種植密度對(duì)膜下滴灌水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

任海建+李世峰+郁偉+朱秋麗

摘要：研究了高沙土地區(qū)膜下滴灌水稻（Oryza sativa L.）不同種植密度對(duì)水稻群體發(fā)育與產(chǎn)量形成的影響。結(jié)果表明，與其他密度處理相比，密度為390萬苗/hm2 時(shí)水稻產(chǎn)量最高。隨著播種密度增大，最高苗數(shù)和有效分蘗均增多，但無效分蘗也增多，成穗率降低，每穗粒數(shù)減少。通過相關(guān)性分析表明，產(chǎn)量與有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，有效穗數(shù)與每穗粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。在現(xiàn)有水平下，考慮到成穗率及后期倒伏危險(xiǎn)，該地沙性旱作地區(qū)適宜播種密度在300萬苗/hm2左右，可獲得9 860 kg/hm2產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：水稻（Oryza sativa L.）；膜下滴灌；密度；產(chǎn)量；高沙土

中圖分類號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）17-3219-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.006

Effects of Planting Densities on Grain Yield and Its Components of Rice under Drip Irrigation with Plastic Film Mulching

REN Hai-jian， LI Shi-feng， YU Wei， ZHU Qiu-li

（Nantong Crop Cultivation Technology Guidance Station， Nantong 226006， Jiangsu， China）

Abstract： The effects of planting densities on growth，grain yield and its components of rice （Oryza sativa L.） under drip irrigation with plastic film mulching at the sandy dryland areas were studied. The results showed that，the density of 3.9 million plants/hm2 got the higher yield compared with other densities. With the increase of plant density，tiller numbers peak value，effective panicles，unavailable tiller and grain number increased，percentage of culms and grains per ear decreased. The correlational analyses were conducted that the yield per unit area was significantly positively correlated with the effective panicles，while the effective panicles was significantly negatively correlated with grain number per ear. Thus， the seeding plants could be guaranteed about 3 million plants/hm2 as to get a high yield of about 9 860 kg/hm2 at the sandy dryland areas to avoid the low spike rate and lodging risk at the local sandy dryland area.

Key words： rice （Oryza sativa L.）； drip irrigation with plastic film mulching； density； yield； sandy dryland

水稻（Oryza sativa L.）是重要的糧食作物，為世界上一半以上的人口提供食物和營養(yǎng)來源[1]。水稻是需水作物，一生需消耗大量的水分，因此干旱是限制水稻生產(chǎn)、制約水稻種植區(qū)域的重要因素[2]。長江中下游地區(qū)雖雨水豐富，但時(shí)空分布不均，長期以來沿海沙土區(qū)因土壤透水性太強(qiáng)，種植水稻的灌溉量大，產(chǎn)量不高，效益偏低[3]。水稻膜下滴灌是新疆近年來開創(chuàng)的水稻新型栽培技術(shù)，其特點(diǎn)是將水稻栽培與膜下滴灌相融合，實(shí)現(xiàn)了干旱半干旱缺水地區(qū)的水稻高效節(jié)水種植[4，5]。該項(xiàng)技術(shù)比傳統(tǒng)水稻栽培方式節(jié)水70%以上[6]。因此，探索適宜沿海旱作地區(qū)的膜下滴灌水稻配套栽培技術(shù)對(duì)擴(kuò)大水稻種植范圍、提升水稻產(chǎn)量、保障國家口糧有效供給具有重要戰(zhàn)略意義。胡成成等[7]研究指出，采用機(jī)械點(diǎn)播密度28.5萬穴/hm2，每穴播種7粒，膜下滴灌水稻產(chǎn)量最高。顧洪生等[8]試驗(yàn)表明，采用膜下滴灌水稻技術(shù)，基本苗在210萬/hm2能夠獲得8 700 kg/hm2的水稻產(chǎn)量。周明耀等[9]研究表明，水稻節(jié)水灌溉條件下，最優(yōu)密度與土質(zhì)和種子有關(guān)，一般為32.1萬～37.5萬穴/hm2。江蘇省南通市從2012年引進(jìn)新疆膜下滴灌水稻技術(shù)，在啟東、海門等灌溉設(shè)施配套不足的沙土地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)示范，并取得較好的效果[10，11]。滴灌水稻不同于傳統(tǒng)水稻與常規(guī)旱稻，是一種全新的水稻栽培模式，且在長江流域雨水充足地區(qū)膜下滴灌水稻技術(shù)更是鮮有研究。本試驗(yàn)通過研究膜下滴灌水稻模式下不同種植密度對(duì)水稻分蘗動(dòng)態(tài)以及產(chǎn)量形成的影響，尋求沙土地區(qū)膜下滴灌水稻獲得高產(chǎn)的適宜種植密度，為進(jìn)一步完善旱作地區(qū)膜下滴灌水稻種植技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與栽培條件endprint

