2008～2009年在长江下游稻-麦两熟制条件下,设置旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式,在江苏苏南太湖稻区常熟市(N31.40)、苏中里下河稻区姜堰市(N32.3°)与兴化市(N32.6°)和苏北淮北稻区东海县(N34.5°)进行不同种植方式比较试验。试验根据不同纬度点小麦常年收获让茬时间,以及水稻及时抢栽抢播的要求,分别设计各种植方式与当地大面积生产有代表性的适中播栽期,并根据不同纬度地区热量条件以及稻-麦两熟制中水稻不同种植方式下可能的安全生育天数,选用当地适宜的品种生育期类型及其主推的代表性品种。对不同种植方式水稻产量、生育期及温光资源的利用、光合物质生产特征、分蘖特性、根系形态生理特征、籽粒灌浆特性、氮素吸收利用、稻米品质和群体抗倒伏能力等方面进行了系统的比较研究,以明确不同种植方式水稻群体生产力与生态生理特征,为不同种植方式水稻及配套品种的科学选用与合理布局提供理论和实践依据。主要结果如下：(1)不同种植方式水稻产量差异极显著,手栽最高,机插次之,直播最低；与手栽相比,机插和直播每公顷分别减产300～750kg和1200～2700kg,且表现出随纬度升高,减产幅度加大的规律,苏南<苏中<苏北,分别减产300～450kg和1200～1500kg、450～600kg和1350～1650kg、600～750kg和2400～2700kg；同地区,减产幅度晚熟品种大于早熟品种,常规稻大于杂交稻。机插和直播生育进程延迟,全生育期缩短,机插缩短11～14d,直播缩短25～30d,并呈纬度越高缩短天数越多的趋势；各生育阶段均有缩短,播种至拔节缩短最多,占总缩短天数的60%以上。机插和直播全生育期积温和光照时数极显著减少,尤其是直播对积温和光照时数的利用率在苏北只有81.8%和77.4%；不同地区,机插和直播对积温和光照时数的利用率因品种类型而异,苏南以早熟晚粳较高,苏中为迟熟中粳,苏北为中熟中粳。对不同种植方式在江苏的适宜范围与配套的适宜品种类型初步区划为：手栽、机插在苏南、苏中、苏北都是适宜的,直播在苏南适宜、苏中次适宜、苏北不适宜,手栽配套品种类型苏南、苏中、苏北分别以早熟和中熟晚粳、早熟晚粳、中熟中粳为主,机插分别以早熟晚粳、迟熟中粳、中熟中粳为主,直播苏南、苏中分别以早熟晚粳、迟熟和中熟中粳为主,苏北不适宜。(2)不同种植方式水稻群体干物重拔节前无明显差异,拔节后均是手栽最高,机插次之,直播最小,并随生育进程差异越来越大,单茎干物重整个生育期都是手栽最大,直播最小；阶段干物质积累上,播种至拔节期差异较小,拔节至抽穗期和抽穗至成熟期都是手栽极显著高于机插,机插又极显著高于直播,占总干物重的比例播种至拔节期手栽、机插、直播依次增大,拔节至抽穗期大体相当,抽穗至成熟期依次降低；干物质分配上,成熟期穗和茎干物重占总干物重的比例手栽、机插、直播依次降低,叶和鞘的比例依次增大,但叶的比例在孕穗、抽穗、蜡熟3个时期手栽、机插、直播依次降低；干物质输出和转化上,叶、茎物质输出率和转化率手栽、机插、直播依次降低,且蜡熟期后茎都有物质回运现象,手栽回运的最多,直播最少,鞘物质输出率相当,转化率手栽和机插低于直播；光合生产上,拔节前不同种植方式水稻叶面积指数相当,光合势手栽、机插、直播依次降低,群体生长率和净同化率依次增大,拔节至抽穗期,光合势也是依次降低,群体生长率和净同化率差异较小,抽穗期有效叶面积率不同种植方式水稻间没有明显差异,而高效叶面积率手栽极显著高于机插,机插又极显著高于直播,抽穗以后,叶面积指数、光合势、群体生长率和净同化率均是手栽最大,直播最小。