江西省双季稻“早籼晚粳”种植模式产量、资源利用效率及经济效益研究.pdf

江西农业学报 2023，35（09）：201206ActaAgriculturaeJiangxiDOI:10.19386/ki.jxnyxb.2023.09.031江西省双季稻“早籼晚粳”种植模式产量、资源利用效率及经济效益研究乐丽红1，黄梅梅2*，何 虎3，帅 鹏3，杨 宙3，邱在辉3，肖宇龙3，刘凯丽2，蔡 辉4，杨红兰4，何 峰4，胡 雨2，平先良2*（1.江西农业大学 南昌商学院，江西 共青城 332020；2.江西省农业技术推广中心，江西 南昌 330046；3.江西省农业科学院 水稻研究所，江西 南昌 330200；4.定南县农业农村局，江西 定南 341900）摘 要:通过设置“早籼晚粳”、优质稻全程机械化2种常用栽培模式，对比分析了周年产量构成、温光资源利用、氮肥利用、水分利用及经济效益的差异，探索了“早籼晚粳”模式高产的形成机理及高经济效益的形成原因。结果表明：与晚籼稻相比较，籼粳杂交稻生育期更长，灌浆结实期延长了25 d，可充分利用晚稻后期10月下旬11月上中旬的温光资源，并且籼粳杂交稻穗大粒多、总颖花量大、库容量大，干物质积累量多，因此能获得更高的产量；与全程机械化模式相比，“早籼晚粳”模式周年产量增幅为17.57%，周年光能利用率增幅为12.68%，周年热能利用率增幅为14.07%，周年氮肥利用率增幅为6.89%，周年水分利用率增幅为11.63%，周年经济效益增加了2770元/hm2。“早籼晚粳”模式可充分利用南方稻区双季稻温光资源，大幅提升产量、水资源、温光资源及经济效益，适合在江西省进行大面积推广。关键词:早籼晚粳；生育期；温光利用；栽培模式；周年；产量；经济效益 中图分类号：S511.42 文献标志码：A 文章编号：1001-8581（2023）09-0201-06Study on Yield,Resource Utilization Efficiency and Economic Benefit of Double Cropping Rice Systems with“Early Indica and Late Japonica”in Jiangxi Province LELi-hong1,HUANGMei-mei2*,HEHu3,SHUAIPeng3,YANGZhou3,QIUZai-hui3,XIAOYu-long3,LIUKai-li2,CAIHui4,YANGHong-lan4,HEFeng4,HUYu2,PINGXian-liang2*(1.NanchangBusinessCollege,JiangxiAgriculturalUniversity,Gongqingcheng332020,China;2.JiangxiAgriculturalTechnologyPromotionCenter,Nanchang330046,China;3.RiceResearchInstitute,JiangxiAcademyofAgriculturalSciences,Nanchang330200,China;4.DingnanAgriculturalandRuralBureau,Dingnan341900,China)Abstract:Thecultivationmodesof“earlyIndicaandlateJaponica”andfullmechanizationofqualityriceweresetup,andafieldexperimentwasconductedtostudyannualyield,utilizationoftemperatureandlightresources,utilizationofnitrogenfertilizer,utilizationofwaterandeconomicbenefitoftwocultivationmodes.Theformationmechanismofhighyieldandformationreasonofhigheconomicbenefitof“earlyindicaandlatejaponica”modelwereexplored.TheresultsshowedthatthegrowthperiodofIndica