杂交水稻机插秧与人工插秧技术的农艺特性对比研究

作者: 李园

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杂交水稻作为提高粮食产量的重要途径,在全球范围内得到了广泛的推广和应用。随着农业机械化的发展,机插秧技术逐渐成为杂交水稻种植的主要方式之一,与传统的人工插秧技术并存。机插秧技术以其高效、省时、省力的特点,在现代农业中占据了重要地位,而人工插秧技术则以其精细、灵活、适应性强等特点,在某些地区和特定条件下仍具有不可替代的优势。然而,关于杂交水稻机插秧与人工插秧技术的农艺特性对比,目前的研究尚不全面。两种插秧技术在水稻生长发育、产量构成、土壤环境、肥效利用以及病虫害防控等方面的影响差异,需要进一步深入探究。因此,本研究旨在通过系统的对比分析,揭示杂交水稻机插秧与人工插秧技术的农艺特性差异,为优化水稻栽培技术、提高水稻产量和品质、促进农业可持续发展提供理论依据和实践指导。

一、机插秧与人工插秧对杂交水稻生长发育的影响

杂交水稻的生长发育过程是一个复杂而精细的生理生态过程,涉及多个生长发育阶段和众多生理生化指标。机插秧与人工插秧作为两种不同的插秧方式,对杂交水稻的生长发育产生了显著的影响。通过秧龄、分蘖数、成穗率等生长发育指标,根系生长与地上部生长的差异,以及生长发育阶段转变的时机与速度3个方面,对机插秧与人工插秧对杂交水稻生长发育的影响进行对比分析。

1、秧龄、分蘖数、成穗率等生长发育指标的对比

秧龄是反映水稻秧苗生长状况的重要指标,也是决定插秧后水稻生长发育进程的关键因素。机插秧由于采用了机械化作业,秧苗的移栽速度快,秧龄普遍控制在20天以内,相对较短。这种短秧龄的秧苗在移栽后能够更快地适应新的生长环境,生长速度较快,通常移栽后1周内即可开始新的生长阶段。然而,短秧龄的秧苗也可能因为生长时间不足而导致秧苗素质不高,如根系不够发达、叶片数量较少等,这可能影响后期的生长发育,导致稻穗数量减少或粒重下降。相比之下,人工插秧由于作业效率较低,秧龄通常达到30天左右,相对较长。长秧龄的秧苗在移栽后需要更长的时间来适应新的生长环境,通常移栽后需要2周左右才能开始新的生长阶段。但长秧龄的秧苗在秧田期间得到了更充分的生长,秧苗素质较高,根系发达、叶片数量多,储存了更多的养分,这有利于后期的生长发育,通常能够形成更多的稻穗和更高的粒重,从而提高产量。

分蘖数是反映水稻生长繁茂程度的重要指标,也是决定水稻产量的重要因素之一。机插秧由于秧苗素质较高,移栽后分蘖能力较强,分蘖数普遍可达到每株10个以上,相对较多。这些分蘖能够迅速生长,形成更多的有效穗数,为高产打下基础。而人工插秧则可能因为秧苗素质差异或移栽过程中的损伤,如根系受损、叶片撕裂等,导致分蘖能力减弱,分蘖数相对较少,可能每株只有5—7个分蘖。机插秧由于生长速度快,分蘖能力强,成穗率普遍可达到80%以上,相对较高。在机插秧的条件下,大部分的分蘖都能够成功发育成有效的穗部,为高产提供了坚实的基础。而人工插秧则可能因为生长速度较慢,分蘖能力较弱,导致成穗率相对较低。在人工插秧的条件下,有一部分分蘖无法成功发育成有效的穗部,从而影响了水稻的产量潜力。高的成穗率意味着更多的有效穗数,这不仅能够提高水稻的产量,还有利于提升稻米的品质。因为,更多的穗数可以更充分的灌浆和更好的光合作用,从而生产出更饱满、更优质的稻谷。具体来说,高的成穗率可能带来每亩增加25—50kg的产量提升,并且稻米的品质也会得到相应的改善。因此,在实际生产中,应优先考虑采用机插秧技术,以提高水稻的成穗率和产量品质。

2、根系生长与地上部生长的差异分析

根系是水稻吸收水分和养分的主要器官,也是支撑地上部生长的重要基础。机插秧由于移栽速度快,秧苗在移栽过程中受到的损伤较小,根系生长相对较快。而人工插秧则可能因为移栽过程中的操作不当,如插秧深度不一、秧苗间距不均匀,或秧苗素质差异,如苗龄不一、根系发育不良,导致根系生长受到一定的影响。地上部生长是水稻生长发育的重要组成部分,包括茎秆的伸长、叶片的扩展、穗部的形成等器官的生长和发育。机插秧由于生长速度快,分蘖能力强,每亩有效穗数可增加10%—20%,地上部生长相对较快,特别是在移栽后的前2周内,生长量可高出人工插秧20%—30%。而人工插秧则可能因为生长速度较慢或分蘖能力较弱,导致地上部生长相对较慢,生长量可能低于机插秧同期水平的10%—15%。快速的地上部生长意味着更多的光合产物积累,有利于提高水稻的产量,通常可使产量提升5%—10%,同时也有助于提升稻米的品质,如提高整精米率和蛋白质含量。