说明与机插和直播相比,手栽前期物质积累量适宜,中后期物质积累量显著高,干物质总量大而且分配合理,运输转化效率高,抽穗后光合生产能力强。(3)机插和直播主茎和一次分蘖群对产量贡献大,尤其是直播,主茎产量比例达27.5%,二次分蘖群仅5%左右,而手栽主茎产量比例小(16.7%),二次分蘖群产量占近20%；一次分蘖群产量比例不同种植方式间变化幅度较小,都在65.84%～67.09%之间；手栽分蘖发生叶位数多,且茎蘖成穗率高,单株成穗数多,一次分蘖群发生在主茎第1至第10叶位,第5至第8叶是分蘖发生与成穗的优势叶位,二次分蘖群以1/5、1/6、1/7发生和成穗为主；机插一次分蘖群发生在主茎第3至第7叶位,第4至第7叶是优势叶位,二次分蘖群发生以1/4、2/4、1/5为主,但主要依靠1/4成穗；直播一次分蘖群发生在主茎第1至第5叶位,第1至第4叶是优势叶位,二次分蘖发生较多,但仅在1/1、2/1、1/2有成穗,且成穗率很低；3种种植方式均未见三次及三次以上分蘖发生；各种植方式主茎及优势叶位分蘖群生产力高、穗部性状好,对产量贡献大,产量的85%以上来自这些茎蘖。说明不同种植方式水稻分蘖特性不同,提高茎蘖成穗率,增加单株成穗数,充分发挥分蘖群的调控作用,对提高产量具有重要意义。(4)不同种植方式水稻群体根数直播>机插>手栽,但随生育进程差异越来越小,总根长拔节期直播>机插>手栽,抽穗期和成熟期机插>手栽>直播：单茎根数不同种植方式间差异较小,总根长手栽>机插>直播；每条根粗手栽、机插、直播依次变细,每条根长手栽和机插间差异不显著,均显著高于直播。群体根系干重拔节期机插和直播间差异不显著,均极显著高于手栽,抽穗期不同方式间差异均不显著,成熟期手栽最大,直播最小,不同方式间差异极显著；单茎根系干重拔节、抽穗和成熟期均是手栽>机插>直播,不同方式间差异大都极显著；抽穗后根系干重衰减率直播>机插>手栽,地上部干重手栽、机插、直播依次减小,根冠比则依次增大。与手栽相比,机插和直播根系主要分布在0～10cm的土层内,特别是直播,65%的根系分布在0～5cm的土层内。群体根系吸收面积拔节期差异不显著,抽穗期手栽>机插>直播,不同方式间差异极显著,成熟期手栽和机插间差异不显著,均极显著高于直播；单茎根系吸收面积拔节期和成熟期手栽与机插间差异不显著,均极显著高于直播,抽穗期手栽>机插>直播,不同方式间差异极显著。抽穗后群体根系伤流强度手栽、机插、直播依次增大,单茎根系伤流强度则依次减小。说明与手栽和机插相比,直播根系分布浅,每条根长短而根粗细,群体根数多,但单茎根系总长短,根系干重低,吸收面积和抽穗后伤流强度小；机插与手栽相比,根粗细,根系分布浅,抽穗后群体和单茎根系干重低、下降快,单茎根系总长和伤流强度小。(5)不同种植方式水稻强、弱势粒灌浆过程为明显的异步灌浆型,强势粒达到最大灌浆速率的时间(Tmax)早,最大灌浆速率(GRmax)、平均灌浆速率(GRmax)以及终极生长量(A)和起始生长势(R0)均明显大于弱势粒；强势粒的GRmax和GRmean直播较手栽和机插显著降低,Tmax明显延迟,活跃灌浆期(D)、有效灌浆时间(T99)显著增加；弱势粒的GRmax和GRmean机插最大,手栽略小于直播,Tmax直播最早,机插次之,手栽最迟,D、T99手栽、机插、直播依次减少；籽粒灌浆阶段特征方面,平均灌浆速率和贡献率均以中期最大,中期的贡献率强势粒和弱势粒分别达到60.53%和50.78%,不同种植方式间前、中、后各期在灌浆持续天数、平均灌浆速率和贡献率上的差异因粒位不同而异；千粒重与强、弱势粒的GRmax、 GRmean和D呈正相关,且与弱势粒的灌浆速率(GRmax和GRmean)的相关系数达到显著水平,结实率与强、弱势粒的灌浆参数呈一定程度的正相关或负相关,但除强势粒的D外,相关系数均没有达到显著水平。