-JaponicahybridricewaslongerthanlateIndicarice,andthegrain-fillingperiodwasprolongedby25days,whichcanmakefulluseofthetemperatureandlightresourcesfromlateOctobertoearlymid-Novemberinlaterice.Moreover,itcanobtainhighyieldbecauseoflargepanicle,largetotalspike-lets,largestoragecapacityandlargedrymatteraccumulation.Comparedwiththefullmechanizedmode,theannualyieldwasincreasedby17.57%,theannualsolarenergyutilizationwasincreasedby12.68%,theannualthermalenergyutilizationwasincreasedby14.07%,theannualgrowthratesofnitrogenfertilizerwasincreasedby6.89%,theannualwaterutilizationwasincreasedby11.63%andtheannualeconomicbenefitwasincreasedby2770yuan/hm2.The“earlyindicaandlatejaponica”modelcanmakefulluseofthetemperatureandlightresourcesofdoublecroppingriceinsouthernriceregion,greatlyimprovetheyield,waterresources,temperatureandlightresourcesand收稿日期：2023-06-28基金项目：国家重点研发计划（2018YFD0301101）。作者简介：乐丽红（1978），女，江西贵溪人，高级农艺师，硕士，主要从事农业技术推广工作。*并列第一作者：黄梅梅（1968），女，江西樟树人，高级农艺师，主要从事农业技术推广工作。*通信作者：平先良。江 西 农 业 学 报35 卷202economicbenefits,andissuitableforlarge-scalepopularizationinJiangxiProvince.Key words:EarlyIndicariceandlateJaponicarice;Growthperiod;Utilizationoftemperatureandlight;Cultivationmodel;Anniversary;Yield;EconomicBenefit0 引言随着人民生活水平的提高，对饮食的需求由原来的“吃饱”转向如何“吃好”。粳米具有品质优、口感佳、饭味香等特点，受到了广大消费者的喜爱1-2。据国家粮油信息中心数据显示，20002016年全国人均口粮消费量下降了12kg，但粳米人均消费量逆势增长了16kg，人均消费量增长了1kg/年，而籼米人均消费量下降了1kg/年。目前，广东、海南、福建、浙江、上海、广西、云南、江苏等南方地区已成为我国粳米最大的消费区3-5。江西省是南方双季稻的主产区，全省以籼稻种植为主，随着“籼改粳”的深入和“北粳南移”不断取得突破，尤其是浙江省宁波市农科院培育出的甬优系列品种推广以来，江西省开始探索粳稻种植，提出了以籼粳杂交稻为主导的“籼改粳”的发展思路，针对夏季和早秋的高温天气、晚稻季温光资源利用不充分以及易遭遇“寒露风”危害等问题，创建了“早籼晚粳”周年高效种植新模式。对于双季晚稻“籼改粳”，许多稻作专家做了大量的研究，如张耗等6研究发现，随着品种的演进，粳稻生理性状及产量逐步得到显著改善，着粒密度逐渐增加，一次、二次枝梗数及总颖花量逐渐增多；花劲等7研究发现，对比杂交晚籼稻，晚粳稻各生育进程均有所延长，但以营养生长期和生殖生长期所延长的时间占总延长时间的比例较大，对温光资源利用更充分；许轲等8认为，对比高产水平群体，双季晚粳超高产群体的构成具有穗型大、穗粒足、总颖花量多、库容量大、结实率高等特征，有利于高产。