钵苗机插密度对不同穗型杂交籼稻生长和产量形成的影响

习敏 吴文革 许有尊 胡润 凌新军 孙雪原

摘要：【目的】探明缽苗机插密度对小同穗型杂交籼稻光合物质生产特性和产量形成的影响，为推广水稻钵苗机捕高产栽培技术提供科学依据。【方法】以大穗型品种超优1000和穗粒兼顾型品种徽两优630为材料，设置4个钵苗机插密度处理（ D1： 33 cm×12 cm，D2：33 cm×14 cm，D3： 33 cm×16 cm，D4： 33 cm×18 cm），分析小同机插密度对水稻群体茎蘖消长动态、光合物质生产和产量形成的影响。【结果】（1）杂交籼稻主要生育期群体茎蘖数随栽插密度的降低而减少;与低密度处理相比，大穗型品种高密度处理的成穗率更高，穗粒兼顾型品种成穗率受机插密度影响较小。（2）各生育期叶面积指数随栽插密度的降低而下降，但叶面积衰减率降低、粒叶比增加。（3）随着机插密度的降低，水稻产量呈先增加后降低的趋势。（4）大穗型和穗粒兼顾型品种分别以D3处理和D2处理抽穗期群体质量较优，粒叶比大，叶面积衰减率低，抽穗后干物质积累量高，从而获得高产。（5）机插密度主要通过调控单位面积上的有效穗数和穗粒数影响产量。（6）水稻有效穗数随栽插密度的降低显著减少，而每穗粒数和着粒密度增加，结实率有所降低，千粒重受影响较小。【结论】钵苗机捕配套栽培大穗型杂交籼稻品种宜适当降低栽插密度，在足穗基础上增加每穗粒数更有利于高产;穗粒兼顾型品种需协调单位面积穗数和穗粒数，以充分发挥其增产潜力。

关键词：钵苗机插;杂交籼稻;栽插密度;茎蘖动态;干物质积累;产量

中图分类号：S 511

文献标志码：A

文章编号：1008-0384（ 2021） 07-073507

Effects of Density of Mechanically Transplanted Pot Seedlings on Growth and Yield

of Hybrid Indica Rice with Different Panicle Types

XiMinI， WU Wengel1*， XU Youzunl， HU Run2. Ling Xinjun3， SUN Xueyuan1

（l. Rice Research Institute，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui

23003，China;2 Chizhou Institute of

Agricultural Sciences，Chizhou，Anhui 247100，China;3 Agricultural Technology Extension Center of

Guichi Disnict，Chiztzou. Anhui

247100，China）

Abstract： 【Objective】 Effects of planting density applied by the mechanical transplantation of pot seedlings on grainformation and yield of hybrid indica rice with different panicle types were studied.【Method】A field experiment was carriedout with4 planting densities（i.e，Di at 33 cm×12 cm. D2 at 33 cm×14 cm， D3 at 33 cm×16 cm， and D4 at 33 cm×18 cm） bymechanical seedling transplantation. Seedlings of two indica rice cultivars with different panicle types， i.e， the large panicletype Chaoyou 1000 and the medium panicle type Huiliangyou 630， were planted. Tiller growth and photosynthetic mattergeneration as well as the grain yield andVield traits of the rice plants were monitored for analysis.【Result】 （1）The numberof stems and tillers at critical growth periods of the rice plants declined as the seedling density decreased. The productive tillersdecreased significantly for the large panicle type cultivars but relative stable for the medium panicle type. （2） The leaf areaindex at key growth stages and the rate of change declined with decreasing planting density resulting in an increased spikeletper unit leaf area. （3） Reduced seedling density raised the grain yield initially followed by a decline. （4） Under D2 0r D3. bothcultivars showed better overall quality and grain yield with larger spikelets per unit leaf area. lower decreasing rate of leaf area，and the highest dry matter accumulation at late growth stage than the other treatments. （5） Varied planting density affectedgrain yield basically due to the altered number of effective panicles and spikelets per panicle of the rice plants. And （6） Lowerseedling density significantly reduced the number of panicles but increased the spikelets per panicle. However， no significantdifferences on the lOOO-grain weight were observed among the treatments. 【 Conclusion】 In applying mechanical means forpot seedlings transplantation. it would be advisable to properly reduce the density of the hybrid large panicles indica riceseedlings to increase the spikelets per panicle by allowing formation of ample panicles to maximize the grain yield. For themedium panicle type rice， on the other hand. combination of increasing panicles and spikelets per panicle by altering theplanting density seemed necessary to achieve the full yield potential.Key words： mechanical seedling transplantation; hybrid indica rice; planting density; stem/tiller dynamics; dry matteraccumulation; vield and traits

