拋秧稻田稻株分布對群體產(chǎn)量的影響

Effects of rice plant distribution on population yield in paddy fields with seedling throwing

WU XiaDUAN Shaokun LI Huanqun WANG Xiaohui ZHU Xinghui LI Xumeng （College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha 41Oooo， China）

AbstractTo investigate the efectofrice plant distribution onyield in paddy fields with seedling throwing，the high yieldcultivation techniques of seedling throwing riceand theinfluenceofcrop distributiononpopulation yield were summarized and analyzed.The high yield cultivation techniques of rice sedling throwing include reasonable seedling cultivationand the formationof strong seedling；choosing soil bearingseedlings for throwing planting toensure rice seedlings stand upright； paying atention to even sowing during planting to promotethe robust growth of seedlings and improvetheir quality.In termsof the impact ofcropdistributiononpopulation yield，anappropriatebasic seedling density can enhance rice tillering，increase the number of effctive panicles，and thus improve population yield. Reasonableplantinguniformitycanenableplants to fullyutilizeresourcessuchas light，water，andsoil，reduce competitionbetween individuals and populations，construct reasonable populationdynamics，andthus achieve high rice yields.This article provides a reference for high yield cultivation of seedling throwing rice.

Keywords rice； seedling throwing； non-uniform distribution； population yield

水稻是主要的糧食作物之一，其安全生產(chǎn)對保障糧食安全具有重要意義。為改進(jìn)水稻栽培技術(shù)，相關(guān)學(xué)者在拋秧方面做了較多的探索。拋秧主要有人工和機(jī)拋兩種形式。研究表明，人工拋秧存在分布不成行或不成列等問題，導(dǎo)致秧苗在田間分布雜亂，通風(fēng)透光性差，成穗率低，在一定程度上影響了水稻產(chǎn)量[1-3]。張麗華等[4研究表明，合理提高田間秧苗分布均勻度和秧苗密度能有效提高單位面積產(chǎn)量。拋秧形式下稻株之間形成合適的營養(yǎng)面積，是增加產(chǎn)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，通過合理的拋秧方式實(shí)現(xiàn)秧苗均勻分布，從而達(dá)到足穗、壯株、穗重和飽滿的水稻生產(chǎn)潛力。本文結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，對水稻拋秧非均勻分布下群體產(chǎn)量方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為拋秧稻高產(chǎn)栽培提供參考。

1拋秧稻高產(chǎn)栽培技術(shù)

1.1 育秧

合理的育秧技術(shù)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。戴其根等研究表明，塑料軟盤適宜作拋秧專用材料，并形成了4種育秧基本形式。（1）泥漿濕潤育。常規(guī)塑盤561孔（ 60cm×33cm ），育秧時(shí)間控制在15＼～25d，能培育3＼～6葉的小、中苗（結(jié)合化控）；（2）濕潤土壤育秧。常規(guī)育秧盤，秧齡控制在 15～25d ，能培育3＼～6葉的小、中苗（結(jié)合化控）；（3）早育。常規(guī)塑盤，能延長秧齡至40d左右，培育6＼～7葉的中苗（必要時(shí)結(jié)合化控）；（4）密孔或常規(guī)塑盤育乳苗。采用1320孔塑盤（ 60cm×33cm 或常規(guī)塑盤（561孔），培育秧齡 1.5～1.7 葉的乳苗。劉海英等研究表明，選擇平坦、向陽、土壤肥沃且無雜草和病害的田塊較適宜進(jìn)行濕潤育秧；耕地深度宜保持在 9cm 左右，常規(guī)稻栽插 ，施用 3% 氮磷鉀復(fù)合肥 左右，或者施用尿素 氯化鉀 ；濕潤育秧的秧齡約 27d ，葉齡在7葉左右。孟端禮等研究表明，實(shí)施旱田育秧技術(shù)有利于秧苗快速生長發(fā)育，形成壯苗，且無明顯的返青期。

1.2 立苗

水稻的立苗是拋秧稻必經(jīng)的生育過程，一般拋秧后非直立苗在 70%～100% ，此過程受環(huán)境因素和秧苗素質(zhì)的直接影響。時(shí)祖勝研究表明，旱田育秧、編織布隔層育秧的優(yōu)點(diǎn)在于苗期立苗時(shí)間早，分蘗結(jié)果快、穗數(shù)高、產(chǎn)量好，一定程度上節(jié)省了人力和育秧盤的開支。研究發(fā)現(xiàn)，土球比重越大，苗叢重心越低，立苗效果越好9。說明水稻秧苗在帶土的情況下能更好直立或者傾斜于水田中。秧苗株高以15cm 較為適宜，過高影響立苗，易造成初期倒伏；過低的秧苗根系不發(fā)達(dá)，不易吸收營養(yǎng)物質(zhì)。中孔秧盤培育的秧苗拋秧時(shí)不會(huì)大面積散開，根系穩(wěn)固，苗期立身后的分蘗穗數(shù)較多，產(chǎn)量高[]。秦華東等[1研究表明，秧苗根系帶土拋栽較無土栽培秧苗拋栽效果好，產(chǎn)量較高。

