高產(chǎn)條件下超級稻對種植密度反應(yīng)的研究

張文 聶凌利 李翊君 ++敖和軍

摘要：[JP3]為了探明高產(chǎn)條件下超級稻對種植密度的反應(yīng)，選用五優(yōu)308、廣兩優(yōu)1128、深兩優(yōu)5814、玉香油占、C兩優(yōu)608、兩優(yōu)培九、黃華占、宜香1577、Y兩優(yōu)一號、珞優(yōu)9348等10個超級稻品種，于2013年在貴州省興義市進行大田小區(qū)試驗，設(shè)置2種移栽密度，移栽15萬、30萬穴/hm2。結(jié)果表明：10個超級稻品種的產(chǎn)量范圍為7 527.6～12 732.3 kg/hm2，高密度條件下10個品種平均產(chǎn)量為10 330.6 kg/hm2，低密度條件下為9 632.0 kg/hm2，高密度平均產(chǎn)量比低密度高出7.25%。產(chǎn)量高的原因主要是高密度條件下的平均有效穗數(shù)為301.5萬穗/hm2，比低密度高出21.35%。對種植密度較敏感的品種有玉香油占、宜香1577、五優(yōu)308、Y兩優(yōu)一號、黃華占，其高密度條件下的產(chǎn)量比低密度分別高出247%、1133%、17.15%、4.75%、1584%，其高密度條件下的有效穗數(shù)比低密度分別高出28.33%、16.07%、2258%、367%、14.36%；而對種植密度反應(yīng)鈍感的品種是C兩優(yōu)608、廣兩優(yōu)1128、兩優(yōu)培九、珞優(yōu)9348?？梢?，在高產(chǎn)栽培中，應(yīng)對不同的品種采用不同的種植密度，對密度反應(yīng)敏感的品種應(yīng)適當(dāng)密植，以保證有足夠的有效穗數(shù)而達到高產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)量構(gòu)成；分蘗；栽培密度；產(chǎn)量；有效穗數(shù)

中圖分類號： S511.04文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）12-0126-04

收稿日期：2015-10-27

基金項目：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)引進人才基金（編號：11YJ11）；湖南省教育廳科研重點項目（編號：12A071）。

