有機(jī)栽培處理對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

摘要：研究不同處理?xiàng)l件下，不同水稻品種在產(chǎn)量及其構(gòu)成要素方面的表現(xiàn)，為栽培方式和配套品種的科學(xué)選用提供理論依據(jù)。本試驗(yàn)以華北地區(qū)主栽的11個品種為材料，采用5種不同的處理方法，分別討論不同品種不同處理?xiàng)l件下，產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的情況及其相互關(guān)系。結(jié)果表明，不同有機(jī)栽培處理方式對水稻的產(chǎn)量有較大影響，有機(jī)栽培處理的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量皆低于常規(guī)處理，而無顯著性差異。產(chǎn)量構(gòu)成要素方面，單位面積穗數(shù)只有米糠處理顯著低于常規(guī)處理；而結(jié)實(shí)率恰恰相反，米糠處理顯著高于常規(guī)處理。

關(guān)鍵詞：水稻；有機(jī)栽培；產(chǎn)量構(gòu)成要素；產(chǎn)量

中圖分類號：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）10-2476-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.10.008

Abstract： This study was conducted to investigate the effects of cultivation method on the yield and yield components of different rice varieties，which could provide a theoretical basis for the cultivation method and supporting the scientific selection of varieties. It was conducted with 11 varieties from north part of china with 5 different processing methods. The relationship was discussed respectively between yield and its components. The test results showed that organic cultivation method had great effects on yield of different varieties. Compared with conventional treatment， both practical production and theoretical yield were less in organic cultivation. The number of panicles per unit area was significantly lower in rice bran treatment. On the contrary， the grain percentage was significantly higher in rice bran treatment than in conventional treatment.

Key words： rice； organic cultivation； yield components； yield

近年來，由于高產(chǎn)品種和高產(chǎn)栽培技術(shù)的推廣，中國水稻單產(chǎn)居世界先進(jìn)行列，但伴隨水稻產(chǎn)量的提高，物能投入迅速加大，特別是氮肥和農(nóng)藥的使用量過大，引起稻株對氮素和農(nóng)藥的富集，導(dǎo)致稻米品質(zhì)和衛(wèi)生質(zhì)量下降，同時(shí)過剩的氮素和農(nóng)藥流入水體，污染環(huán)境[1，2]。優(yōu)良的水稻品種不僅可以提高糧食產(chǎn)量、增加效益，而且還能節(jié)約能源、減少環(huán)境污染，在水稻生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用。水稻科學(xué)研究與生產(chǎn)已把提高水稻產(chǎn)量、改進(jìn)稻米品質(zhì)、增加品種抗性等幾個項(xiàng)目納入重中之重。

本研究探索有機(jī)栽培條件下不同水稻品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素之間的差異及規(guī)律，對實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)有機(jī)栽培技術(shù)體系的健全發(fā)展起推進(jìn)作用，對有機(jī)農(nóng)業(yè)中糧食生產(chǎn)方面有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選用的11個試驗(yàn)品種分別為津原45、津星1號、E28、津星2號、鹽豐47、早花2號、津稻779、中作93、鹽粳2號、津川1號、金珠1號，在天津市寶坻區(qū)黃莊農(nóng)場進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)區(qū)分為5個處理，分別為常規(guī)處理、豆餅處理、空白處理、酒糟處理和米糠處理，對應(yīng)的編號為C、D、K、J、M，插秧次日在水田表面撒施豆餅、酒糟、米糠，施用量分別為460、1 000、1 000 kg/hm2；常規(guī)處理撒施化肥N、P2O5、K2O 均為85 kg/hm2，設(shè)置2個重復(fù)，行距30 cm，株距15 cm，單株插秧。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素調(diào)查 成熟期，各品種各處理除去邊行分別取10株進(jìn)行穗數(shù)調(diào)查，取平均穗數(shù)接近的2株，進(jìn)行自然風(fēng)干。對這2株所有穗數(shù)進(jìn)行調(diào)查，求得每穗粒數(shù)。再以這些穗為調(diào)查對象，脫粒后進(jìn)行鹽水選種，上浮和下沉稻谷分開，下沉稻谷，也就是比重大于1.06的稻谷作為實(shí)粒。然后用實(shí)粒數(shù)除以全部粒數(shù)求得結(jié)實(shí)率，實(shí)粒重除以實(shí)粒數(shù)計(jì)算出千粒重。另外，以這些產(chǎn)量構(gòu)成要素計(jì)算出每公頃的實(shí)粒重，作為稻谷產(chǎn)量（理論產(chǎn)量）。各品種的各處理的每個重復(fù)分別取25株，自然風(fēng)干后進(jìn)行脫粒，稱取稻谷重量，再根據(jù)種植密度，計(jì)算出每公頃的產(chǎn)量（實(shí)際產(chǎn)量）。此項(xiàng)調(diào)查進(jìn)行2次重復(fù)。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析方法 試驗(yàn)采用JMP6.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機(jī)栽培處理間產(chǎn)量差異顯著性分析