以武運(yùn)粳30為試驗(yàn)材料。試驗(yàn)于2015年在江蘇省啟東市惠豐鎮(zhèn)近江農(nóng)機(jī)合作社試驗(yàn)田進(jìn)行。土壤類型為黃泥灰潮土，土壤pH 7.9，有機(jī)質(zhì)含量為15.8 g/kg，全氮含量為1.2 g/kg，有效磷含量為19.1 mg/kg，有效鉀含量為142 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用一膜二管八行滴灌水稻種植模式，播種方式為機(jī)械穴播，理論行距21.8 cm、穴距10 cm，種植密度為46.05萬穴/hm2，通過每穴播種量來控制播種密度。采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，設(shè)置基本苗為210萬、300萬、390萬苗/hm2 3個(gè)密度水平。試驗(yàn)施純氮345 kg/hm2，基蘗肥∶穗肥=6∶4，基肥施45%高濃度復(fù)合肥690 kg/hm2；分蘗肥施225 kg/hm2尿素，分6月28日、7月10日兩次施用；8月10日施穗肥，50%復(fù)合肥（34-0-16）405 kg/hm2。施P2O5 103.5 kg/hm2，作基肥一次性施入。施K2O 168 kg/hm2，基肥∶穗肥=5∶5。

1.3 田間管理

6月12日采用覆膜、播種、蓋土作業(yè)一體機(jī)播種，每穴播種7～12粒。采用膜下滴灌方式灌溉，播種后2～3 d開始灌水，每2～3 d輪灌1次，遇中等以上降雨天氣停止滴灌。各處理重復(fù)3次，每小區(qū)面積2 000 m2，各處理水漿管理及病蟲害防治等一致。

1.4 測定項(xiàng)目

1.4.1 葉齡與莖蘗動(dòng)態(tài) 齊苗后，每個(gè)小區(qū)確定5個(gè)苗情記載點(diǎn)，每點(diǎn)選連續(xù)20穴。6月27日開始記載葉齡、株高和莖蘗數(shù)，每7 d調(diào)查一次，各小區(qū)5個(gè)苗情點(diǎn)的平均值作為其結(jié)果。

1.4.2 成熟期測產(chǎn) 采取對(duì)角線三點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)隨機(jī)選取21株測量株距，計(jì)算單位面積穴數(shù)；連續(xù)測定20穴穗數(shù)，計(jì)算單位面積穗數(shù)；根據(jù)有效穗平均值取5穴，計(jì)算每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重，最后測算單位面積理論產(chǎn)量。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，SPSS 17.0進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度處理對(duì)膜下滴灌水稻群體莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

從不同密度處理的群體莖蘗動(dòng)態(tài)示意圖（圖1）可以看出，水稻群體莖蘗動(dòng)態(tài)均呈單峰曲線，不同時(shí)期群體總莖蘗數(shù)隨著密度的增加而增加。進(jìn)一步分析不同密度處理水稻的分蘗發(fā)生特點(diǎn)（表1），3個(gè)密度處理均于8月12日達(dá)到最高苗數(shù)，分別為522萬、620萬、783萬苗/hm2，無效分蘗日消亡速率分別為9.6萬、11.8萬、18.1萬個(gè)/hm2。從最終成穗率來看，密度為210萬苗/hm2處理的水稻成穗率最高，平均為61.2%；密度為300萬苗/hm2處理其次，平均為60.0%；密度為390萬苗/hm2處理最低，平均為51.5%。

2.2 不同密度處理對(duì)膜下滴灌水稻產(chǎn)量的影響

由表2可以看出，密度為390萬苗/hm2時(shí)理論產(chǎn)量最高，平均為10 764 kg/hm2；密度為300萬苗/hm2的理論產(chǎn)量次之，為9 860 kg/hm2；密度為210萬苗/hm2的理論產(chǎn)量最低，為9 140 kg/hm2，處理間差異達(dá)顯著水平。這說明隨著種植密度的增加，膜下滴灌水稻單位面積產(chǎn)量呈增加趨勢。從總穎花量來看，密度為390萬苗/hm2的總穎花量最多，平均為45 576萬朵/hm2，比密度為300萬、210萬苗/hm2的處理分別增加4.7%和18.3%，總體變化趨勢與產(chǎn)量一致。表明在本試驗(yàn)條件下，增加滴灌水稻種植密度能夠獲得較高的單位面積穎花量和產(chǎn)量。

2.3 不同密度處理對(duì)膜下滴灌水稻產(chǎn)量構(gòu)成的影響

進(jìn)一步分析產(chǎn)量構(gòu)成因子差異（表1、表2），從有效穗來看，密度為390萬苗/hm2的處理有效穗最高，達(dá)404萬穗/hm2；密度為300萬苗/hm2的處理其次，為372萬穗/hm2；密度為210萬苗/hm2的處理最低，為320萬穗/hm2。從每穗粒數(shù)來看，密度為210萬苗/hm2的處理每穗粒數(shù)最高，為120.6粒；密度為300萬和390萬苗/hm2的處理分別為117.0粒和112.8粒。從結(jié)實(shí)率來看，密度為210萬苗/hm2的處理結(jié)實(shí)率最高，達(dá)94.9%；密度為300萬苗/hm2的處理結(jié)實(shí)率最低，為90.6%。由此可知，有效穗數(shù)隨著密度增加而增加，每穗粒數(shù)隨著密度增加而減少，結(jié)實(shí)率無明顯規(guī)律，處理間差異達(dá)顯著水平。

