不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻光合生產(chǎn)及產(chǎn)量的影響

李應(yīng)洪 王海月 呂騰飛 張紹文 蔣明金 何巧林 孫永健馬均

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所/農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川溫江611130；*通訊聯(lián)系人，E-mail:yongjians1980@163.com）

不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻光合生產(chǎn)及產(chǎn)量的影響

李應(yīng)洪 王海月 呂騰飛 張紹文 蔣明金 何巧林 孫永健*馬均*

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所/農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川溫江611130；*通訊聯(lián)系人，E-mail:yongjians1980@163.com）

【目的】探究不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻光合生產(chǎn)及產(chǎn)量的影響，為水稻機(jī)插秧配套技術(shù)的應(yīng)用提供理論和實(shí)踐依據(jù)，【方法】以超級(jí)雜交稻F優(yōu)498為材料，采用兩因素裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在25 d和40 d秧齡下，設(shè)置“缽苗機(jī)插+高密度(M1D1)”、“缽苗機(jī)插+中密度(M1D2)”、“缽苗機(jī)插+低密度(M1D3)”、“毯苗機(jī)插+高密度(M2D4)”、“毯苗機(jī)插+中密度(M2D5)”、“毯苗機(jī)插+低密度(M2D6)”6種機(jī)插方式與密度的處理開(kāi)展試驗(yàn)?！窘Y(jié)果】秧齡與插秧方式和密度對(duì)水稻主要生育期光合生產(chǎn)及最終產(chǎn)量均存在顯著的調(diào)控作用，且互作效應(yīng)顯著。同一機(jī)插方式及密度處理下，機(jī)插25 d秧齡水稻的秧苗素質(zhì)、群體莖蘗數(shù)、葉面積指數(shù)(LAI)、單莖葉片和莖鞘表觀轉(zhuǎn)運(yùn)量及轉(zhuǎn)運(yùn)率、單莖和群體干物質(zhì)量、階段干物質(zhì)積累量、群體生長(zhǎng)率、光合勢(shì)、抽穗后凈同化率以及產(chǎn)量均明顯優(yōu)于40 d秧齡處理。同一秧齡和機(jī)插方式下，水稻群體莖蘗數(shù)、各時(shí)期LAI和衰減率、群體干物質(zhì)量、光合勢(shì)以及抽穗前干物質(zhì)積累量、群體生長(zhǎng)率、凈同化率均表現(xiàn)出隨密度的增加而增加的趨勢(shì)；而抽穗后物質(zhì)積累量、群體生長(zhǎng)率、凈同化率在25 d秧齡下缽苗機(jī)插均表現(xiàn)為隨著密度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，以M1D2處理最優(yōu)，而毯苗機(jī)插則表現(xiàn)為隨著密度的降低而降低的趨勢(shì)，且缽苗機(jī)插各指標(biāo)較毯苗優(yōu)勢(shì)明顯。25 d秧齡下，缽苗機(jī)插行距33 cm、配套株距14.5～15.5 cm，因群體總穎花數(shù)、結(jié)實(shí)率的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)量顯著高于其余處理，其中又以行距33 cm、株距15.5 cm最能充分發(fā)揮其雜交秈稻株型的優(yōu)勢(shì)，提高光合物質(zhì)生產(chǎn)，產(chǎn)量最高可達(dá)到12.74 t/hm2，是本研究最佳組合；而毯苗機(jī)插隨秧齡增大以及栽插密度的降低，群體質(zhì)量指標(biāo)惡化，有效穗數(shù)不同程度降低，產(chǎn)量并不高。

秧齡；缽苗機(jī)插；毯苗機(jī)插；密度；產(chǎn)量；光合生產(chǎn)

