单本密植机插杂交晚稻产量形成特点研究

方升亮 单双吕 张恒栋 曹放波 陈佳娜 范龙赵春容 王玉梅 周雪峰 黄敏 邹应斌

（湖南农业大学南方粮油作物协同创新中心，长沙410128；*通讯作者）

单本密植机插杂交晚稻产量形成特点研究

方升亮 单双吕 张恒栋 曹放波 陈佳娜 范龙赵春容 王玉梅 周雪峰 黄敏 邹应斌*

（湖南农业大学南方粮油作物协同创新中心，长沙410128；*通讯作者）

以杂交稻泰优390和隆晶优1212为材料，开展大田试验，在不同秧龄（15、20、25和30 d）下对单本密植机插和常规机插杂交晚稻的分蘖动态、干物质积累、产量及产量构成进行了比较。结果表明，在各秧龄下，单本机插的处理分蘖数均少于常规机插，但成穗率、每穗粒数和二次枝梗比常规机插平均高18.36%、21.00%和26.92%；单本机插分蘖中期的干物质积累量低于常规机插，但齐穗期和成熟期的干物质积累量要高于常规机插；单本机插分蘖中期、齐穗期和成熟期的单茎干物质量分别比常规机插高0.02 g、0.11 g和0.37 g；单本机插在15、20、25和30 d秧龄下的产量分别较常规机插高10.08%、11.08%、18.64%和20.07%。由此可见，杂交晚稻采用单本密植机插，有利于控制无效分蘖，形成个体优势，增加二次枝梗数，扩大库容量，提高齐穗后群体干物质量，进而获得高产。

杂交晚稻；单本密植；机插；秧龄；干物质；产量

水稻作为我国三大粮食作物之一，有60%以上的人口以稻米为主粮。近年来由于从事稻作生产劳动力短缺及老龄化严重，水稻生产人工成本升高，造成我国稻农种植水稻的积极性降低，双季稻改种单季稻的现象较为常见。邹应斌等[1-3]认为，提高水稻栽插机械化水平是解决当前我国水稻生产的重要出路。随着机插秧技术的发展与完善，在生产上机插秧得到大面积的推广和应用，但发展过程中仍存在许多问题，如育秧用种量大造成秧苗素质差和育秧成本高，秧龄弹性小等[2，4-5]。针对当前机插秧存在的问题，前人从用种量、移栽秧龄、育秧基质及方式、大田栽培技术入手，对秧苗素质、生育期、营养物质转运及产量形成等进行研究并取得了重要进展。本研究团队前期研究表明，杂交稻单本密植机插不仅可以降低双季晚稻用种量、提高秧苗素质，还能提高单产[6-7]，但其移栽秧龄对双季晚稻产量形成特点仍未进行研究。因此，本试验旨在探明单本密植机插模式下双季晚稻适宜的移栽秧龄、产量表现及其群体质量的特点，为单本密植机插杂交稻栽培技术的推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

大田栽培试验于2016年在湖南农业大学试验基地（浏阳市永安镇坪头村）进行。试验田前作为水稻。土壤有机质含量38.41 g/kg，速效氮74.43 mg/kg、速效磷12.83 mg/kg、速效钾114.53 mg/kg，pH值5.85。供试水稻品种为泰优390（TY390）和隆晶优1212（LJY1212），分别由湖南金稻种业有限公司和袁隆平高科技种业有限公司提供。

1.2 试验设计

试验采用硬质秧盘（58.0 cm×23.0 cm×2.5 cm）育毯苗，以秧田泥浆为基质，设2种播种方式：单本印刷播种（S）和常规播种（CK）。其中，单本印刷播种每盘用种量（干谷）分别为14.4 g（泰优390）和14.1 g（隆晶优1212），常规播种每盘用种量2个品种均为80 g。所用种子均已通过光电比色机（安徽比达光电科技有限公司）剔除霉变和种壳脱落的种子。单本机插采用印刷播种机（江苏淮安汉德印刷机械有限公司）将水稻种子单粒等距定置于宽为28.0 cm的胶筒纸张上，即将种子集中分布于纸张中央区域，横向种子距离为1.4 cm，共16粒，纵向种子距离为1.7 cm，共34粒。田间播种时把附有种子的纸张平铺于秧盘上。常规机插育秧采用手工撒播方式，将已提前1 d浸种的湿谷播于秧盘上。2种播种处理均在种子上覆盖0.5 cm左右厚的育秧基质，之后用农用喷雾器喷水至基质充分湿润。

