株行距配置和插植苗数对寒地水稻产量和倒伏性状的影响

(黑龙江省农业科学院 佳木斯水稻研究所，黑龙江 佳木斯 154026)



株行距配置和插植苗数对寒地水稻产量和倒伏性状的影响

陈书强，杨丽敏，赵海新，杜晓东，周通，薛菁芳，金光浩，单莉莉，王翠，李敏

(黑龙江省农业科学院 佳木斯水稻研究所，黑龙江 佳木斯 154026)

种植密度不合理会使水稻发生倒伏，从而导致减产。为了避免因种植密度不合理而造成的水稻减产，该研究以分蘖能力不同的2个水稻品种为材料，研究株行距配置和每穴插植苗数对水稻产量和倒伏性状的影响。结果表明：多蘖型品种空育131在株距13.3 cm、行距24.0 cm、每穴2苗的条件下产量最高；而少蘖型品种龙粳21在株距10.0 cm、行距24.0 cm、每穴5苗的条件下产量最高，但株距10.0与13.3 cm产量差异不显著。品种与株距、每穴插植苗数的互作效应对产量有显著影响，而与行距的互作对产量影响不显著；株距与行距、穴插植苗数的互作也对产量有极显著影响。获得高产的原因主要是在适宜的株行距配置和插植苗数下，单位面积上获得了较高的群体颖花量。株行距过小或插植苗数过多时，水稻基部第2节间的倒伏指数增大，抗倒伏能力下降。主要原因是基部第2节间的茎粗变细，鞘干质量、节间干质量、茎壁干质量减少，节间横切面积变小，茎秆物理性状变差。因此，寒地水稻高产栽培中，不同品种要注意选择适宜的株行距配置和每穴插植苗数，以提高产量和抗倒性。

寒地；水稻；插植苗数；种植密度；倒伏

黑龙江省是中国重要的粳稻生产基地，目前种植面积已经超过400万hm2。其中第三积温带区域是黑龙江省水稻的主产区，种植面积占全省的60%左右，此区域水稻能否安全生产已经直接关系到国家口粮安全。当前影响水稻安全生产的因素较多，其中最主要的是冷害、病害和倒伏，尤其是水稻倒伏问题越来越严重。究其原因，主要是多数农民为了提高产量，经常大量施用氮肥，加之种植密度、灌溉方式不合理等诸多因素，导致水稻后期出现大面积倒伏。水稻倒伏后产量降低，品质变差，收割困难，一般减产15%～20%，品质下降1～2个等级，收割费用增加1倍[1]。

如何防御水稻倒伏，是水稻生产面临的一个技术难题，只有找到造成水稻倒伏的原因，才能有针对性地提出解决问题的办法，确保水稻生产健康稳步发展。栽培密度是影响水稻倒伏的主要因素之一，一些学者对栽插密度与倒伏的关系进行了研究，认为随着栽插密度的增加，水稻茎秆基部节间变细长，茎壁变薄，倒伏指数增大，抗倒伏能力下降[2-5]。关于每穴插植苗数对倒伏影响的研究还较少，而且由于栽培密度和插植苗数不同，分蘖能力不同的水稻品种抗倒伏能力也不同。本试验重点研究了株行距配置和插植苗数对不同分蘖类型水稻品种产量和倒伏性状的影响，以期为科学种植水稻、防治倒伏提供理论依据。

1　材料与方法

1.1供试品种

选用黑龙江省第二、三积温带目前主栽的2个水稻品种：空育131和龙粳21。空育131：分蘖能力强，株高约85 cm，茎秆较细，抗倒伏能力较强；龙粳21：分蘖能力差，株高约90 cm，茎秆较粗，抗倒伏能力较强。