水稻是我國(guó)主要的糧食作物，全國(guó)有60%人口以稻米為主食。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從事農(nóng)業(yè)的勞動(dòng)力向其他產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，以及水稻種植機(jī)械化程度較低、水資源緊缺、稻作效益差等原因，種植面積大幅度減少[1]；且由于直播技術(shù)還未成熟[2]，推進(jìn)以水稻機(jī)插秧為主的機(jī)械化高產(chǎn)種植技術(shù)，對(duì)穩(wěn)定我國(guó)水稻種植面積，提高單產(chǎn)，保障糧食安全具有重要意義[1-3]。目前，日本、韓國(guó)及中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū)機(jī)插秧技術(shù)應(yīng)用廣泛，主要釆用盤(pán)育毯苗機(jī)插方式，技術(shù)普及率接近100%[4-5]。我國(guó)推廣的機(jī)械化育插秧技術(shù)就是引自日本，前人對(duì)此技術(shù)已有較多的研究[6-8]，但多集中于長(zhǎng)江中下游以及北方稻區(qū)。水稻缽苗機(jī)插作為南方稻區(qū)一種新興的機(jī)插秧技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)植傷精確移栽，且秧苗素質(zhì)高，秧齡彈性大，栽后緩苗期短，活棵發(fā)苗快[9-10]；在我國(guó)江蘇、安徽等水稻主產(chǎn)區(qū)的多年生產(chǎn)實(shí)踐已初步證明其增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)[11-13]。但前人對(duì)于缽苗機(jī)插的研究多集中在雜交粳稻方面，將其與毯苗機(jī)插進(jìn)行對(duì)比，或是在不同密度下進(jìn)行研究[11-13]；而對(duì)于雜交秈稻研究較少，同時(shí)不同秧齡之間的對(duì)比研究也缺乏。西南稻區(qū)為我國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)，包括四川、重慶、云南和貴州等省份，其水稻種植以雜交秈稻為主，2014年機(jī)械化種植水平分別為13.34%、18.01%、5.85%和2.42%，遠(yuǎn)低于全國(guó)38.53%的平均水平。尤其在四川盆地，水旱輪作稻作區(qū)前茬作物的收獲時(shí)間較晚(尤其是在稻麥、稻油兩熟制的情況下)，以及季節(jié)性干旱因素等，影響水稻的適時(shí)栽插，易造成秧苗素質(zhì)差，且不同機(jī)插秧形式的適應(yīng)性尚不明確，雜交水稻缽苗機(jī)插在該區(qū)域的應(yīng)用鮮有報(bào)道。此外，移栽秧齡和栽插密度作為水稻栽培調(diào)控最關(guān)鍵的技術(shù)，前人已有大量的研究[14-17]，但在不同機(jī)插秧齡下，機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻光合物質(zhì)生產(chǎn)及產(chǎn)量的對(duì)比研究未見(jiàn)詳細(xì)報(bào)道。為此，本研究在不同秧齡下，設(shè)置缽苗和毯苗機(jī)插與不同密度，比較研究其對(duì)雜交稻產(chǎn)量和光合物質(zhì)生產(chǎn)的影響，為四川盆地稻作區(qū)水稻缽苗機(jī)插高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年在成都崇州四川農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)基地(N 30°33＇,E 103°38＇；海拔520.6 m)進(jìn)行。供試品種為該研究區(qū)域廣泛應(yīng)用且具有代表性的品種超級(jí)稻F優(yōu)498(中秈遲熟型雜交稻，生育期145～152 d)。本區(qū)域常規(guī)機(jī)插以小苗移栽25 d左右秧齡為宜，但由于前茬作物(油菜/小麥)的收獲期較晚，以及干旱等因素的影響，機(jī)插秧齡在40 d左右較為普遍[18]，故設(shè)置25 d和40 d兩個(gè)秧齡。為了適時(shí)栽插，試驗(yàn)田選擇一年兩季輪作制度，前茬為蔬菜，耕層土壤質(zhì)地為砂壤土，含有機(jī)質(zhì)12.62 mg/kg，速效氮103.21 mg/kg，速效磷25.61 mg/kg，速效鉀132.46 mg/kg，pH 5.56。4月2日播種，育秧方式分別為缽苗和毯苗機(jī)械化播種，參照張洪程等[19]對(duì)秧田進(jìn)行管理。試驗(yàn)為兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)。主區(qū)為不同機(jī)插秧齡，設(shè)2個(gè)處理：25 d(T1)、40 d(T2)，分別于4月27日和5月12日移栽。副區(qū)為不同育插秧方式與密度的組合，綜合插秧機(jī)機(jī)型和實(shí)際生產(chǎn)所需移栽密度考慮，共設(shè)6個(gè)處理：M1D1、M1D2、M1D3、M2D4、M2D5、M2D6，其中，M1D1、M1D2、M1D3分別代表缽苗育插秧，行株距33 cm×14.5 cm (高密度)、33 cm×15.5 cm(中密度)、33 cm×16.5 cm (低密度)三個(gè)處理；M2D4、M2D5、M2D6分別代表毯苗育插秧，行株距30 cm×12 cm(高密度)、30 cm×14 cm(中密度)、30 cm×18 cm(低密度)三個(gè)處理。缽苗育秧流水線作業(yè)機(jī)(2BD-600，LSPE-60AM)及插秧機(jī)(2ZB-6A，RXA-60T)均為常州亞美柯生產(chǎn)；毯苗育秧流水線作業(yè)機(jī)采用久保田2BZP-800，插秧機(jī)采用洋馬VP6D。缽苗播種量依據(jù)張洪程等[19]確定，為干種子40 g；毯苗播種量依據(jù)我們前期研究的結(jié)果[14]確定，為干種子75 g。各小區(qū)機(jī)插方式機(jī)插18行，重復(fù)3次，不同小區(qū)計(jì)產(chǎn)面積為50 m2。

表1 水稻生育期進(jìn)程Table 1.Growth stage of rice.

