沟灌水稻(Furrow-irrigated Rice, FIR)种植条件下自交系品种(Oryza sativa L.)最适播种量(Seeding Rate)的确定

《Agronomy Journal》：Determining the optimal seeding rate when growing inbred varieties in furrow-irrigated rice

　　

摘要：沟灌水稻（Furrow-irrigated Rice, FIR）（Oryza sativa L.）在美国中南部属较新的栽培模式，现约占阿肯色州水稻种植面积20%、密苏里州30%。由于该模式尚新，其管理建议仍沿用常规淹水稻田（Conventional Flooded Rice, CFR）经验。CFR中大多数自交系品种推荐播种量为323粒 m?2，而FIR中此数值尚未明确。因此，研究人员于2022至2024年选用三个品种开展播种量试验，以确定FIR栽培下自交系品种的最适播种量。鉴于FIR田块自上而下土壤含水量不均，试验在田块的上、中、下三分之一处分别设置重复。三年试验数据显示，最适播种量因品种及田块内位置而异。各播种量下测得有效成苗数为0.36–0.65株/粒（随播种量增加而下降）。Ozark/Diamond需最高播种量（323粒 m?2）以实现最大产量潜力，CLL18/CLL16次之（215粒 m?2），DG263L产量则不受播种量显著影响。全品种平均结果显示，田块上部需323粒 m?2以达到最大产量潜力，而中部及下部低至108粒 m?2即可实现最大产量。上述数据支持在FIR自交系品种栽培中实施变量播种（Variable Rate Seeding），并在具备适宜条件时降低播种量以节约生产成本。

论文解读：沟灌水稻(Furrow-irrigated Rice, FIR)自交系品种最适播种量的品种与田块位置效应——发表于《Agronomy Journal》

一、研究背景与目的

常规淹水水稻（Conventional Flooded Rice, CFR）在美国阿肯色州和密苏里州广泛种植，但沟灌水稻（Furrow-irrigated Rice, FIR）——即无持续淹水、通过畦沟灌溉的水稻——近年推广迅速，已占阿肯色州约17%–18%、密苏里州约30%的水稻面积。FIR具省工、排水好、便于后茬大豆种植及潜在节水优势，但多数农艺管理建议仍直接套用CFR经验。CFR中自交系（Inbred）品种推荐播种量为323粒 m^?2（目标成苗129–194株 m^?2），杂交种为108粒 m^?2，而FIR环境下最适播种量尚无定论。FIR田块存在明显水分梯度——下部易积水、上部偏干，可能影响出苗与成苗，进而改变播种量与产量的关系。已有亚洲旱稻（Aerobic Rice）研究表明较低播种量可能够用，但FIR专属数据缺失。因此，研究人员于2022–2024年在密苏里州东南部多点开展三年田间试验，选用三个自交系水稻品种设置五个播种量梯度，并在同一田块的上、中、下三部分分别布置重复，旨在明确FIR系统中自交系品种的最适播种量及其受品种类型和田块微地形（水分梯度）的影响，为变量播种（Variable Rate Seeding, VRS）提供实证依据。

二、主要研究方法概述

研究于2022–2024年在密苏里州东南部Portageville、Malden、Rives和Qulin四处站点开展大田试验，前茬均为大豆。供试三个自交系水稻品种为：2022年用CLL16（Horizon Ag LLC）、DG263L（Nutrien Ag Solutions）、Diamond（University of Arkansas System Division of Agriculture），2023–2024年分别更替为同类替代品种CLL18和Ozark。设置五个播种量处理：108、215、323、431、538粒 m^?2，条播行距19 cm，各小区7行宽×5.5 m长，4次重复。因FIR田块水分上干下湿，每田分别在坡上（上三分之一）、坡中（中三分之一）、坡下（下三分之一）三种位置独立布置全套处理。氮肥按土类分三次追施，灌溉为V4–V6期始至50%抽穗后30天止，每周灌水2–3次，田块底部筑尾堰蓄水淹没下部约三分之一区域。V2–V3期调查单位行长出苗数计算有效成苗率（Effective Stand＝株数/播种种粒数），成熟期测定籽粒产量、精米率（Head Rice, HR）与总白米率（Total Rice, TR），并按1–9级记载倒伏程度。数据采用SAS PROC GLIMMIX进行裂区方差分析（主区＝田块位置，副区＝品种×播种量），显著性检验水平α＝0.05。