從表1可以看出，不同有機(jī)栽培處理間的理論產(chǎn)量差異均未達(dá)到顯著水平。常規(guī)處理的實(shí)際產(chǎn)量最高，與豆粕處理、酒糟處理間的實(shí)際產(chǎn)量差異均未達(dá)到顯著水平，與空白處理、米糠處理間的實(shí)際產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平；豆粕處理、酒糟處理的實(shí)際產(chǎn)量居中，與空白處理、米糠處理間的實(shí)際產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平。

因此，常規(guī)處理下水稻產(chǎn)量最高，豆粕處理和酒糟處理下水稻產(chǎn)量較高，米糠處理水稻產(chǎn)量較低。

2.2 不同有機(jī)栽培處理間產(chǎn)量構(gòu)成要素差異顯著性分析

不同有機(jī)栽培處理對水稻產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響見表2。從表2可以看出，5種處理下單位面積穗數(shù)存在差異，常規(guī)處理單位面積穗數(shù)最多，其次是豆粕處理，米糠處理最少，米糠處理和空白處理顯著低于常規(guī)處理和豆粕處理；米糠處理下結(jié)實(shí)率最高，其次是酒糟處理，常規(guī)處理最低，與米糠處理和酒糟處理存在顯著性差異。其他產(chǎn)量構(gòu)成要素均差異不顯著，其中，常規(guī)處理下總粒數(shù)最多，空白處理最少；米糠處理下每穗粒數(shù)最多，豆粕處理最少；米糠處理下千粒重最大，豆粕處理最小。

2.3 不同品種間產(chǎn)量差異顯著性分析

由表3可知，津原45的實(shí)際產(chǎn)量最高，除津星1號和津星2號外，與其他品種實(shí)際產(chǎn)量間的差異均達(dá)到顯著水平；津星1號的實(shí)際產(chǎn)量居第二位，與鹽豐47、早花2號、津川1號、金珠1號實(shí)際產(chǎn)量間的差異達(dá)到顯著水平，與其他品種實(shí)際產(chǎn)量間的差異均未達(dá)到顯著水平；津星2號的實(shí)際產(chǎn)量居第三位，與早花2號、津川1號實(shí)際產(chǎn)量間的差異達(dá)到顯著水平，與其他品種實(shí)際產(chǎn)量間的差異均未達(dá)到顯著水平；早花2號產(chǎn)量最低，與津原45、津星1號、E28、津星2號、中作93號、鹽粳2號實(shí)際產(chǎn)量間的差異達(dá)到顯著水平，與其他品種實(shí)際產(chǎn)量間的差異均未達(dá)到顯著水平。綜上所述，津原45的產(chǎn)量最高，津星1號、津星2號的產(chǎn)量較高，鹽粳2號、中作93、E28、津稻779的產(chǎn)量居中，早花2號、津川1號、金珠1號、鹽豐47的產(chǎn)量較低。理論產(chǎn)量方面與實(shí)際產(chǎn)量結(jié)果相同。