本研究施氮量(尿素，折合純氮)150 kg/hm2，氮肥在移栽前、移栽后7 d、幼穗分化期(倒4葉)和抽穗前(倒2葉)施用，其用量分別為施氮總量的30%、30%、20%、20%；磷肥(過(guò)磷酸鈣)施用量折合P2O5為90 kg/hm2，鉀肥(氯化鉀)施用量折合K2O為150 kg/hm2，磷、鉀肥全部作基肥施用。其他田間管理按大面積生產(chǎn)田進(jìn)行。生育期情況見(jiàn)表1(不同密度間無(wú)顯著差異，與同秧齡下相同機(jī)插方式的生育進(jìn)程一致)。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目

1.2.1 秧苗素質(zhì)

于25 d、40 d秧齡，每個(gè)處理選取有代表性秧苗30株：缽苗直接從秧盤(pán)中獲取，毯苗則將秧苗放入插秧機(jī)之后升起栽植部并進(jìn)行空轉(zhuǎn)，讓秧爪對(duì)成毯的秧苗進(jìn)行均勻切割(避免人為選取帶來(lái)的誤差，保證所取根系長(zhǎng)度與田間栽插相同)。分別調(diào)查其主莖葉齡、株高、莖基寬、根數(shù)(5 mm以上不定根條數(shù))、根冠比、整齊度等。作者新構(gòu)建整齊度計(jì)算公式：整齊度(%)=[1-(|xa-ˉxa|/ˉxa)]/2+[1-(|xb-ˉxb|/ˉxb)]/2，其中a、b分別代表株高、莖基寬。根長(zhǎng)與根數(shù)：將兩種秧苗的根系從根原基處剪掉，測(cè)定根系長(zhǎng)度大于5 mm的根長(zhǎng)，計(jì)數(shù)根數(shù)。根據(jù)宋云生等[20]的方法測(cè)定秧苗發(fā)根力：計(jì)算平均每株新根數(shù)。重復(fù)3次。

1.2.2 莖蘗動(dòng)態(tài)

定期定點(diǎn)調(diào)查莖蘗消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。各小區(qū)以5點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)12穴，每處理共定點(diǎn)60穴，拔節(jié)前5 d調(diào)查1次，拔節(jié)后每7 d調(diào)查1次。

1.2.3 葉面積指數(shù)與干物質(zhì)積累

于移栽、拔節(jié)、抽穗與成熟期，按各小區(qū)平均莖蘗數(shù)取5株具有代表性的稻株，然后分莖、葉、穗(抽穗及成熟期)，用美國(guó)生產(chǎn)的CID-203葉面積儀測(cè)定綠葉面積，計(jì)算葉面積指數(shù)，并將樣品烘干至恒重后測(cè)定干物質(zhì)量。

1.2.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

收獲時(shí)各小區(qū)調(diào)查具代表性稻株80穴，計(jì)數(shù)有效穗數(shù)并計(jì)算均值；各小區(qū)分別取10穴具有代表性的稻株，脫粒后裝入網(wǎng)袋自然風(fēng)干后，用我國(guó)生產(chǎn)的小型種子吹風(fēng)機(jī)(CFY-11)分離癟粒與飽粒，并用微電腦自動(dòng)數(shù)粒儀(SLY-A)計(jì)數(shù)，計(jì)算結(jié)實(shí)率(每穗飽粒數(shù)與總粒數(shù)之比)；然后再用日本生產(chǎn)的谷物水分測(cè)量?jī)x(PM-8188 New)測(cè)定水分含量，折算成稻谷標(biāo)準(zhǔn)含水量（13.5%），計(jì)算千粒重。各小區(qū)按計(jì)產(chǎn)面積為50 m2(缽苗、毯苗機(jī)插測(cè)產(chǎn)面積分別為5.94 m×8.40 m、5.40 m×9.25 m)，折算成稻谷標(biāo)準(zhǔn)含水量13.5%計(jì)產(chǎn)。

1.3 數(shù)據(jù)計(jì)算與分析

抽穗-成熟期葉(鞘、莖)表觀輸出量=抽穗期葉(鞘、莖)干質(zhì)量-成熟期葉(鞘、莖)干質(zhì)量；

抽穗-成熟期葉(鞘、莖)表觀輸出率=抽穗-成熟期葉(鞘、莖)表觀輸出量/抽穗期葉(鞘、莖)干質(zhì)量；

葉面積衰減率(LAI·d-1)=(LAI2-LAI1)/(t2-t1)；

光合勢(shì)(×104m2d·hm-2)=1/2(L1+L2)×(t2-t1)；

群體生長(zhǎng)率(g·m-2d-1)=(W2-Wl)/(t2-t1)；

凈同化率(g·m-2d-1)=[(lnLAI2-ln LAI1)/(LAI2-LAI1)]×[(W2-W1)/(t2-t1)]；

收獲指數(shù)=單位面積籽粒實(shí)際產(chǎn)量/單位面積地上總干物質(zhì)量。

上述公式中，LAI1和LAI2為前后2次測(cè)定的葉面積指數(shù)；L1和L2為前后2次測(cè)定的葉面積；W1和W2為前后2次測(cè)定的干物質(zhì)量；t1和t2分別為前后2次測(cè)定的時(shí)間。

采用Microsoft Excel 2007、DPS 7.05和Origin 9.2分析數(shù)據(jù)和圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 秧齡和育秧方式對(duì)秧苗素質(zhì)的影響

由表2可見(jiàn)，隨秧齡的增大，株高、葉齡、莖基寬、百苗干質(zhì)量、發(fā)根力以及單位株高干質(zhì)量顯著增加，而綠葉數(shù)、整齊度以及毯苗育秧的根數(shù)呈不同程度的下降趨勢(shì)。各秧齡下，葉齡、莖基寬、綠葉數(shù)、根數(shù)、發(fā)根力以及單位株高干質(zhì)量缽苗均顯著高于毯苗。但由于缽苗秧苗根系生存環(huán)境的限

表2 秧齡和育秧方式對(duì)秧苗素質(zhì)的影響Table 2.Effects of seedling-age on seedling quality under different seedling cultivation methods.