说明不同种植方式水稻虽然籽粒灌浆过程均为异步灌浆型,但强、弱势粒的最大灌浆速率及到达最大灌浆速率的时间等灌浆特征参数差异较大,在保持籽粒最终生长量和结实率稳定的条件下提高籽粒灌浆速率,特别是弱势粒的灌浆速率,对提高千粒重有重要的作用。(6)不同种植方式水稻植株含氮率和吸氮量拔节期直播>机插>手栽,抽穗期和成熟期手栽>机插>直播,成熟期总吸氮量手栽较机插和直播分别高11.68%和39.03%,机插较直播高24.49%；氮素吸收速率拔节前直播>机插>手栽,拔节至抽穗期和抽穗至成熟期手栽>机插>直播,手栽和机插拔节至抽穗期的吸收速率最大,直播中熟中粳拔节至抽穗期最大,早熟晚粳和迟熟中粳拔节前最大；拔节至抽穗期和抽穗至成熟期的氮素积累量手栽>机插>直播,并且不同种植方式间的差异均达显著或极显著水平；氮素吸收利用率手栽、机插、直播分别为44.49%、39.00%、31.41%,并且手栽和机插的氮素吸收利用率早熟晚粳>迟熟中粳>中熟中粳,直播中熟中粳>迟熟中粳>早熟晚粳,同一生育类型常规粳稻大于杂交粳稻；百千克籽粒需氮量手栽、机插、直播分别为1.959(1.900～2.009)kg、1.842(1.681～1.914)kg、1.638(1.540～1.721)kg,常规粳稻手栽与机插间差异不显著,但都显著高于直播,杂交粳稻不同种植方式间差异均显著。说明不同种植方式水稻氮素吸收利用特性各异,且受品种生育类型的影响。因此,选择科学的种植方式并配套适宜的品种类型对实现水稻氮素高效吸收和利用具有重要意义。(7)不同种植方式水稻糙米率没有明显差异,精米率和整精米率早熟晚粳手栽>机插>直播,迟熟中粳和中熟中粳机插>手栽>直播；垩白率手栽>机插>直播,垩白大小机插>手栽>直播,垩白度早熟晚粳和常规迟熟中粳手栽>机插>直播,中熟中粳和杂交迟熟中粳机插>手栽>直播；直链淀粉含量直播>机插>手栽,胶稠度手栽>机插>直播；蛋白质含量手栽与机插基本相当,直播略低,除中熟中粳外与手栽和机插的差异不显著；峰值黏度、热浆黏度和崩解值手栽>机插>直播,回复值直播>机插>手栽,峰值时间不同种植方式间没有明显差异,最终黏度早熟晚粳和常规迟熟中粳手栽>机插>直播,中熟中粳和杂交迟熟中粳直播>机插>手栽,糊化温度早熟晚粳和常规迟熟中粳直播>机插>手栽,中熟中粳和杂交迟熟中粳手栽>机插>直播。说明不同种植方式水稻品质存在差异,且受品种类型影响,选择合理的种植方式,并配套适宜的水稻品种类型,有利于获得优良的品质性状。(8)不同种植方式水稻群体抗倒伏能力差异极显著,手栽倒伏指数最小,抗倒伏能力最强,直播倒伏指数最大,抗倒伏能力最差,机插居于二者之间；抗折力的大小是不同种植方式水稻倒伏指数差异的主要原因,基部N1、N2、N3、N4节间的抗折力与株高、重心高度、茎秆粗度、茎壁厚度、茎秆干重、叶鞘干重、单位节间干重、节间基部至穗顶的长度和鲜重及弯曲力矩呈显著或极显著正相关,与相对重心高度和节间长度呈显著或极显著负相关；与机插和直播相比,手栽株高的增加是节间数增多、穗长及穗下2个节间变长所致,基部易发生倒伏的2-3个节间长度反而短,而且手栽基部各节间粗度和茎壁厚度均有明显增加,茎、鞘干重大,单位节间干重极显著增加,茎秆的充实度好。说明不同种植方式水稻茎秆主要物理性状优化组合不同,基部节间短而粗,茎壁厚度大,茎秆充实程度好,是手栽抗折力大、倒伏指数小、抗倒伏能力强的直接原因。