穗苗比对北方粳稻机械穴直播产量形成的影响

马秀芳，邱福林*，吕桂兰，李小婉，付 亮，王 双，张海波，李跃东

（1 辽宁省水稻研究所，沈阳 110101；2 灯塔市农业农村服务中心，辽宁 辽阳 111399）

水稻机械旱直播是水稻轻型栽培中最简单的种植方式［1］，因具有省工、省力、节本、高效等特点而在世界各地被广泛应用［2］。 在我国北方稻区，黑龙江省直播稻面积发展较快，2014 年种植面积近40 万公顷［3］，占其水稻种植面积的10%。 辽宁和吉林稻区直播稻的发展处在起步阶段， 还没有大规模的成功种植［4］。 辽宁省的直播稻主要分布在大连稻区，2019 年种植面积4 000～5 300 hm2，由于水资源有限，主要靠雨水种植，其丰产性和稳产性较差。

尽管直播稻有很多优点， 但在东北稻区种植比例较低。 其原因主要有两个：一个是品种原因，由于北方稻区温光资源有限， 直播稻品种的熟期要比当地移栽稻品种短一周左右才能安全成熟，通常熟期短的品种丰产性差， 所以不能保证达到和移栽稻相同的产量；另一个原因是穗位不整齐，小穗数量多于移栽稻，且不同年份间波动较大，所以稳产性也不如移栽稻。 本研究主要探讨穗苗比对北方直播稻产量形成的影响， 以实现直播稻高产稳产的目标。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2018 年～2019 年在辽宁省沈阳市博科种业试验基地进行。 供试材料为辽粳436，播种机使用河南豪丰生产的10 行旱穴播机。

1.2 田间试验

大区试验， 大垄行距25 cm， 小垄行距15 cm，播深1 cm，不设重复。每个小区面积0.4 hm2，设11 cm、13 cm、15 cm 和17 cm 四个株距水平。本试验采用旱直播水生方式。播种前采用水选除去种子中的空瘪粒，保证种子质量。 种子浸泡1 d 左右进行机直播，播种后充分灌水，灌溉后田间要能看到薄的水层， 齐苗后采用常规水分管理。

1.3 数据调查及分析

试验采用对角线三点取样方法， 取样点面积0.6 m2。 调查基本苗数、小穗数（小穗指冠层下方的穗，特点是穗小、籽粒不饱满、成熟度差）、穗苗比（有效穗数与基本苗数的比值）和籽粒产量。 使用SPSS 做方差分析和回归分析。

2 结果与分析

2.1 不同株距处理对穗苗比及其相关性状的影响

由表1 可知，随着直播穴距的扩大，基本苗和籽粒重减少，穗苗比增加，但穴距13 cm 的穗苗比小于穴距11 cm 的穗苗比。 四种穴距处理下，基本苗差异显著，穗苗比和籽粒重差异不显著。

表1 不同株距处理下穗苗比及其相关性状的变化

2.2 穗苗比与籽粒产量的关系

由表2 和图1 可知， 穗苗比与籽粒产量呈显著线性回归关系（F＝7.202，P＝0.014），表现为开口向下的抛物线， 回归方程式为Y＝－2421.842＋6584.15X－3282.961X2。 方程的常量达显著水平，一次项系数和二次项系数达到极显著水平， 当穗苗比为1 时，籽粒产量到达峰值（8.79 t／hm2）（图1）。

表2 穗苗比与籽粒产量的回归分析

图1 穗苗比与籽粒产量的回归关系

2.3 穗苗比与基本苗的关系

由表3 和图2 可知， 穗苗比与基本苗数呈显著线性回归关系（F＝6.917，P＝0.025），回归方程式为：Y＝826.922－400.920X。方程的截距和一次项系数均达到显著或极显著水平。当穗苗比为1 时，基本苗为426.00 万苗／hm2。 群体的分蘖力随基本苗数的增加而下降， 当基本苗数增加到一定值时个体不再分蘖，如果每株苗都能成穗，则有效穗数等于基本苗数，即穗苗比为1，此时产量最高。 如果有部分基本苗不能正常成穗， 则有效穗数少于基本苗数，即穗苗比小于1，此时产量随之下降。

