密度對濱海稻區(qū)機插水稻光合特性及產(chǎn)量的影響

隋鑫+付立東+王宇+呂小紅+李旭+任海

摘要： 以水稻品種花粳22、鹽粳1202為材料，研究濱海稻區(qū)機插水稻不同移栽密度對不同品種的光合特性及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，隨著移栽密度的加大，2個品種葉片的葉綠素含量、光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率會相對隨之下降，但胞間CO2濃度表現(xiàn)出相反的趨勢。移栽密度對機插水稻的結(jié)實率、千粒質(zhì)量影響差異不明顯，對單位面積有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、單位面積穎花量影響差異顯著?；ň?2以B2處理單產(chǎn)最高，為10.86 t/hm2，比 B1、B3處理分別增產(chǎn) 11.38%、7.73%；鹽粳1202以C2處理單產(chǎn)最高，為9.68 t/hm2，比 C1、C3處理分別增產(chǎn)8.4%、1.5%。

關(guān)鍵詞： 移栽密度；水稻；機插；群體；產(chǎn)量

中圖分類號： S511.04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）03-0091-03

機械化插秧已成為現(xiàn)代稻作簡化栽培的發(fā)展方向，具有降低勞動強度、增加水稻種植戶經(jīng)濟收入等優(yōu)點，在一定程度上緩解了農(nóng)村勞動力緊缺的現(xiàn)狀[1]。水稻栽插密度直接影響水稻的生長發(fā)育及產(chǎn)量。機插水稻適宜的移栽密度是高光效群體發(fā)展建立的起點，確定合理的移栽密度能夠使水稻穗、粒的增產(chǎn)作用得到充分發(fā)揮，又可以大大削弱并進(jìn)一步控制水稻生育過程中各個影響因子間相互影響而表現(xiàn)出的減產(chǎn)效應(yīng)，進(jìn)而獲得高產(chǎn)[2-3]。眾多學(xué)者就栽培密度對水稻的影響方面開展了大量研究，研究結(jié)果認(rèn)為水稻栽培密度與光能和地力有直接關(guān)系，如果密度適宜，光能和地力便可充分有效利用，直接影響到水稻群體結(jié)構(gòu)，使個體正常發(fā)育，群體協(xié)調(diào)發(fā)展，并協(xié)調(diào)產(chǎn)量構(gòu)成因素，從而提高產(chǎn)量[4-5]。隨著水稻新品種的不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)手插秧技術(shù)已不能滿足生產(chǎn)需求，為了進(jìn)一步挖掘水稻群體生產(chǎn)潛力，本研究主要針對機插水稻生產(chǎn)的需要，選擇了濱海稻區(qū)2個水稻新品種花粳22、鹽粳1202，通過設(shè)置不同機械移栽密度試驗，以期明確遼寧濱海稻區(qū)機插水稻新品種最適宜的機插密度，為當(dāng)?shù)氐緟^(qū)機插水稻配套栽培技術(shù)提供相關(guān)技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地基本情況 試驗于2015年在遼寧省盤錦市大洼縣三角洲試驗基地進(jìn)行。試驗土壤為濱海鹽漬型水稻土，耕層土壤0～16 cm，有機質(zhì)含量2.465 g/kg、全氮含量 0.147 g/kg、堿解氮含量96.419 mg/kg、速效磷含量 16.197 mg/kg、速效鉀含量 231.792 mg/kg、全鹽含量0.178 g/kg，pH值7.83。