目前，对“早籼晚粳”周年高产高效种植模式与双季优质稻全程机械化模式产量、产量构成、水资源利用率、温光资源利用率、氮肥利用率及经济效益进行对比尚未见报道，因此，本研究以全省广泛推广应用的双季优质稻全程机械化模式为对照，通过对比分析双季优质稻全程机械化和“早籼晚粳”种植模式在产量、产量构成、水资源利用率、温光资源利用率、肥料利用率及经济效益上的差异，积极探索“早籼晚粳”模式高产形成的机理及高经济效益形成的原因，以期为“早籼晚粳”周年高产高效生产技术新模式的示范推广提供理论依据。1 材料与方法1.1 试验地点与供试材料试验于2021年在江西省南昌县向塘镇高田村进行，供试土壤为水稻土，耕层土壤（020cm）的有机质含量为32.16g/kg、全氮含量为1.84g/kg、碱解氮含量为213.28mg/kg，有效磷含量为18.57mg/kg、速效钾含量为148.39mg/kg、pH值为5.52。供试品种的早稻为湘早籼45，晚稻为甬优1538、泰优398，均为市售；农药、化肥由向塘镇农业技术综合服务站统一提供，掺混复合肥（26-10-18）、尿素（46%）均购自中化化肥控股有限公司。1.2 试验设计试验设置双季优质籼稻全程机械化种植模式（简称全程机械化）及早季籼稻晚季籼粳杂交稻种植模式（简称早籼晚粳）2个处理。采用大区对比试验，每个大区面积为200m2，3次重复。不同处理的供试品种和种植方式见表1。栽插规格为25cm12cm，早稻每穴34苗，晚稻每穴23苗。早稻施N、P2O5、K2O分别为156、60、108kg/hm2，晚籼稻施N、P2O5、K2O分别为195、75、135kg/hm2，晚粳稻施N、P2O5、K2O分别为230、75、135kg/hm2，氮肥按基肥分蘖肥穗肥=523的比例施入，磷肥全部作基肥一次性施入，钾肥按基肥 穗肥=73的比例施入。表1 不同种植模式的供试品种和种植方式处理季别供试品种种植方式全程机械化早稻湘早籼45机插晚稻泰优398机插早籼晚粳早稻湘早籼45机插晚稻甬优1538机插1.3 取样及测定方法在水稻播种期、移栽期、孕穗始期、齐穗期、成熟期等主要生育时期观测并记载各处理的耗水量、产量构成、产量和对应的气象数据。设置水位计和水表监测田间水位及灌溉水量。于成熟期每个模式调查100穴水稻，计算有效穗数，按照平均成穗数取15穴调查每穗粒数、结实率，测定千粒重，进行理论测产。于成熟期实割测定鲜谷重、水分含量计算实际产量。生育期间逐日气温、日照时数等气象资料取自南昌县气象局，太阳总辐射根据气温、日照时数计算得出。各指标的计算公式如下：9 期乐丽红等：江西省双季稻“早籼晚粳”种植模式产量、资源利用效率及经济效益研究203水分利用率（kg/m3）=籽粒产量/耗水量耗水量（m3）=（降雨量+灌溉量-排水量）0.667热能利用率 kg/（dhm2）=籽粒产量/全生育期有效积温光能利用率（%）=（籽粒产量燃烧热10-10/全生育期太阳总辐射）100%氮肥偏生产力（kg/kg）=籽粒产量/总施氮量1.4 统计方法应用MicrosoftExcel软件进行数据整理并绘制图表，应用SPSS19软件进行统计分析。2 结果与分析2.1 不同种植模式对双季稻周年生育期的影响由表2可知，与全程机械化模式相比，“早籼晚粳”模式的周年生育期更长（延长24d）；从早晚季生育期的差异可以看出，2种种植模式生育期差异主要来源于晚稻，晚粳稻的甬优1538全生育期达到了143d，较晚籼稻泰优398延长了25d。由此可见，“早籼晚粳”模式中晚季种植籼粳杂交稻有助于增加其对10月下旬11月中旬温光资源的利用。表2 不同种植模式下的水稻生育期处理季别播种期/（月/日）移栽期/（月/日）幼穗分化始期/（月/日）齐穗期/（月/日）成熟期/（月/日）全生育期/d全程机械化早稻3/204/125/136/127/11113晚稻6/257/158/169/2010/21118周年/231早籼晚粳早稻3/204/125/126/107/10112晚稻6/257/158/239/2611/15143周年/2552.2 不同种植模式对双季稻周年产量及其构成的影响由表3可知，“早籼晚粳”模式周年产量高达18.80t/hm2，较全程机械化模式显著增产了2.81t/hm2，增幅为17.57%；进一步分析早、晚季产量可以看出，2种模式周年产量差异主要来源于晚稻产量，其中，“早籼晚粳”模式晚粳稻产量高达11.62t/hm2，显著高于全程机械化模式（2.88t/hm2），增幅高达32.95%；由产量构成可知，较高的每穗粒数、总颖花量和结实率是“早籼晚粳”模式晚稻取得高产的重要因素。