图2 穗苗比与基本苗数的回归关系

表3 辽粳436 的穗苗比与基本苗的回归分析

3 讨论和结论

3.1 基本苗数与穗苗比

关于直播稻高产群体的研究很多［5－8］，基本苗数的变化幅度较大， 但总的趋势是温光资源好的稻区基本苗数低于温光资源差的稻区， 南方低于北方，籼稻低于粳稻［9－13］。充足的温光资源，尽可能使更多的水稻分蘖成穗， 形成主蘖穗兼顾型增产模式。北方稻区温光资源有限，用当地移栽稻品种做直播稻种植，出穗期一般比移栽稻延迟5～8 d，不能安全成熟［14］。 如果在一定栽培条件下通过播量控制使穗苗比接近1，则可以节省分蘖时间，使出穗期相对提前［15］，缩短全生育期，当地一些移栽稻品种就可以用来做直播稻品种种植， 这样不但能够解决直播稻品种匮乏的问题， 还能保证直播稻的丰产性。

本研究结果表明， 穗苗比等于1 是北方机械穴直播水稻高产群体的重要特征， 是直播稻高产的前提条件。 当辽粳436 品种的基本苗数达到426.00 万苗／hm2时，穗苗比为1。在一定栽培条件下，不同品种的最佳基本苗数可能会有一定差异，可以通过调整播量来使品种的穗苗比接近于1。当穗苗比大于1 时， 说明基本苗数不够， 有分蘖产生，需要增加播种量；当穗苗比小于1 时，说明基本苗数过多，部分基本苗不能成穗，需要减少播种量。在实际生产中，有必要针对具体品种和配套栽培技术提前做播量试验， 选择穗苗比接近于1 的播量为最佳播种量。

3.2 小穗形成原因及控制

基本苗较高的直播稻群体中， 小穗主要是由弱苗形成的，成因主要有三个，一是品种的发芽势不均，弱势粒成弱苗；二是播种深度不一致，在肥水适宜的条件下，浅播的种子先出苗并长成壮苗，深播的种子后出苗长成弱苗； 三是土壤中种子周围微环境的差异，主要体现在两个方面，一是田面不平整，水分分布不一致，受到水分胁迫的种子往往长成弱苗，二是肥料不均，幼苗的营养供应存在差异，养分供应差的形成弱苗。基本苗较低的直播稻群体小穗的形成除了上述原因外， 高节位分蘖和二次分蘖也能形成无效分蘖和小穗［14，16－18］。 总之， 直播稻群体中小穗的产生主要是由于个体生长不均衡引起的。

当基本苗固定，穗苗比为1 时，有效穗数等于基本苗数， 减少小穗数量就意味着增加冠层穗数量，提高群体的整齐度和籽粒产量。当群体基本苗一定且穗苗比为1 时， 减少小穗数量就成为水稻机械穴直播高产的关键。 生产上可以通过肥料运筹减少小穗数量。 水稻分蘖的产生对分蘖期的氮素供应十分敏感，当叶片中的氮素含量低于2.0%时，分蘖就会停止［19］。 适当减少前期施氮量，有利于控制分蘖，从而减少由分蘖生成小穗数量。有研究表明氮肥适当后移， 重施穗肥能够显著提高产量［20］，本课题组的研究结果表明，增施粒肥也可以调节个体生长，降低小穗率，提高产量。

穗苗比对北方粳稻机械穴直播群体产量的形成有重要影响， 穗苗比与籽粒产量和基本苗呈显著的线性回归关系。 在本试验中，当穗苗比等于1时辽粳436 的产量达到最高。对于其他品种，在一定栽培条件下， 可通过调节播种量来调节品种的最佳穗苗比，以达到最高产量。 在肥料运筹上，氮肥后移有利于实现理想的穗苗比， 增施粒肥能够促进弱势个体生长，调节群体中个体生长不平衡，使部分弱势个体发展成冠层穗，提高群体整齐度，降低小穗率，提高籽粒产量。