1.3秧苗生長發(fā)育

采用無人機(jī)進(jìn)行拋栽的方式，形成了獨(dú)特的空間布局，使拋秧稻生長發(fā)育具備了一定的生長規(guī)律。秧苗生長發(fā)育受土壤肥力、溫度、水分等影響。同時(shí)秧苗隨機(jī)分布，在形態(tài)器官建成上表現(xiàn)為拋栽至分蘗期出葉速度快，株型松散呈輻射狀；分蘗數(shù)量多，成穗率低；基部節(jié)間短，抽穗后中下部活葉鞘多，莖稈抗折斷能力強(qiáng)；根系發(fā)達(dá)，表層根比重大，生育中后期土壤軟爛狀態(tài)下抗根倒能力弱；各植株間、穴間、莖蘗器官間生育平衡性弱。郭麗華2研究認(rèn)為，壯秧標(biāo)準(zhǔn)為秧齡 18～25d ，葉齡 4.5～5.0 葉，苗高15～20cm ，單株莖基寬 3～4mm ，單株綠葉數(shù) gt;4.0 根系發(fā)達(dá)，孔內(nèi)根土成缽?fù)暾?，葉挺、色綠，無黃葉，無病斑。盧建興3研究表明，拋秧稻生產(chǎn)需注重均勻播撒和改善秧苗質(zhì)量，確保拋栽壯苗，定期進(jìn)行病蟲害防治，確保秧苗素質(zhì)。

拋秧稻栽培通過優(yōu)化群體空間分布和個(gè)體生長環(huán)境，能夠提高光能利用效率和群體生產(chǎn)力。值得注意的是，作物分布格局作為連接栽培措施與群體產(chǎn)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其空間異質(zhì)性直接影響群體內(nèi)部的資源競爭與互補(bǔ)效應(yīng)。因此，深人解析植株空間排列對冠層光分布和物質(zhì)積累的調(diào)控機(jī)制，對完善高產(chǎn)栽培理論具有重要意義。

2作物分布對群體產(chǎn)量的影響

2.1水稻基本苗密度對產(chǎn)量的調(diào)控效應(yīng)

通過調(diào)整基本苗密度可調(diào)節(jié)群體結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)量。在每叢苗數(shù)確定的情況下，增加種植密度即增加單位面積苗數(shù)。種植密度過高時(shí)，每蒐水稻可利用的光能和礦物營養(yǎng)減少，雖然有效穗數(shù)增加，但同時(shí)限制了個(gè)體發(fā)育，易產(chǎn)生小分蘗、結(jié)小穗，導(dǎo)致群體產(chǎn)量下降；種植密度過低時(shí)，基本苗數(shù)量不足，群體結(jié)構(gòu)較差，有效穗減少，導(dǎo)致減產(chǎn)[14]。相關(guān)研究表明，隨著種植密度的增加，單位面積產(chǎn)量呈先增加后下降的趨勢[15-16]。

王志剛等7研究表明，品種甬優(yōu)1540按每叢3棵苗種植，適宜種植密度為15.9萬穴 。鄒丹等[18研究不同穗型品種和移栽密度對再生稻產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，移栽密度為30萬穴 時(shí)，頭季稻分蘗能力強(qiáng)，群體生長速率快，庫容量大，周年產(chǎn)量較高。何海兵等研究認(rèn)為，水稻機(jī)插密度在20.52萬穴 時(shí)能獲得較高產(chǎn)量。趙宏偉等2研究表明，適宜的基本苗密度有利于水稻的強(qiáng)弱勢粒灌漿速率逐漸同步，水稻灌漿速率明顯提升?；久缑芏冗^高或過低均會(huì)導(dǎo)致單位面積穗數(shù)減少、總穎花數(shù)降低，或高峰苗、有效穗數(shù)過多，群體與個(gè)體之間不平衡，最終造成產(chǎn)量下降[21。趙黎明等[22對墾稻24進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果顯示，移栽行株距為 30cm× 10cm 時(shí)有利于水稻干物質(zhì)積累，有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率較高，水稻產(chǎn)量得到提升。嚴(yán)凱等23研究表明，南粳9108的基本苗密度在鹽堿地條件下應(yīng)適當(dāng)提高，以33.3萬穴 移栽時(shí)能有效提升單位面積有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，產(chǎn)量較高。以上研究結(jié)果表明，適宜的基本苗密度對提高水稻產(chǎn)量具有重要作用。

