減氮條件下移栽密度與每穴苗數(shù)對早稻產(chǎn)量形成的影響

劉青峰

(祁陽市長虹街道辦事處農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，湖南 祁陽 426100)

水稻是我國主要的糧食作物，全國60%以上的人口以稻米為主食[1]。保證水稻產(chǎn)量對確保我國糧食安全具有非常重要的意義[2－3]。氮是水稻生長發(fā)育的必需元素，氮肥對提高水稻產(chǎn)量起非常重要的作用，但氮肥也是水稻生產(chǎn)成本的主要投入部分。水稻單產(chǎn)的提高在很大程度上依賴氮肥的大量投入[4]，因此，為提高單產(chǎn)，我國水稻氮肥過量施用的現(xiàn)象普遍[5]。水稻氮肥施用過多，會造成水體污染、溫室氣體排放量增加等一系列問題[6－7]。因此，開展減少氮肥施用，同時能保證產(chǎn)量的水稻栽培方式研究迫在眉睫。許多研究[8－10]表明，通過減氮增密能提高有效穗數(shù)，協(xié)調(diào)穗粒結(jié)構(gòu)，可提高水稻產(chǎn)量。本研究旨在減少氮肥施用的前提下，通過優(yōu)化移栽密度和每穴苗數(shù)的栽培方式來保證早稻產(chǎn)量，為保障我國水稻生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及品種

試驗于2019年3—7月在祁陽市長虹街道光華村5組進(jìn)行，地理坐標(biāo)為111°48′E，26°37′N，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，多年平均氣溫18.2℃、年平均降水量1 276 mm。試驗田土壤基本理化性質(zhì):pH值5.88、有機(jī)質(zhì)20.07 g/kg、堿解氮112.90 mg/kg、有效磷26.25 mg/kg、速效鉀74.00 mg/kg、全氮1.35 g/kg、全磷0.71 g/kg、全鉀10.50 g/kg。品種為陸兩優(yōu)996。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)3個移栽密度和3個每穴苗數(shù)水平。移栽密度為25 cm×11 cm、25 cm×14 cm、25 cm×17 cm，每穴苗數(shù)為2、4、6本，3次重復(fù)，共27個小區(qū)，小區(qū)面積15 m2。播種期為3月25日，移栽期為4月25日。

施氮量為96 kg/hm2，比常規(guī)施氮量(120 kg/hm2)減少20%，分基肥∶分蘗肥∶穗肥＝4∶3∶3比例施用，氮磷鉀肥按N∶P2O5∶K2O＝1∶0.5∶1的比例配施，其中磷肥全部作基肥施用，鉀肥按基肥∶穗肥＝1∶1的比例施用。

除不施用殺菌劑外，其他田間管理按高產(chǎn)栽培措施和當(dāng)?shù)叵x害預(yù)報進(jìn)行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 干物質(zhì)積累

于水稻齊穗期和成熟期從每小區(qū)取生長均勻具有代表性的植株10穴(邊3行除外)，剪去根，齊穗期按莖＋鞘、葉、穗分開，成熟期按莖＋鞘、葉、實粒、空粒、枝梗分開，先105℃殺青30 min，然后75℃烘干至恒重，密封冷卻至室溫后稱量干物質(zhì)量。

收獲指數(shù)＝實粒質(zhì)量/成熟期地上部質(zhì)量×100%。

1.3.2 測產(chǎn)及產(chǎn)量構(gòu)成因素調(diào)查

在每個小區(qū)中央選取面積不小于5 m2的近正方形區(qū)域進(jìn)行取樣測產(chǎn)，稱重記錄的同時用自動數(shù)字水分儀(DMC－700，Seedburo，Chicago，IL，USA)測定稻谷籽粒含水量，并以14%的吸濕水來折算稻谷產(chǎn)量，同時對每小區(qū)的50穴(邊3行除外)穗數(shù)進(jìn)行調(diào)查并換算為單位面積有效穗數(shù)。成熟期，從每小區(qū)取生長均勻、具有代表性的植株10穴(邊3行除外)，在計算穗數(shù)后人工脫粒，用水選法分離實粒和空秕粒，75℃烘干直到質(zhì)量恒定，計算每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒質(zhì)量。

1.3.3 穗部性狀調(diào)查

成熟期，從每小區(qū)取生長均勻具有代表性的植株10穴(邊3行除外)，測量株高，隨機(jī)選取20個稻穗進(jìn)行穗長、一次枝梗、二次枝梗的測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

采用Microsoft Word 2013制表，用Microsoft Excel 2013和Statistix8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，并用LSD法進(jìn)行顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

在減氮條件下，不同移栽密度和每穴苗數(shù)對早稻產(chǎn)量具有顯著性影響。25 cm×11 cm、每穴4本和6本處理的產(chǎn)量較高，產(chǎn)量分別為9 088.5 kg/hm2和8 775.0 kg/hm2，顯著高于其他處理。從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析，25 cm×11 cm、每穴4本和6本處理穗數(shù)最多，達(dá)360穗/m2以上，顯著高于其他處理；25 cm×11 cm、每穴4本和6本處理千粒質(zhì)量最大，達(dá)27.7 g以上；25 cm×11 cm、每穴4本和6本處理結(jié)實率較高，分別為71.7%和74.4%，但與其他處理無顯著性差異。

