不同基本苗對早稻分蘗和產(chǎn)量形成的影響

劉馬養(yǎng)，彭云昌，楊 陽，徐慶國

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙410128）

湖南作為水稻主產(chǎn)區(qū)，其水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的保證對中國糧食安全具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。據(jù)報(bào)道［1］，湖南早稻生產(chǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)有效穗數(shù)不足現(xiàn)象，主要原因是基本苗不夠和每株分蘗數(shù)不多，特別是在5月氣溫比較低的年份，常出現(xiàn)“低溫不發(fā)”現(xiàn)象。水稻合理密植作為提高水稻產(chǎn)量行之有效的農(nóng)藝措施，不僅可充分發(fā)揮水稻較強(qiáng)的分蘗與群體自身調(diào)節(jié)能力的特性，減少水稻群體內(nèi)行間、株間生長競爭，避免前期生長過于繁茂，達(dá)到單位面積理想穗數(shù)，而且還保證稻田能充分利用光能，積累較多的有機(jī)物質(zhì)，達(dá)到水稻高產(chǎn)的目的［2］。

水稻合理密植主要包括合理的每蔸基本苗數(shù)、單位面積蔸數(shù)和行株距配置方式等3個方面［3］。劉文祥等［4］研究表明，密度和栽插苗數(shù)兩者互作效應(yīng)對早稻產(chǎn)量影響極顯著，其栽插苗數(shù)與產(chǎn)量呈拋物線關(guān)系，產(chǎn)量隨著栽插苗數(shù)的增加呈先增后降趨勢。另有研究表明［5］，常規(guī)粳稻機(jī)插的栽插苗數(shù)對產(chǎn)量的影響大于栽插密度的影響，以每穴4苗左右最有利于水稻高產(chǎn)的形成。水稻合理密植獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵又在于群體對光能截獲水平能否充分發(fā)揮水稻光合生產(chǎn)潛能［6～8］。合理的密度和栽插苗數(shù)主要通過調(diào)控和優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)，達(dá)到延長功能葉壽命，提高群體光合效率的目的［4］。前人在單位面積移栽穴數(shù)方面做了大量工作，而對每穴移栽苗數(shù)研究較少，同時(shí)對于雜交稻與常規(guī)稻在同一栽培模式下不同移栽苗數(shù)對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響報(bào)道也較少。為此，本研究選用目前湖南生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的兩系雜交早稻品種陵兩優(yōu)211與常規(guī)早稻品種湘早秈6號，在相同栽培模式和肥水管理?xiàng)l件下，測定不同基本苗數(shù)處理的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素等指標(biāo)的差異，以篩選出適合本地區(qū)栽培水稻品種的適宜移栽基本苗數(shù)，為湖南水稻大面積生產(chǎn)及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料采用2個早稻品種：兩系雜交稻品種陵兩優(yōu)211，常規(guī)稻品種湘早秈6號。

試驗(yàn)田位于瀏陽市沿溪鎮(zhèn)湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研綜合基地，土壤pH為5.4±0.3。耕地全部通過了田園化改造為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，機(jī)耕水泥道路相聯(lián)通。土壤肥力中等，排灌方便。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年3～7月湖南早稻生產(chǎn)季進(jìn)行。試驗(yàn)為不同品種與不同基本苗數(shù)雙因素試驗(yàn)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。雜交早稻品種陵兩優(yōu)211（A）設(shè)置AT1（1苗/穴）、AT2（2苗/穴）、AT3（4苗/穴）、AT4（6苗/穴）等4個處理；常規(guī)早稻品種湘早秈6號（B）設(shè)置BT1（1苗/穴）、BT2（2苗/穴）、BT3（4苗/穴）、BT4（8苗/穴）等4個處理。整個試驗(yàn)共設(shè)置8個處理，3次重復(fù)，24個小區(qū)，小區(qū)面積16 m2。