2.4 不同品種間產(chǎn)量構(gòu)成要素差異顯著性分析

不同品種間產(chǎn)量構(gòu)成要素差異顯著性分析如表4所示。從表4可以看出，總粒數(shù)方面，津原45最多，與E28、早花2號、津稻779、鹽粳2號、津川1號、金珠1號存在顯著性差異，津川1號最少。單位面積穗數(shù)方面，鹽粳2號最多，顯著高于其他所有品種，其次是津原45，津星1號最少，顯著低于津原45、中作93號、鹽粳2號、金珠1號。每穗粒數(shù)方面，津星2號最多，顯著高于E28、早花2號、中作93號、鹽粳2號、津川1號、金珠1號，鹽粳2號最少。結(jié)實(shí)率方面，E28最大，其次是津稻779，津星2號結(jié)實(shí)率最低，顯著低于津原45、E28、早花2號、津稻779、中作93號、鹽粳2號、津川1號。千粒重方面，E28最重，顯著高于其他所有品種，津原45最輕，顯著低于其他所有品種。

2.5 不同有機(jī)栽培處理產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成要素間的相關(guān)關(guān)系分析

不同有機(jī)栽培處理產(chǎn)量及其構(gòu)成要素間的相關(guān)關(guān)系如表5所示。由表5可知，產(chǎn)量方面，從整體上看，單位面積產(chǎn)量與總粒數(shù)、單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率在1%水平上呈正相關(guān)關(guān)系，與千粒重在5%水平上呈正相關(guān)關(guān)系；實(shí)際產(chǎn)量與總粒數(shù)、單位面積穗數(shù)呈顯著性正相關(guān)關(guān)系。常規(guī)處理?xiàng)l件下，單位面積產(chǎn)量與總粒數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率呈顯著性正相關(guān)關(guān)系；實(shí)際產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成要素間不存在顯著性相關(guān)關(guān)系。豆粕處理?xiàng)l件下，單位面積產(chǎn)量與總粒數(shù)、單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率呈顯著性正相關(guān)關(guān)系；實(shí)際產(chǎn)量與總粒數(shù)、單位面積穗數(shù)呈顯著性正相關(guān)關(guān)系。空白處理?xiàng)l件下，單位面積產(chǎn)量與總粒數(shù)、單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率呈顯著性正相關(guān)關(guān)系；實(shí)際產(chǎn)量與總粒數(shù)、每穗粒數(shù)呈顯著性正相關(guān)關(guān)系。酒糟處理?xiàng)l件下，單位面積產(chǎn)量與總粒數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重呈顯著性正相關(guān)關(guān)系；實(shí)際產(chǎn)量與總粒數(shù)呈顯著性正相關(guān)關(guān)系。米糠處理?xiàng)l件下，單位面積產(chǎn)量與總粒數(shù)、單位面積穗數(shù)呈顯著性正相關(guān)關(guān)系；實(shí)際產(chǎn)量與單位面積穗數(shù)呈顯著性正相關(guān)關(guān)系。

3 小結(jié)與討論

3.1 不同有機(jī)栽培處理間產(chǎn)量的差異

張三元等[3]研究結(jié)果表明，有機(jī)栽培條件下產(chǎn)量比自然栽培減少約10%～15%，主要是因?yàn)楹笃诮Y(jié)實(shí)率偏低，千粒重下降。許燕芳[4]研究認(rèn)為，有機(jī)栽培水稻產(chǎn)量比高產(chǎn)栽培減少約10%～20%，主要是因?yàn)楹笃诮Y(jié)實(shí)率偏低，千粒重下降，還有后期病蟲危害使成穗數(shù)減少。由此可知，有機(jī)肥處理的水稻比空白對照的產(chǎn)量增加，而對于平時(shí)用化肥栽培的高產(chǎn)栽培水稻，其產(chǎn)量會有一定比例的下降。

