長江下游地區(qū)不同水稻品種兩種行距下的生長發(fā)育和產(chǎn)量及品質(zhì)特征

衣政偉，王曉兵

(1. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院泰州農(nóng)科所，泰州 225300；2. 泰州市植物保護(hù)植物檢疫站，泰州 225300)

水稻是我國最重要的糧食作物之一，提高水稻單產(chǎn)，對增加農(nóng)民收入和保障我國糧食安全具有重要意義。合理栽插密度可以改善水稻群體環(huán)境、構(gòu)建合理群體結(jié)構(gòu)、提高水稻產(chǎn)量，是高產(chǎn)栽培的關(guān)鍵栽培技術(shù)之一和實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的重要條件[1-2]。不同株行距配置可以直接影響種植密度和田間微氣候環(huán)境，合理的群體結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)拔節(jié)期和成熟期的干物質(zhì)積累，對高產(chǎn)群體創(chuàng)建有促進(jìn)作用[3-5]。利用適宜行距可以構(gòu)建合理群體結(jié)構(gòu)，提高群體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。目前國內(nèi)主流插秧機(jī)行距固定為30 cm，但不同水稻品種的遺傳特性對產(chǎn)量起到關(guān)鍵性的作用，即不同水稻品種獲得高產(chǎn)的最適機(jī)插密度不同[6,15]。根據(jù)不同品種類型水稻的不同特性，選擇適宜行距，掌握插秧密度，可以有效控制用種量，降低生產(chǎn)成本[16]。筆者通過設(shè)計(jì)不同水稻品種和栽插行距的雙因素組合試驗(yàn)，研究其對水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量及品質(zhì)等性狀的影響，以期為水稻品種的選育和高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

本研究參考當(dāng)?shù)厣a(chǎn)上常用的行距，結(jié)合水稻物質(zhì)生產(chǎn)特征，研究了兩個行距對15 種不同類型水稻品種的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)影響，探索不同類型水稻品種構(gòu)建優(yōu)質(zhì)群體結(jié)構(gòu)所需行距水平，為機(jī)插水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018 年在泰州農(nóng)科所試驗(yàn)基地進(jìn)行，該基地距離城區(qū)20 km，田塊平整，交通便利。地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，常年平均氣溫14.5 ℃，年平均積溫5 365.6 ℃，年平均降水量991.7 mm，年平均雨日117 d，年平均日照時數(shù)2 205.9 h，無霜期215 d。作物生長季較長，日平均氣溫高于10 ℃的作物生長期平均為223 d，高于15 ℃喜溫作物生長期172 d。水稻全生育期（5 月21 日—10 月20 日）常年氣候特征為，有效積溫3 780.9 ℃，日照時數(shù)852.5 h，降雨量694.5 mm。前茬為小麥，地力中等，灌排設(shè)施完善。試驗(yàn)地為黏壤土，對試驗(yàn)地土壤理化性狀分析測得總氮2.826 g·kg-1，全磷0.704 g·kg-1，全鉀16.31 g·kg-1，有機(jī)質(zhì)49.73 g·kg-1。

1.2 試驗(yàn)材料

供試品種為蘇墾118、鹽粳13、揚(yáng)粳805、寧粳7 號、南粳0212、淮稻5 號、武運(yùn)粳32 號、鎮(zhèn)稻14、南粳5055、南粳9108、武運(yùn)粳80、豐粳3227、嘉優(yōu)1 號、嘉優(yōu)3 號和甬優(yōu)2640，共計(jì)15 個品種，各品種具體類型見表1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及田間管理

不同水稻品種隨機(jī)排列，每處理種植面積300m2。采用塑盤育秧，6 月3 日浸種，6 月5 日播種，6 月30 日人工移栽，葉齡3.5 葉左右。寬行處理種植規(guī)格為13.3 cm × 30 cm，251 000 穴·hm-2，每穴4 苗，基本苗100.3 萬·hm-2，窄行處理種植規(guī)格為13.3 cm × 25 cm，301 000 穴·hm-2，每穴4 苗，基本苗120.2 萬·hm-2。6 月20 日施復(fù)合肥（N-P2O5-K2O為15-5-15，下同）375 kg·hm-2；7 月1 日施第1 次分蘗肥：46%尿素105 kg·hm-2；7 月15 日施第2 次分蘗肥：46%尿素105 kg·hm-2；8 月3 日施穗肥：復(fù)合肥225 kg·hm-2和46%尿素150 kg·hm-2。前期淺水活棵促分蘗，當(dāng)群體總莖蘗數(shù)達(dá)到穗數(shù)苗80%左右時開始烤田，控制群體高峰苗。此后拔節(jié)至成熟采取干濕交替上水方式。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