0 引言

【研究意义】水稻作为第一大口粮作物，在我国农业发展和粮食安全中具有重要的战略地位。随着土地流转速度的加快和农村劳动力结构的转变，机械化、轻简化的现代稻作技术成为水稻生产发展的必然趋势[1]。钵苗机插是我国新形势下发展起来的一种水稻机械化高产栽培新途径。该技术能够实现精量播种、精准机插，秧龄弹性大，栽插植伤轻，分蘖早生快发，源库结构协调，具有突出的生产优势[2-4]。目前生产上大面积应用的毯苗机插技术存在水稻秧龄弹性小且秧苗素质差、移栽植伤重、缓苗期长、个体生长量小，以及在杂交稻上应用难度大等缺陷[5-6]。钵苗机插方式能够克服当前大面积应用的毯苗机插存在的缺陷。因此，进一步研究钵苗机插密度对不同类型水稻生长和产量形成的影响，对配套栽培技术的研发具有重要意义。【前人研究进展】目前，在钵苗机插水稻的秧苗素质[7]、移栽密度[8]、分蘖成穗特性[9]、光合与物质生产特征[8]、肥料运筹与养分利用[1O-ll]、抗倒性[12]、产量与品质形成[11-13]等方面已有较多研究报道。欧达等[14]研究发现，贵州喀斯特地区施氮量和钵苗机插密度分别为150kg.hrri-2和16.84万穴.hm -2时，C两优华占生育中期光合氮素利用效率较高，产量结构优势明显而产量高（9399.26 kg.hrri-2）。合适的栽插密度是调控水稻产量与品质形成的关键栽培技术途径之一。不同品种类型和生态条件下水稻钵苗机插适宜的栽插密度存在差异。【本研究切入点】安徽省水稻年种植面积220万hm2左右，是我国水稻主产区之一。目前，鲜有针对安徽省沿江地区钵苗机插不同株行距配置对不同穗型杂交籼稻生长和产量形成影响的研究报道。【拟解决的关键问题】本研究以长江中下游地区大面积种植的不同穗型杂交水稻品种为材料，探讨钵苗机插密度对不同穗型杂交籼稻品种分蘖特性、光合物质生产及产量形成的影响，以期为不同穗型杂交籼稻品种钵苗机插配套高产栽培技术的推广应用提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地点

试验于2015年5～10月在安徽省池州市贵池区梅龙街道林西圩进行。所在地属亚热带季风气候，年平均气温16℃左右，年降雨量约1000 mm，年平均日照时数约2000 h，无霜期230 d左右。试验地前茬为小麦，土壤类型为沙泥田，0～20 cm土层含碱解氮198.5 mg.kg-l、速效磷10.2 mg.kg-l、速效钾121.4 mg·kg-l、有机质29.53g·kg-l，pH值5.7。

1.2试验设计

在历年试验的基础上，选取2个代表性杂交籼稻品种进行试验，其中大穗型品种为超优1000，穗粒兼顾型品种为徽两优630。在栽插行距（ 33 cm）一定的条件下，设置12、14、16和18 cm等4个株距处理，分别记为Dl、D2、D3、D4。3次重复，小区面积92.5 m2（ 25.0 m×3.7 m）。于5月20日采用机插专用钵盘播种，旱育秧。6月18日采用钵苗插秧机（RX-60AM型）栽插，每穴2--3苗，秧龄30d、叶龄5.0叶左右。本田施肥氮磷钾肥，m（N）：m（P2O5）：m（K20）=1：0.4： 0.8，共施N240kg.hrri-2，基肥、分蘖、穗肥占比为5：1：4;施P205 96 kg.hm-2，磷肥全部基施;施K20192 kg·hm -2，钾肥分2次施用，其中基肥和促花肥各占50%。水浆管理为薄水移栽活棵，分蘖期保持2--3 cm水层，够苗晒田，拔节至成熟期干湿交替灌溉，收获前5～7d断水。病虫草害防治按照当地大面积生产管理方式进行。

