單本密植機插雜交晚稻產(chǎn)量形成特點研究

方升亮 單雙呂 張恒棟 曹放波 陳佳娜 范龍趙春容 王玉梅 周雪峰 黃敏 鄒應(yīng)斌

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，長沙410128；*通訊作者）

單本密植機插雜交晚稻產(chǎn)量形成特點研究

方升亮 單雙呂 張恒棟 曹放波 陳佳娜 范龍趙春容 王玉梅 周雪峰 黃敏 鄒應(yīng)斌*

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，長沙410128；*通訊作者）

以雜交稻泰優(yōu)390和隆晶優(yōu)1212為材料，開展大田試驗，在不同秧齡（15、20、25和30 d）下對單本密植機插和常規(guī)機插雜交晚稻的分蘗動態(tài)、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成進行了比較。結(jié)果表明，在各秧齡下，單本機插的處理分蘗數(shù)均少于常規(guī)機插，但成穗率、每穗粒數(shù)和二次枝梗比常規(guī)機插平均高18.36%、21.00%和26.92%；單本機插分蘗中期的干物質(zhì)積累量低于常規(guī)機插，但齊穗期和成熟期的干物質(zhì)積累量要高于常規(guī)機插；單本機插分蘗中期、齊穗期和成熟期的單莖干物質(zhì)量分別比常規(guī)機插高0.02 g、0.11 g和0.37 g；單本機插在15、20、25和30 d秧齡下的產(chǎn)量分別較常規(guī)機插高10.08%、11.08%、18.64%和20.07%。由此可見，雜交晚稻采用單本密植機插，有利于控制無效分蘗，形成個體優(yōu)勢，增加二次枝梗數(shù)，擴大庫容量，提高齊穗后群體干物質(zhì)量，進而獲得高產(chǎn)。

雜交晚稻；單本密植；機插；秧齡；干物質(zhì)；產(chǎn)量

水稻作為我國三大糧食作物之一，有60%以上的人口以稻米為主糧。近年來由于從事稻作生產(chǎn)勞動力短缺及老齡化嚴重，水稻生產(chǎn)人工成本升高，造成我國稻農(nóng)種植水稻的積極性降低，雙季稻改種單季稻的現(xiàn)象較為常見。鄒應(yīng)斌等[1-3]認為，提高水稻栽插機械化水平是解決當(dāng)前我國水稻生產(chǎn)的重要出路。隨著機插秧技術(shù)的發(fā)展與完善，在生產(chǎn)上機插秧得到大面積的推廣和應(yīng)用，但發(fā)展過程中仍存在許多問題，如育秧用種量大造成秧苗素質(zhì)差和育秧成本高，秧齡彈性小等[2，4-5]。針對當(dāng)前機插秧存在的問題，前人從用種量、移栽秧齡、育秧基質(zhì)及方式、大田栽培技術(shù)入手，對秧苗素質(zhì)、生育期、營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運及產(chǎn)量形成等進行研究并取得了重要進展。本研究團隊前期研究表明，雜交稻單本密植機插不僅可以降低雙季晚稻用種量、提高秧苗素質(zhì)，還能提高單產(chǎn)[6-7]，但其移栽秧齡對雙季晚稻產(chǎn)量形成特點仍未進行研究。因此，本試驗旨在探明單本密植機插模式下雙季晚稻適宜的移栽秧齡、產(chǎn)量表現(xiàn)及其群體質(zhì)量的特點，為單本密植機插雜交稻栽培技術(shù)的推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

