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穗苗比对北方粳稻机械穴直播产量形成的影响

2021-09-14马秀芳邱福林吕桂兰李小婉张海波李跃东

北方水稻 2021年4期
关键词:基本苗分蘖籽粒

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。

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