密度对滨海稻区机插水稻光合特性及产量的影响

隋鑫+付立东+王宇+吕小红+李旭+任海

摘要： 以水稻品种花粳22、盐粳1202为材料，研究滨海稻区机插水稻不同移栽密度对不同品种的光合特性及产量的影响。结果表明，随着移栽密度的加大，2个品种叶片的叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率会相对随之下降，但胞间CO2浓度表现出相反的趋势。移栽密度对机插水稻的结实率、千粒质量影响差异不明显，对单位面积有效穗数、每穗总粒数、单位面积颖花量影响差异显著。花粳22以B2处理单产最高，为10.86 t/hm2，比 B1、B3处理分别增产 11.38%、7.73%；盐粳1202以C2处理单产最高，为9.68 t/hm2，比 C1、C3处理分别增产8.4%、1.5%。

关键词： 移栽密度；水稻；机插；群体；产量

中图分类号： S511.04 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2016）03-0091-03

机械化插秧已成为现代稻作简化栽培的发展方向，具有降低劳动强度、增加水稻种植户经济收入等优点，在一定程度上缓解了农村劳动力紧缺的现状[1]。水稻栽插密度直接影响水稻的生长发育及产量。机插水稻适宜的移栽密度是高光效群体发展建立的起点，确定合理的移栽密度能够使水稻穗、粒的增产作用得到充分发挥，又可以大大削弱并进一步控制水稻生育过程中各个影响因子间相互影响而表现出的减产效应，进而获得高产[2-3]。众多学者就栽培密度对水稻的影响方面开展了大量研究，研究结果认为水稻栽培密度与光能和地力有直接关系，如果密度适宜，光能和地力便可充分有效利用，直接影响到水稻群体结构，使个体正常发育，群体协调发展，并协调产量构成因素，从而提高产量[4-5]。随着水稻新品种的不断出现，传统手插秧技术已不能满足生产需求，为了进一步挖掘水稻群体生产潜力，本研究主要针对机插水稻生产的需要，选择了滨海稻区2个水稻新品种花粳22、盐粳1202，通过设置不同机械移栽密度试验，以期明确辽宁滨海稻区机插水稻新品种最适宜的机插密度，为当地稻区机插水稻配套栽培技术提供相关技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地基本情况 试验于2015年在辽宁省盘锦市大洼县三角洲试验基地进行。试验土壤为滨海盐渍型水稻土，耕层土壤0～16 cm，有机质含量2.465 g/kg、全氮含量 0.147 g/kg、碱解氮含量96.419 mg/kg、速效磷含量 16.197 mg/kg、速效钾含量 231.792 mg/kg、全盐含量0.178 g/kg，pH值7.83。

1.1.2 材料 供试品种为花粳22、盐粳1202，是辽宁省盐碱地利用研究所进行中试的水稻新品种。花粳22是以04F1-40为母本、04F1-1为父本，后代按系谱法进行有性杂交选育的水稻新品种。盐粳1202是以68为母本、柴稻为父本，进行有性杂交，后代按系谱法选育的水稻新品种。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验采用机械插栽方式，每穴栽插约4棵苗，2个品种移栽密度分别设低、中、高3个处理，其中花粳22标记为低密度B1处理71.4万株/hm2（行距30 cm、株距18 cm）、中密度B2 处理83.9万株/hm2（行距30 cm、株距16 cm）、高密度B3处理95.3万株/hm2（行距30 cm、株距14 cm）；盐粳1202标记为低密度C1处理71.4万株/hm2（行距30 cm、株距18 cm）、中密度C2处理83.9万株/hm2（行距30 cm、株距16 cm）、高密度C3处理95.3万株/hm2（行距30 cm、株距14 cm），随机排列，3次重复。小区长21.0 m，宽6.0 m，面积126.0 m2。

1.2.2 试验实施 在旋耕整地基础上，采用机械水耙整平土地。做到田平底实，无残茬，埋茬深度在3 cm以上，高低差控制在2～4 cm，结合化学除草沉实4～7 d，泥浆深度控制在 5～10 cm。采用工厂化水稻培育壮秧技术，4月15日播种，播种量为100 g/盘（干种）。不同处理氮肥、磷肥、钾肥施入量分别为277.5、112.5、52.5 kg/hm2。旋耕整地前施入一次性基肥，基肥为大地丰水稻缓释复混肥10 126 kg/hm2，分蘖肥于水稻5.5～6.0、7.5～8.0叶龄期施入尿素63、84 kg/hm2，穗肥于水稻11.5叶龄期施入尿素75 kg/hm2。防治病虫草害及其他田间管理措施按常规进行。