大田栽培試驗于2016年在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗基地（瀏陽市永安鎮(zhèn)坪頭村）進行。試驗田前作為水稻。土壤有機質(zhì)含量38.41 g/kg，速效氮74.43 mg/kg、速效磷12.83 mg/kg、速效鉀114.53 mg/kg，pH值5.85。供試水稻品種為泰優(yōu)390（TY390）和隆晶優(yōu)1212（LJY1212），分別由湖南金稻種業(yè)有限公司和袁隆平高科技種業(yè)有限公司提供。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用硬質(zhì)秧盤（58.0 cm×23.0 cm×2.5 cm）育毯苗，以秧田泥漿為基質(zhì)，設(shè)2種播種方式：單本印刷播種（S）和常規(guī)播種（CK）。其中，單本印刷播種每盤用種量（干谷）分別為14.4 g（泰優(yōu)390）和14.1 g（隆晶優(yōu)1212），常規(guī)播種每盤用種量2個品種均為80 g。所用種子均已通過光電比色機（安徽比達光電科技有限公司）剔除霉變和種殼脫落的種子。單本機插采用印刷播種機（江蘇淮安漢德印刷機械有限公司）將水稻種子單粒等距定置于寬為28.0 cm的膠筒紙張上，即將種子集中分布于紙張中央?yún)^(qū)域，橫向種子距離為1.4 cm，共16粒，縱向種子距離為1.7 cm，共34粒。田間播種時把附有種子的紙張平鋪于秧盤上。常規(guī)機插育秧采用手工撒播方式，將已提前1 d浸種的濕谷播于秧盤上。2種播種處理均在種子上覆蓋0.5 cm左右厚的育秧基質(zhì)，之后用農(nóng)用噴霧器噴水至基質(zhì)充分濕潤。

試驗采用裂裂區(qū)設(shè)計，秧齡為主區(qū)，6月25日播種，秧齡為15、20、25和30 d時進行大田移栽，分別用T15、T20、T25和T30表示；播種方式為主裂區(qū)，用S和CK表示；品種為副裂區(qū)。采用井關(guān)PZ80-25乘坐式高速插秧機移栽，行株距25 cm×11 cm，小區(qū)面積19.2 m2，3次重復(fù)。單本密植機插每叢栽插1株苗，常規(guī)機插每叢栽插4～5株苗。氮肥（純N）施用量為150 kg/hm2，按基肥∶分蘗肥∶穗肥=5∶2∶3施用；磷肥（P2O5）用量75 kg/hm2，全部作基肥施用；鉀肥（K2O）用量150 kg/hm2，作基肥和穗肥2次等量施用。移栽前1 d施入基肥，氮肥用尿素（46%N）、磷肥用過磷酸鈣（12%P2O5）、鉀肥用氯化鉀（60% K2O）。其余田間管理、病蟲及雜草防治同當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培。

圖1 不同秧齡下單本機插和常規(guī)機插對雜交稻分蘗動態(tài)的影響

1.3 測定項目與方法

1.3.1 分蘗動態(tài)

移栽后10 d，每個小區(qū)定株10叢，每5 d對分蘗數(shù)進行調(diào)查1次，至齊穗期。

1.3.2 干物質(zhì)量（單莖質(zhì)量）及各時期葉面積指數(shù)

于分蘗中期（移栽后20 d）、齊穗期和成熟期每小區(qū)取樣10叢，調(diào)查莖蘗數(shù)，并分樣（分蘗中期按莖、葉分類，齊穗期按莖、葉、穗分類），采用LI-3000C便攜式葉面積儀測量各時期的葉面積，將分類樣品在105℃烘箱內(nèi)殺青30 min，調(diào)至70℃烘干至恒重，測定干物質(zhì)量，計算單莖質(zhì)量和葉面積指數(shù)。

1.3.3 穗部性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成

于成熟期，按對角線取樣法，從小區(qū)中間選取代表性植株10叢，隨機挑選30個稻穗，測定穗長，調(diào)查一次枝梗數(shù)、一次枝梗上二次枝梗數(shù)、穗粒數(shù)，然后將所有稻穗手工脫粒后用自來水分離實粒和秕粒，稱取3份30 g實粒和15 g秕粒，計數(shù)后在70℃下烘干至恒重，考察結(jié)實率和千粒重；將稻草在70℃下烘干至恒重，測定干物質(zhì)量。成熟期總干物質(zhì)量為樣本稻草、實粒、秕粒和枝梗干質(zhì)量之和。從每個小區(qū)中心收割5 m2用于測產(chǎn)，折算成14%含水量的實收產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