2019年3月30日播種，硬盤育秧，秧齡26 d，于4月25日移栽。株行距20 cm×20 cm，每小區(qū)400蔸。試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)保護(hù)行，小區(qū)間留走道和灌、排水溝。各小區(qū)總施肥量相同，全生育期施肥量為純N 159.5 kg/hm2，P2O586.25 kg/hm2，K2O 93.75 kg/hm2。具體施肥種類與施肥量：尿素343.75 kg/hm2，過磷酸鈣718.75 kg/hm2，氯化鉀156.25 kg/hm2。其中，尿素109.38 kg/hm2、氯化鉀93.75 kg/hm2于移栽后5～7 d追施。田間灌溉方法采用深水活蔸，淺水分蘗，濕潤長穗，干濕壯籽。人工除草，不使用化學(xué)除草劑。按當(dāng)?shù)夭∠x測報(bào)進(jìn)行病蟲防治，用足水量，不打高殘留藥劑。湘早秈6號于7月14日收獲，全生育期106 d；陵兩優(yōu)211于7月17日收獲，全生育期109 d。

1.3 觀測項(xiàng)目

（1）莖蘗動態(tài)。每小區(qū)設(shè)2個調(diào)查點(diǎn)，每點(diǎn)定5蔸，移栽后7 d秧苗活蔸返青的分蘗初期開始，每隔3 d調(diào)查1次莖蘗數(shù)。

（2）葉面積指數(shù)。各小區(qū)于分蘗期和乳熟期分別取代表性植株2蔸，測定葉面積指數(shù)。單片綠葉面積=葉長×葉寬÷1.4，葉面積指數(shù)=每蔸綠葉面積（cm2）×每公頃蔸數(shù)÷108。

（3）葉片SPAD值。各小區(qū)于乳熟期選前、中、后3個調(diào)查點(diǎn)，每個調(diào)查點(diǎn)取植株2蔸，每蔸取1片水稻劍葉，利用SPAD-502葉綠素儀測定水稻劍葉前、中、后3個部分的SPAD值，求其總平均值即為相應(yīng)處理葉片SPAD值。

（4）干物質(zhì)量。各小區(qū)于成熟期隨機(jī)取樣3蔸，洗凈泥土，分為根、莖葉和谷穗，于105℃殺青30 min，再經(jīng)80℃烘干至恒重后稱重。

（5）產(chǎn)量測定及室內(nèi)考種。各小區(qū)在成熟收獲前隨機(jī)取樣3蔸，進(jìn)行室內(nèi)考種。成熟時(shí)全部收割，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2019錄入和作圖，采用SAS 9.4中Mixed model軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本苗對早稻莖蘗動態(tài)的影響

由圖1可知，兩個供試水稻品種不同基本苗處理均無明顯的分蘗高峰期，可能受湖南省2019年5月氣溫較低的影響，早稻分蘗出現(xiàn)“低溫不發(fā)”現(xiàn)象。雜交早稻品種陵兩優(yōu)211不同基本苗處理均在移栽后31 d分蘗增長速度開始放緩，其中AT3和AT4處理的分蘗數(shù)在移栽后43 d達(dá)到高峰，然后開始逐漸下降，AT1和AT2處理在移栽后49 d出現(xiàn)相同狀態(tài)。早稻品種湘早秈6號除BT4基本苗處理的分蘗增長速度在移栽后21 d開始增長緩慢，其余3個處理的分蘗增長速度與雜交早稻品種陵兩優(yōu)211所有處理一致。此外，BT3和BT4處理莖蘗數(shù)在移栽后40 d左右開始出現(xiàn)下降趨勢，移栽54 d后趨于平緩，BT1和BT2處理莖蘗數(shù)先緩慢增長至移栽后54 d均未出現(xiàn)下降趨勢。

圖1 不同基本苗處理的兩個早稻品種莖蘗動態(tài)Fig.1 Tillering dynamics of two early rice cultivars under different basic seedlings treatments