測定的農(nóng)藝指標(biāo)主要包括：（1）成熟期時，連續(xù)選取30 穴，調(diào)查測定每穴穗數(shù)，選取30 個穗子測定每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率，數(shù)取1 000 粒谷粒測定千粒重（百分之一天平），并計(jì)算理論產(chǎn)量。（2）取成熟后放置3 個月以上的稻谷測定碾米品質(zhì)，包括糙米率、精米率和整精米率；所有樣本籽粒糙米率使用試驗(yàn)用的礱谷機(jī)（SY88—TH，無錫商隆糧食設(shè)備有限公司，中國）脫殼，樣本精米率使用精米機(jī)（SY88—TRF，無錫商隆糧食設(shè)備有限公司，中國）將糙米粒進(jìn)一步碾磨成精米，整精米率通過從精米中挑選出整精米測得。（3）精米的粒長、粒寬和粒厚用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測得，隨機(jī)選取30 粒米粒測定取其平均值，讀數(shù)精確至0.1 mm。（4）取300 粒米粒，通過計(jì)算各類堊白米粒占總米粒數(shù)比例測得堊白粒率，包括腹白米率、心白米率、背白米率、乳白米率等；堊白面積占總米粒面積大小即為堊白大小，堊白度為堊白粒率與堊白大小的乘積。（5）成熟時每個處理按品字形布局，選3 個點(diǎn)連續(xù)割取4 行，每行50 穴，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和作圖，采用SPSS 18.0 進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水稻品種生育期

行距處理對不同水稻品種生育期無影響（故表中未分別列出）。根據(jù)田間統(tǒng)計(jì)分析（表1）可知，參試品種嘉優(yōu)中科1 號和嘉優(yōu)中科3 號始穗期較其他品種早3 ～ 12 d；齊穗期較其他品種早2 ～ 12 d，南粳5055 始穗期與齊穗期最遲，鹽粳13、揚(yáng)粳805和淮稻5 號次之，其余品種之間差異不大。南粳5055的生育期最長為159 d，甬優(yōu)2640 生育期最短為140 d，生育期變化區(qū)間跨度達(dá)19 d。

表1 不同品種間生育期的比較Table 1 Comparison of growth periods among different varieties

2.2 不同行距處理水稻品種間產(chǎn)量及其構(gòu)成因子

不同行距處理對各水稻品種實(shí)際產(chǎn)量、理論產(chǎn)量及其構(gòu)成因子有顯著影響，實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量變化趨勢基本一致，具體見圖1。行距配置對各水稻品種產(chǎn)量因素影響的差異顯著性各有不同。25 cm行距處理中，穗數(shù)與結(jié)實(shí)率平均值大于30 cm 行距處理，穗粒數(shù)平均值小于30 cm 行距處理，理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量平均值大于30 cm 行距處理，兩者千粒重平均值無差異。兩種行距處理中嘉優(yōu)中科1 號實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量均最高而排名第1 位，嘉優(yōu)中科3 號次之。豐粳3227 在25 cm 行距中排名第3，在30 cm 行距中排名第5，在兩種行距處理中揚(yáng)粳805與武運(yùn)粳32 的產(chǎn)量排名均為倒數(shù)。對照南粳9108 在25 cm 行距中理論產(chǎn)量為9 357.8 kg·hm-2，實(shí)際產(chǎn)量為8 926.8 kg·hm-2排名第5；在30 cm 行距中理論產(chǎn)量為9 247.4 kg·hm-2，實(shí)際產(chǎn)量為8 819.4 kg·hm-2排名第4。另外，蘇墾118 與鎮(zhèn)稻14 號在兩種處理中理論產(chǎn)量也均達(dá)到9 000 kg·hm-2以上。研究發(fā)現(xiàn)，不同行距處理對同一水稻品種影響顯著，行距變大，穗粒數(shù)增加，穗數(shù)和結(jié)實(shí)率變小，說明擴(kuò)大行距可以獲得較高的穗粒數(shù)，而行距擴(kuò)大也會降低穗數(shù)和結(jié)實(shí)率，進(jìn)而影響產(chǎn)量。

圖1 兩種行距下不同水稻品種間產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的比較Figure 1 Comparison of yields and the components among different rice varieties under two kinds of row spacings

2.3 不同行距處理水稻品種間農(nóng)藝性狀特點(diǎn)

