秧苗素质对水稻群体结构及冠层温湿度的影响

沈关新

（临湘市农业农村局，临湘市粮油作物技术推广站，湖南 临湘 414300）

水稻是我国主要的粮食作物，近5 a 中国农业年鉴统计结果表明，水稻种植面积约占全国粮食作物种植面积的27.5%，而产量约占粮食总产量的37.3%，全国65%以上的人口以稻米为主食[1]，稻米供求的细小变化都可能导致粮食价格乃至整个物价波动[2]。因此，水稻高产稳产对确保我国粮食安全具有极其重要的战略意义。但由于水稻种植过程具有生产技术要求高、劳动强度大、种植效益低等特点，加快水稻机械化生产是保障我国粮食安全的重要手段[3-5]。秧苗素质是限制水稻机械化生产的主要因子之一，直接影响水稻机械化精确栽培、高产群体的构建及产量[6-7]。该研究拟通过探明不同秧苗素质对水稻群体结构及微环境的影响，以期为水稻机插高产群体构建及水稻高产管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点及供试材料

试验在湖南临湘市江南镇四合村水稻田（N 29°40'45"，E 113°23'3"）进行，土壤pH 值5.3，土壤全氮2.17 g/kg，全磷0.92 g/kg，全钾28 g/kg，有机质41 g/kg，碱解氮122 mg/kg，有效磷38.2 mg/kg，速效钾112 mg/kg。

供试水稻品种为国家杂交水稻工程技术研究中心清华深圳龙岗研究所选育的籼型两系杂交水稻深两优5814。

1.2 试验方法

不同秧苗素质秧苗的种植：选择土壤肥力较好的田块，分别按照1 500、1 200、900、600、300 kg/hm2的播种量进行播种（分别编号为S1～S5），获得不同秧苗素质的秧苗，通常认为播种量越小，秧苗素质越好，秧龄25 d 时移栽。

试验设置：采用田间小区试验，每个处理设置3 次重复，随机区组排列；小区面积30 m2，长6 m、宽5 m，行距28 cm、株距15 cm，单本栽插。移栽前施复合肥 375 kg/hm2，移栽后一周内施尿素2 250 kg/hm2。水分管理和病虫草害防治按照当地种植习惯进行。

取样分析：按期测定水稻分蘖数，前期每隔5 d一次，后期10～15 d 一次；水稻干物质的测定则在水稻典型时期（苗期、分蘖初期、分蘖盛期、齐穗期、乳熟期、黄熟期）每个小区取样3 株，测定地上部干物质总重量。

冠层温湿度测定：水稻灌浆期选择连续晴好的5 d，采用温湿度记录仪（HABO MX2300）分别测定离地面20 cm（下层）、45 cm（中层）、70 cm（上层）处冠层温湿度，温湿度每1 h 记录一次，以5 d 的平均温湿度进行统计分析。

采用SPSS 17.0 及Microsoft excel 2003 软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同秧苗素质对水稻产量的影响

由图1 可知，不同秧苗素质的水稻产量差异显著，水稻产量随秧苗素质的变化呈现先增后降的趋势，中等秧苗素质的S3 处理和秧苗素质较好的S4、S5 处理水稻产量较高，而秧苗素质较差的S1、S2 处理水稻产量显著低于其他处理。由此可见，秧苗素质过差显著影响水稻产量，中等及较好的秧苗素质有利于水稻产量的提高。

2.2 秧苗素质对水稻分蘖数的影响

从图2 中可以看出，水稻分蘖数随生育期的延迟呈先增后降趋势，分蘖盛期（6 月25 日）达到最大值，之后水稻分蘖数逐渐下降，后趋于平稳。秧苗素质较好的S4、S5 处理，齐穗期（7 月15 日）以前的分蘖数皆显著高于其他处理，表明较好的秧苗素质有利于水稻分蘖数的增加；而秧苗素质较差的S1、S2 处理，在齐穗期之前与秧苗素质中等的S3 处理分蘖数无显著差异，但在齐穗期之后，S1、S2 和S3 处理的分蘖数皆显著低于其他处理；秧苗素质中等的S3 处理在齐穗期之前，其分蘖数显著低于秧苗素质较好的S4、S5 处理，而在齐穗期之后其分蘖数显著高于秧苗素质较差的S1 处理。这表明秧苗素质好的处理分蘖数较多，但其无效分蘖也多，齐穗期后无效分蘖死亡导致其后期分蘖数下降；而秧苗素质较差的处理，则由于前期个体较弱，营养不足，虽然其分蘖能力并没受太大的影响，但其分蘖苗弱，无效分蘖相对较多，齐穗期后无效分蘖死亡，导致分蘖总数下降；而秧苗素质中等的处理，其分蘖总数虽少于秧苗素质较好的处理，但由于其无效分蘖少，齐穗期后分蘖数并没有太大的波动。由此可见，较差和较好的秧苗素质，皆可能出现无效分蘖过多的现象，而中等秧苗素质可减少无效分蘖的产生，其总分蘖数与秧苗素质较好的相当。