采用Microsoft Excel 2003整理數(shù)據(jù)，Statistix 8.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，多重比較采用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秧齡下單本密植機插雜交稻分蘗動態(tài)特征

如圖1所示，不同秧齡、播種方式下機插雜交稻莖蘗消長規(guī)律存在明顯的差異。由于基本苗的不同，不同秧齡下分蘗數(shù)基本呈現(xiàn)常規(guī)機插＞單本機插的趨勢。單本機插的基本苗少，群體內(nèi)競爭減少，充分利用了雜交稻分蘗能力強的特性，最終分蘗成穗率較高，不同播種方式下差異達到顯著水平（除30 d秧齡外）；單本機插雜交稻成穗率平均為68.29%，較常規(guī)機插高18.36%（圖2）。此外，在20 d和25 d秧齡下，單本機插較常規(guī)機插分蘗時間延長5～10 d。與常規(guī)機插莖蘗消長大起大落相比，單本機插穩(wěn)升緩落，高峰苗數(shù)低于常規(guī)機插，齊穗期、成熟期莖蘗數(shù)與常規(guī)機插均無顯著差異。

圖2 不同秧齡下單本機插和常規(guī)機插對雜交稻成穗率的影響

表1 不同秧齡下單本機插和常規(guī)機插對雜交稻干物質(zhì)生產(chǎn)及葉面積指數(shù)的影響

2.2 不同秧齡下單本密植機插對雜交稻主要生育期群體和單莖干物質(zhì)的影響

由表1可知，不同秧齡、播種方式下機插雜交稻主要生育期群體干物質(zhì)積累和單莖質(zhì)量存在明顯差異。從群體干物質(zhì)量的變化來看，受秧齡條件的影響，雜交稻分蘗中期、齊穗期和成熟期的干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為T30＞T25＞T20＞T15，且差異顯著。不同播種方式下，雜交稻分蘗中期群體干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為單本機插＜常規(guī)機插，且差異顯著；隨著單本密植機插雜交稻群體的不斷生長，齊穗期和成熟期干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為單本機插＞常規(guī)機插，除15 d、20 d秧齡條件下各有1個品種外均達顯著差異。從單莖干物質(zhì)量的變化來看，在不同的秧齡下，雜交稻分蘗中期單莖質(zhì)量表現(xiàn)為T25最高，T30次之，T15最低；齊穗期單莖干物質(zhì)量隨著秧齡的增長逐漸降低，由0.55 g下降至0.49 g；成熟期則無明顯規(guī)律。不同播種方式下，分蘗中期、齊穗期和成熟期單莖干物質(zhì)量均表現(xiàn)為單本機插＞常規(guī)機插，且齊穗期差異達顯著水平，分蘗中期、齊穗期和成熟期單莖質(zhì)量平均較常規(guī)機插高分別高出0.02 g、0.11 g和0.37 g。

圖3 不同秧齡下單本機插和常規(guī)機插對雜交稻產(chǎn)量的影響

表2 不同秧齡下單本密植機插雜交稻產(chǎn)量構(gòu)成

2.3 不同秧齡下單本密植機插對雜交稻主要生育期葉面積指數(shù)和收獲指數(shù)的影響

從表1可見，不同秧齡、播種方式下機插雜交稻主要生育期葉面積指數(shù)和收獲指數(shù)存在明顯差異。隨著秧齡期的延長，分蘗中期和齊穗期的葉面積指數(shù)均增大，分別在0.99～1.90和6.42～10.55間，且差異顯著。不同播種方式下，分蘗中期葉面積指數(shù)均表現(xiàn)為單本機插＜常規(guī)機插，而齊穗期葉面積指數(shù)則相反。不同秧齡下，收獲指數(shù)隨著秧齡期的延長而降低，差異達顯著水平；單本機插收獲指數(shù)高于常規(guī)機插。