由表2 可知，不同行距處理對不同水稻品種農(nóng)藝性狀影響不同，相對于30 cm 行距處理，25 cm行距處理可以使株高、劍葉長和劍葉寬顯著增加，而穗長變化不顯著；兩種行距處理中，不同水稻品種間株高、穗長、劍葉長和劍葉寬等均呈極顯著差異。總的來看，各農(nóng)藝性狀基于基因型的變化概率要大于栽培行距處理。其中，25 cm 行距處理中南粳5055 和南粳9108 水稻株高減小，與總規(guī)律不一致，南粳0212 和嘉優(yōu)中科3 號劍葉長減小，與總規(guī)律不一致。在25 cm 和30 cm 兩種行距處理下，不同水稻基因型其他農(nóng)藝性狀變化基本無明顯規(guī)律，說明兩種行距處理下各品種在農(nóng)藝性狀中的表現(xiàn)受到品種遺傳特性的影響更大。

表2 兩種行距下不同水稻品種間農(nóng)藝性狀特點(diǎn)Table 2 Agronomic characters of different rice varieties under two kinds of row spacings cm

2.4 不同行距下水稻品種碾米與精米外觀品質(zhì)

糙米率、精米率和整精米率是衡量水稻碾米品質(zhì)的重要指標(biāo)，堊白粒率和堊白度是衡量稻米外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)。由表3 可知，兩種人工移載行距處理和不同水稻品種間均使各水稻品種糙米率、精米率和整精米率及其平均值間呈極顯著差異，在25 cm 行距處理下各品種糙米率、精米率和整精米率要小于30 cm行距處理。不同水稻品種間糙米率、精米率和整精米率差異極顯著，說明水稻碾米品質(zhì)受遺傳特性影響更顯著。其中30 cm 行距處理下鹽粳13、寧粳7 號、武運(yùn)粳32 號和南粳5055 等整精米率要顯著大于25 cm 行距處理。不同行距處理對水稻精米外觀品質(zhì)影響較大，從各水稻品種外觀品質(zhì)平均值來看，30 cm行距處理導(dǎo)致堊白米率增大，但可使堊白度減小。在25 cm 和30 cm 兩種行距處理下不同水稻基因型精米外觀品質(zhì)受到品種遺傳特性的影響較大，其中提高行距會使蘇墾118、寧粳7 號、武運(yùn)粳32 號、南粳9108和嘉優(yōu)中科1號等堊白粒率變小。且在25 cm和30 cm兩種行距處理下不同水稻基因型精米外觀品質(zhì)受品種遺傳特性的影響也較大。

表3 兩種行距處理下水稻不同品種碾米品質(zhì)的比較Table 3 Comparison of brown and white rice quality of different rice varieties under the treatments of two kinds of row spacings

2.5 不同行距處理水稻品種農(nóng)藝性狀與稻米品質(zhì)的相關(guān)性

表4 中對角線以下為25 cm 行距處理水稻品種農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量指標(biāo)與稻米品質(zhì)之間的相關(guān)性。相關(guān)分析表明，株高與穗長、劍葉長寬和穗粒數(shù)等呈極顯著正相關(guān)，株高與穗數(shù)、結(jié)實(shí)率等呈極顯著負(fù)相關(guān)，株高與糙米率、精米率和整精米率等呈顯著負(fù)相關(guān)，與其他指標(biāo)相關(guān)性不顯著；穗長與劍葉長寬、穗粒數(shù)、理論產(chǎn)量等呈極顯著正相關(guān)，穗長與穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、糙米率、精米率和整精米率等呈極顯著負(fù)相關(guān)；劍葉長與劍葉寬、穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與穗數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與結(jié)實(shí)率和整精米率呈顯著負(fù)相關(guān)；穗數(shù)與穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與結(jié)實(shí)率、糙米率、精米率和整精米率等呈極顯著正相關(guān)；穗粒數(shù)與結(jié)實(shí)率、糙米率、精米率和整精米率等呈極顯著負(fù)相關(guān)；結(jié)實(shí)率與理論產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與糙米率、精米率和整精米率呈極顯著正相關(guān)；理論產(chǎn)量與糙米率呈顯著負(fù)相關(guān)，與精米率和整精米率呈極顯著負(fù)相關(guān)；糙米率、精米率和整精米率之間呈極顯著正相關(guān)；堊白粒率和堊白度之間呈極顯著正相關(guān)。以上結(jié)果說明25 cm 行距處理對水稻品種農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)等主要指標(biāo)影響顯著。表4 中對角線以上為30 cm 行距處理水稻品種農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量指標(biāo)與稻米品質(zhì)之間的相關(guān)性。相關(guān)分析表明，堊白度與堊白粒率呈極顯著正相關(guān)，與其他指標(biāo)相關(guān)性不顯著；整精米率與穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與千粒重?zé)o顯著相關(guān)性，與其他指標(biāo)呈極顯著負(fù)相關(guān)；精米率與劍葉長呈顯著負(fù)相關(guān)，與千粒重相關(guān)性不顯著，與其他指標(biāo)呈極顯著負(fù)相關(guān)；糙米率與穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與千粒重不相關(guān)，與其他指標(biāo)呈呈極顯著負(fù)相關(guān)；理論產(chǎn)量與穗數(shù)和結(jié)實(shí)率呈極顯著負(fù)相關(guān)，與其他指標(biāo)呈顯著或極顯著正相關(guān)；結(jié)實(shí)率與株高、穗長、劍葉長寬和穗粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)；穗粒數(shù)與穗數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與株高穗長、劍葉長寬等呈極顯著正相關(guān)；穗數(shù)與株高、穗長、劍葉長寬等呈極顯著負(fù)相關(guān)；劍葉寬與株高、穗長和劍葉長等呈極顯著正相關(guān)；劍葉長與株高、穗長呈極顯著正相關(guān)；株高與穗長呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。