试验采用裂裂区设计，秧龄为主区，6月25日播种，秧龄为15、20、25和30 d时进行大田移栽，分别用T15、T20、T25和T30表示；播种方式为主裂区，用S和CK表示；品种为副裂区。采用井关PZ80-25乘坐式高速插秧机移栽，行株距25 cm×11 cm，小区面积19.2 m2，3次重复。单本密植机插每丛栽插1株苗，常规机插每丛栽插4～5株苗。氮肥（纯N）施用量为150 kg/hm2，按基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶2∶3施用；磷肥（P2O5）用量75 kg/hm2，全部作基肥施用；钾肥（K2O）用量150 kg/hm2，作基肥和穗肥2次等量施用。移栽前1 d施入基肥，氮肥用尿素（46%N）、磷肥用过磷酸钙（12%P2O5）、钾肥用氯化钾（60% K2O）。其余田间管理、病虫及杂草防治同当地高产栽培。

图1 不同秧龄下单本机插和常规机插对杂交稻分蘖动态的影响

1.3 测定项目与方法

1.3.1 分蘖动态

移栽后10 d，每个小区定株10丛，每5 d对分蘖数进行调查1次，至齐穗期。

1.3.2 干物质量（单茎质量）及各时期叶面积指数

于分蘖中期（移栽后20 d）、齐穗期和成熟期每小区取样10丛，调查茎蘖数，并分样（分蘖中期按茎、叶分类，齐穗期按茎、叶、穗分类），采用LI-3000C便携式叶面积仪测量各时期的叶面积，将分类样品在105℃烘箱内杀青30 min，调至70℃烘干至恒重，测定干物质量，计算单茎质量和叶面积指数。

1.3.3 穗部性状、产量及其构成

于成熟期，按对角线取样法，从小区中间选取代表性植株10丛，随机挑选30个稻穗，测定穗长，调查一次枝梗数、一次枝梗上二次枝梗数、穗粒数，然后将所有稻穗手工脱粒后用自来水分离实粒和秕粒，称取3份30 g实粒和15 g秕粒，计数后在70℃下烘干至恒重，考察结实率和千粒重；将稻草在70℃下烘干至恒重，测定干物质量。成熟期总干物质量为样本稻草、实粒、秕粒和枝梗干质量之和。从每个小区中心收割5 m2用于测产，折算成14%含水量的实收产量。

1.4 数据统计方法

采用Microsoft Excel 2003整理数据，Statistix 8.0统计软件进行数据分析，多重比较采用LSD法。

2 结果与分析

2.1 不同秧龄下单本密植机插杂交稻分蘖动态特征

如图1所示，不同秧龄、播种方式下机插杂交稻茎蘖消长规律存在明显的差异。由于基本苗的不同，不同秧龄下分蘖数基本呈现常规机插＞单本机插的趋势。单本机插的基本苗少，群体内竞争减少，充分利用了杂交稻分蘖能力强的特性，最终分蘖成穗率较高，不同播种方式下差异达到显著水平（除30 d秧龄外）；单本机插杂交稻成穗率平均为68.29%，较常规机插高18.36%（图2）。此外，在20 d和25 d秧龄下，单本机插较常规机插分蘖时间延长5～10 d。与常规机插茎蘖消长大起大落相比，单本机插稳升缓落，高峰苗数低于常规机插，齐穗期、成熟期茎蘖数与常规机插均无显著差异。