1.3 测定内容与方法

1.3.1 叶绿素含量 水稻分蘖初期每个处理选择15株长势相对一致的主茎挂牌标记，采用SPAD-502叶绿素仪测定功能叶基部2/3的非叶脉处的SPAD值。分蘖期、拔节期定株测定水稻上3叶叶绿素含量，齐穗期测定上2叶叶绿素含量，成熟期测定剑叶叶绿素含量。

1.3.2 光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率 采用LI-6400（LI-COR Inc.USA）便携式光合测定仪测定。于分蘖期、拔节期、抽穗开花期、齐穗期测定水稻剑叶的叶片中部，测定时间为09：00—11：00，不同处理测定10次。

1.3.3 产量构成与产量 于成熟期不同处理选取具有代表性的植株10穴，调查10穴穗数后取中间的5穴，进行室内考种，测定平均株高、穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量等。实脱后计算单产。

2 结果与分析

2.1 密度对机插水稻叶绿素含量（SPAD值）的影响

水稻50%以上的碳水化合物来自叶片的光合作用，光合作用对叶绿素含量的转换、传递及吸收起到重要作用，改善水稻叶片叶绿素含量可以有效提高产量。水稻的叶绿素含量也因品种和生育期而异，拔节期至成熟期不同处理间差异显著。从表1可以看出，分蘖期花粳22的SPAD值以B2处理最高，为44.18，与其他处理间差异不显著；盐粳1202以C1处理最高，为42.54；拔节期至齐穗期2个品种叶绿素含量随着移栽密度的增加而呈现降低趋势；成熟期花粳22的SPAD值以B1处理最高，为19.23，比B2、B3处理分别增加了7.6%、206%；盐粳1202以C1处理最高，为17.02，比C2、C3处理分别增加了11.0%、12.3%。表明移栽密度过大，水稻群体叶绿素含量降低。

2.2 密度对机插水稻光合速率的影响

水稻光合作用是限制水稻高产的重要原因之一，水稻光合产物日变化因环境和内部生理等因子变化而有很大差别。从表2可以看出，分蘖期至拔节期不同密度对水稻群体光合速率的影响差异显著，水稻光合速率随着移栽密度增加基本呈下降趋势。花粳22拔节期至齐穗期，不同处理光合速率表现为B1>B2>B3，齐穗期以B1处理最高，为23.49 μmol/（m2·s），比B2、B3处理分别高出了5.0%、12.2%；盐粳1202拔节期以C2处理最大，其次为C1、C3处理。拔节期至齐穗期不同处理光合速率表现为C1>C2>C3，齐穗期以C1处理最高，为24.27 μmol/（m2·s），比C2、C3处理分别高出5.0%、12.4%。表明移栽基本苗的增加不利于水稻光合速率的提高。

2.3 密度对机插水稻气孔导度的影响

气孔导度的大小可控制水稻的水分流失，它可随着外部环境的变化而变化。从表3可以看出，分蘖期移栽密度对水稻气孔导度的影响不同处理间差异显著，不同处理均表现为B2>B1>B3，C1>C2>C3，其中，分蘖期花粳22气孔导度以B2处理最高，为0.513 mol/（m2·s）；盐粳1202品种以C1处理最高，为0.465 mol/（m2·s）。齐穗期花粳22气孔导度以B1、B2处理最高，为22.37 mol/（m2·s），比B3处理高出了5.2%；盐粳1202以C1处理最高，为0.220 mol/（m2·s），比C2、C3处理分别高出了0.5%和0.92%。由此可见，移栽基本苗对水稻群体气孔导度影响较小，各处理间差异不显著。

2.4 密度对机插水稻胞间CO2浓度的影响

CO2是水稻进行光合作用的重要原料之一，CO2浓度增加会使光合速率加快，能够促进水稻的生长发育。移栽密度对水稻胞间CO2浓度的影响，不同处理间差异显著。从表4可以看出，拔节期、抽穗开花期、齐穗期2个品种的胞间CO2浓度不同处理表现为B3>B2>B1；C3>C2>C1。分蘖期花粳22胞间CO2浓度以B1处理最高，为222.30 μmol/mol；盐粳1202以C2处理最高，为217.61 μmol/mol。齐穗期花粳22胞间CO2浓度以B3处理最高，为204.91 μmol/mol，比B1、B2处理分别高14.1%、7.05%；盐粳1202以C3处理最高，为198.35 μmol/mol，比C1、C2处理分别高16.8%、11.4%。表明水稻群体胞间CO2浓度随着移栽密度加大而逐渐升高。