1.3测定内容与方法

1.3.1生育期 記载参试品种的播种、移栽、拔节、抽穗、成熟日期，其中：抽穗期指全区50%的稻穗顶端露出叶鞘的日期;全区90%以上穗子、全穗85%以上籽粒达到成熟标准时即为成熟期。

1.3.2茎蘖动态 移栽后，每个小区连续选定10穴作为观察点，定点跟踪观测水稻茎蘖消长动态，直至抽穗期。拔节前每隔5d调查1次，拔节后每隔7d调查1次。

1.3.3叶面积与干物质积累 于水稻拔节期、抽穗期和成熟期，根据普查全田苗情的平均水平，每处理取2穴，用长宽系数法测定植株叶面积。同时，将所取样品于105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重后测定干物质重。

1.3.4产量 成熟期采用五点取样法，每小区调查观测50穴，计算有效穗数。每小区按照平均成穗数取5穴带回室内考种，调查每穗粒数，并用水漂法去除空瘪粒，求取结实率;以1 000实粒样本（干种子）称重，重复3次（误差不超过0.05 g），取千粒重平均值。同时，分小区单收单晒，完全晒干扬净后称重，并按照标准含水量13 .5%折算单位面积的实际产量。

1.4数据计算与统计分析

采用Microsoft Excel 2003进行数据录入、计算;采用Origin 8.0进行分析与作图;运用SPSS 16.0软件进行方差分析，Duncan法检验差异显著性（a-0.05）。表中数据为3次重复的平均值，图中数据为3次重复的平均值±标准误。

2结果与分析

2.1机插密度对不同穗型水稻品种产量及构成因素的影响

不同机插密度对水稻产量及其构成因素的影响因品种穗型的不同存在差异（表1）。随着机插密度的降低，水稻产量呈现先增加后降低的趋势。其中：大穗型品种以D3处理产量最高，分别较D1、D2和D4处理增产7.3%、5.4%、5.9%;穗粒兼顾型品种以D，处理产量最高，分别较D1、D3和D4处理增产4.3%、5.8%、13 .1%。在产量构成因子中，有效穗数和每穗粒数受栽插密度影响较大。水稻品种有效穗数随栽插密度的降低而降低，各处理间差异显著;每穗粒数则表现出相反的趋势;结实率因品种类型存在差异，大穗型和穗粒兼顾型品种分别以D，处理和D1处理显著大于其他处理;千粒重变化较小，不同处理间差异未达到显著水平。与低密度处理相比，大穗型品种高密度处理的成穗率更高，穗粒兼顾型品种成穗率受机插密度影响较小。

2.2机插密度对不同穗型水稻品种着粒密度的影响

钵苗机插条件下，降低栽插密度可显著增加水稻穗部着粒密度，对大穗型品种的影响程度大于穗粒兼顾型品种（图1）。大穗型品种D4处理的着粒密度（15.8粒.cm-1）分别比D1、D2、D3处理增加34.1%、29.7%和8.4%，D1与D2处理之间无显著差异;穗粒兼顾型品种D4处理的着粒密度（10.6粒.cm-1）分别比D1、D2、D3处理增加17.0%、5.8%和0.6%，但D2、D3、D4处理间无显著差异。

2.3机插密度对不同穗型水稻品种生育期的影响

栽插密度在一定程度上影响了水稻的生长发育进程（表2）。随着栽插密度的降低，水稻抽穗期和成熟期推迟，生育期延长，但D3和D4处理间主要生育期无差异，不同穗型品种表现一致。大穗型品种和穗粒兼顾型品种的D3和D4处理的生育期分别比其他处理延长2～5 d和3～5 d，这主要是营养生长期延长所致。大穗型品种和穗粒兼顾型品种D3和D4处理的营养生长期分别达84d和8ld。