2.4 膜下滴灌水稻產(chǎn)量與其構(gòu)成因子的相關(guān)性分析

通過對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的相關(guān)性分析，結(jié)果（表3）表明，產(chǎn)量與有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.978；與每穗粒數(shù)及結(jié)實(shí)率呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.891和-0.019，未達(dá)顯著水平。進(jìn)一步分析產(chǎn)量構(gòu)成因子之間的關(guān)系，有效穗數(shù)與每穗粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.982；結(jié)實(shí)率與每穗粒數(shù)、有效穗數(shù)的相關(guān)性均不顯著。表明在一定范圍內(nèi)，膜下滴灌水稻的產(chǎn)量主要依靠有效穗數(shù)來獲得。

3 討論

3.1 密度明顯提高膜下滴灌水稻有效穗數(shù)

合理的基本苗是建立高光效群體和獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)。郭慶人等[12]研究表明，膜下滴灌水稻只有保證了一定的有效分蘗數(shù)，才能保證產(chǎn)量，宜采用寬膜，一膜二管八行，密度設(shè)置為45萬穴/hm2。試驗(yàn)中，采用了行距21.8 cm，株距10.0 cm的播種模式，密度達(dá)到46.05萬穴/hm2。從總莖蘗數(shù)來看，密度的增加顯著提高了膜下滴灌水稻的總莖蘗數(shù)，但單株分蘗數(shù)呈下降趨勢，密度為210萬、300萬、390萬苗/hm2的單株最高分蘗分別為1.51、1.06、0.98個(gè)/株。從最終總穎花量來看，密度為300萬、390萬苗/hm2的總穎花量達(dá)到45 000萬朵/hm2左右，已具備奪取水稻高產(chǎn)的庫容。從最終有效穗數(shù)來看，各處理有效穗數(shù)隨著密度的增加而增加，而成穗率呈降低趨勢，各處理成穗率均低于70%，與新疆地區(qū)成穗率80%以上差距較大[13]。主要原因是該地膜下滴灌水稻前期分蘗發(fā)生較慢，高位分蘗較多，導(dǎo)致成穗率偏低，這可能與試驗(yàn)?zāi)攴?-7月持續(xù)低溫寡照氣候、滴灌環(huán)境以及分蘗期水漿管理技術(shù)不完善等有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。endprint

3.2 增加密度有利于提高膜下滴灌水稻產(chǎn)量

據(jù)報(bào)道，新疆地區(qū)1.34 hm2的膜下滴灌水稻平均產(chǎn)量為10 933.5 kg/hm2，最高產(chǎn)量達(dá)到12 045.0 kg/hm2[12]。過去幾年，該地滴灌水稻試驗(yàn)點(diǎn)的產(chǎn)量水平一直在9 000 kg/hm2左右，本試驗(yàn)通過提高種植密度，將產(chǎn)量提高至10 500 kg/hm2以上。通過相關(guān)分析，本試驗(yàn)中膜下滴灌水稻產(chǎn)量的提高主要依靠有效穗數(shù)的增加，即更多的基本苗來實(shí)現(xiàn)，而有效穗數(shù)的提高一定程度上降低了每穗粒數(shù)，對(duì)結(jié)實(shí)率的作用不顯著。新疆地區(qū)試驗(yàn)表明，單位面積穗數(shù)和成穗率是膜下滴灌水稻增產(chǎn)的主要原因，每穗粒數(shù)和千粒重對(duì)產(chǎn)量的影響則不顯著[13]。本試驗(yàn)的結(jié)果與新疆地區(qū)一致，不同是該地膜下滴灌水稻有效穗數(shù)高，成穗率偏低，即整個(gè)群體大，無效分蘗多。說明在本試驗(yàn)條件下，膜下滴灌水稻要獲取較高的產(chǎn)量，必須要確保一定的有效穗數(shù)，以攻取大穗作物高產(chǎn)目標(biāo)。

3.3 膜下滴灌水稻的高產(chǎn)途徑

膜下滴灌是一種新穎的水稻栽培方法，具有節(jié)水、節(jié)肥、管理方便等優(yōu)點(diǎn)，是缺水地區(qū)及高沙土地區(qū)一種有效利用水資源的方式[14]。但要達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效的目的，在種植上應(yīng)注意合理控制各項(xiàng)栽培措施等一系列問題。在現(xiàn)有水平下，兼顧成穗率和后期倒伏危險(xiǎn)，宜選擇基本苗300萬/hm2左右，確保最終有效穗370萬/hm2以上，可使該地沙性旱作地區(qū)膜下滴灌水稻獲取更高產(chǎn)量。

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