作者簡介：張文（1992—），男，湖南張家界人，碩士研究生，主要研究方向為作物栽培與耕作學(xué)。E-mail：270463385@qq.com。

通信作者：敖和軍，博士，主要研究方向為作物栽培與耕作學(xué)。E-mail：aohejun@126.com。

推廣種植超級稻對保障我國的糧食安全具有重要意義，超級稻是在各個主要性狀方面（如產(chǎn)量、米質(zhì)、抗性等）均顯著超過現(xiàn)有品種（組合）水平的新品種（組合）[1]。超級稻的分蘗能力比常規(guī)品種（組合）強，其影響因素主要是由品種基因決定的，但是栽培管理措施、施氮水平、秧苗質(zhì)量、栽插密度、水分、溫光等生態(tài)生理因素也在一定程度上對其有調(diào)控作用[2]。水稻單位面積穗數(shù)作為產(chǎn)量構(gòu)成因素之一，主要取決于分蘗發(fā)生數(shù)量與成穗率的高低，研究分蘗發(fā)生與成穗率的影響因子及相互之間的關(guān)系仍是水稻產(chǎn)量提高的一個重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過科學(xué)家多年研究，分離并克隆了對水稻分蘗進行控制的關(guān)鍵基因MOC，并對其作用機理做了初步分析[3-4]，是從基因水平對水稻分蘗研究的重大進展。除了遺傳因素，栽培管理因素也對水稻分蘗的影響較大。其中水分對水稻分蘗的影響較為顯著，分蘗期是水稻對水分的敏感時期，土壤含水量高度飽和，有利于早分蘗。水層過深，分蘗逐漸受到抑制。反之，土壤水分降到田間持水量的70%以下時，對水稻的分蘗開始有所影響。氮素水平對水稻分蘗的影響主要體現(xiàn)在對分蘗芽的分化發(fā)育和分蘗的發(fā)生終止的影響。莖鞘含氮率與分蘗發(fā)生的關(guān)系甚為密切，在含氮率為2.7%～3.3%時，水稻分蘗發(fā)生，低于1.3%時，分蘗芽的分化發(fā)育就停留在3幼1基期，處在中間狀態(tài)的含氮率分蘗芽分化發(fā)育滯緩[5]。成穗率作為水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的主要組成之一，在科學(xué)家張祖德的研究中發(fā)現(xiàn)提高水稻分蘗成穗的2條化學(xué)調(diào)控途徑，一是促進秧田分蘗和本田早發(fā)，二是控制水稻無效分蘗[6]。有研究表明，于秧苗1葉1心期噴施多效唑或應(yīng)用烯效唑浸種，既可培育分蘗矮壯秧，又可起到促進本田早發(fā)的雙重生物學(xué)效應(yīng)[7]。現(xiàn)階段的研究主要是關(guān)于單一的因素對水稻分蘗以及分蘗芽生長趨勢的影響，如水分、氮素水平、栽培方式、溫度等單一的環(huán)境或生理生態(tài)因素。從遺傳基因的角度解決水稻分蘗問題還有一定的距離，現(xiàn)階段的遺傳基因研究只能做一些基礎(chǔ)的定位等，而對于基因改良，完全從基因的角度去解決分蘗問題還需要一定的時間。所以筆者認為現(xiàn)今應(yīng)該發(fā)展從多因素的角度去做研究，以多因素互作的方式去更好地解決水稻分蘗以及分蘗芽的發(fā)展趨勢等問題，從而能夠更好地實現(xiàn)水稻的增產(chǎn)[8]。增加穗肥的用量促進了穎花的分化并降低了穎花的退化，從而促進大穗的形成，提高了每穗粒數(shù)[9]。噴施赤霉素濃度為10 mg/L時，能夠控制水稻無效分蘗，降低高峰苗，提高成穗數(shù)及成穗率，從而能夠達到保穗控蘗、增加水稻產(chǎn)量的目的[10]。隨著密度的降低，水稻的有效分蘗期和最高分蘗期相應(yīng)延遲，稀植栽培的分蘗成穗率明顯提高，單株有效穗有較大程度增加，同時，種植密度的下降使得各個時期分蘗成穗的經(jīng)濟性狀整體優(yōu)化，每穗粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、著粒密度增加，中后期的分蘗成穗在產(chǎn)量構(gòu)成中的比重明顯提高，進而提出稀植栽培對穗型較大和分蘗力較強的水稻品種有利于發(fā)揮其增產(chǎn)潛力，提高水稻產(chǎn)量[11]。采用深灌水控制水稻無效分蘗時，首先應(yīng)注意是掌握在分蘗芽分化發(fā)育過程中對外界環(huán)境的敏感期進行；其次是灌水深度須完全淹沒欲控分蘗芽所著生節(jié)上的母莖葉鞘：再次是每控制1個分蘗芽，處理時間應(yīng)不少于1個葉齡期[12]。高產(chǎn)水稻的產(chǎn)量庫結(jié)構(gòu)水稻產(chǎn)量決定于產(chǎn)量庫（sink）的大小和光合產(chǎn)物作為源（source）對產(chǎn)量庫的供應(yīng)能力。產(chǎn)量庫又可定義為單位面積總粒數(shù)和單個谷粒容積的乘積。由于現(xiàn)有高產(chǎn)品種的粒容變異不大，因而產(chǎn)量庫的大小主要取決于單位面積總粒數(shù)；而單位面積總粒數(shù)則是決定于單位面積的穗數(shù)和每穗總粒數(shù)[13]。穗數(shù)、大穗型和中間型的品種（組合）均能獲得 15 t/hm2 的產(chǎn)量，但穗粒協(xié)調(diào)的中間型品種更易獲得 15 t/hm2 的高產(chǎn)[14]。超高產(chǎn)水稻的產(chǎn)量構(gòu)成特征是在適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的足穗基礎(chǔ)上培育更大的穗子，具有較多的單位面積總穎花數(shù)和顯著較大的庫容量，而穗上有較多的一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)是成大穗的主要原因[15]。在選用灌漿速度較快、結(jié)實性較好的適宜組合的基礎(chǔ)上，合理安排生育進程，將灌漿期置于溫光資源豐富的季節(jié)，中期從調(diào)節(jié)肥水入手，培育源、庫、流協(xié)調(diào)的高質(zhì)量群體，后期加強田間管理，養(yǎng)好老稻等措施能有效提高雜交中粳結(jié)實率[16]。在超稀植條件下，進行單株產(chǎn)量構(gòu)成因子的相關(guān)分析和遺傳通徑分析，結(jié)果認為，在超稀植條件下水稻高產(chǎn)育種方針是將穗數(shù)控制在合適水平上，以保證大穗為基礎(chǔ)，以爭取較高的結(jié)實率為重點目標，并注意提高粒質(zhì)量[17]。