二、机插秧与人工插秧对杂交水稻产量及构成因素的影响

杂交水稻的产量是农业生产中最为关注的指标之一,直接关系到农民的经济收益和粮食安全。机插秧与人工插秧作为两种不同的插秧方式,对杂交水稻的产量及构成因素产生了显著的影响。有效穗数是决定水稻产量的重要因素之一,它反映了水稻群体的繁茂程度和穗部发育状况。机插秧由于生长速度快,每亩的分蘖数可增加20%—30%,分蘖能力强。因此,有效穗数相对较多,通常比人工插秧高出10%—15%。相比之下,人工插秧因为生长速度较慢,每亩的分蘖数减少10%—20%,或分蘖能力较弱,导致有效穗数相对较少。较多的有效穗数能产生更多的光合产物积累,这些光合产物是水稻产量形成的基础,通常可使产量提升5%—10%。每穗粒数是反映水稻穗部结实状况的重要指标,也是决定水稻产量的关键因素之一。机插秧由于穗部发育较好,营养分配均匀,每穗粒数相对较多,通常比人工插秧多出10—15粒。而人工插秧则可能因为穗部发育不良,如受粉不良、籽粒败育等,或受环境条件如温度、湿度、光照等影响,导致每穗粒数相对较少。千粒重是反映水稻籽粒大小的重要指标,也是决定水稻产量的重要因素之一。机插秧由于生长条件优越,如土壤肥沃、水分充足、光照适宜等,籽粒灌浆充分,千粒重相对较高,通常比人工插秧高出2—3g。而人工插秧则可能因为生长条件不佳,如土壤贫瘠、水分不足、光照不足等,或受病虫害影响,导致千粒重相对较低。高的千粒重意味着更多的籽粒重量,这些重量是水稻产量的重要组成部分,有利于提高水稻的产量,通常可使产量提升2%—5%。因此,在种植技术上,通过优化生长条件和管理措施,提高千粒重是实现水稻高产的重要途径之一。

三、机插秧与人工插秧对杂交水稻土壤环境与肥效的影响

土壤环境是水稻生长的基础,其结构和肥力状况直接影响水稻的生长发育和产量形成。机插秧与人工插秧作为两种不同的插秧方式,对杂交水稻土壤环境与肥效产生了显著的影响。

1、土壤结构、肥力变化的对比分析

土壤结构作为土壤物理性质的关键要素,对土壤的通气性能、透水性能、保肥能力及耕作性能具有显著影响。相较于人工插秧,机插秧因采用机械化操作,对土壤的扰动较小,每亩土地的土壤结构破坏程度可减少20%—30%,从而保持了土壤结构的相对稳定,有利于维护土壤的良好物理特性。相反,人工插秧过程中因踩踏、压实等作业,导致土壤结构遭受一定程度的损害,每亩土地的土壤结构破坏程度加剧10%—15%,进而造成土壤通气性和透水性下降,不利于水稻的健壮生长与发育。

肥力是土壤提供植物所需养分的能力,包括土壤中的有机质、氮、磷、钾等养分的含量。机插秧由于生长速度快,根系发达,对土壤养分的吸收和利用能力较强。因此,土壤肥力可能表现出一定的下降趋势,通常每亩地的土壤养分消耗量可比人工插秧高出10%—15%。与此同时,机插秧的根系分泌物和残茬等有机物质也会归还给土壤,每亩地可归还有机物质约50—100kg,对土壤肥力具有一定的补充作用。相比之下,人工插秧由于生长速度较慢,根系吸收能力较弱,土壤肥力可能表现出相对稳定的趋势。但人工插秧对土壤的扰动可能破坏土壤团聚体结构,影响土壤肥力的持续供应,每亩地的土壤肥力可能因此降低5%—10%,不利于水稻的长期生长和产量提升。因此,通过合理施肥和土壤管理,保持土壤肥力的稳定和提升是实现水稻高产的重要措施之一。

2、土壤微生物群落与酶活性的变化研究

土壤微生物群落是土壤生态系统中的重要组成部分,它参与着土壤有机质的分解、养分的转化和循环等过程。机插秧与人工插秧对土壤微生物群落的影响主要表现在微生物数量和种类的变化上。机插秧由于根系发达,根系分泌物和残茬等有机物质较多,为土壤微生物提供了丰富的碳源和能源。因此,土壤微生物数量可能相对较多,通常每克土壤中的微生物数量可比人工插秧高出10%—20%,种类也可能更为丰富,多样性指数可能提高10%—15%。而人工插秧则可能因为根系分泌物和残茬等有机物质较少,导致土壤微生物数量相对较少,每克土壤中的微生物数量可能减少5%—10%,种类较为单一,多样性指数可能降低5%—8%。