2.2 穗部性狀

在減氮條件下，不同移栽密度和每穴苗數(shù)對早稻株高和穗長具有顯著影響，對一次枝梗和二次枝梗數(shù)量無顯著影響。25 cm×17 cm、每穴4本處理株高最高，為94.2 cm，顯著高于其他處理；25 cm×14 cm，每穴2本處理穗長最長，為20.7 cm，大于25 cm×17 cm、每穴2本處理，25 cm×14 cm、每穴4本處理，25 cm×11 cm，每穴2、4本處理，未達(dá)顯著水平，但顯著大于25 cm×17 cm、每穴4～6本處理，25 cm×14 cm、每穴6本處理，25 cm×11 cm、每穴6本處理；各移栽密度和每穴苗數(shù)處理下一次枝梗數(shù)為8.3～9.1個，二次枝梗數(shù)為16.5～24.5個。

表1 不同移栽密度和每穴苗數(shù)處理下水稻產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成Table 1 Yield and its yield composition under different transplanting densities and seedlings per hole

表2 不同移栽密度和每穴苗數(shù)處理下水稻株高與穗部性狀Table 2 Plant height and panicle traits under different transplanting densities and seedlings per hole

2.3 干物質(zhì)積累

在減氮條件下，不同移栽密度和每穴苗數(shù)對早稻齊穗前、后干物質(zhì)量、總干物質(zhì)量和收獲指數(shù)有顯著影響。25 cm×11 cm處理總干物質(zhì)量最大，達(dá)1 300 g/m2以上，顯著高于另外兩個密度處理，但是不同苗數(shù)處理間無顯著差異。25 cm×11 cm處理總干物質(zhì)量最大的主要原因是齊穗前干物質(zhì)積累量多。25 cm×11 cm每穴4～6本處理收獲指數(shù)最高，達(dá)0.57以上。

表3 不同移栽密度和每穴苗數(shù)處理下干物質(zhì)積累量與收獲指數(shù)Table 3 Dry matter accumulation and harvest index under different transplanting densities and seedlings per hole

續(xù)表3

3 討論

適宜的基本苗數(shù)是構(gòu)建水稻高產(chǎn)群體的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)水稻高產(chǎn)的關(guān)鍵因素，基本苗數(shù)由移栽密度與單穴苗數(shù)控制。氮素是水稻生長三大營養(yǎng)元素之一，是水稻實現(xiàn)高產(chǎn)最重要的養(yǎng)分因子?！皽p氮增密”通過影響水稻群體的生長發(fā)育，協(xié)調(diào)有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實率等產(chǎn)量構(gòu)成因子從而調(diào)控水稻產(chǎn)量[11]。

前人研究表明，一定程度的“減氮增密”有利于提高水稻產(chǎn)量。朱相成[12]研究表明，氮肥減施造成水稻單產(chǎn)下降可通過提高種植密度進(jìn)行補償，在適宜施氮量下提高密度有助于提高秈稻產(chǎn)量和氮肥利用效率。章起明[13]研究表明，與對照相比，適當(dāng)“減氮增密”保證水稻群體有足夠的有效穗，提高結(jié)實率和干物質(zhì)產(chǎn)量，有利于穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。李思平等[14]研究表明，適當(dāng)?shù)摹皽p氮增密”能增加晚粳稻產(chǎn)量。本研究也有類似結(jié)果，在減氮條件下，25 cm×11 cm、每穴4～6本處理早稻產(chǎn)量較高。本試驗條件下，早稻產(chǎn)量隨移栽密度的增加而增加，25 cm×11 cm移栽密度早稻產(chǎn)量最高。由于插秧機(jī)最大的移栽密度為25 cm×11 cm，所以25 cm×11 cm移栽密度為機(jī)插早稻最適宜的移栽密度。

從產(chǎn)量構(gòu)成分析，減氮條件下，增密處理產(chǎn)量顯著增加的主要原因是有效穗數(shù)顯著增加以及穗粒協(xié)調(diào)性較好，25 cm×11 cm、每穴4～6本較25 cm×17 cm、每穴4～6本有效穗數(shù)增加61.1%～93.8%，穎花數(shù)增加114.2%～127.3%，與徐新朋等[15]、周江明等[16]研究結(jié)果一致。從干物質(zhì)積累分析，減氮條件下，增密處理總干物質(zhì)積累量增加，這與石楠等[17]研究結(jié)果一致。

4 小結(jié)

減氮條件下，移栽密度25 cm×11 cm，每穴4、6本早稻產(chǎn)量最高，分別為9 088.5 kg/hm2和8 775.0 kg/hm2。該移栽密度與苗數(shù)條件下，有效穗數(shù)較多，結(jié)實率較高，千粒質(zhì)量較大，成熟期總干物質(zhì)積累與收獲指數(shù)較高。