1.2 试验设计

试验于2011和2012年在黑龙江省农业科学院佳木斯水稻研究所试验区内进行。行距处理设2个水平，即：Rd1 = 24.0 cm，Rd2 = 30.0 cm；株距处理设3个水平，即：Hd1 = 10.0 cm，Hd2= 13.3 cm，Hd3 = 16.7 cm；每穴基本苗处理设3个水平，即：Hn1=2苗，Hn2 = 5苗，Hn3 = 8苗。

试验采用裂区设计，品种为主区，插植密度为副区，每处理3次重复，共计108个小区，小区面积10 m2。肥力为当地水平，纯氮138 kg·hm-2，N、P2O5、K2O的质量比为2∶1∶1。磷酸二铵做基肥100%一次施用，硫酸钾做基肥和穗肥各施50%。氮肥(46%尿素)分基肥、分蘖肥(4叶龄)、穗肥(9.1叶龄)、粒肥(抽穗后)4次施用，40%作基肥，30%作蘖肥，20%作穗肥，10%作粒肥。

1.3种植方法

采用大棚旱育苗移栽的种植方式。试验田土壤肥力中等。其他作业如水稻的播种期、移栽期、水分管理及病虫草害防治方法与生产田相同。

1.4抗倒伏性状测定

抽穗后20 d左右，每品种取样5株，测定每个茎秆株高、基部第2节间基部至穗顶的高度及鲜质量、穗长及穗质量、基部第2节间粗度(带叶鞘)、长度、茎壁厚度及带叶鞘时茎秆的抗折力。上述测定项目完成后，用烘干法测定基部第2节间茎秆及叶鞘干质量、穗干质量，3次重复。按Seko[6]的方法计算各品种N2(基部第2节间)的弯曲力矩和倒伏指数。弯曲力矩=节间基部至穗顶长度(cm)×该节间基部至穗顶鲜质量(g)；倒伏指数=弯曲力矩/抗折力×100。

茎秆抗折力测定参考Seko[6]的方法，自行设计了测定抗折力的简单器材。田间取回茎秆，保留叶鞘、叶片和穗，并保持不失水。将待测定的节间茎秆(保留叶鞘)置于测定器上，该节间中点与测定器中点对应(支点间距5 cm)，在中点挂一盘子，逐渐加入砝码和沙子，直至茎秆折断，此时砝码、沙子及盘子的质量即为该节间茎秆的抗折力(g)。

1.5数据处理

由于2年试验的结果一致性较好，本文主要以较为完整的2011年试验结果进行分析。用Excel 2003与DPS 7.5软件进行数据整理及差异显著性分析。

2　结果与分析

2.1对产量及其构成因素的影响

由表1可知，不同株距处理对2个水稻品种的产量影响不同。多蘖型品种空育131以13.3 cm株距处理产量最高，10.0 cm株距产量次之，16.7 cm株距产量最低；而少蘖型品种龙粳21以10.0 cm株距处理产量最高，13.3 cm株距产量次之，16.7 cm株距产量最低；在株距为10.0与13.3 cm时，2个水稻品种产量差异均不显著。行距为24.0 cm时，2个水稻品种产量最高，与行距30.0 cm相比，差异达显著水平。进一步分析不同处理对产量构成因素的影响发现，高产处理的每平方米群体颖花量高于其他处理。同时，不同株行距处理对每m2穗数和每穗粒数影响较大，随着株行距的增大，每m2穗数减少，而每穗粒数增加；株行距对结实率和千粒重的影响不大。

每穴插植苗数对2个品种的产量影响也较大，多蘖型品种空育131以每穴2苗产量较高，每穴5苗产量次之，每穴8苗产量最低，其中每穴2苗与8苗处理间差异显著；而少蘖型品种龙粳21以每穴5苗处理产量较高，每穴8苗产量次之，每穴2苗产量最低，每穴5苗与2苗处理间差异显著(表1)。分析每穴插植苗数对产量构成因素的影响，发现随着插植苗数的增多，每m2穗数增多，而每m2穗粒数、结实率和千粒重下降，其中每穗粒数下降较明显。