2.5 密度对机插水稻蒸腾速率的影响

蒸腾作用是水稻保持水分和养分吸收、传输和维持体温的重要途径。水稻叶片的蒸腾速率与温度、湿度以及气孔导度均有一定相关性。从整个生育期来看，随着移栽密度的增加蒸腾速率也逐渐下降。从表5可以看出，分蘖期、抽穗开花期、齐穗期2个品种的蒸腾速率不同处理间变化趋势基本一致，处理间差异不显著。分蘖期至齐穗期处理间蒸腾速率表现为B1>B2>B3，C1>C2>C3，分蘖期花粳22蒸腾速率以B2处理最高，为5.85 mmol/（m2·s）；盐粳1202以C1处理最高，为5.78 mmol/（m2·s）。齐穗期花粳22蒸腾速率以B1处理最高，为2.92 mmol/（m2·s），比B2、B3处理分别高2.5%、4.7%；盐粳1202以C1处理最高，为2.90 mmol/（m2·s），比C2、C3处理分别高1.4%、6.2%。

2.6 密度对机插水稻产量及其构成因素的影响

单位面积的总颖花量、结实率和千粒质量是影响水稻产量的重要因素。从产量构成来看，移栽密度对单位面积收获穗数、颖花量和产量影响较大，不同处理间差异显著。从表6可以看出，2个品种的单位面积收获穗数随着移栽密度的增加而增加，其中花粳22单位面积收获穗数以B2处理最高，为382.65万穗/hm2，其次为B3、B1处理；盐粳1202以C3处理最高，为376.35万穗/hm2，其次为C3、C1处理。总颖花量花粳22以B2处理最高，为465.64 ×106朵/hm2，比B1、B3处理分别增加了12.23%、7.10%；盐粳1202以C2处理最高，为414.02 ×106朵/hm2，比C1、C2处理分别增加了8.4%、157%。结实率花粳22以B1处理最高，为91.33%，比B2、A3 处理分别增加了0.41、0.47个百分点；盐粳1202以C2处理最高，为91.88%，比C1、C3 处理分别增加了0.36、0.64个百分点。2个品种结实率、成粒数、千粒质量差异不明显。花粳22以 B2处理单产最高，为10.86 t/hm2，比 B1、B3处理分别增产了11.38%、7.73%；盐粳1202以C2处理单产最高，为 9.68 t/hm2，比 C1、C3处理分别增产了8.4%、1.5%。

3 结论与讨论

机插水稻不同移栽密度影响光合作用，从而影响水稻产量及其构成。适宜的移栽密度有利于促进机插水稻叶片的光能利用率，激发水稻的生育潜能，使个体正常发育，群体协调发展，从而提高产量[6-8]。在不同移栽密度条件下，2个品种的叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率均会相应改变，但胞间CO2浓度表现出相反的趋势，进而导致水稻群体光能利用效率低，导致个体生长较弱，且群体质量变差。移栽密度小的群体生长旺盛，叶片繁茂，能较早达到最大光合利用率，移栽密度大的群体推迟了最大光合利用率出现的时间，齐穗期移栽密度大的群体内部光照条件变差，不能充分满足水稻群体进行光合作用所需的光照条件，叶片极快失去活力，群体光合特性稳定时间较短，光能利用效率偏低，齐穗期后急剧下降，中低密度下降相对比较平缓。

在水稻产量结构中，花粳22以B2处理单产最高，为 10.86 t/hm2，比B1、B3处理分别增加11.38%、7.73%；盐粳1202以C2处理单产最高，为9.68 t/hm2，比C1、C3处理分别增加8.4%、1.5%。表明水稻移栽密度过小，则其够苗期向后推迟，导致要部分利用高位分蘖成穗，使穗位不齐，不利于高产；移栽密度过大，则提前够苗，导致有效分蘖低，使分蘖利用率下降，无效分蘖增多，且群体质量差，个体生长较弱，也不利于高产。移栽密度小，易造成水稻群体生长量不足，因而往往会导致水稻穗数减少，不能满足高产所需的收获穗数，浪费土地、温光及肥水资源而降低了种植户的经济收益[9-11]。所以移栽密度过大或过小都会由于个体与群体性状的不协调而导致减产。在水稻生产实践中，应该依据水稻的品种特性选择其适宜的移栽密度，从而获得更高的产量。

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