表4 不同行距處理水稻農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量指標(biāo)與稻米品質(zhì)指標(biāo)等的相關(guān)性Table 4 Correlation of agronomic traits, yield indexes and rice quality indexes under the treatments of two kinds of row spacings

3 討論與結(jié)論

水稻的群體調(diào)控能力很強(qiáng)，不同類型水稻品種自身的調(diào)控能力不同，所采取的栽插密度也應(yīng)該有區(qū)別。水稻密度可以通過株距和行距來調(diào)控，當(dāng)前以固定行距而調(diào)整株距的研究為主，調(diào)整行距的研究較少。本研究認(rèn)為對不同類型水稻采用不同行距處理可以調(diào)整不同類型水稻生長中后期空間利用情況，以充分挖掘水稻的分蘗力，形成最大穗數(shù)，進(jìn)而獲取最大產(chǎn)量，這對于各類型水稻對光資源的利用和產(chǎn)量形成可能會有一定研究意義。

作物產(chǎn)量主要取決于群體的光截獲能力、群體內(nèi)部光分布特征和光轉(zhuǎn)化效率，而合理高效的冠層結(jié)構(gòu)是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[17]。本研究中，不同水稻品種間生長發(fā)育情況和產(chǎn)量及品質(zhì)各指標(biāo)間呈顯著或極顯著差異，行距30 cm 處理可以顯著增加水稻的株高、劍葉長和劍葉寬，改善作物群體的光分布特征和光轉(zhuǎn)化效率，提高水稻的結(jié)實(shí)率和每穗粒數(shù)，有利于產(chǎn)量的形成。產(chǎn)量受其構(gòu)成因素的綜合影響，而單位面積穗數(shù)也是主要影響因素之一。本研究結(jié)果表明，行距25 cm 處理單位面積內(nèi)的有效穗數(shù)明顯增大。

行距可以構(gòu)造不同的水稻群體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而產(chǎn)生不同水稻群體結(jié)構(gòu)和冠層結(jié)構(gòu)及田間微氣象因子環(huán)境，其中株高、穗數(shù)和劍葉長寬等對群體光照條件會產(chǎn)生影響，本研究中水稻品種間產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和品質(zhì)等相關(guān)指標(biāo)均呈顯著或極顯著差異。冠層結(jié)構(gòu)和群體微氣象因子除受水稻群體構(gòu)成、大氣環(huán)境影響外，還與田間肥水條件有關(guān)[18]。因此，在選取針對某一品種的適宜栽培行距時，還要特別重視對水肥的精確調(diào)控，以構(gòu)建溫濕度和光照均適宜的理想微氣象環(huán)境，這既有利于水稻提高光合產(chǎn)量，也有利于其減輕病蟲害的發(fā)生。移栽密度作為水稻栽培的主要調(diào)控措施，針對不同品種的株型特征確定適宜栽插行株距規(guī)格，對于提高水稻群體質(zhì)量和改善冠層內(nèi)部溫濕度和光照條件均具有重要意義。

本研究通過對不同行距下水稻品種的同田對比試驗(yàn)，綜合考慮兩種行距下各品種的農(nóng)藝性狀、豐產(chǎn)性、加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)及其在當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)性，為篩選出適宜全市推廣的水稻品種資源提供了一定科學(xué)依據(jù)。合理的行距配置方式可以提高有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、整精米率及改善稻米外觀品質(zhì)等，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)。本研究中，25 cm 行距處理下的豐粳3227、鎮(zhèn)稻14、蘇墾118、嘉優(yōu)1 號、嘉優(yōu)3 號和甬優(yōu)2640 等品種產(chǎn)量較高，經(jīng)濟(jì)性狀突出；甬優(yōu)2640 采用30 cm 行距效果更好，南粳9108 采用25 cm 與30 cm 均可。配套栽培技術(shù)培育壯秧，適期早栽，以種定距，控制高峰苗，精確調(diào)節(jié)水肥。