2.2 基本苗對早稻葉面積指數(shù)的影響

兩個供試早稻品種在水稻分蘗期的葉面積指數(shù)與其移栽基本苗數(shù)呈正相關(guān)，在乳熟期則與栽插基本苗數(shù)呈負(fù)相關(guān)。雜交早稻陵兩優(yōu)211分蘗期的4個處理間的葉面積指數(shù)差異達(dá)到顯著水平，以AT4處理的最高，較AT1、AT2、AT3的分別增加了181.45%、57.16%、17.79%；湘早秈6號以BT4處理的葉面積指數(shù)最高，與其它處理差異均達(dá)到顯著水平，增幅分別為339.27%、83.12%、40.64%；說明增加移栽基本苗有利于分蘗期水稻葉面積指數(shù)的增加。陵兩優(yōu)211在乳熟期的葉面積指數(shù)以AT1處理為最高，但處理間無顯著差異；湘早秈6號各處理的葉面積指數(shù)大小依次為BT1＞BT3＞BT4＞BT2，以BT1處理的葉面積指數(shù)最高，為2.189，其與BT3處理無顯著差異，與BT2和BT4處理的差異達(dá)顯著水平（表1）。

2.3 基本苗對早稻葉片SPAD值的影響

由表1可知，兩個供試早稻品種乳熟期葉片SPAD值均以1苗/穴處理最高，且隨著移栽基本苗數(shù)的增加，兩個供試早稻品種葉片SPAD值相應(yīng)降低，兩個早稻品種葉片葉綠素相對含量也相應(yīng)降低。陵兩優(yōu)211的葉片SPAD值以AT1處理最高，為42.0，與AT4處理的差異達(dá)到顯著水平，與其他兩個處理無顯著差異。湘早秈6號的葉片SPAD值以BT1處理最高，為41.9，與其他3個處理的差異達(dá)到顯著水平。

表1 不同基本苗處理的早稻葉面積指數(shù)、SPAD值和成熟期干物質(zhì)量Table 1 Leaf area index and SPAD value of early rice cultivars under different basic seedlings treatments

2.4 基本苗對早稻成熟期干物質(zhì)量的影響

表1顯示，陵兩優(yōu)211的地下部分和地上部分干物質(zhì)量均以AT3處理的最高，該處理的地下部分干物質(zhì)量與AT1、AT4處理的差異達(dá)到顯著水平，其增幅分別為37.13%、12.84%，但與AT2處理的差異未達(dá)顯著水平。該結(jié)果表明該雜交早稻的地下部分干物質(zhì)量的變化趨勢為隨移栽基本苗增加先增高后降低。陵兩優(yōu)211的地上部分干物質(zhì)積累與其地下部分的變化趨勢相似，其大小依次為AT3＞AT4＞AT1＞AT2，AT3處理的地上部分干物質(zhì)量與AT1、AT2處理的差異達(dá)到顯著水平。湘早秈6號的地下部分干物質(zhì)量與其移栽基本苗數(shù)呈正相關(guān)，其大小變化趨勢為BT1＜BT2＜BT3＜BT4，BT4處理與BT1處理的差異達(dá)到顯著水平，而與BT2、BT3處理的差異未達(dá)顯著水平。湘早秈6號的地上部分干物質(zhì)量變化趨勢與陵兩優(yōu)211相似，隨著移栽基本苗數(shù)的增加，其地上部分干物質(zhì)量先增高后降低，以BT3處理的4696.70 kg/hm2最高，與其他3個處理的差異達(dá)到顯著水平。

2.5 基本苗對早稻產(chǎn)量構(gòu)成因素和產(chǎn)量的影響

兩個供試早稻品種的產(chǎn)量受移栽基本苗數(shù)的影響較大，在一定范圍內(nèi)，其產(chǎn)量隨基本苗數(shù)的增加而呈遞增的趨勢。雜交早稻品種陵兩優(yōu)211的產(chǎn)量以AT4處理的5604.17 kg/hm2最高，其與AT1、AT2處理的差異達(dá)到顯著水平，與AT3處理的差異未達(dá)顯著水平，其增幅依次為16.20%、10.25%、1.32%。早稻品種湘早秈6號的產(chǎn)量大小關(guān)系為BT3＞BT1＞BT4＞BT2，以BT3處理的3265.42 kg/hm2最高，與BT2處理差異達(dá)到顯著水平，與BT1、BT4差異不顯著。兩個供試早稻品種的有效穗數(shù)的變化趨勢與其產(chǎn)量的變化趨勢一致。陵兩優(yōu)211的有效穗數(shù)大小依次為AT4＞AT3＞AT2＞AT1，以AT4處理的469.44萬穗/hm2最高，處理間的差異均未達(dá)顯著水平。湘早秈6號的有效穗數(shù)大小依次為BT4＞BT1＞BT3＞BT2，以BT4處理的394.44萬穗/hm2最高，其與BT2處理差異達(dá)到顯著水平，與BT1、BT3處理差異未達(dá)到顯著水平（表2）。不同基本苗、不同早稻品種的每穗實(shí)粒數(shù)、每穗總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的變化趨勢與其產(chǎn)量的變化趨勢相反，即隨著基本苗數(shù)的增加而呈減少趨勢。兩個早稻品種處理間的千粒重差異不大，均未達(dá)顯著水平，表明早稻品種的千粒重受其品種遺傳特性影響較大。