1.1.2 材料 供試品種為花粳22、鹽粳1202，是遼寧省鹽堿地利用研究所進(jìn)行中試的水稻新品種。花粳22是以04F1-40為母本、04F1-1為父本，后代按系譜法進(jìn)行有性雜交選育的水稻新品種。鹽粳1202是以68為母本、柴稻為父本，進(jìn)行有性雜交，后代按系譜法選育的水稻新品種。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗采用機械插栽方式，每穴栽插約4棵苗，2個品種移栽密度分別設(shè)低、中、高3個處理，其中花粳22標(biāo)記為低密度B1處理71.4萬株/hm2（行距30 cm、株距18 cm）、中密度B2 處理83.9萬株/hm2（行距30 cm、株距16 cm）、高密度B3處理95.3萬株/hm2（行距30 cm、株距14 cm）；鹽粳1202標(biāo)記為低密度C1處理71.4萬株/hm2（行距30 cm、株距18 cm）、中密度C2處理83.9萬株/hm2（行距30 cm、株距16 cm）、高密度C3處理95.3萬株/hm2（行距30 cm、株距14 cm），隨機排列，3次重復(fù)。小區(qū)長21.0 m，寬6.0 m，面積126.0 m2。

1.2.2 試驗實施 在旋耕整地基礎(chǔ)上，采用機械水耙整平土地。做到田平底實，無殘茬，埋茬深度在3 cm以上，高低差控制在2～4 cm，結(jié)合化學(xué)除草沉實4～7 d，泥漿深度控制在 5～10 cm。采用工廠化水稻培育壯秧技術(shù)，4月15日播種，播種量為100 g/盤（干種）。不同處理氮肥、磷肥、鉀肥施入量分別為277.5、112.5、52.5 kg/hm2。旋耕整地前施入一次性基肥，基肥為大地豐水稻緩釋復(fù)混肥10 126 kg/hm2，分蘗肥于水稻5.5～6.0、7.5～8.0葉齡期施入尿素63、84 kg/hm2，穗肥于水稻11.5葉齡期施入尿素75 kg/hm2。防治病蟲草害及其他田間管理措施按常規(guī)進(jìn)行。

1.3 測定內(nèi)容與方法

1.3.1 葉綠素含量 水稻分蘗初期每個處理選擇15株長勢相對一致的主莖掛牌標(biāo)記，采用SPAD-502葉綠素儀測定功能葉基部2/3的非葉脈處的SPAD值。分蘗期、拔節(jié)期定株測定水稻上3葉葉綠素含量，齊穗期測定上2葉葉綠素含量，成熟期測定劍葉葉綠素含量。

1.3.2 光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率 采用LI-6400（LI-COR Inc.USA）便攜式光合測定儀測定。于分蘗期、拔節(jié)期、抽穗開花期、齊穗期測定水稻劍葉的葉片中部，測定時間為09：00—11：00，不同處理測定10次。

1.3.3 產(chǎn)量構(gòu)成與產(chǎn)量 于成熟期不同處理選取具有代表性的植株10穴，調(diào)查10穴穗數(shù)后取中間的5穴，進(jìn)行室內(nèi)考種，測定平均株高、穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒質(zhì)量等。實脫后計算單產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 密度對機插水稻葉綠素含量（SPAD值）的影響

水稻50%以上的碳水化合物來自葉片的光合作用，光合作用對葉綠素含量的轉(zhuǎn)換、傳遞及吸收起到重要作用，改善水稻葉片葉綠素含量可以有效提高產(chǎn)量。水稻的葉綠素含量也因品種和生育期而異，拔節(jié)期至成熟期不同處理間差異顯著。從表1可以看出，分蘗期花粳22的SPAD值以B2處理最高，為44.18，與其他處理間差異不顯著；鹽粳1202以C1處理最高，為42.54；拔節(jié)期至齊穗期2個品種葉綠素含量隨著移栽密度的增加而呈現(xiàn)降低趨勢；成熟期花粳22的SPAD值以B1處理最高，為19.23，比B2、B3處理分別增加了7.6%、206%；鹽粳1202以C1處理最高，為17.02，比C2、C3處理分別增加了11.0%、12.3%。表明移栽密度過大，水稻群體葉綠素含量降低。