由表2方差分析可知，不同品种对产量的影响差异不显著，而每穴苗数、株距、行距对产量的影响差异均达到了极显著水平。分析品种、株行距和每穴苗数间的互作效应，发现品种与株距、每穴插植苗数的互作效应对产量有显著影响，达到了极显著水平；而品种与行距的互作效应对产量的影响不显著。株距与行距、每穴插植苗数的互作效应也对产量有极显著影响。品种、每穴苗数、株距三者间的互作和穴苗数、株距、行距三者间的互作都对产量也均有极显著影响。表明在构建水稻高产群体时，应根据品种分蘖能力的不同确定适宜的株距和每穴插植苗数。

表1不同处理对产量及其构成因素的影响

Table 1Effect of different treatments on yield and its components of two varieties

品种处理每m2穗数每穗粒数每m2颖花量结实率/%千粒重/g产量/(kg·hm-2)空育131Hd1560.4a80.27c44680.3a97.00a26.06a9266.0aHd2518.5b84.76b43744.6ab97.37a26.24a9457.5aHd3471.9c90.50a42527.5b96.71a26.05a8826.0b龙粳21Hd1499.4a87.37c43061.6a97.65a26.69a9661.5a Hd2450.7b95.88b42908.6a95.82a25.91a9508.5aHd3394.5c99.88a39163.6b96.70a26.53a8272.5b空育131Rd1539.9a82.91b44460.3a97.02a26.25a9414.0a Rd2494.0b87.44a42841.3b97.03a25.99a8818.5b龙粳21Rd1476.6a92.31b43422.4a96.5026.14a9603.0a Rd2419.9b96.44a40000.2b96.95a26.61a8691.0b空育131Hn1459.7c91.13a41747.9c97.28a26.48a9223.5a Hn2513.4b83.79b42848.0b97.21a26.10a9133.5abHn3577.8a80.60c46356.6a96.59a25.77a8992.5b龙粳21Hn1331.4b99.66a32935.1b97.60a27.90a8769.0b Hn2505.0a92.86b46387.3a96.29a25.58b9511.5aHn3508.4a90.62b45811.4a96.28a25.64b9162.0ab

注：同一品种同类处理同列数据后无相同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

表2品种、株行距和穴苗数间的互作效应分析

Table 2The interaction among variety，plant spacing，row spacing and number of seedlings per hole

变异来源F值产量每m2穗数每穗粒数每m2颖花量结实率千粒重品种0.14139.76**79.99**6.76**1.933.26每穴苗数5.84**235.75**32.14**52.51**7.47**44.41**株距52.32**92.41**41.00**6.23**4.37*1.61行距86.15**77.91**17.69**11.41**1.120.57品种×每穴苗数9.47**35.46**0.1823.72**2.7417.34**品种×株距16.72**0.671.291.008.87**4.42*品种×行距3.810.880.041.460.986.57**每穴苗数×株距5.12**11.42**1.723.84**1.241.86每穴苗数×行距2.233.011.322.040.480.73株距×行距6.23**1.920.712.685.41**2.02品种×每穴苗数×株距10.39**3.11*1.040.351.492.66*品种×每穴苗数×行距1.372.320.970.861.040.49品种×株距×行距0.80.110.600.203.03*2.34每穴苗数×株距×行距4.23**0.550.190.532.81*1.02品种×每穴苗数×株距×行距1.093.62**0.673.35**1.250.12

注：*和**分别表示在0.05和0.01水平差异显著。

进一步分析互作效应对水稻产量构成因素的影响，发现品种与株距的互作效应对结实率和千粒重分别有极显著和显著影响，品种与每穴插植苗数的互作效应对每m2穗数和颖花量及千粒重的影响达到了极显著水平，对结实率影响不显著。每穴插植苗数与株距的互作效应对每m2穗数和颖花量的影响达到了极显著水平，而株距与行距的互作效应只对结实率有极显著影响。