在本試驗(yàn)中，常規(guī)處理的實(shí)際產(chǎn)量最高，與豆粕處理、酒糟處理間的實(shí)際產(chǎn)量差異均未達(dá)到顯著水平，與空白處理、米糠處理間的實(shí)際產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平；豆粕處理、酒糟處理的實(shí)際產(chǎn)量居中，與空白處理、米糠處理間的實(shí)際產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平。說明常規(guī)處理下水稻產(chǎn)量最高，豆粕處理和酒糟處理下水稻產(chǎn)量較高。因此，從有機(jī)栽培角度出發(fā)豆粕處理和酒糟處理是較好的有機(jī)栽培處理。此結(jié)果與張三元等[3]、許燕芳[4]的研究結(jié)果部分一致，有待進(jìn)一步研究。

3.2 不同有機(jī)栽培處理間產(chǎn)量構(gòu)成要素的差異

艾天成等[5]研究認(rèn)為，施用有機(jī)肥后水稻的千粒重、穗實(shí)粒數(shù)及穗粒重等比對照都有明顯提高。李先等[6]認(rèn)為，有機(jī)肥能夠有效提高水稻的每穗實(shí)粒數(shù)和有效穗率。李杰[7]研究認(rèn)為，施用有機(jī)肥的處理與常規(guī)施肥的處理相比葉色加深，株高、穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重增加，秕粒數(shù)減少。

在本試驗(yàn)中，常規(guī)處理和豆粕處理下水稻單位面積穗數(shù)較高，與米糠處理、空白處理間的差異達(dá)到顯著水平。酒糟處理和米糠處理的結(jié)實(shí)率較高，與常規(guī)處理的差異達(dá)到顯著水平；其他產(chǎn)量構(gòu)成要素在處理間不存在顯著性差異。各處理產(chǎn)量構(gòu)成要素間主要是由于每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率處理間的差異，造成了不同處理產(chǎn)量間的差異。單位面積穗數(shù)的多少取決于生育時(shí)期有效分蘗數(shù)，有效分蘗數(shù)越多，成熟期單位面積穗數(shù)也就越多。分蘗數(shù)的多少主要取決于植株對氮素的吸收量。常規(guī)處理，由于施用的是化學(xué)肥料，屬于速效性肥料，肥效釋放快，水稻營養(yǎng)生長階段氮素很快被植株吸收，水稻分蘗數(shù)多，由于氮素的不斷供應(yīng)，最終抽穗前期形成有效分蘗數(shù)多。而有機(jī)肥料屬于緩效性肥料，肥效釋放慢，造成水稻營養(yǎng)生長階段氮素供應(yīng)不足，分蘗數(shù)少，最終形成的有效分蘗數(shù)也少。因此，常規(guī)處理的單位面積穗數(shù)顯著高于有機(jī)栽培處理。水稻生殖生長階段，植株吸收的大量氮素均供應(yīng)子粒的充實(shí)，常規(guī)處理施用的化學(xué)肥料，由于肥效釋放快，到此時(shí)氮素等營養(yǎng)不能充足供應(yīng)子粒的生長；而有機(jī)肥料肥效釋放慢，此時(shí)氮素供應(yīng)量能滿足子粒不斷充實(shí)生長的需要。因而，造成有機(jī)栽培處理的結(jié)實(shí)率顯著高于常規(guī)處理。

不同的有機(jī)栽培處理之間也存在差異。本研究結(jié)果表明，結(jié)實(shí)率在有機(jī)栽培處理之間不存在顯著性差異，而單位面積穗數(shù)之間存在顯著性差異。這可能是由于各有機(jī)肥料氮素等含量不同，肥效釋放的速率不同造成的。這將在今后的研究中進(jìn)行更加詳細(xì)的調(diào)查分析。