圖1 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻群體莖蘗數(shù)的影響Fig.1.Effects of mechanically-transplanted modes and density on number of stems and tillers in hybrid rice at different seedling-ages.

表3 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻葉面積指數(shù)和葉面積衰減率的影響Table 3.Effects of mechanically-transplanted modes and density on leaf area index and decay rate in hybrid rice at different seedling-ages.

制，兩個(gè)秧齡時(shí)期，毯苗的根長(zhǎng)均較高。在25 d秧齡下株高、百苗干質(zhì)量以及整齊度缽苗與毯苗差異不顯著，但在40 d秧齡時(shí)達(dá)到顯著水平，缽苗顯著高于毯苗。整體來(lái)看，秧齡和育秧方式均對(duì)秧苗素質(zhì)影響顯著，缽苗秧苗素質(zhì)顯著高于毯苗，且隨著秧齡增加趨勢(shì)更明顯。

2.2 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻群體莖蘗數(shù)的影響

不同秧齡以及機(jī)插秧方式和密度之間，莖蘗消長(zhǎng)規(guī)律存在明顯差異（圖1）。由于基本苗的不同，不同秧齡下同一機(jī)插方式莖蘗數(shù)均呈現(xiàn)出隨密度降低而降低的趨勢(shì)，與毯苗機(jī)插莖蘗動(dòng)態(tài)變幅較大相比，缽苗機(jī)插各處理穩(wěn)升緩落，在抽穗前D1與D2、D2與D3不顯著，但D1均顯著高于D3，變化幅度較??；而毯苗機(jī)插隨著機(jī)插株距擴(kuò)大，群體莖蘗數(shù)顯著降低；且低密度處理由于基本苗少，群體內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)小，最終成穗率更高。而在相同機(jī)插方式和密度下，各處理的莖蘗數(shù)25 d秧齡明顯優(yōu)于40 d秧齡。

2.3 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻葉面積指數(shù)的影響

由表3可知，秧齡和機(jī)插方式與密度均對(duì)葉面積指數(shù)(LAI)及葉面積衰減率有影響顯著。就LAI變化來(lái)看，移栽期受秧苗素質(zhì)和群體起點(diǎn)的影響，同秧齡下毯苗機(jī)插高、中密度均優(yōu)于缽苗各處理，但在拔節(jié)及拔節(jié)期后，缽苗的優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn)出來(lái)。相同秧齡和機(jī)插方式下，LAI均表現(xiàn)為隨密度增加而增加的趨勢(shì)；且在整個(gè)生育期，在機(jī)插方式和密度相同的情況下，25 d秧齡明顯優(yōu)于40 d秧齡。而葉面積衰減率在秧齡和機(jī)插方式相同的情況下均隨密度降低而降低。但由于40 d秧齡抽穗到成熟的時(shí)間較25 d秧齡長(zhǎng)（表1），導(dǎo)致同一處理下25 d秧齡葉面積衰減率較高。

2.4 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻葉片及莖鞘干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

表4 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻單莖葉片及莖鞘干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響Table 4.Effects of mechanically-transplanted modes and density on leaves,culm and sheath per stem in hybrid rice at different seedling-ages.

由表4可知，兩個(gè)秧齡處理下，缽苗與毯苗機(jī)插在抽穗和成熟期水稻單莖葉片質(zhì)量、單莖莖鞘質(zhì)量及其表觀轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率均表現(xiàn)為隨密度增加而降低，且缽苗機(jī)插整體優(yōu)勢(shì)更明顯。而在同一機(jī)插方式和密度下，各指標(biāo)均為25 d秧齡高于40 d秧齡，其中葉片和莖鞘的表觀轉(zhuǎn)運(yùn)量25 d比40 d秧齡分別高8.37%和9.46%，但毯苗機(jī)插不同密度之間的變幅較缽苗機(jī)插更大。由表4還可看出，秧齡對(duì)單莖葉片和莖鞘各指標(biāo)影響達(dá)顯著或極顯著水平，而密度和機(jī)插方式對(duì)單莖葉片和莖鞘的干物質(zhì)量及其轉(zhuǎn)運(yùn)率的影響達(dá)到極顯著水平。