2.2对倒伏指数的影响

不同株行距处理对水稻基部第2节间的倒伏指数有一定影响(图1)。株距为16.7 cm时，2个品种的倒伏指数最低，3个株距处理间差异不显著。行距为24.0 cm时，2个品种的倒伏指数略高于行距30.0 cm的处理，2个行距处理间差异也不显著。不同穴苗数处理对2个水稻品种基部第2节间的倒伏指数影响规律较明显，随着每穴插植苗数的增多，倒伏指数增大。多蘖型品种空育131每穴插植8苗时，与每穴2苗、5苗的差异达到显著水平；少蘖型品种龙粳21每穴插植8苗时，与每穴2苗差异达到显著水平。

A：株距； B：行距； C：每穴插植苗数。图1　不同处理水稻基部第2节间倒伏指数比较Fig.1　Comparison of lodging index of the 2nd internode from rice bottom in different treatment

2.3对株高及各节间长度的影响

由图2看出：随着株距和行距的增加，2个水稻品种的穗长和各节间长度略有增加，导致水稻株高增加，但不同处理间差异没有达到显著水平。随着插植苗数的增多，2个水稻品种的株高有所降低，差异达到了显著水平，主要是由于穗长和各节间长度降低所致，尤其是基部第2节间长度缩短较明显。

2.4对基部第2节间物理性状的影响

A：株距，B：行距，C：每空插植苗数图2　不同处理对2个品种株高及各节间长度的影响Fig.2　Effect of different treatments on plant height and every internode length of two varieties

由表3可知：株距和行距减小使2个水稻品种的基部第2节间茎粗变细、节间干质量减少，节间横切面积变小，茎壁干质量减少，基部第2节鞘干质量降低，部分性状差异达到了显著水平。插植苗数增多使2个水稻品种的基部第2节间茎粗变细、节间干质量减少，节间横切面积变小，茎壁干质量减少，基部第2节鞘干质量降低，较多性状间差异也达到了显著水平。这表明每穴插植苗数增多或株距和行距减小易使发生倒伏的基部第2节间物理性状变差，出现倒伏危险。

表3不同株距对2个品种基部第2节间物理性状的影响

Table 3Effect of different treatments on physical traits of the 2ndinternode from bottom of two varieties

品种处理节间长/cm鞘长/cm茎粗/cm鞘干质量/g节间干质量/(mg·cm-1)节间横切面积/mm2茎壁干质量/(mg·cm-2)空育131Hd116.45a20.28a0.463b0.160a15.75b17.11c10.42bHd216.86a20.65a0.476a0.165a15.86b18.04b10.62bHd316.80a20.48a0.487a0.166a16.53a18.92a11.53a龙粳21Hd117.08a22.76a0.463ab0.188a13.67a17.20b9.09b Hd217.81a22.79a0.458b0.193a14.00a16.80c9.51aHd317.37a23.05a0.482a0.192a14.05a18.59a9.65a空育131Rd116.31a20.34a0.473a0.158b15.85b17.87b10.76a Rd217.09a20.60a0.477a0.169a16.24a18.18a10.96a龙粳21Rd117.00b22.85a0.464a0.187b13.51b17.25a9.24a Rd217.84a22.88a0.471a0.195a14.30a17.81a9.60a空育131Hn117.08a20.86a0.491a0.171a16.64a19.35a11.10a Hn217.05a20.28a0.482a0.160a15.93b18.47b10.89aHn315.98b20.27a0.452b0.159a15.57b16.26c10.59b龙粳21Hn117.73a23.12a0.488a0.217a15.20a19.15a9.88a Hn217.26a23.03a0.479a0.185ab13.46b18.22b9.43aHn317.28a22.45a0.436b0.171b13.05b15.23c8.95b