2.4 不同秧齡下單本密植機插對雜交稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由圖3可知，雜交稻在不同秧齡條件下產(chǎn)量差異達顯著水平，以T20產(chǎn)量最高，平均為9.06 t/hm2，分別比T25、T15和T30增產(chǎn)6.95%、9.71%和21.19%，單本機插雜交稻產(chǎn)量在T20和T25處理基本一致，顯著高于T15和T30處理的產(chǎn)量。不同播種方式下，雜交稻產(chǎn)量均表現(xiàn)為單本機插＞常規(guī)機插，且差異顯著。單本機插平均產(chǎn)量較常規(guī)機插增產(chǎn)14.96%；在15、20、25和30 d秧齡條件下，單本機插平均產(chǎn)量較常規(guī)機插分別增產(chǎn)10.08%、11.08%、18.64%和20.07%。此外，單本機插雜交稻在T30條件下的平均產(chǎn)量較常規(guī)機插在T15、T25下的平均產(chǎn)量增產(chǎn)1.99%和4.44%，即單本機插秧齡延長15 d左右，仍然能夠獲得較高產(chǎn)量。

表3 不同秧齡下單本密植機插雜交稻穗部性狀表現(xiàn)

從表2可見，隨著秧齡的延長，參試品種結(jié)實率顯著降低。不同的播種方式下，除T15的有效穗數(shù)外，其余各秧齡條件下有效穗數(shù)受播種方式的影響較??；每穗粒數(shù)受播種方式的影響較大，均表現(xiàn)為單本機插＞常規(guī)機插，且差異顯著，單本機插較常規(guī)機插高21.00%；單位面積穎花數(shù)的變化與每穗粒數(shù)變化基本一致。

2.5 不同秧齡下單本密植機插對雜交稻穗部性狀的影響

由表3可以看出，不同秧齡和播種方式對機插雜交稻穗部性狀產(chǎn)生明顯影響，主要表現(xiàn)在穗長、二次枝梗數(shù)和著粒密度上。在T20條件下，二次枝梗數(shù)和著粒密度均最大。不同播種方式下，單本密植機插的穗長、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)和著粒密度均高于常規(guī)機插，且二次枝梗數(shù)顯著增加26.92%。

3 討論

本試驗從機插秧用種量大及其雙季稻晚稻秧齡彈性小入手。首先，對育秧環(huán)節(jié)進行改進與完善，將雜交稻種子進行色選，通過印刷播種對種子進行單粒等距精準定位，為秧苗創(chuàng)造良好的生長空間，解決了秧苗素質(zhì)差的問題，同時用種量控制在20 g/盤以內(nèi)，較農(nóng)民常規(guī)機插80～150 g/盤用種量顯著降低，也比滕飛等的結(jié)果低[8-9]。其次，適宜秧齡能夠形成高質(zhì)量群體而獲得高產(chǎn)。秧齡期過短造成雙季稻區(qū)“早稻搶收，晚稻搶插”的季節(jié)矛盾沖突和勞動力不足的問題突出；秧齡期過長導(dǎo)致機插移栽時秧苗機械損傷嚴重，返青期增長，秧苗干質(zhì)量與糖氮比大幅降低，根系生長嚴重受抑[10]，生育后期溫度過低不能正常抽穗揚花，從而導(dǎo)致減產(chǎn)。研究表明，適宜的機插秧齡條件下，莖鞘內(nèi)淀粉含量、糖氮比、根冠比、秧苗干質(zhì)量以及栽后田間發(fā)根力均較高[10-15]。龔振愷等[16]研究認為，適齡移栽機插稻群體莖蘗動態(tài)合理，有利于形成足穗、氮的吸收、物質(zhì)生產(chǎn)與積累，塑造良好株型，使群體有較大的庫容量（總穎花數(shù)），達到壯稈大穗，有利于實現(xiàn)高產(chǎn)。從移栽秧齡來看，通常要求20 d左右的小苗壯苗，不僅適插性好，而且栽后返青快，可充分發(fā)揮中葉位分蘗潛力[17-18]。本試驗中，在20 d和25 d秧齡下產(chǎn)量差異不顯著，表現(xiàn)較好；同時，單本機插較常規(guī)機插分蘗時間延長5～10 d，由于其基本苗少，群體內(nèi)競爭減少，充分利用雜交稻分蘗能力強的特性，形成平均68.29%的成穗率，較常規(guī)機插高18.36%。此外，與常規(guī)機插莖蘗消長大起大落相比，單本機插穩(wěn)升緩落，高峰苗低于常規(guī)機插，形成較高的單莖質(zhì)量，獲得較好的群體質(zhì)量。