土壤酶活性是反映土壤微生物活性和土壤肥力状况的重要指标。机插秧由于土壤微生物数量较多,种类丰富。因此,土壤酶活性可能相对较高,通常每亩地的土壤酶活性可比人工插秧高出5%—10%。而人工插秧则可能因为土壤微生物数量较少,种类单一,导致土壤酶活性相对较低,每亩地的土壤酶活性可能降低3%—5%。土壤酶活性的高低直接影响着土壤养分的转化和循环速度,进而影响水稻的生长发育和产量形成。高的土壤酶活性意味着更快的养分转化和循环速度,有利于水稻的生长发育和产量提升,通常可使产量提高3%—5%。因此,在种植技术上,通过优化土壤微生物群落和提高土壤酶活性,是实现水稻高产和可持续发展的重要途径之一。

四、机插秧与人工插秧在杂交水稻病虫害防控中的对比

杂交水稻的病虫害防控是确保水稻健康生长和高产稳产的重要环节。机插秧与人工插秧作为两种不同的插秧方式,对杂交水稻病虫害的发生、防控措施的实施效果以及稻米品质与安全性产生了显著的影响。

1、病虫害发生种类与程度的对比

机插秧与人工插秧在杂交水稻病虫害发生种类与程度上存在显著差异。机插秧由于采用了机械化作业,秧苗移栽速度快,每小时可移栽6000—20000株,对土壤的扰动较小,每亩地的土壤结构破坏程度可降低20%—30%,有利于保持土壤生态环境的稳定,从而减少某些土传病害,如稻瘟病、纹枯病等。发生率可降低10%—15%。同时,机插秧的秧苗素质较高,生长速度快,抗逆性强,对病虫害的抵抗能力也相对较强。因此,机插秧的病虫害发生种类相对较少,通常可减少2—3种主要病虫害,程度也相对较轻,病虫害造成的损失可减少10%—15%。相比之下,人工插秧由于作业效率低,每小时移栽量为200—300株,对土壤的扰动较大,可能破坏土壤生态环境的平衡,从而增加了土传病害和地下害虫的发生风险,发生率可能增加5%—10%。同时,人工插秧的秧苗素质可能存在差异,生长速度较慢,抗逆性较弱,对病虫害的抵抗能力也相对较差。因此,人工插秧的病虫害发生种类相对较多,通常可增加1—2种主要病虫害,程度也相对较重,病虫害造成的损失可能增加15%—20%。这些差异表明,机插秧在病虫害防控方面具有明显优势,有利于提高杂交水稻的产量和品质。

2、防控措施的实施效果与成本分析

在病虫害防控措施的实施效果上,机插秧表现出明显的优势。由于机插秧的病虫害发生种类相对较少,程度相对较轻。因此,防控措施的实施效果也相对较好。在病虫害防治技术方法方面,机插秧通常采用综合防治策略。具体包括:利用天敌和生物制剂进行生物防治,如引入害虫的天敌或施用生物农药,每亩地使用生物农药约100—200mL,通过喷雾或灌溉的方式施用;采用物理方法如黄板诱虫、灯光诱杀等物理防治手段,每亩地设置黄板20—30张,灯光诱杀设备每2亩地设置1套;在必要时,也使用化学农药,但应严格控制用药量和用药次数,且仅在病虫害发生初期进行局部喷雾处理,以最小化化学农药的使用,提高防治效果。通过这些综合措施,机插秧的防治效果可提高15%—20%。同时,机插秧的秧苗素质较高,生长速度快,对病虫害的抵抗能力较强,这也使得防控措施的使用量和次数有所减少,每亩地可减少1—2次用药,进而降低了防控成本,成本可降低20%—30%。相比之下,人工插秧由于病虫害发生种类相对较多,程度相对较重,防控措施的实施效果也相对较差。在病虫害防治技术方法方面,人工插秧往往更依赖化学农药的喷洒,且由于病虫害压力大,用药量和用药次数相对较多,每亩地使用化学农药可能超过200mL,且需要多次喷雾,这不仅增加了防控成本,成本可能增加20%—30%,会对环境造成一定的污染。同时,由于人工插秧的秧苗素质可能存在差异,生长速度较慢,对病虫害的抵抗能力较弱,这也导致了防控措施的使用量和次数相对增加,每亩地可能需要增加1—2次用药,进一步加剧了防控的难度和成本。因此,从病虫害防治的角度来看,机插秧通过采用更为科学、环保的防治技术方法,具有更明显的优势。

综上所述,机插秧在杂交水稻生产中表现出了显著的优势,不仅提高了水稻的产量和品质,还有利于降低生产成本和提高生产效益。在实际生产中,应优先考虑采用机插秧技术,以推动水稻生产的现代化和可持续发展。同时,也应继续加强机插秧技术的研发和推广,以适应不同地区的生产条件和需求,进一步提升水稻生产的整体水平和竞争力。

(作者单位:223707江苏省宿迁市泗阳县三庄镇农村工作局)

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