图2 不同秧龄下单本机插和常规机插对杂交稻成穗率的影响

表1 不同秧龄下单本机插和常规机插对杂交稻干物质生产及叶面积指数的影响

2.2 不同秧龄下单本密植机插对杂交稻主要生育期群体和单茎干物质的影响

由表1可知，不同秧龄、播种方式下机插杂交稻主要生育期群体干物质积累和单茎质量存在明显差异。从群体干物质量的变化来看，受秧龄条件的影响，杂交稻分蘖中期、齐穗期和成熟期的干物质积累量均表现为T30＞T25＞T20＞T15，且差异显著。不同播种方式下，杂交稻分蘖中期群体干物质积累量均表现为单本机插＜常规机插，且差异显著；随着单本密植机插杂交稻群体的不断生长，齐穗期和成熟期干物质积累量表现为单本机插＞常规机插，除15 d、20 d秧龄条件下各有1个品种外均达显著差异。从单茎干物质量的变化来看，在不同的秧龄下，杂交稻分蘖中期单茎质量表现为T25最高，T30次之，T15最低；齐穗期单茎干物质量随着秧龄的增长逐渐降低，由0.55 g下降至0.49 g；成熟期则无明显规律。不同播种方式下，分蘖中期、齐穗期和成熟期单茎干物质量均表现为单本机插＞常规机插，且齐穗期差异达显著水平，分蘖中期、齐穗期和成熟期单茎质量平均较常规机插高分别高出0.02 g、0.11 g和0.37 g。

图3 不同秧龄下单本机插和常规机插对杂交稻产量的影响

表2 不同秧龄下单本密植机插杂交稻产量构成

2.3 不同秧龄下单本密植机插对杂交稻主要生育期叶面积指数和收获指数的影响

从表1可见，不同秧龄、播种方式下机插杂交稻主要生育期叶面积指数和收获指数存在明显差异。随着秧龄期的延长，分蘖中期和齐穗期的叶面积指数均增大，分别在0.99～1.90和6.42～10.55间，且差异显著。不同播种方式下，分蘖中期叶面积指数均表现为单本机插＜常规机插，而齐穗期叶面积指数则相反。不同秧龄下，收获指数随着秧龄期的延长而降低，差异达显著水平；单本机插收获指数高于常规机插。

2.4 不同秧龄下单本密植机插对杂交稻产量及产量构成的影响

由图3可知，杂交稻在不同秧龄条件下产量差异达显著水平，以T20产量最高，平均为9.06 t/hm2，分别比T25、T15和T30增产6.95%、9.71%和21.19%，单本机插杂交稻产量在T20和T25处理基本一致，显著高于T15和T30处理的产量。不同播种方式下，杂交稻产量均表现为单本机插＞常规机插，且差异显著。单本机插平均产量较常规机插增产14.96%；在15、20、25和30 d秧龄条件下，单本机插平均产量较常规机插分别增产10.08%、11.08%、18.64%和20.07%。此外，单本机插杂交稻在T30条件下的平均产量较常规机插在T15、T25下的平均产量增产1.99%和4.44%，即单本机插秧龄延长15 d左右，仍然能够获得较高产量。

表3 不同秧龄下单本密植机插杂交稻穗部性状表现

从表2可见，随着秧龄的延长，参试品种结实率显著降低。不同的播种方式下，除T15的有效穗数外，其余各秧龄条件下有效穗数受播种方式的影响较小；每穗粒数受播种方式的影响较大，均表现为单本机插＞常规机插，且差异显著，单本机插较常规机插高21.00%；单位面积颖花数的变化与每穗粒数变化基本一致。

2.5 不同秧龄下单本密植机插对杂交稻穗部性状的影响

由表3可以看出，不同秧龄和播种方式对机插杂交稻穗部性状产生明显影响，主要表现在穗长、二次枝梗数和着粒密度上。在T20条件下，二次枝梗数和着粒密度均最大。不同播种方式下，单本密植机插的穗长、一次枝梗数、二次枝梗数和着粒密度均高于常规机插，且二次枝梗数显著增加26.92%。