由此可见，晚季种植籼粳杂交稻，有效穗适宜、穗大粒多、总颖花量大，大库容和高结实率有助于获得高产。表3 不同种植模式下的水稻产量及其构成季别处理有效穗/（万/hm2）每穗粒数/粒总颖花量/（万/hm2）结实率/%千粒重/g实际产量/(t/hm2）早稻全程机械化338.70b108.80a36850.56a86.78a24.51a7.25a早籼晚粳340.20a106.20b36129.24a86.28b24.48a7.18a晚稻全程机械化382.50a126.10b48233.25b82.10b23.50a8.74b早籼晚粳249.00b230.70a57444.30a91.60a23.10b11.62a周年全程机械化721.20a234.90b85083.81b84.44b24.01a15.99b早籼晚粳589.20b325.16a93573.54a88.14a23.79a18.80a注：同一季别下同列数据后不同小写字母表示不同处理在0.05水平上差异显著。下同。2.3 不同种植模式对双季稻周年温光资源利用率的影响由表4可知，2种种植模式的早稻光能利用率相同，热能利用率表现为“早籼晚粳”模式高于全程机械化模式，但差异不明显；晚稻及周年水稻光能利用率与热能利用率均表现为“早籼晚粳”模式全程机械化模式，其中，与全程机械化模式相比，“早籼晚粳”模式晚稻的光能利用率和热能利用率分别显著增加了23.08%和24.26%，周年光能利用率和热能利用率分别显著增加12.68%和14.07%。由此可见，晚稻改种籼粳杂交稻可提高热能和光能利用率，大幅提升水稻产量，促进农民增产。2.4 不同种植模式对双季稻周年氮肥利用率的影响由表5可知，氮肥利用率早稻表现为全程机械化模式“早籼晚粳”，但差异不显著；晚稻及周年表现为“早籼晚粳”模式全程机械化模式，江 西 农 业 学 报35 卷204差异均达显著水平；“早籼晚粳”模式晚稻的氮肥利用率高达50.52kg/kg，较全程机械化模式提高了5.70kg/kg，增幅为12.72%；周年氮肥利用率达到了48.70kg/kg，较全程机械化模式提高了3.15kg/kg，增幅为6.89%。2.5 不同种植模式对双季稻周年水分利用率的影响由表6可知，早稻不同试验处理田间水分利用率表现为全程机械化模式优于“早籼晚粳”模式，但差异不明显；晚稻及周年水分利用率均表现为“早籼晚粳”模式优于全程机械化，且差异达显著水平。与全程机械化模式相比，“早籼晚粳”模式晚稻及周年水分利用率分别提高了20.56%和11.63%。表4 不同种植模式下的水稻光能利用率及热能利用率季别处理产量/（t/hm2）总辐射/（MJ/m2）有效积温/（d）光能利用率/%热能利用率/kg/(dhm2）早稻全程机械化7.251605.121683.300.81a4.31a早籼晚粳6.851590.921646.100.81a4.36a晚稻全程机械化8.742413.432332.000.65b3.75b早籼晚粳15.992610.482495.800.80a4.66a周年全程机械化15.994018.554015.300.71b3.98b早籼晚粳18.474251.524180.100.80a4.54a 表5 不同种植模式下的水稻氮肥利用率 kg/kg处理早稻晚稻周年全程机械化46.47a44.82b45.56b早籼晚粳械46.03a50.52a48.70a2.6 不同种植模式对双季稻周年经济效益分析由表7可知，与全程机械化模式相比，“早籼晚粳”模式总投入有所提高，但总产出也明显增加，投入产出比1.62，比全程机械化模式高出4.52%；“早籼晚粳”模式纯收益达17683元/hm2，比全程机械化模式高2770元/hm2，增幅为18.57%。由此可见，“早籼晚粳”种植模式不仅有利于增加粮食产量，还有利于提高农民收入，实现增产增收。