三、研究结果

3.1 成苗与有效成苗率（Stand Establishment）

水稻密度随播种量增加而显著上升（p＜0.0001），但有效成苗率（Plants Seed^?1）与播种量呈显著负相关——108粒 m^?2时为0.65，538粒 m^?2时降至0.36，符合种内竞争导致高密度下单粒种子成苗能力下降的规律。品种间：DG263L与CLL18/CLL16平均密度分别为136和135株 m^?2，有效成苗率0.49和0.48；Ozark/Diamond较低，124株 m^?2、有效成苗率0.44。田块位置上：中部有效成苗率最高（0.50），上与下部分别为0.45，可能与上部土壤易板结抑芽、下部积水妨碍出苗有关。

3.2 籽粒产量（Grain Yield）

产量受品种×播种量（p＜0.0001）及位置×播种量（p＝0.0074）交互作用显著影响。①品种响应不同：Ozark/Diamond需≥323粒 m^?2才达最高产量；CLL18/CLL16需≥215粒 m^?2；DG263L在最低测试播种量108粒 m^?2时已达最大产量且更高播种量无增益。②田块位置响应不同：仅上部位置对播种量有显著响应，全品种平均需323粒 m^?2方获最高产量；中部与下部在108粒 m^?2时已获最大产量，再增播种量无增产效果。整体产量表现为下部≈中部＞上部，即使上部用最高播种量仍不及下部产量。③超出推荐播种量（431、538粒 m^?2）不降低产量但显著增加倒伏，≤323粒 m^?2时倒伏无显著差异。

3.3 碾米品质与倒伏（Crop Quality）

倒伏、精米率（%HR）和总白米率（%TR）受品种×田块位置交互影响（p＜0.0001）。倒伏率总体随播种量升高（431、538粒 m^?2显著偏高），CLL18/CLL16在田块下部倒伏较重，Ozark/Diamond在中部略重。HR一般在田块上部偏低，DG263L尤为明显（上部显著低于下部），归因于其早熟约早5天、上部更早被迫断水致籽粒含水低、碾米易产生裂纹。TR不受田块位置显著影响，但DG263L整体TR低于另两品种，Ozark/Diamond在中部TR高于CLL18/CLL16。

四、讨论与结论翻译

研究人员得出结论：沟灌水稻（FIR）中自交系品种的最适播种量应视品种和田块内位置而定，若具备变量播种技术或可行横沟播条件，推荐实施差异化播种。本试验中仅田块上部（最干区域）需较高播种量（全品种平均323粒 m^?2，即现行CFR自交系推荐量）以获得最大产量潜力；中、下部在低至108粒 m^?2时未出现减产。考虑到生产条件做出苗率波动，建议采取保守策略——田块上部在原基础上增加10%–20%播种量，下部相应减少10%–20%，总用种成本不变而将种子分配至最关键区域。此做法可在不额外增加生产成本前提下将种子投放于收益最大的部位，具体调种比例可据农场稻谷预期价格做经济决策。未来尚需进一步探究低于108粒 m^?2的下限及精确移种比例。论文最终结论译文为："沟灌水稻栽培中，若具备变量播种（Variable Rate Seeding）技术或可在不破坏畦床前提下横沟播种，自交系品种的播种量应实行变量处理。本试验数据表明，在测试参数范围内，仅田块上三分之一区域播种量对产量有显著影响——尤其对于整体对播种量不敏感的品种DG263L和CLL18/CLL16亦是如此。田块上部需323粒 m^?2播种量以实现最大产量潜力，此即当前自交系品种为获得129–194株 m^?2最终成苗数所推荐的播种量。本研究中一个意外发现是，将播种量降至低至108粒 m^?2并未降低田块中、下三分之一区域的产量潜力。然而如前所述，因幼苗出苗率随年份和环境条件高度可变，建议必须采取相对保守的推荐方式。因此建议农户在可行情况下探索田块上部增量播种、下部减量播种。该方法在不改变总用种成本的同时将种子置于对全田产量最有利的位置。当然此为经济性决策，须结合农场门价稻谷预期价值考量。尚需更多研究明确究竟应从下部向多少上部转移种子量，但对多数沟灌水稻农场而言，保守地增减10%–20%可作为良好起始点。"