2.2種植均勻度與產(chǎn)量形成的關(guān)系

水稻的種植樣式綜合指標(biāo)包含了種植密度、稻株行距和田間相對位置。群體的整齊度表示群體生長的一致性。植株在田間分配的均勻程度為作物群體均勻度。水稻群體產(chǎn)量由單株有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和粒重3個(gè)主要因素決定。楊利華等24提出蜂巢式布局，即群體中相鄰植株（包括與異行相鄰株）間的距離相等，可將植株田間布局近似蜂巢式的程度定義為植株田間分布均勻度。戴其根等25依據(jù)Dirichlet棋盤形嵌圖劃分出稻穴所占的凸多邊形，根據(jù)稻穴所占凸多邊形幾何特征的變異研究了拋秧稻分布的非均勻程度，分析表明，拋秧稻各穴所占凸多邊形的邊數(shù)、面積、離心值的變異均比人工手插稻大。拋秧水稻秧苗在田間水平上的分布格局總體上呈均勻隨機(jī)型，然而，單位面積苗數(shù)局部變異較大。據(jù)大面積調(diào)查，即使拋秧質(zhì)量較好的田塊，小、中苗拋秧局部地段單位面積的基本苗數(shù)與計(jì)劃值正、負(fù)向差異在0.5＼～1.5倍甚至更多[26]。

在水稻生產(chǎn)上，重視秧苗間的均勻度。均勻度與高效拋秧是矛盾的，具備相對的均勻度能提高拋秧稻的產(chǎn)量，即在合理的條件下，利用水稻生長的自我調(diào)節(jié)補(bǔ)充能力，降低不均勻度對群體生育質(zhì)量的影響[25]。唐承翰等[27研究表明，提高種植均勻度通過促進(jìn)分蘗增加了群體有效分藥數(shù)，同時(shí)增加了群體葉面積指數(shù)，提高了抽穗期上三葉高效葉面積指數(shù)。不同均勻度處理下每穗粒數(shù)無明顯差異，但高均勻度下一次枝梗和二次枝梗的穗重分布更合理。適當(dāng)改善稻株間的均勻度能促進(jìn)水稻分蘗，提高有效穗數(shù)，從而提升群體產(chǎn)量，同時(shí)在一定程度上改善稻米品質(zhì)。Wang等28利用無人機(jī)航拍圖像研創(chuàng)稻穴識(shí)別和位置標(biāo)定算法，根據(jù)稻穴所占多邊形面積的變異系數(shù)定義了稻穴分布的非均勻指數(shù)，結(jié)果表明，4種稻作方式的田間稻穴分布非均勻程度從大到小依次為手工拋秧gt;機(jī)械化拋秧 gt; 機(jī)械化有序拋秧 gt; 機(jī)械化插秧。

3結(jié)語

近年來，隨著各種輕便栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用，稻株田間分布的非均勻情況普遍存在，種植密度過高、行距偏大，會(huì)使植株在田間的生長面積、空間或行株距不理想，造成營養(yǎng)缺失，產(chǎn)量下降；合理改善行距能使稻株更好地吸收光照和養(yǎng)分，提高產(chǎn)能。Maddonni等29對水稻葉片受光情況進(jìn)行研究，結(jié)果表明，在冠層區(qū)間達(dá)到最大葉面積前，較高的植株分布均勻度會(huì)減少光的透過率，形成光照不均勻的現(xiàn)象。Andrade等30研究表明，個(gè)體間行距減少使窄行距內(nèi)光截獲增加，有利于產(chǎn)量增加。Tharp等31研究認(rèn)為，水稻種植的株行距的減少會(huì)增加光合有效輻射。

綜上，本文總結(jié)分析了拋秧稻高產(chǎn)栽培技術(shù)和作物分布對群體產(chǎn)量的影響。為合理安排水稻栽培，品種間的有效營養(yǎng)吸收面積還需進(jìn)一步研究，確定水稻單株適宜占有面積，以改善水稻漏兜、分布不均勻等問題。水稻適宜的基本苗密度可確保栽培技術(shù)的實(shí)用性和適用性。通過數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)和模型分析探究稻株產(chǎn)量性狀與稻株占有區(qū)域的關(guān)系方式，提高田間空間利用率，以實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

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