3　结论与讨论

黑龙江省第三积温带属于寒地稻作区，此区热量资源有限。高产栽培管理上要求水稻早生快发，以尽快达到每m2足够穗数，从而获得高产。那永光等[7]研究认为寒地水稻产量达到10.5 t·hm-2的群体指标时，每m2收获穗数应为450 ～ 700；矫江等[8]分析了农垦水稻高产攻关典型地块，发现小面积稻谷产量超过13.5 t·hm-2，每m2收获穗数在620个以上。自“九五”以来，黑龙江省生产上一直推广应用旱育稀植三化栽培技术，主要种植分蘖能力较强的品种，如空育131、垦鉴稻6号等。随着寒地超级稻品种的选育和推广，生产上逐渐应用了秆强、穗偏大、分蘖能力偏弱的超级稻品种，如龙粳21、龙粳31等。随着主栽品种的改变，生产上水稻的种植密度也在逐渐加大。根据笔者近年的高产创建项目调查发现，黑龙江省第三积温带水稻产量超过10.5 t·hm-2的高产地块，每m2有效穗数一般为550 ～ 600个，尤其是分蘖能力较差的超级稻品种，要求插植密度在27穴·m-2以上才有较高的产量。本研究发现不同类型水稻获得高产的插植规格和每穴苗数不同，多蘖型品种空育131在株距13.3 cm、行距24.0 cm、每穴2苗时，产量最高；而少蘖型品种龙粳21在株距10.0 cm、行距24.0 cm、每穴5苗时产量最高。同时发现品种与株距的互作效应和品种与每穴插植苗数的互作效应都对产量有显著影响，表明在高产创建时应该充分根据品种分蘖特性制定相应的栽培规格和插植苗数。少蘖型超级稻品种龙粳21种植时须增加一定穴苗数(每穴5 ～ 8苗)，利用主茎获得足够穗数；多蘖型品种空育131每穴插植苗数不宜过多(每穴2 ～ 5苗)，利用其强分蘖能力获得足够穗数。分析不同类型品种获得高产的原因，主要是在适宜的株行距配置和插植苗数下，单位面积上获得了较高的群体颖花量。这一研究结果也佐证了在热量资源有限的寒地稻区，适当增加少蘖型品种的插植密度，获得足够单位面积穗数是获得高产的关键[9-13]。

生产上农民为了片面追求高产，过度加大播种量和插植密度，经常导致后期发生倒伏，产量和米质降低。有研究指出随着水稻种植密度和每穴苗数的增加，会导致茎秆基部节间变细长、充实度变差，从而降低水稻的抗倒伏能力[2，14-15]，本研究也得到了类似的结论。胡雅杰等[16]对江苏省不同穗型水稻品种的研究表明，降低密度能提高水稻茎秆抗折力，降低倒伏指数；但是降低密度也使中、小穗型品种的产量有下降趋势。因此，对于中、小穗型品种要想兼顾高产和抗倒，必须确定适宜的种植密度。黑龙江省种植水稻品种分蘖多数为11～12片，每穗粒数和穗子长度相对江苏粳稻来说更小。所以，寒地高产栽培中不同类型品种要充分注意选择合适的株行距配置和每穴插植苗数，使产量和抗倒性在较高水平下协调起来。由于少蘖型品种龙粳21在10.0 cm株距与13.3 cm株距间产量差异不显著。所以，少蘖型超级稻品种龙粳21插植规格应为株距13.3 cm、行距24.0 cm、每穴5苗，能较好兼顾高产、高效和有效防止倒伏。研究中发现虽然减少每穴插植苗数使水稻的株高增加，但没出现倒伏现象。主要原因是插植苗数减少使水稻品种的基部第2节间茎粗变粗、节间干质量、茎壁干质量增加，茎秆物理性状得到改善，抗倒能力增强。