2.2 密度對機插水稻光合速率的影響

水稻光合作用是限制水稻高產(chǎn)的重要原因之一，水稻光合產(chǎn)物日變化因環(huán)境和內(nèi)部生理等因子變化而有很大差別。從表2可以看出，分蘗期至拔節(jié)期不同密度對水稻群體光合速率的影響差異顯著，水稻光合速率隨著移栽密度增加基本呈下降趨勢?；ň?2拔節(jié)期至齊穗期，不同處理光合速率表現(xiàn)為B1>B2>B3，齊穗期以B1處理最高，為23.49 μmol/（m2·s），比B2、B3處理分別高出了5.0%、12.2%；鹽粳1202拔節(jié)期以C2處理最大，其次為C1、C3處理。拔節(jié)期至齊穗期不同處理光合速率表現(xiàn)為C1>C2>C3，齊穗期以C1處理最高，為24.27 μmol/（m2·s），比C2、C3處理分別高出5.0%、12.4%。表明移栽基本苗的增加不利于水稻光合速率的提高。

2.3 密度對機插水稻氣孔導(dǎo)度的影響

氣孔導(dǎo)度的大小可控制水稻的水分流失，它可隨著外部環(huán)境的變化而變化。從表3可以看出，分蘗期移栽密度對水稻氣孔導(dǎo)度的影響不同處理間差異顯著，不同處理均表現(xiàn)為B2>B1>B3，C1>C2>C3，其中，分蘗期花粳22氣孔導(dǎo)度以B2處理最高，為0.513 mol/（m2·s）；鹽粳1202品種以C1處理最高，為0.465 mol/（m2·s）。齊穗期花粳22氣孔導(dǎo)度以B1、B2處理最高，為22.37 mol/（m2·s），比B3處理高出了5.2%；鹽粳1202以C1處理最高，為0.220 mol/（m2·s），比C2、C3處理分別高出了0.5%和0.92%。由此可見，移栽基本苗對水稻群體氣孔導(dǎo)度影響較小，各處理間差異不顯著。

2.4 密度對機插水稻胞間CO2濃度的影響

CO2是水稻進(jìn)行光合作用的重要原料之一，CO2濃度增加會使光合速率加快，能夠促進(jìn)水稻的生長發(fā)育。移栽密度對水稻胞間CO2濃度的影響，不同處理間差異顯著。從表4可以看出，拔節(jié)期、抽穗開花期、齊穗期2個品種的胞間CO2濃度不同處理表現(xiàn)為B3>B2>B1；C3>C2>C1。分蘗期花粳22胞間CO2濃度以B1處理最高，為222.30 μmol/mol；鹽粳1202以C2處理最高，為217.61 μmol/mol。齊穗期花粳22胞間CO2濃度以B3處理最高，為204.91 μmol/mol，比B1、B2處理分別高14.1%、7.05%；鹽粳1202以C3處理最高，為198.35 μmol/mol，比C1、C2處理分別高16.8%、11.4%。表明水稻群體胞間CO2濃度隨著移栽密度加大而逐漸升高。

2.5 密度對機插水稻蒸騰速率的影響

蒸騰作用是水稻保持水分和養(yǎng)分吸收、傳輸和維持體溫的重要途徑。水稻葉片的蒸騰速率與溫度、濕度以及氣孔導(dǎo)度均有一定相關(guān)性。從整個生育期來看，隨著移栽密度的增加蒸騰速率也逐漸下降。從表5可以看出，分蘗期、抽穗開花期、齊穗期2個品種的蒸騰速率不同處理間變化趨勢基本一致，處理間差異不顯著。分蘗期至齊穗期處理間蒸騰速率表現(xiàn)為B1>B2>B3，C1>C2>C3，分蘗期花粳22蒸騰速率以B2處理最高，為5.85 mmol/（m2·s）；鹽粳1202以C1處理最高，為5.78 mmol/（m2·s）。齊穗期花粳22蒸騰速率以B1處理最高，為2.92 mmol/（m2·s），比B2、B3處理分別高2.5%、4.7%；鹽粳1202以C1處理最高，為2.90 mmol/（m2·s），比C2、C3處理分別高1.4%、6.2%。