表6 不同种植模式下的水稻水分利用率季别处理降雨量/mm灌水量/mm排水量/mm耗水量/m3水分利用率/（kg/m3）早稻全程机械化970.10152.66680.00295.191.64a早籼晚粳970.10152.66680.00295.191.62a晚稻全程机械化228.70230.49118.33323.921.80b早籼晚粳228.70360.0897.82357.322.17a周年全程机械化1198.80383.15798.33619.111.72b早籼晚粳1300.80573.59864.62703.221.92a3 结论与讨论3.1“早籼晚粳”模式有利于提高水稻周年产量汪本福9研究认为，在正常抽穗成熟的条件下，不同水稻品种随着生育期的延长，产量呈增长的趋势。花劲等7研究发现，相较于杂交晚籼稻品种，杂交晚粳稻品种生育期一般可延长1521d，产量增幅为19.20%28.95%，差异达极显著水平。黄山等10研究发现，在江西不同生态区，杂交粳稻比常规粳稻更具产量优势，晚粳稻比中粳稻表现更好。张军等11研究认为，在安全生育期内，与杂交籼稻相比，晚粳稻通过向前、向后延长生育期，充分利用了当季温光资源，从而显著增加了产量。张厚瑄12研究发现，温光资源是水稻生产的最基础要素，水稻品种应选择最适合当地温光及气候条件的品种。段里成等13研究认为，在安全生育期内，与晚籼稻相比，籼粳杂交稻生育期更长，能够充分利用秋季温光资源，获得高产，并且籼粳杂交稻穗大粒多、总颖花量大、库容量大，在增加光合作用时间的同时也能增加库容量，从而获得更多干物质积累量，增加籼粳杂交稻产量，所以“早籼晚粳”模式较“早籼晚籼”模式产量更高。本研究也得出相似结论，与双季优质稻全程机械化模式相比，“早籼晚粳”模式生育期延长了24d，充分利用了南方稻区10下旬11月上中旬的秋季温光资源，产量优势明显；另外，籼粳杂交稻具有穗数适宜、穗大粒多、库容量大、库源协调、结实率高等优势，干物质积累量大。9 期乐丽红等：江西省双季稻“早籼晚粳”种植模式产量、资源利用效率及经济效益研究205表7 不同种植模式下水稻投入产出比较项目子项目全程机械化早籼晚粳产量/（kg/hm2）1599018800总产值/（元/hm2）4185346183总成本/（元/hm2）2694028500纯收益/（元/hm2）1491317683投入产出比1.551.62物质与服务费用种子费/（元/hm2）16802340化肥费/（元/hm2）35103660农药费/（元/hm2）34504200机械作业费/（元/hm2）96009600田租/（元/hm2）45004500合计/（元/hm2）2274024300人工费用工数/（个/hm2）2121用工工价/（元/个）200200人工成本/（元/hm2）420042003.2“早籼晚粳”模式有利于提高水稻周年资源利用效率水稻经济产量的形成除了受自身遗传基因的控制外，也受生长所处的各种环境因素影响，其中以光照和温度的影响最大14-16。张洪程等17研究认为，对比籼稻，粳稻适当推迟了抽穗结实，延长了结实灌浆期和全生育期，积温和光照日数及其利用率明显增加。花劲18研究认为，对比籼稻，粳稻全生育过程均有所延迟；在拔节至抽穗期，温光资源利用率相当；在播种至拔节期和抽穗至成熟期温光资源利用率显著或极显著提高。陈波等19研究认为，在安全成熟条件下，双季晚稻生育期越长，光照及积温利用率越高，籼粳杂交稻温光资源利用率明显高于杂交籼稻。本研究也发现籼粳杂交稻全生育期积温与光照利用率均显著高于杂交籼稻，能充分利用双季晚稻生育后期的秋季温光资源，为籽粒充实提供了保障，最终形成了高产。“早籼晚粳”模式通过向前、向后两头延长生育期，充分利用了双季稻温光资源，热能与光能利用效率显著高于双季优质籼稻全程机械化模式。施肥是影响水稻高产的一种重要途径，不同水稻品种间产量及氮素吸收利用率均有较大差异。章星传等20研究认为，甬优2640等穗大粒多、大库容型品种的氮素农学利用率高，淮稻13号与武运粳30等氮高效品种在低、中氮水平下即可获得较高产量和氮素农学利用率，而宁粳1号和扬粳4038在高氮条件下才能达到高产。黎星等21-22研究认为，南方晚粳稻施氮量为255kg/hm2，当氮肥运筹为基肥蘖肥穗肥粒肥=4 2 2 2时，能较好地实现水稻高产和优质的协调统一。本研究结果表明，与籼稻相比，籼粳杂交稻甬优1538的氮肥施用量虽然有所增加，但氮肥偏生产力更高，差异达显著水平；与双季优质稻全程机械化模式相比，“早籼晚粳”模式周年氮肥偏生产力显著提高。