关于株行距配置和插植苗数对产量及其构成因素的影响，刘怀珍等[14]认为栽插密度对单位面积的有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数和群体颖花量影响较大，对结实率和千粒重影响较小；插植苗数对单位面积的有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数影响较大，对群体颖花量、结实率和千粒重影响较小。许娜等[15]研究发现随着每穴苗数的增加，少蘖粳Ri22和沈农265的有效穗数显著增加，每穗粒数显著减少，结实率和千粒重差异不显著。本研究结果与上述两位学者部分研究结论较为一致，不同株行距处理对每m2穗数和每穗粒数影响较大，随着株行距减小，每m2穗数增加，每穗粒数减少，而对结实率和千粒重影响不大；插植苗数增多，使每m2穗数增多，而每穗粒数显著下降。因此，要想获得高产，必须在保证一定穗数的基础上，协调好单位面积有效穗数与每穗粒数的关系。

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(责任编辑侯春晓)

Effects of plant spacing，row spacing and number of seedlings per hole on yield and lodging traits of rice in cold region

CHEN Shu-qiang，YANG Li-min，ZHAO Hai-xin，DU Xiao-dong，ZHOU Tong，XUE Jing-fang，JIN Guang-hao，SHAN Li-li，WANG Cui，LI Min

(Jiamusi Rice Research Institute，Heilongjiang Academy of Agriculture Sciences，Jiamusi 154026，China)

Unreasonable planting density often caused rice lodging and yield decreased.In order to avoid rice yield loss with unreasonable transplanting specifications，rice varieties with different tillering ability were used to study the effects of plant spacing，row spacing and number of seedlings per hole on rice yield and lodging properties.The results showed that the optimal transplanting specifications for more tillers variety Kongyu 131 were 13.3 cm for plant spacing，24.0 cm for row spacing and 2 for basic seedlings per hill，and the expected yield per hectare was the highest.The optimal transplanting specifications for less tillers variety Longjing 21 were 10.0 cm for plant spacing，24.0 cm for row spacing and 5 basic seedlings per hill，and the expected yield per hectare was the highest.For plant spacing，no significant yield difference was observed between 10.0 and 13.3 cm.The interaction among variety，plant spacing and number of seedlings per hole had significant effect on yield，but the interaction between variety and row spacing had no significant effect on yield.The interaction among plant spacing，row spacing and number of seedlings per hole had significant effect on yield，too.The main reason resulting in higher yield was that the higher number of total spikelet increased per unit area under the condition of appropriate seedling numbers，plant spacing and row spacing.When plant spacing and row spacing were too small or seedling numbers per hole was too much，2ndinternode lodging index for two rice varieties increased and resistance ability decreased.The main reason resulting in weaker lodging resistance was that stem diameter of 2ndinternode became thinner，stem sheath dry weight，internode dry weight and stem wall dry weight became lower，internode crosscutting area became smaller，and stem physics properties became weaker.Therefore，different rice varieties in cold region should pay attention to choice proper plant spacing，row spacing and seedling numbers per hole，and make yield and lodging resistance coordinate at higher level.

cold region;rice;seedlings per hole;density;lodging

浙江农业学报Acta Agriculturae Zhejiangensis，2016，28(3):371-377http://www.zjnyxb.cn

陈书强，杨丽敏，赵海新，等.株行距配置和插植苗数对寒地水稻产量和倒伏性状的影响[J].浙江农业学报，2016，28(3):371-377.

10.3969/j.issn.1004-1524.2016.03.02

2015-07-31

国家科技支撑计划“粮食丰产科技工程”项目(2011BAD16B11-02YJ01)；黑龙江省科技攻关重大项目(GA13B101)；佳木斯市人才项目(2015)；黑龙江省农业科学院杰出青年基金项目(2014)；黑龙江省农业科学院青年基金项目(QN019)；农业部部门预算项目(R086)

陈书强(1976—)，男，黑龙江阿城人，博士，副研究员，从事水稻高产高效优质栽培研究。E-mail:chenshuqiang@163.com

S511

A

1004-1524(2016)03-0371-07