3.3 不同品種間產(chǎn)量及構(gòu)成要素的差異

本試驗(yàn)的11個品種均是華北地區(qū)最近時(shí)期的主栽品種，從產(chǎn)量方面都是比較高的，不同品種之間存在一定的差異顯著性。津原45的產(chǎn)量最高，津星1號、津星2號的產(chǎn)量較高，鹽粳2號、中作93、E28、津稻779的產(chǎn)量居中，早花2號、津川1號、金珠1號、鹽豐47的產(chǎn)量最低。產(chǎn)量構(gòu)成要素方面，不同品種之間也存在著一定的顯著性差異。本研究著眼于11個試驗(yàn)品種的產(chǎn)量差異，從中選擇具有代表性的品種進(jìn)行分析，從產(chǎn)量構(gòu)成要素方面分析其產(chǎn)量差異的原因，為篩選出適宜有機(jī)栽培的品種提供理論參考。津原45產(chǎn)量最高，單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率也均較高，是典型的高產(chǎn)性品種，可以作為今后有機(jī)栽培的試驗(yàn)品種。E28的產(chǎn)量在所有品種中居中，結(jié)實(shí)率和千粒重較高，在產(chǎn)量方面存在一定的提升空間，也可作為有機(jī)栽培試驗(yàn)品種。津川1號是產(chǎn)量較低的品種，產(chǎn)量構(gòu)成要素方面每穗粒數(shù)低，其他方面都居中，也可作為有機(jī)栽培的品種。另外，從品質(zhì)和食味角度考慮，以上3個品種也是深受當(dāng)?shù)叵M(fèi)者喜愛的品種，普遍反映這3個品種的稻米品質(zhì)好。考慮到天氣狀況，3個品種的抽穗期均不一樣，津川1號是在8月上旬，津原45是8月中旬，E28是8月下旬。從不同的抽穗期考察不同品種在有機(jī)栽培條件下的生長狀況，以及對產(chǎn)量、品質(zhì)和食味的影響，有利于更為全面地研究不同溫度氣候條件下有機(jī)栽培對處于不同生育時(shí)期的水稻品種的影響。綜合以上因素，在今后的研究中，可選擇這3個品種進(jìn)行有機(jī)栽培更為詳細(xì)的生理指標(biāo)方面的研究。

3.4 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素間的相關(guān)關(guān)系

對作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)中，栽培占50%，優(yōu)良品種只有配上良法才能獲得較高產(chǎn)量，不同品種產(chǎn)量構(gòu)成要素的貢獻(xiàn)隨采取的不同良法而不同[8]。水稻產(chǎn)量由單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重四要素構(gòu)成，各要素對產(chǎn)量貢獻(xiàn)主次不同，栽培主攻方向就不同，在不同的氣候條件和地理環(huán)境下，產(chǎn)量構(gòu)成要素與產(chǎn)量的相關(guān)性有一定差異，對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大小順序也有一定的區(qū)別[9]。研究產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成要素之間的關(guān)系，有利于今后提高產(chǎn)量選擇具體的研究方向。本研究無論是整體還是不同處理?xiàng)l件下，單位面積產(chǎn)量與總粒數(shù)均呈顯著性正相關(guān)關(guān)系；實(shí)際產(chǎn)量，除了常規(guī)處理以外，與總粒數(shù)呈顯著性正相關(guān)關(guān)系?？偭?shù)與其他產(chǎn)量構(gòu)成要素之間，所有處理都是與每穗粒數(shù)呈顯著性正相關(guān)關(guān)系。因此，若要提高產(chǎn)量，需要提高總粒數(shù)，而提高總粒數(shù)的關(guān)鍵在于提高每穗粒數(shù)。每穗粒數(shù)的多少又取決于一次枝梗粒數(shù)和二次枝梗粒數(shù)的多少，二次枝梗數(shù)與一次枝梗數(shù)相比相差較大[10，11]，如果對比增加一次枝梗數(shù)，增加二次枝梗數(shù)，結(jié)實(shí)率會顯著下降[12]。在今后的研究中還要從這些方面進(jìn)行更為詳細(xì)的討論。

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