2.6 密度對機插水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

單位面積的總穎花量、結(jié)實率和千粒質(zhì)量是影響水稻產(chǎn)量的重要因素。從產(chǎn)量構(gòu)成來看，移栽密度對單位面積收獲穗數(shù)、穎花量和產(chǎn)量影響較大，不同處理間差異顯著。從表6可以看出，2個品種的單位面積收獲穗數(shù)隨著移栽密度的增加而增加，其中花粳22單位面積收獲穗數(shù)以B2處理最高，為382.65萬穗/hm2，其次為B3、B1處理；鹽粳1202以C3處理最高，為376.35萬穗/hm2，其次為C3、C1處理?？偡f花量花粳22以B2處理最高，為465.64 ×106朵/hm2，比B1、B3處理分別增加了12.23%、7.10%；鹽粳1202以C2處理最高，為414.02 ×106朵/hm2，比C1、C2處理分別增加了8.4%、157%。結(jié)實率花粳22以B1處理最高，為91.33%，比B2、A3 處理分別增加了0.41、0.47個百分點；鹽粳1202以C2處理最高，為91.88%，比C1、C3 處理分別增加了0.36、0.64個百分點。2個品種結(jié)實率、成粒數(shù)、千粒質(zhì)量差異不明顯?；ň?2以 B2處理單產(chǎn)最高，為10.86 t/hm2，比 B1、B3處理分別增產(chǎn)了11.38%、7.73%；鹽粳1202以C2處理單產(chǎn)最高，為 9.68 t/hm2，比 C1、C3處理分別增產(chǎn)了8.4%、1.5%。

3 結(jié)論與討論

機插水稻不同移栽密度影響光合作用，從而影響水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成。適宜的移栽密度有利于促進(jìn)機插水稻葉片的光能利用率，激發(fā)水稻的生育潛能，使個體正常發(fā)育，群體協(xié)調(diào)發(fā)展，從而提高產(chǎn)量[6-8]。在不同移栽密度條件下，2個品種的葉綠素含量、光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率均會相應(yīng)改變，但胞間CO2濃度表現(xiàn)出相反的趨勢，進(jìn)而導(dǎo)致水稻群體光能利用效率低，導(dǎo)致個體生長較弱，且群體質(zhì)量變差。移栽密度小的群體生長旺盛，葉片繁茂，能較早達(dá)到最大光合利用率，移栽密度大的群體推遲了最大光合利用率出現(xiàn)的時間，齊穗期移栽密度大的群體內(nèi)部光照條件變差，不能充分滿足水稻群體進(jìn)行光合作用所需的光照條件，葉片極快失去活力，群體光合特性穩(wěn)定時間較短，光能利用效率偏低，齊穗期后急劇下降，中低密度下降相對比較平緩。

在水稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)中，花粳22以B2處理單產(chǎn)最高，為 10.86 t/hm2，比B1、B3處理分別增加11.38%、7.73%；鹽粳1202以C2處理單產(chǎn)最高，為9.68 t/hm2，比C1、C3處理分別增加8.4%、1.5%。表明水稻移栽密度過小，則其夠苗期向后推遲，導(dǎo)致要部分利用高位分蘗成穗，使穗位不齊，不利于高產(chǎn)；移栽密度過大，則提前夠苗，導(dǎo)致有效分蘗低，使分蘗利用率下降，無效分蘗增多，且群體質(zhì)量差，個體生長較弱，也不利于高產(chǎn)。移栽密度小，易造成水稻群體生長量不足，因而往往會導(dǎo)致水稻穗數(shù)減少，不能滿足高產(chǎn)所需的收獲穗數(shù)，浪費土地、溫光及肥水資源而降低了種植戶的經(jīng)濟收益[9-11]。所以移栽密度過大或過小都會由于個體與群體性狀的不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致減產(chǎn)。在水稻生產(chǎn)實踐中，應(yīng)該依據(jù)水稻的品種特性選擇其適宜的移栽密度，從而獲得更高的產(chǎn)量。

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