表2 不同基本苗處理的早稻產(chǎn)量構(gòu)成因素和產(chǎn)量比較Table 2 Comparison of yield components and yield of early rice cultivars under different basic seedlings treatments

本研究結(jié)果顯示，與常規(guī)早稻相比，隨著移栽基本苗數(shù)的增加，雜交早稻產(chǎn)量的最大增長幅度比常規(guī)早稻小，雜交早稻的最大增長幅度為16.20%；而常規(guī)早稻的為21.79%，表明基本苗對常規(guī)早稻產(chǎn)量的影響更大。雜交早稻有效穗數(shù)最大增長幅度為17.36%，常規(guī)早稻為36.54%，說明無論雜交早稻還是常規(guī)早稻，其有效穗數(shù)都隨著移栽基本苗的增加而呈增加趨勢，且常規(guī)早稻的最大增長幅度大于雜交早稻。雜交早稻的每穗實(shí)粒數(shù)的最大降低幅度為18.15%，明顯低于常規(guī)早稻的21.72%，表明常規(guī)早稻每穗實(shí)粒數(shù)的下降趨勢更明顯，而在每穗總粒數(shù)上雜交早稻的最大降幅為25.93%高于常規(guī)早稻的21.87%。雜交早稻結(jié)實(shí)率的最大下降幅度為7.38%，常規(guī)早稻的最大下降幅度為6.00%，差異并不明顯，且雜交早稻與常規(guī)早稻千粒重的差異并不大，表明早稻品種的結(jié)實(shí)率和千粒重受其品種遺傳特性的影響較大。

3 討論

3.1 水稻莖蘗動態(tài)

水稻莖蘗的消長動態(tài)對水稻的成穗率及單位面積穗數(shù)有直接影響，并最終影響產(chǎn)量。本研究發(fā)現(xiàn)，莖蘗數(shù)的增加明顯受移栽苗數(shù)的影響，當(dāng)移栽基本苗數(shù)達(dá)到6～8苗/穴時(shí)，無論雜交早稻還是常規(guī)早稻，每穴莖蘗數(shù)明顯多于移栽基本苗數(shù)1～4苗/穴的，且較早達(dá)到分蘗高峰，當(dāng)達(dá)到一定莖蘗數(shù)后，受光照、水肥、空間等條件的限制，分蘗數(shù)不再增加；1～4苗/穴處理因基本苗數(shù)較少，其分蘗高峰相對不太明顯，因其生長空間大，光照水肥條件較好，仍繼續(xù)分蘗，這與水稻個體與群體生長相協(xié)調(diào)理論一致，這一結(jié)論與曹志等［1］研究結(jié)果相似。本研究因受湖南省2019年4～5月低溫的影響，早稻分蘗出現(xiàn)“低溫不發(fā)”的現(xiàn)象，沒有明顯的分蘗高峰期。侯玉虹等［9］研究表明，水稻分蘗發(fā)生的最適溫度范圍為30～32℃，低于15～16℃或高于38～40℃均不利于分蘗發(fā)生，日均溫降至15℃以下時(shí)分蘗會停止發(fā)生，也解釋了早稻分蘗出現(xiàn)“低溫不發(fā)”且無明顯的分蘗高峰期的現(xiàn)象。朱德勝等［10］指出，應(yīng)根據(jù)葉齡、綜合氣候及栽培因子等多因素建立合理的水稻莖蘗消長動態(tài)模型，及時(shí)掌握群體莖蘗動態(tài)，根據(jù)莖蘗動態(tài)采取相應(yīng)的調(diào)控措施，促使群體向最佳莖蘗動態(tài)發(fā)展，提高有效分蘗數(shù)，以達(dá)到高產(chǎn)的目標(biāo)。

