机插方式和栽插密度对超级稻南粳9108生长和产量的影响

刘绍贵 邵在胜 苏伟 郭保卫 徐迅 严瑾 景有翠

0 引言

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，是全球超过半数人口的食物来源[1]。据统计，我国水稻种植面积占粮食作物种植面积的20%～30%[2]，水稻产量约占主要粮食作物总产量的34%[3]。目前，水稻种植机械化作业难度大是限制我国稻作生产走向现代化的重要技术因素之一[4]。探究水稻机械化种植方式及其高产形成机理，对提高水稻种植水平、实现水稻稳产高产具有重要的意义，这也一直是稻作生产上的研究热点和重点[5-6]。

国内外很多学者根据不同水稻品种特性做了大量的配套栽培技术的研究。研究结果表明，种植密度对水稻生产发育及产量形成具有重要的作用[7]。从产量构成因子角度看，稀植和密植栽培对最终产量的影响存在明显差异：稀植有利于发挥水稻个体优势，而密植往往通过增加群体穗数弥补穗小、粒轻等劣势。因此，有必要探索适宜的栽插密度，充分利用光能，最大限度地发挥各产量构成要素的优势，提高水稻产量。

毯苗机插是水稻高效机械化种植模式之一，具有省工、省秧池、高效等优点[8-9]。然而，与传统人工移栽相比，毯苗机插播种密度较大，秧龄弹性小（15～20 d），秧苗素质弱且植伤重，缓苗期较长，后续补秧换秧工作量大，限制了水稻增产潜力的发挥和经济效益的提高[10-11]。近年来，随着机插技术的改进和成本的降低，钵苗机插的应用范围越来越广。多年的试验研究证明，钵苗机插具有移栽无植伤、秧龄弹性大、分蘖早等优势，可增产10%左右[12]。胡雅杰等[13]多品种研究表明，与毯苗机插相比，钵苗机插具有明显的增产效果，但不同穗型品种产量增幅存在差异，大穗型品种产量较高。南粳9108是农业部审定的粳型超级稻品种，兼具高产和优质的特点。本研究以南粳9108为供试材料，以毯苗机插水稻为对照，探究不同栽插密度条件下钵苗机插群体生长和高产形成机制，为钵苗机插技术的推广应用提供科学依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验设计

本试验于2019年在江都区吴桥镇三五斗合作社粮食示范基地进行。试验地块为沙壤土，地力中等偏上，实行稻麦两熟制。设置钵苗机插和常规毯苗机插两种处理，均采用营养土和壮秧剂配合育秧。

1）钵苗机插。秧盘长58 cm、宽28 cm。采用上毯下钵的秧盘育秧，纵向31行、横向14行。作业时，插秧机一个横向行程取秧14回，每回取一个钵体。

2）毯苗机插。采用常规毯状塑盘育秧，每穴栽插3～5株。

试验共设4个处理（毯苗机插和钵苗机插各2个），详见表1。

表1 试验设计

1.2 材料培育

试验以南粳9108为供试材料。南粳9108由武香粳14号与关东194杂交育成，2015年被农业部审定为超级稻品种。

1）培育时间。5月15日播种，6月20日移栽，10月25日开始收获。

2）肥料运筹。总施氮量为30 g/m2，其中基肥占60%，穗肥占40%。磷、钾肥总施用量均为7 g/m2，均作为基肥一次性施用。

3）水分管理。机插时寸水移栽，分蘖期保持浅水层，拔节期前后控水搁田（以轻搁为主），抽穗－成熟期间干湿交替，收获前一周断水。适时进行病虫草害防治，保证水稻正常生长发育。

1.3 测定内容和方法

1）茎蘖动态。机插后，在各试验小区定点观察20穴植株茎蘖动态，分别于移栽后5 d、13 d、21 d、29 d，拔节期，抽穗期和成熟期调查茎蘖数。

2）叶面积指数。于拔节期、抽穗期和成熟期各取两穴有代表性稻株，测定每张绿色叶片的长度（从叶基量到叶尖）和每张叶片最宽处的宽度。两参数相乘再乘以系数0.8（拔节期和抽穗期）或0.75（成熟期），即得出一张叶片的面积，然后求出两穴所有叶面的总面积，再根据密度计算叶面积指数。

3）有效和高效叶面积率。在计算抽穗期叶面积指数基础上，统计单穴有效分蘖所有叶片面积，再除以总叶片叶面积即得有效叶面积率。高效叶面积率为有效分蘖上部3张叶片的叶面积所占单穴叶面积的比例。

4）叶片SPAD值。在拔节期、抽穗期和成熟期，各采用SPAD-502叶绿素仪测定水稻上部第一张完全展开叶的叶色值，测定的部位在距叶尖1/3至1/2处，每张叶片3次测定的叶色值的平均值即为该叶片的SPAD值。