2.5 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻單莖和群體干物質(zhì)量的影響

不同秧齡下不同機(jī)插方式與密度導(dǎo)致水稻主要生育期單莖和群體干物質(zhì)量存在明顯的差異(表5)。從單莖干物質(zhì)量的變化來(lái)看，除移栽期外，25 d秧齡均高于40 d秧齡，且在同一秧齡下各生育期缽苗各密度處理均高于毯苗機(jī)插。其中，成熟期單莖干物質(zhì)量在兩個(gè)移栽秧齡下均表現(xiàn)為M1D3處理最高，M2D4最低。從群體干物質(zhì)量變化看，同一機(jī)插方式和密度下，25 d秧齡明顯優(yōu)于40 d秧齡，且秧齡對(duì)拔節(jié)期以外的各時(shí)期群體干物質(zhì)量均有極顯著影響。移栽期由于群體起點(diǎn)的差異，毯苗機(jī)插不同密度之間差異達(dá)到顯著水平。整個(gè)生育期同一秧齡和機(jī)插方式下，均表現(xiàn)為低密度＜中密度＜高密度；隨著機(jī)插水稻群體的不斷生長(zhǎng)，拔節(jié)后密度處理之間差異不顯著，而拔節(jié)和抽穗期由于缽苗群體之間的優(yōu)勢(shì)更明顯，但隨著密度的擴(kuò)大優(yōu)勢(shì)降低，其中，成熟期干物質(zhì)積累量最高的處理缽苗(T1M1D2)較毯苗(T1M2D4)高9.86%。不同秧齡下，機(jī)插方式與密度不同水稻收獲指數(shù)為0.499～0.596，表現(xiàn)為同一機(jī)插方式下，隨密度減小收獲指數(shù)降低，且機(jī)插方式與密度對(duì)其有極顯著影響，而秧齡對(duì)其影響不顯著。

2.6 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻階段干物質(zhì)積累量和群體生長(zhǎng)率的影響

就階段干物質(zhì)積累量而言，移栽至拔節(jié)期和拔節(jié)至抽穗期在相同秧齡和機(jī)插方式下呈現(xiàn)出隨密度的增加干物質(zhì)積累量增加的趨勢(shì)(表6)，但抽穗至成熟期以M1D2處理最優(yōu)，且三個(gè)生育階段的積累量缽苗機(jī)插的優(yōu)勢(shì)均較明顯，但同一秧齡和機(jī)插方式下，不同密度間差異不顯著，同時(shí)，25 d秧齡的階段物質(zhì)積累量明顯高于40 d秧齡。但由于40 d秧齡的毯苗機(jī)插各處理拔節(jié)到抽穗的時(shí)間較25 d短，所以毯苗機(jī)插在40 d秧齡下拔節(jié)到抽穗的群體生長(zhǎng)率較高，但抽穗至成熟期群體生長(zhǎng)率25 d比40 d秧齡整體高6.92%。此外，機(jī)插方式與密度對(duì)主要生育期群體生長(zhǎng)率均產(chǎn)生了極顯著的影響。

表5 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻單莖和群體干物質(zhì)量的影響Table 5.Effects of mechanically-transplanted modes and density on dry matter weight per stem and population in hybrid rice at different seedling-ages.

表6 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻階段干物質(zhì)積累量及群體生長(zhǎng)率的影響Table 6.Effects of mechanically-transplanted modes and density on dry accumulation and crop growth rate in hybrid rice at different seedling-ages.

表7 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻光合勢(shì)及凈同化率的影響Table 7.Effects of mechanically-transplanted modes and density on photosynthetic potential and net assimilation in hybrid rice at different seedling-ages.

2.7 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻光合勢(shì)和凈同化率的影響

就光合勢(shì)而言，同一秧齡和機(jī)插方式下均表現(xiàn)出隨密度降低而降低的趨勢(shì)(表7)，且缽苗機(jī)插整體高于毯苗機(jī)插各處理。拔節(jié)至抽穗期以及抽穗至成熟期各處理間差異顯著，兩個(gè)秧齡的M1D1處理

均顯著高于毯苗機(jī)插所有處理；且25 d秧齡各階段的光合勢(shì)均高于40 d秧齡，其中拔節(jié)至抽穗，以及抽穗至成熟分別高16.34%和4.73%。各處理凈同化率的最大值均在移栽至拔節(jié)期最大，同秧齡條件下，移栽至拔節(jié)期以及拔節(jié)至抽穗期相同機(jī)插方式中表現(xiàn)為隨密度的增加而降低的趨勢(shì)，但抽穗后以M1D2處理最優(yōu)；且缽苗機(jī)插各處理相比毯苗機(jī)插略有優(yōu)勢(shì)。25 d秧齡在移栽至拔節(jié)期、抽穗至成熟期優(yōu)于40 d秧齡，但在拔節(jié)至抽穗期趨勢(shì)相反。此外，秧齡以及機(jī)插方式和密度均對(duì)整個(gè)階段的光合勢(shì)存在極顯著影響。

2.8 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表8可知，移栽時(shí)秧苗秧齡和機(jī)插方式與栽插密度對(duì)水稻的產(chǎn)量有極顯著的影響。本研究稻谷實(shí)際產(chǎn)量以T1M1D2最高；而同秧齡毯苗機(jī)插與密度最佳組合為M2D4，較缽苗機(jī)插最高產(chǎn)處理(T1M1D2)減產(chǎn)12.95%，同時(shí)在此基礎(chǔ)上毯苗機(jī)插若增大機(jī)插株距，擴(kuò)大栽插密度，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量顯著降低，降幅8.93%～10.19%。40 d秧齡下不同機(jī)插方式與密度以M1D1產(chǎn)量最高，但比25 d秧齡下M1D1處理低7.99%。但毯苗機(jī)插與高密度處理也有優(yōu)勢(shì)，而在此基礎(chǔ)上增大機(jī)插株距，擴(kuò)大栽插密度，同樣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量顯著降低。而對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響，不同秧齡處理總穎花數(shù)存在極顯著差異；而機(jī)插方式和密度對(duì)有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率有極顯著影響，較高總穎花數(shù)和結(jié)實(shí)率是本研究獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。但二者及其互作對(duì)千粒重影響較小，處理間差異不顯著。機(jī)插方式和密度相同時(shí)，25 d秧齡的各因子均高于40 d秧齡。有效穗數(shù)在兩個(gè)秧齡下均隨密度的降低而降低，但每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率均以M2D4最低。