大量研究認為，機插水稻產(chǎn)量隨著秧齡期的延長而顯著降低，主要是由于秧齡過長使水稻群體莖蘗數(shù)減少，導(dǎo)致單位面積總穎花數(shù)下降和結(jié)實率降低[11，15，19]。本試驗結(jié)果表明，常規(guī)機插雜交稻產(chǎn)量在20 d秧齡時最高，達8.52 t/hm2，比15 d秧齡的處理高9.15%，比25 d秧齡和30 d秧齡的處理分別高11.38%和25.12%，與前人研究結(jié)果基本一致。單本機插雜交稻產(chǎn)量20 d秧齡和25 d秧齡基本一致，顯著高于15 d秧齡和30 d秧齡處理的產(chǎn)量。但單本機插雜交稻在30 d秧齡下的平均產(chǎn)量較常規(guī)機插在15 d和25 d秧齡的平均產(chǎn)量增加1.99%和4.44%，即與生產(chǎn)上15 d秧齡的常規(guī)機插相比，單本機插在30 d左右的秧齡下，雜交稻仍能獲得較高產(chǎn)量。分析其原因主要是通過增加二次枝梗數(shù)增大其庫容量來獲得高產(chǎn)。

4 結(jié)論

與常規(guī)機插相比，單本密植機插主要是通過控制分蘗形成個體優(yōu)勢，提高齊穗后群體干物質(zhì)量，增加二次枝梗數(shù)來增大庫容量，進而獲得高產(chǎn)。此外，單本密植機插在秧齡為20～25 d時產(chǎn)量較高，與常規(guī)機插相比，延長15 d左右秧齡仍可獲得較高產(chǎn)量。

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Yield Formation Characteristics of Late Hybrid Rice under Machine Transplanting with High Hill Density and Single Seedling Per Hill

FANG Shengliang,SHAN Shuanglü,ZHANG Hengdong,CAO Fangbo,CHEN Jiana,FANG Long,ZHAO Chunrong,WANG Yumei, ZHOU Xuefeng,HUANG Min,ZOU Yingbin*
（Hunan Agricultural University,Southern Regional Collaborative Innovation Center for Grain and Oil Crops（CICGO）,Changsha 410128,China;*Corresponding author）

A field experiment was conducted to compare tillering dynamics,dry matter accumulation,yield and yield components between late rice grown under machine transplanting with high hill density and single seeding per hill（MTHS）and conventional mecha－

nized transplanting（CMT）,using hybrid rice cultivars Taiyou 390 and Longjingyou 1212.Four levels of seeding ages（15,20,25 and 30 d）were set for each machine transplanting method.The results showed that the tiller number was higher under CMT that under MTHS,while panicle-bearing tiller percentage under MTHS was 18.36%higher than that under CMT.Spikilets per panicle and secondary branches per panicle under MTHS were 21.00%and 26.92%higher than those under CMT,respectively.Dry matter accumulation was lower under MTHS than under CMT at mid-tillering,higher under MTHS than under CMT at both full heading and maturity. Single shoot dry matter accumulation under MTHS was higher than that under CMT by 0.02g,0.11g and 0.37g,at mid-tillering,full heading and maturity,respectively.Grain yield under MTHS was 10.08%,11.08%,18.64%and 20.07%higher than that under CMT at seedling age of 15,20,25 and 30 d,respectively.The study indicated that MTHS could enhance single tiller performance by reducing unproductive tillers,increase sink size by increasing secondary branches per panicle,improve dry matter production after full heading,and consequently increase grain yields.

late-season hybrid rice;machine transplanting with high hill density and single seedling per hill;seedling age;dry matter;grain yield

S511.04

A

1006-8082（2017）04-0020-07

2017－06－19