3.2 水稻葉片光合能力

葉片是水稻進(jìn)行光合作用和呼吸作用的主要器官，在水稻產(chǎn)量中，只有5% ～10%的物質(zhì)來自根部吸收的營養(yǎng)物質(zhì)，而90% ～95%的物質(zhì)來自葉片光合作用的產(chǎn)物［11］。葉面積指數(shù)的大小決定了作物的光能截獲率和光合作用面積，從而決定了作物干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量。本研究結(jié)果表示，水稻分蘗期的葉面積指數(shù)隨移栽苗數(shù)增加而增加，這一結(jié)果與隋鑫等［12］的結(jié)果相一致。在乳熟期的葉面積指數(shù)隨移栽苗數(shù)增加而降低，且同時(shí)期葉片SPAD值的變化趨勢與其相一致，可能原因在于隨著移栽苗數(shù)的增加，水稻群體過大，籽粒灌漿對光合產(chǎn)物和氮素有大量的需求，葉片中的光合產(chǎn)物和氮素的轉(zhuǎn)移是不可避免的，這種轉(zhuǎn)移造成了葉片葉綠素相對含量的減少以及葉片的衰亡，這一過程也被Sinclair等［13］描述為“自我消亡”。而移栽苗數(shù)少則籽粒灌漿所需的光合產(chǎn)物和氮素要求不高，葉面積指數(shù)和葉片SPAD值在后期仍能保持較高的水平。

3.3 水稻干物質(zhì)積累

干物質(zhì)積累是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，水稻籽粒產(chǎn)量的高低與干物質(zhì)的增長速率和累積速率關(guān)系密切。從總體上看，水稻干物質(zhì)累積主要受三方面的影響：一是生物學(xué)本身遺傳特性的制約；二是環(huán)境條件，主要是氣象條件的作用；三是農(nóng)業(yè)技術(shù)措施和水平的影響。從本研究結(jié)果看，無論是雜交早稻還是常規(guī)早稻，其地下部分和地上部分干物質(zhì)量均以移栽苗數(shù)4苗/穴的為最高，可能原因是水稻群體對環(huán)境資源等自我調(diào)節(jié)功能較強(qiáng)，以致干物質(zhì)累積達(dá)到最大程度；也說明移栽苗數(shù)過少，不能有效利用土地、溫光及肥水資源，因而用于自身干物質(zhì)累積的養(yǎng)分吸收轉(zhuǎn)運(yùn)供給能力不足，也導(dǎo)致水稻群體生長量不足；移栽苗數(shù)過多，在有限的環(huán)境資源條件下，則易造成用于干物質(zhì)積累的養(yǎng)分緊張，導(dǎo)致自身干物質(zhì)累積量不足。這一結(jié)果與曹志等［1］研究結(jié)果相似，但其移栽苗數(shù)處理設(shè)置不夠，如繼續(xù)加大每穴移栽苗數(shù)，超過水稻群體的自我調(diào)節(jié)能力，可能取得差異明顯且與本試驗(yàn)相一致的結(jié)果。

3.4 水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

本研究結(jié)果表明，兩個供試早稻品種的4個基本苗處理的產(chǎn)量基本上隨基本苗數(shù)的增加而增加，這與沈崇操等［14］和曹志等［1］研究結(jié)果相似，但其增產(chǎn)幅度未達(dá)顯著水平。另外，隨著基本苗數(shù)的增加，其有效穗數(shù)呈增加趨勢，每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率均呈下降趨勢，但千粒重差異不明顯，這些結(jié)果與蘇利英等［15］、王軍等［16］的研究結(jié)果基本一致，表明供試2個早稻品種的產(chǎn)量提高主要依靠每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重的增加。