3 討論

3.1 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻生長(zhǎng)和光合生產(chǎn)的影響

機(jī)插對(duì)秧苗秧齡有嚴(yán)格的要求[21]，邵文娟等[22]和沈建輝等[23]對(duì)毯苗機(jī)插的研究結(jié)果表明最大適栽期的葉齡為3.8～4.1。對(duì)照本研究結(jié)果，缽苗與毯苗在25 d時(shí)葉齡分別為4.25和4.08，缽苗顯著高于毯苗。而隨著秧齡的延長(zhǎng)，秧苗生長(zhǎng)緩慢，底部黃葉增多，綠葉數(shù)減少，整齊度下降。但缽苗相比毯苗來(lái)說(shuō)，惡化的速度更慢。而缽苗與毯苗在株高、百苗干質(zhì)量以及整齊度等指標(biāo)比較時(shí)，在25 d秧齡時(shí)不顯著，40 d秧齡時(shí)顯著。綜合秧苗素質(zhì)以及田間栽插表現(xiàn)來(lái)看，25 d較40 d更好，而缽苗較毯苗秧齡彈性更大、秧苗素質(zhì)更好。

表8 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 8.Effects of mechanically-transplanted modes and density on yield and yield components of hybrid rice at different seedling-ages.

而群體莖蘗數(shù)方面，前人研究認(rèn)為隨秧齡的延長(zhǎng)，水稻有效分蘗期提前，群體總莖蘗數(shù)減少[24]，早栽有利于充分利用溫光資源和促進(jìn)有效分蘗[9]。從本研究結(jié)果來(lái)看，密度對(duì)生育期的長(zhǎng)短無(wú)影響，相同處理在25 d各時(shí)期的群體莖蘗數(shù)均優(yōu)于40 d秧齡。缽苗和毯苗機(jī)插在不同密度下，由于群體起點(diǎn)不同，群體莖蘗動(dòng)態(tài)差異較大，毯苗高密度的群體莖蘗數(shù)最高，但缽苗機(jī)插總體表現(xiàn)更占優(yōu)，由于栽后立苗活棵快，所以分蘗發(fā)生更早，補(bǔ)償了本田有效分蘗時(shí)間，群體莖蘗消長(zhǎng)更平穩(wěn)，能夠有效減少無(wú)效分蘗的發(fā)生，避免了中期群體過(guò)大而造成物質(zhì)的消耗，成穗率更高，這進(jìn)一步補(bǔ)充和完善了張洪程等[10-11]的研究結(jié)果。

關(guān)于秧齡對(duì)水稻光合物質(zhì)生產(chǎn)的影響，前人有過(guò)大量的研究，普遍認(rèn)為隨著秧齡的增長(zhǎng)，抽穗期LAI和抽穗后光合速率降低，最終引起干物質(zhì)積累量的減少[9,14,24]。本研究結(jié)果表明，同一機(jī)插方式和密度下，隨著秧齡的增加，各生育時(shí)期的LAI、單莖葉片和莖鞘的表觀轉(zhuǎn)運(yùn)量、拔節(jié)后單莖和群體干物質(zhì)量、階段積累量、群體生長(zhǎng)率以及光合勢(shì)均有不同程度的降低。而不同栽插規(guī)格對(duì)機(jī)插稻的影響主要在于群體內(nèi)部相互競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境資源[25]，栽插密度過(guò)高或過(guò)低均會(huì)限制個(gè)體和群體生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，對(duì)群體源庫(kù)特征及產(chǎn)量構(gòu)成因素造成影響，最終影響產(chǎn)量[26]。龍旭[27]和朱聰聰?shù)萚28]研究認(rèn)為單株干物質(zhì)積累量隨著密度的增大而減少，群體干物質(zhì)積累量則表現(xiàn)出相反趨勢(shì)。本研究在同一秧齡下，缽苗機(jī)插和毯苗機(jī)插下不同密度處理的LAI、葉面積衰減率、群體干物質(zhì)量、階段積累量、群體生長(zhǎng)率以及光合勢(shì)均隨栽插密度降低而降低；而單莖葉片和莖鞘的表觀轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率、單莖干物質(zhì)量以及凈同化率趨勢(shì)相反，其中，拔節(jié)后的LAI、拔節(jié)期和抽穗期的群體干物質(zhì)量、移栽至拔節(jié)期以及拔節(jié)期至抽穗期的階段積累量和群體生長(zhǎng)率均以M1D1最大；而各時(shí)期單莖干物質(zhì)量和抽穗前各階段凈同化率均以M1D3最大。而對(duì)于缽苗和毯苗機(jī)插在光合物質(zhì)生產(chǎn)上的差異，張洪程等[10]和張軍等[12]的研究表明缽苗機(jī)插LAI、光合勢(shì)、干物質(zhì)的積累以及后期單莖莖鞘物質(zhì)輸出和轉(zhuǎn)運(yùn)等群體指標(biāo)均優(yōu)于常規(guī)毯苗機(jī)插。本研究綜合比較缽苗機(jī)插和毯苗機(jī)插可以發(fā)現(xiàn)，毯苗機(jī)插相比缽苗機(jī)插個(gè)體優(yōu)勢(shì)得不到發(fā)揮，特別是隨著栽插密度的增大，單莖干物質(zhì)量在抽穗和成熟期隨密度的增大而顯著降低；在干物質(zhì)生產(chǎn)、分配、轉(zhuǎn)化以及光合生產(chǎn)等方面，缽苗機(jī)插尤其是在25 d秧齡時(shí)相比毯苗機(jī)插顯示出了較大的優(yōu)越性。