2.3 秧苗素质对水稻群体干物质动态的影响

如图3 所示，水稻群体干物质积累主要在分蘖初期至齐穗期，齐穗期生物量达到最大。分蘖盛期之后，不同秧苗素质的水稻群体干物质差异逐渐增大，秧苗素质较好的群体生物量较高，而秧苗素质较差的群体生物量较低，但到黄熟期时，秧苗素质中等的S3 处理，与秧苗素质较好的S4、S5 处理地上部群体干物质重量相当。这表明秧苗素质直接影响水稻群体干物质的积累，秧苗素质较差的S1、S2 处理，其生物量始终难以达到其他处理的水平；而秧苗素质较好的处理S4、S5 处理，由于受后期无效分蘖的影响，其成熟期生物量仅与中等秧苗素质的S3 处理相当。由此可见，中等秧苗素质有利于水稻高产群体的形成。

2.4 秧苗素质对灌浆期水稻冠层温湿度的影响

由表1 可知，水稻冠层上层温度低于中层和下层的温度，而冠层相对湿度随高度的增加而下降。水稻冠层中、下层温度显著高于上层，中层和下层冠层温度分别平均比上层高1.03和0.96℃；S4和S5处理的上、中、下层温度皆显著高于S1、S2、S3 处理，表明秧苗素质越好，群体越大，群体的温度越高；水稻冠层中、下层相对湿度显著高于上层，中层和下层冠层相对湿度分别平均比上层高5.56 和13.76 个百分点；不同高度冠层的相对湿度处理间也差异显著，S5 处理的上、中、下层相对湿度皆显著高于S1、S2 处理，冠层上、中、下层的相对湿度皆随水稻群体生物量的增加而增加，表明秧苗素质越好，群体越大，冠层的相对湿度也越高。

2.5 水稻有效穗数、群体干物质动态、灌浆期冠层温湿度与水稻产量的关联分析

由表2 可知，产量与地上部干物重、有效穗数两两之间极显著正相关，表明有效穗数越多、地上部生物量越大，水稻产量越高；而产量、地上部干物重、有效穗数与冠层上、中、下层温度皆呈正相关，除有效穗数和产量与下层温度具有显著正相关外，其余皆相关性不显著，表明冠层下层较高的温度有利于有效穗数的增加，进而促进水稻增产；冠层上、中、下层湿度之间两两相关极显著，表明水稻群体内部湿度主要受群体大小的调控；产量、地上部干物重、有效穗数与冠层上、中、下层湿度皆呈极显著正相关，表明冠层较高的湿度有利于有效分蘖数、群体生物量和产量的增加。由此可见，适当增加水稻群体，保持较好的群体湿度，提升冠层下层温度，可有效提升水稻有效穗数，进而获得较高的水稻产量。

表1 各处理灌浆期水稻冠层不同高度的温度和相对湿度

表2 水稻产量与有效穗数、地上部干物重，灌浆期温湿度的相关系数

3 讨 论

水稻高产需要有较合理的群体干物质积累，而水稻群体干物质的积累受生态环境条件、秧龄、移栽方式及其互作效应共同影响[8]。该研究采用不同秧苗素质的秧苗进行单本移栽，其移栽密度、秧龄、移栽方式相同，水稻群体干物质的积累主要受水稻秧苗素质和群体生态环境的影响。不同秧苗素质群体干物质和分蘖动态结果显示，秧苗素质过差的水稻因分蘖基数小，有效分蘖数不高，导致水稻群体小，产量不高；而秧苗素质过好也存在无效分蘖增加、营养流失严重的现象，最终也可能导致减产；只有秧苗素质中等及中等偏上，即播种量为600～900 kg/hm2时才能构建较好的水稻高产群体，无效分蘖少，产量高。袁功平等[9]的研究也表明，水稻播种量60 g/m2（约600 kg/hm2）时水稻产量最高。由于该研究选择的秧龄为25 d，对于手插秧来说是较好的秧龄时间[10]，秧龄对水稻产量也具有较大影响[11]，尤其是对机插秧来说，秧龄提前可能更有利于水稻高产[12]。因此，机插时应通过改良育苗基质[13]、调整播种密度[14]、肥料运筹[15]等方式提升水稻秧苗素质。

大量研究表明，水稻高产与水稻群体微环境关系密切[16]。该研究也表明，水稻冠层下、中、上层温度和湿度随群体的增加而呈增加趋势；王建等[17]研究也得到类似结果，水稻群体内部下部、中部、上部的温度和湿度均随着种植密度增加呈上升趋势。水稻冠层湿度与水稻有效分蘖数、干物质、产量呈极显著正相关，且其影响高于温度，表明水稻冠层小气候直接影响了水稻的生长发育，且群体湿度的影响高于温 度[18]。因此，适当秧龄期移栽中等秧苗素质的水稻，构建较好的水稻群体，保持冠层较高的温度和湿度，是实现水稻高产的重要途径。

4 结 论

试验结果表明，水稻产量随秧苗素质的变化呈先增后降趋势，以播种量中等偏下的水稻产量最高；不同秧苗素质的水稻分蘖数、干物质重量皆随秧苗素质提高呈增加趋势，中等秧苗素质有利于水稻高产群体的形成；秧苗素质越好，群体越大，群体的温度和湿度越高，且水稻冠层上层温度低于中、下层温度，相对湿度则随高度的增加而下降；适当增加水稻群体，保持较好的群体湿度，提升冠层下层温度，可有效提升水稻有效穗数，促进水稻高产。