水稻是高耗水作物，任何一个生育期受旱均不利于水稻生长。不同的水稻品种，对水的需求量不同。本研究结果表明，籼粳杂交稻耗水量明显高于籼稻，其水分利用率显著高于籼稻；“早籼晚粳”模式的水分利用率高于全程机械化模式，差异显著，因此，“早籼晚粳”模式不仅能稳定粮食生产，更能充分利用双季稻区的温光资源、水资源和土地资源，对生态环境的保护具有重要意义。3.3“早籼晚粳”模式有利于提高水稻周年经济效益水稻经济效益的高低取决于其投入和产出。其中，投入主要是指水稻种植过程中种子、化肥、农药、人工、机械作业及田租等费用；产出效益取决于水稻产量及收购价格；水稻产量越高，经济效益越大，水稻收购价格越高，经济效益越大。王明利23研究指出，我国粳稻生产利润越来越小，但在水稻生产中，粳稻的生产利润仍是最高的。本研究也发现，与全程机械化模式相比，“早籼晚粳”模式总投入相对较高，但总产出也明显增加。其中，周年产量上“早籼晚粳”模式比全程机械化模式增产了18.57%，周年效益增加了2770元/hm2。“早籼晚粳”模式虽然增加了投入成本，但投入产出比更高，更能增产增收。参考文献：1 陈温福,潘文博,徐正进.我国粳稻生产现状及发展趋势 J.沈阳农业大学学报,2006,37(6):801-805.2 张洪程.水稻新型栽培技术 M.北京:金盾出版社,2011.3 陈温福,张龙步,徐正进,等.北粳南引研究的进展与前景 J.沈阳农业大学学报,1994(2):131-135.4 孙广朝,李金岐,董县中,等.籼改粳低产原因与技术对策 J.安徽农学通报,2011,17(2):68-69.5 李成荃,孙明,许克农,等.南方杂交粳稻的增产优势与合理利用 J.杂交水稻,1991(S2):6-9.江 西 农 业 学 报35 卷2066 张耗,谈桂露,薛亚光,等.江苏省粳稻品种近60年演进过程中产量与形态生理特征的变化 J.作物学报,2010,36(1):133-140.7 花劲,周年兵,张军,等.双季稻区晚稻“籼改粳”的品种筛选 J.中国农业科学,2014,47(23):4582-4594.8 许轲,张军,花劲,等.双季杂交晚粳稻超高产形成特征J.作物学报,2014,40(4):678-690.9 汪本福.粳稻不同生育期类型品种产量形成特性与品质特征研究 D.扬州:扬州大学,2006.10 黄山,何虎,张卫星,等.不同粳稻品种在江西不同生态区的农学表现 J.江西农业大学学报,2013,35(1):25-32.11 张军,张洪程,霍中洋,等.不同栽培方式对双季晚粳稻产量及温光利用的影响 J.中国农业科学,2013,46(10):2130-2141.12 张厚瑄.中国种植制度对全球气候变化响应的有关问题:气候变化对我国种植制度的影响 J.中国农业气象,2000,21(1):9-13.13 段里成,庞博,商庆银,等.双季稻“早籼晚粳”栽培模式周年产量构成与经济效益分析 J.江苏农业科学,2016,44(9):82-85.14 李敏,张洪程,姬广梅.中熟籼稻和粳稻的高产生育特性比较 J.贵州农业科学,2013,41(12):46-49.15 杨海生.江苏水稻安全生育与产量形成的温光生态特性及其应用的研究 D.扬州:扬州大学,2003.16 杨建昌,杜永,吴长付,等.超高产粳型水稻生长发育特性的研究 J.中国农业科学,2006,39(7):1336-1345.17 张洪程,许轲,张军,等.双季晚粳生产力及相关生态生理特征 J.作物学报,2014,40(2):283-300.18 花劲.双季晚稻不同类型品种综合生产力比较研究D.扬州:扬州大学,2015.19 陈波,周年兵,郭保卫,等.江西双季晚稻不同纬度产量、生育期及温光资源利用的差异 J.中国农业科学,2017,50(8):1403-1415.20 章星传,黄文轩,朱宽宇,等.施氮量对不同水稻品种氮肥利用率与农艺性状的影响 J.作物杂志,2018,34(4):69-78.21 黎星,汪勇,成臣,等.氮肥运筹对南方优质常规晚粳稻产量和品质的影响 J.中国稻米,2019,25(1):29-33.22 成臣,雷凯,汤军,等.合理氮肥运筹同步提高晚粳稻产量及氮素利用率 J.杂交水稻,2021,36(3):44-50.23 王明利.我国粳稻生产成本收益分析 J.农业技术经济,2003(2):36-42.（责任编辑：李聪）