3 讨论

本试验从机插秧用种量大及其双季稻晚稻秧龄弹性小入手。首先，对育秧环节进行改进与完善，将杂交稻种子进行色选，通过印刷播种对种子进行单粒等距精准定位，为秧苗创造良好的生长空间，解决了秧苗素质差的问题，同时用种量控制在20 g/盘以内，较农民常规机插80～150 g/盘用种量显著降低，也比滕飞等的结果低[8-9]。其次，适宜秧龄能够形成高质量群体而获得高产。秧龄期过短造成双季稻区“早稻抢收，晚稻抢插”的季节矛盾冲突和劳动力不足的问题突出；秧龄期过长导致机插移栽时秧苗机械损伤严重，返青期增长，秧苗干质量与糖氮比大幅降低，根系生长严重受抑[10]，生育后期温度过低不能正常抽穗扬花，从而导致减产。研究表明，适宜的机插秧龄条件下，茎鞘内淀粉含量、糖氮比、根冠比、秧苗干质量以及栽后田间发根力均较高[10-15]。龚振恺等[16]研究认为，适龄移栽机插稻群体茎蘖动态合理，有利于形成足穗、氮的吸收、物质生产与积累，塑造良好株型，使群体有较大的库容量（总颖花数），达到壮秆大穗，有利于实现高产。从移栽秧龄来看，通常要求20 d左右的小苗壮苗，不仅适插性好，而且栽后返青快，可充分发挥中叶位分蘖潜力[17-18]。本试验中，在20 d和25 d秧龄下产量差异不显著，表现较好；同时，单本机插较常规机插分蘖时间延长5～10 d，由于其基本苗少，群体内竞争减少，充分利用杂交稻分蘖能力强的特性，形成平均68.29%的成穗率，较常规机插高18.36%。此外，与常规机插茎蘖消长大起大落相比，单本机插稳升缓落，高峰苗低于常规机插，形成较高的单茎质量，获得较好的群体质量。

大量研究认为，机插水稻产量随着秧龄期的延长而显著降低，主要是由于秧龄过长使水稻群体茎蘖数减少，导致单位面积总颖花数下降和结实率降低[11，15，19]。本试验结果表明，常规机插杂交稻产量在20 d秧龄时最高，达8.52 t/hm2，比15 d秧龄的处理高9.15%，比25 d秧龄和30 d秧龄的处理分别高11.38%和25.12%，与前人研究结果基本一致。单本机插杂交稻产量20 d秧龄和25 d秧龄基本一致，显著高于15 d秧龄和30 d秧龄处理的产量。但单本机插杂交稻在30 d秧龄下的平均产量较常规机插在15 d和25 d秧龄的平均产量增加1.99%和4.44%，即与生产上15 d秧龄的常规机插相比，单本机插在30 d左右的秧龄下，杂交稻仍能获得较高产量。分析其原因主要是通过增加二次枝梗数增大其库容量来获得高产。

4 结论

与常规机插相比，单本密植机插主要是通过控制分蘖形成个体优势，提高齐穗后群体干物质量，增加二次枝梗数来增大库容量，进而获得高产。此外，单本密植机插在秧龄为20～25 d时产量较高，与常规机插相比，延长15 d左右秧龄仍可获得较高产量。

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Yield Formation Characteristics of Late Hybrid Rice under Machine Transplanting with High Hill Density and Single Seedling Per Hill

FANG Shengliang,SHAN Shuanglü,ZHANG Hengdong,CAO Fangbo,CHEN Jiana,FANG Long,ZHAO Chunrong,WANG Yumei, ZHOU Xuefeng,HUANG Min,ZOU Yingbin*
（Hunan Agricultural University,Southern Regional Collaborative Innovation Center for Grain and Oil Crops（CICGO）,Changsha 410128,China;*Corresponding author）

A field experiment was conducted to compare tillering dynamics,dry matter accumulation,yield and yield components between late rice grown under machine transplanting with high hill density and single seeding per hill（MTHS）and conventional mecha－

nized transplanting（CMT）,using hybrid rice cultivars Taiyou 390 and Longjingyou 1212.Four levels of seeding ages（15,20,25 and 30 d）were set for each machine transplanting method.The results showed that the tiller number was higher under CMT that under MTHS,while panicle-bearing tiller percentage under MTHS was 18.36%higher than that under CMT.Spikilets per panicle and secondary branches per panicle under MTHS were 21.00%and 26.92%higher than those under CMT,respectively.Dry matter accumulation was lower under MTHS than under CMT at mid-tillering,higher under MTHS than under CMT at both full heading and maturity. Single shoot dry matter accumulation under MTHS was higher than that under CMT by 0.02g,0.11g and 0.37g,at mid-tillering,full heading and maturity,respectively.Grain yield under MTHS was 10.08%,11.08%,18.64%and 20.07%higher than that under CMT at seedling age of 15,20,25 and 30 d,respectively.The study indicated that MTHS could enhance single tiller performance by reducing unproductive tillers,increase sink size by increasing secondary branches per panicle,improve dry matter production after full heading,and consequently increase grain yields.

late-season hybrid rice;machine transplanting with high hill density and single seedling per hill;seedling age;dry matter;grain yield

S511.04

A

1006-8082（2017）04-0020-07

2017－06－19