3.2 不同秧齡下機(jī)插方式與密度對(duì)雜交稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

關(guān)于不同秧齡對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響，普遍認(rèn)為隨著秧齡的增大，群體總穗數(shù)、每穗總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率會(huì)同步下降，產(chǎn)量隨之而顯著下降[14,24]；但也有研究表明通過(guò)培育長(zhǎng)齡壯秧，能促進(jìn)增產(chǎn)[29-30]。而在密度方面，前人研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)千粒重影響較小，但隨栽插密度的降低，每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率逐漸升高[31-32]，而由于總穎花數(shù)的降低，產(chǎn)量隨之降低。對(duì)于缽苗機(jī)插和毯苗機(jī)插在產(chǎn)量及其構(gòu)成上的差異，前人的研究表明每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重以及最終的產(chǎn)量均以缽苗機(jī)插更高[10,12]。本研究中選用的兩個(gè)秧齡在兩種機(jī)插與三種密度的配置下對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響不盡一致。隨著秧齡的增加，同一機(jī)插方式和密度下有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率均變小，隨之各處理的產(chǎn)量均表現(xiàn)為40 d＜25 d，究其原因，長(zhǎng)秧齡移栽縮短了秧苗本田生長(zhǎng)時(shí)間和生育期，縮短了有效分蘗時(shí)間，導(dǎo)致干物質(zhì)積累量的減少，最終導(dǎo)致產(chǎn)量的降低。本研究T1M1D2處理產(chǎn)量最高，雖然有效穗數(shù)顯著低于T1M1D1處理，但其每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率更高，這主要是由于雜交秈稻分蘗性強(qiáng)，密度稍高時(shí)群體生長(zhǎng)量過(guò)大，遮蔽嚴(yán)重，阻礙其光合物質(zhì)生產(chǎn)，而毯苗25 d秧齡下毯苗各處理的產(chǎn)量均顯著低于缽苗的處理，其主要原因是每穗粒數(shù)的顯著降低。而40 d秧齡下缽苗中M1D1處理、毯苗中M2D4處理產(chǎn)量最高，而在此基礎(chǔ)上增大機(jī)插株距，擴(kuò)大栽插密度，均會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量顯著降低，且此時(shí)缽苗優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在總穎花數(shù)，而毯苗的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在有效穗數(shù)上，表明大秧齡下必須保障較高的機(jī)插密度才可維持較高產(chǎn)量，而隨著栽插密度的增加每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率均不同程度的降低。無(wú)論是25 d還是40 d秧齡毯苗機(jī)插與密度最佳組合均為M2D4，表明毯苗機(jī)插在高密度栽培措施下還可維持較高產(chǎn)量，尤其是小秧齡的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)更突出。張洪程等[10]和胡雅杰等[11,16]以不同粳稻品種、不同穗重型品種為材料，進(jìn)行缽苗(30 d秧齡，機(jī)插密度33.0 cm×12.0 cm)和毯苗機(jī)插(20 d秧齡，機(jī)插密度30.0 cm×13 cm)的研究對(duì)比表明，在相同基本苗的情況下，最終的有效穗均以毯苗機(jī)插更高，而在每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重各產(chǎn)量構(gòu)成因素方面，缽苗優(yōu)勢(shì)明顯，其產(chǎn)量形成優(yōu)勢(shì)的主要特征是“穗大粒多”。本研究在雜交秈稻不同秧齡和機(jī)插方式與密度配合下也進(jìn)一步表明，較毯苗機(jī)插，缽苗機(jī)插產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯，缽苗機(jī)插雜交秈稻產(chǎn)量構(gòu)成特征表現(xiàn)為“穗數(shù)足、粒數(shù)多、結(jié)實(shí)高”。同時(shí)本研究結(jié)果還表明，毯苗機(jī)插和缽苗機(jī)插兩種方式比較，不同機(jī)插秧齡和密度下，秧齡是影響有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)及稻谷產(chǎn)量的主要因素，機(jī)插方式和密度配合是調(diào)控手段；毯苗機(jī)插獲得高產(chǎn)主要依靠單位面積的有效穗數(shù)，而缽苗機(jī)插則是在穩(wěn)定穗數(shù)的基礎(chǔ)上，有較高的每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，群體質(zhì)量及產(chǎn)量構(gòu)成更加協(xié)調(diào)，這與缽苗在前期生長(zhǎng)發(fā)育優(yōu)勢(shì)、物質(zhì)積累與后期的高效的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)顯著相關(guān)。因此，今后對(duì)于缽苗機(jī)插雜交秈稻的研究可以考慮增加基本苗數(shù)以及做好水肥調(diào)控措施，提高成穗率，增加有效穗。但對(duì)于以雜交稻為主、品種類(lèi)型多樣、茬口以及生態(tài)環(huán)境復(fù)雜的西南稻區(qū)來(lái)說(shuō)，缽育苗機(jī)插配套技術(shù)體系相對(duì)毯苗機(jī)插的研究來(lái)說(shuō)還不盡完善。在品種選擇、株行距調(diào)節(jié)、水肥運(yùn)籌等關(guān)鍵農(nóng)藝措施和配套農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的融合，還需要進(jìn)一步的系統(tǒng)研究。