1材料與方法

1.1供試材料與試驗方法

選用五優(yōu)308、廣兩優(yōu)1128、深兩優(yōu)5814、玉香油占、C兩優(yōu)608、兩優(yōu)培九、黃華占、宜香1577、Y兩優(yōu)一號、珞優(yōu)9348等10個超級稻品種，于2013年在貴州省興義市選擇中等肥力的稻田作一季中稻栽培。試驗設(shè)2種移栽密度處理，即移栽15萬穴/hm2（株行距33.3 cm×20 cm）和30萬穴/hm2（株行距16.7 cm×20 cm），3次重復(fù)，采用兩因素裂區(qū)設(shè)計，移栽密度為主區(qū)，品種為副區(qū)，副區(qū)面積為30 m2。4月10日播種，5月24日移栽。其他栽培管理技術(shù)措施參照當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培標準進行。從移栽后2 d開始，每個小區(qū)定點10蔸，每隔 5 d 進行分蘗數(shù)記載。在成熟期各小區(qū)內(nèi)按平均每穴的有效穗數(shù)選取5蔸水稻考察產(chǎn)量構(gòu)成因素，在各小區(qū)中間收獲100穴，計算含水量為14%的產(chǎn)量。數(shù)據(jù)分析采用Excel軟件進行。

1.2試驗樣品處理

測產(chǎn)：在成熟期取樣，在每個副區(qū)中間隨機取100蔸，脫粒，稱質(zhì)量，然后取1 000 g濕樣完全烘干，稱質(zhì)量，計算含水量，從而計算每個副區(qū)的實際產(chǎn)量。

考察產(chǎn)量構(gòu)成：在每個副區(qū)中間隨機取5蔸，脫粒，水選分出實粒和癟粒，烘干，稱量實粒和癟粒的總質(zhì)量。實粒稱取30 g，癟粒稱取5 g，分別計算千粒質(zhì)量，進而計算結(jié)實率。

考察總干物質(zhì)量：將每個副區(qū)脫粒后的稻草完全烘干，稱質(zhì)量，加上產(chǎn)量得到總干物質(zhì)量，進而計算收獲指數(shù)。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量與栽培密度的關(guān)系

從圖1可知，在不同密度條件下，高密度條件下產(chǎn)量對比低密度條件下存在極顯著差異的品種有五優(yōu)308、宜香1577，存在顯著差異的有Y兩優(yōu)一號、黃華占、玉香油占。試驗結(jié)果表明，五優(yōu)308、宜香1577在高密度條件下產(chǎn)量表現(xiàn)明顯較好，分別為11 064.3、10 158.45 kg/hm2，有極顯著差異。結(jié)果表明：在以上超級稻品種中，栽培密度越大，單位面積產(chǎn)量表現(xiàn)越好，但是不同品種對高密度的適應(yīng)性不同。

[FK（W14][TPZW1.tif]