5）物质生产与分配。于拔节期、抽穗期和成熟期，各取10穴有代表性的植株，以穴为单位分为叶片、茎鞘和稻穗三个部分，将叶片和茎秆部位装于纸袋中105℃杀青30 min，80℃烘干72 h后称重，即得出叶片和茎秆部位干重。成熟期，将稻穗部分装于网袋中自然风干1个月后称重。根据植株密度计算各期茎鞘、叶片和稻穗物质生产与分配。

6）产量及其构成因子。于成熟期选取10穴有代表性的植株，统计单穴稻穗数后，脱粒并区分饱粒和空秕粒，然后分别计数、称重，计算理论产量。随机选择3个片区（每区面积为667 m2），根据田块实收计算实际产量。

1.4 统计分析方法

采用Microsoft Excel 2013软件进行基础统计和作图，应用SPSS19.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同机插方式和栽插密度对茎蘖动态的影响

不同机插方式和密度对水稻茎蘖动态的影响如图1所示。在同密度栽插条件下，钵体毯苗栽插较常规毯苗机插发苗快，群体茎蘖动态呈现早发稳升缓降趋势；常规毯状苗高峰苗多，后期群体茎蘖数量下降也快，整体呈现大升大降趋势。在同种栽插方式下，株距为12 cm处理各生育时期群体茎蘖数均高于株距为14 cm的处理。

图1 不同机插方式和密度对水稻茎蘖动态的影响

2.2 不同机插方式和栽插密度条件下叶片相关参数的变化

叶片是光合作用的主要器官，适宜的叶面积指数是水稻获得高产的基础。不同机插和密度条件对各生育期叶面积指数、有效叶面积率、高效叶面积率以及顶部叶片SPAD值的影响如表2所示。由表2可看出，同种机插方式下，株距为12 cm处理的各时期的叶面积指数和有效叶面积率高于株距为14 cm的处理，高效叶面积率低于株距为14 cm的处理，说明降低密度，有利于提高高效叶面积率；但降低了有效叶面积率，可能由于株距宽增加无效分蘖数量。两种株距下钵体毯苗的各时期叶面积指数、有效叶面积率和高效叶面积均高于常规毯苗。从顶部叶片SPAD来看，钵体毯苗高于常规毯苗，株距12 cm处理略低于株距14 cm的处理。

表2 不同机插方式和栽插密度下叶面积指数和叶片SPAD值的动态变化

2.3 不同机插方式和栽插密度对物质生产与分配的影响

同种株距下，钵体毯苗处理各时期的阶段物质积累量均高于常规毯苗处理。同种机插秧苗中，株距为12 cm处理的各时期物质积累量均高于株距为14 cm的处理（详见图2）。从各生育时期器官物质分配比例看，同种株距的处理中，钵体毯苗各时期的茎蘖物质积累比例较高，叶片物质积累比例较低，抽穗和成熟期穗部物质积累比例较低。同一类型的秧苗，与株距为14 cm的处理相比，株距为12 cm处理的茎鞘物质积累比例较低，抽穗和成熟期穗部物质积累比例较高（见表3）。

图2 不同机插方式和机插密度对水稻各阶段物质生产的影响

表3 不同机插方式和栽插密度下各器官干物质占比的动态变化

2.4 不同机插方式和栽插密度对产量及其构成的影响

不同机插方式和栽插密度对产量及其构成的影响见表4。由表4可看出，同一株距的处理中，与常规毯苗机插水稻比，钵体毯苗机插水稻每亩穗数和群体颖花量分别提高2.2%和2.4%，结实率和千粒重变化不大，最终理论产量和实际产量分别增加3.4%和4.8%。其中，株距为12 cm处理理论产量和实际产量增幅均大于株距为14 cm的处理。对于同一机插秧苗而言，株距为12 cm的处理虽然每穗粒数、结实率和千粒重略低，但因每亩穗数和群体颖花量分别比株距为14 cm的处理增加7.3%和6.2%，最终的理论产量和实际产量分别增加4.9%和5.6%，且钵苗机插增幅略高于毯苗机插。可见，提高群体颖花量是提高机插稻产量的基础。

表4 不同机插方式和栽插密度对产量及其构成因子的影响

3 结语

本试验条件下，钵苗机插较毯苗机插实际产量平均增加30.3 kg/667 m2，增幅为4.8%。其中株距为12 cm和株距为14 cm的处理产量分别增加5.4%和4.1%。从产量构成因子角度分析，产量的增加主要与群体颖花量的提高密切相关；从干物质积累与分配看，钵苗机插下植株干物重均高于毯苗机插，株距为12 cm的处理物重增幅较为明显，且后期穗部物质积累量所占比例亦均高于其他处理；从群体生长进程看，钵体毯苗栽插较常规毯面机插发苗快，群体茎蘖动态呈现早发稳升缓降趋势，叶片性状特征（叶面积指数、高效叶面积率、叶片SPAD值等）亦普遍优于毯苗机插。综上可见，钵苗机插较常规毯苗机插有一定的增产效果，且适当密植更利于增大群体颖花量，从而获得高产。