuron(PE)接续cyhalofop+penoxsulam(PoE)、化学除草+人工除草组合及空白对照。通过无人机搭载GreenSeeker传感器获取归一化植被指数(NDVI)，结合传统农艺测量（叶面积仪LI-3100、SPAD-502叶绿素计）量化作物竞争能力，并建立杂草密度与产量损失的量化模型。

3.1 杂草参数
100 kg ha^-1
高密度播种使杂草生物量降低27.3-33.2%，但最优除草方案（pretilachlor+pyrazosulfuron接续cyhalofop+penoxsulam）表现出更卓越的杂草控制效率(WCE)，两年平均达93.8%。NDVI与杂草覆盖度的二次回归模型(R²
=0.96)证实该方案显著降低杂草光合活性。

3.2 生长参数
30 kg ha^-1
低密度下单株生物量最高(5.23 g)，但单位面积优势体现在40 kg ha^-1
处理，其叶面积指数(LAI)达1.97，比对照提高25.5%。除草剂组合使分蘖数增加39%，印证化学除草对群体结构的优化作用。

3.3 产量构成
40 kg ha^-1
实现产量与经济效益平衡，单产4641-5691 kg ha^-1
较30 kg ha^-1
提高13.2-15.8%。值得注意的是，高密度(100 kg ha^-1
)导致穗粒数减少28.7%，揭示过度密植的负面效应。

3.8 养分竞争
杂草对氮磷钾的掠夺呈剂量效应，未防治区氮损失达11.44 kg ha^-1
，而优化方案将损失控制在0.38 kg ha^-1
以下，证实除草措施对土壤肥力保护的关键作用。

该研究首次阐明旱直播水稻系统中"中等密度播种+双阶段除草"的协同优势：40 kg ha^-1
播种配合pretilachlor+pyrazosulfuron(615 g a.i. ha^-1
)与cyhalofop+penoxsulam(135 g a.i. ha^-1
)序贯处理，既可规避高密度导致的个体发育抑制，又能通过90%以上的WCE维持群体生产力。建立的NDVI-杂草密度预测模型为无人机监测提供技术支撑，而1089 USD ha^-1
的净收益则为南亚农户提供了可操作的实践方案。未来研究需关注该模式在不同水稻基因型及长期轮作体系中的稳定性，并评估除草剂组合的环境风险。