由表1可知，各超級稻品種在不同密度條件下有顯著差異的指標有有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、實際產(chǎn)量、干物質(zhì)量。其中，就有效穗數(shù)而言，C兩優(yōu)608、兩優(yōu)培九在高密度條件下對比低密度有極顯著差異，深兩優(yōu)5814、玉香油占有顯著差異。對于每穗粒數(shù)，C兩優(yōu)608、兩優(yōu)培九、玉香油占在高密度條件下對比低密度有極顯著差異，深兩優(yōu)5814有顯著差異。從實際產(chǎn)量來看，五優(yōu)308、宜香1577在高密度條件下對比低密度有極顯著差異，Y兩優(yōu)一號、黃華占、玉香油占有顯著差異。以上結(jié)果可以說明，就試驗中的超級稻品種而言，高密度條件下產(chǎn)量普遍比低密度條件下要高；但是結(jié)實率、收獲指數(shù)、千粒質(zhì)量等指標在不同密度條件下沒有顯著性差異。由此可見，高密度條件下引起產(chǎn)量增高的主要因素是每公頃有效穗數(shù)的增加。

2.2密度與各品種分蘗動態(tài)的關(guān)系

從圖2中可以看出，10個品種的分蘗盛期都在6月23日左右，而且低密度的分蘗數(shù)在任何時期都比高密度的要多，在分蘗盛期時兩者差異達到最大，分蘗數(shù)的差異根據(jù)品種的特性會有所差異。五優(yōu)308、C兩優(yōu)608等品種本身分蘗能力強，其中C兩優(yōu)608分蘗盛期低密度分蘗數(shù)達到36個/蔸，高密度分蘗數(shù)達到20個/蔸，而分蘗能力較低的廣兩優(yōu)1128在低密度條件下分蘗盛期分蘗數(shù)只達到22個/蔸，高密度條件下僅達到13個/蔸?？梢钥闯?，通過栽培密度來控制水稻分蘗有良好的效果。綜上所述，栽培密度對水稻分蘗的發(fā)生會有一定的影響，且在分蘗盛期時表現(xiàn)最為明顯。

3結(jié)論與討論

3.1栽培密度與產(chǎn)量的關(guān)系

栽培密度對產(chǎn)量及其產(chǎn)量結(jié)構(gòu)有一定的影響，但是并不是對所有品種都有顯著性影響。在本試驗中所用到的10個品種中，五優(yōu)308、宜香1577、Y兩優(yōu)一號、黃華占、玉香油占5個品種在產(chǎn)量上對栽培密度表現(xiàn)敏感，其他5個品種對栽培密度表現(xiàn)不敏感，各個指標在不同密度下差異不顯著。就產(chǎn)量而言，C兩優(yōu)608、五優(yōu)308、黃華占、玉香油占、兩優(yōu)培九、廣兩優(yōu)1128、Y兩優(yōu)一號、宜香1577、珞優(yōu)9348在高密度情況下產(chǎn)量表現(xiàn)較好，其中有極顯著性差異的又有五優(yōu)308、宜香1577。而深兩優(yōu)5814在不同栽培密度條件下產(chǎn)量差異不大，說明此品種對栽培密度的反應(yīng)不敏感。

3.2栽培密度與產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的關(guān)系

在不同的栽培密度下，部分品種的部分產(chǎn)量構(gòu)成因素也有所差異，其中每穗粒數(shù)、每公頃有效穗數(shù)在C兩優(yōu)608、兩優(yōu)培九、深兩優(yōu)5814、玉香油占 4個品種中有顯著或極顯著差異，結(jié)實率、千粒質(zhì)量在不同栽培密度下無顯著差異。說明引起高密度條件下產(chǎn)量升高的主要因素是每穗粒數(shù)和每公頃有效穗數(shù)。

3.3栽培密度與分蘗動態(tài)的關(guān)系

栽培密度對水稻分蘗動態(tài)會產(chǎn)生一定的影響，在低密度條件下的分蘗數(shù)明顯比高密度條件下的分蘗數(shù)多，而且其差異在分蘗盛期最為突出。在不同的栽培密度下，品種的分蘗特性不會改變，分蘗能力強的品種，無論是哪種密度條件下，其分蘗數(shù)比分蘗能力弱的品種都顯著增加。綜上所述，通過對栽培密度的調(diào)控能有效地對超級稻的分蘗進行控制，且超級稻的分蘗能力主要是受其品種特性的影響。

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