4 結(jié)論

本研究表明缽苗機(jī)插較毯苗機(jī)插優(yōu)勢(shì)顯著，在25 d秧齡下，機(jī)插行株距為33 cm×15.5 cm時(shí)，能夠充分利用光溫資源，光合物質(zhì)生產(chǎn)表現(xiàn)最好，產(chǎn)量結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)明顯，最終產(chǎn)量最高。機(jī)插大秧齡缽苗(40 d)可以適當(dāng)縮減機(jī)插株距，行株距為33 cm×14.5 cm時(shí)，有利于通風(fēng)透光和改善冠層對(duì)光能的充分利用，并協(xié)調(diào)好缽苗機(jī)插個(gè)體與群體間的矛盾，使群體結(jié)構(gòu)優(yōu)化，利于大秧齡雜交秈稻穗型優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，進(jìn)而提高產(chǎn)量。而毯苗機(jī)插必須通過(guò)小秧齡以及高密度的優(yōu)勢(shì)來(lái)彌補(bǔ)個(gè)體所帶來(lái)的缺陷，從而獲得穩(wěn)產(chǎn)。

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Effects of Mechanically-transplanted Modes and Density on Photosynthetic Production and Yield in Hybrid Rice at Different Seedling-ages

LI Yinghong,WANG Haiyue,Lü Tengfei,ZHANG Shaowen,JIANG Mingjin,HE Qiaolin,SUN Yongjian*, MAJun*

(Rice Research Institute,Sichuan Agricultural University/Key Laboratory of Crop Physiology,Ecology,and Cultivation in Southwest China,Ministry of Agriculture,Wenjiang 611130,China;*Corresponding author,E-mail:yongjians1980@163.com)

【Objective】In order to elucidate the effects of mechanical transplanting modes and density on photosynthetic production characteristics and yield of super hybrid rice(F you 498)and to lay a theoretical basis for the application of mechanical transplanting,【Method】a split-plot design was used as follows:bowl mechanical-transplanting with high density(M1D1),bowl mechanical-transplanting with middle density(M1D2),bowl mechanical-transplanting with low density(M1D3),carpet mechanical-transplanting with high density(M2D4),carpet mechanical-transplanting with middle density(M2D5),and carpet mechanical-transplanting with low density(M2D6) using 25-day-old and 40-day-old seedlings.【Result】The seedling-age and mechanically-transplanted modes coupled with density and grain yield played a significant role in the regulation of main growth stages in rice.The seedling quality,number of tillers,leaf area index(LAI),exportation and export rate of leaf,culm and sheath per shoot,dry matter weight per stem and population,dry matter accumulation during each stage,population growth rate, photosynthetic potential,net assimilation rate after heading stage and yield for 25-day-old seedling were significantly better than those of 40-day-old ones under the same mechanical-transplanting modes and density.The number of stems and tillers,leaf area index of each period and leaf area decay rate,dry matter weight of population,photosynthetic potential,and the dry matter accumulation before heading population growth rate,net assimilation rate before heading stage increased with the increasing density at the same seedling-age and mechanical-transplanting modes.The dry matter accumulation after heading,population growth rate,and net assimilation rate after heading under bowl mechanical-transplanting increased firstly and then decreased with the increase of density.In this experiment,M1D2is the best.【Conclusion】For 25-day-old seedlings,the row of 33 cm and planting space of 15.5 cm had the advantages of total spikelet number and seed setting rate,and its yield was the highest.So the treatment could give full play to advantages of indica hybrid rice plant type of the local research area and improve photosynthetic production and yield. The yield will decrease when increase of seedling-age and planting density reduced of carpet mechanical-transplanting, which is because of the poor of population quality index and reduction of the number of effective panicles.

seedling-age;bowlmechanical-transplanting;carpetmechanical-transplanting;density;yield; photosynthetic production

S223.91;S511.045

：A

：1001-7216(2017)03-0265-13

2016-06-01；修改稿收到日期：2016-08-01。

國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2013BAD07B13)；四川省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目（16ZA0644）；四川省科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2014NZ0041, 2014NZ0047)。