2.4 不同机插密度下水稻群体茎蘖消长动态

移栽后，水稻分蘖快速增长，两个品种分别于移栽后35d（大穗型）和30d（穗粒兼顾型）达到高峰苗期（图2）。不同栽插密度下不同品种群体茎蘖动态存在明显差异。水稻各生育期的群体茎蘖数随栽插密度降低呈减少趋势，大穗型品种表现为Dl>D2>D3>D4。穗粒兼顾型品种D2和D3处理之间在移栽后20d茎蘖数差异显著，其他时期群体茎蘖数无显著差异。

2.5不同栽插密度对水稻叶面积指数及粒叶比的影响

粒叶比是衡量水稻群体源库协调水平的综合质量指标。由表3看出，不同穗型水稻品种主要生育期叶面积指数（ LAI）受栽插密度影响的情况存在差异。大穗型品种在拔节期、抽穗期的LAI值以D1处理最大，成熟期以D3处理最大;穗粒兼顾型品种在不同生育期的LAI值均以D1处理最大。随栽插密度的降低不同品种叶面积衰减率均呈现降低的趋势，大穗型品种表现更明显。水稻粒叶比随着栽插密度的降低呈现增加的趋势，均以D4处理最大。大穗品种和穗粒兼顾品种D4处理粒叶比分别较D1、D2、D3处理高12.5%、1l.1%、3.4%和7.5%、3.6%、1.2%。

2.6不同栽插密度对水稻光合物质积累的影响

2.6.1群体干物质积累特征 由表4看出，随栽插密度降低，大穗型品种拔节期群体干物质积累量降低，但处理间无显著差异;至抽穗期，群体干物质积累量表现为Dl>D3>D2>D4;至成熟期，群体干物质积累量表现为D3>D2>Dl>D4。穗粒兼顾型品种随栽插密度降低，其拔节期和抽穗期群体干物质积累量呈现降低趋势;至成熟期，不同处理的群体干物质积累量表现为D2>Dl>D3>D4。

2.6.2不同生育阶段干物质积累量及其比例 由表4看出，移栽至拔节期，水稻群体干物质积累量均随栽插密度的降低而减少，该时期群体干物质积累比例表现为大穗型品种D4>DI>D2>D3，穗粒兼顾型品种Dl>D2>D4>D3。拔节至抽穗期，大穗型品种群体干物质积累量以D4处理最小，D1处理最大，D2和D3处理间无显著差异，群体干物质积累比例与干物质积累量变化趋势相似;穗粒兼顾型品种群体干物质积累量以D4处理最小，其他处理间差异不显著，群体干物质积累比例表现为D3> Di> D4> D2。抽穗至成熟期，大穗型品种群体干物质积累量、积累比例均以D3处理最大，分別达到9.32 t·hm -2和40.35%;穗粒兼顾型品种群体干物质积累量、积累比例以D，处理最大，分别达到9.43t·m-2和45.46%。

3讨论

栽插密度对水稻优良群体结构和高光效群体的构建，产量构成因素的协同发展与品质形成具有重要意义[15-17]。在机械化轻简化栽培条件下，因生态条件、栽培方式、品种基因型等差异导致适宜水稻机插的适宜密度有所不同。朱聪聪等[8]研究认为，钵苗机插不同类型水稻主要生育时期的群体茎蘖数随着栽插密度的降低而减少，其中：常规粳稻抽穗后干物质积累量随栽插密度降低显著降低，产量以高密度（ 33 cm×12 cm）栽插最大;杂交籼稻群体干物质积累量及抽穗一成熟期阶段干物质积累量均以中密度（ 33 cm×14 cm）移栽最大，实际产量最高。也有研究认为，稀植能够延缓水稻生育后期功能叶片的衰老而有利于增产[18]。本研究结果表明，随栽插密度的降低，钵苗机插水稻主要生育期的叶面积指数减小，叶面积衰减率降低，大穗型品种较穗粒兼顾型品种受影响更大。抽穗至成熟期，大穗型品种群体干物质积累量及其比例以行株距33 cm×16 cm处理最大，穗粒兼顾型品种以行株距33 cm×14cm处理最大。因此，因种精确机插，科学合理确定适宜栽插密度，有利于优化群体结构，提高抽穗后干物质积累量及其在总生物积累量中的比例，保证花后高光效群体的构建，以充分发挥钵苗机插技术的增产优势。

机插杂交粳稻超高产群体的形成在于足量穗数与较大穗型协调产出足够的群体颖花量，并保持较高的结实率和千粒重[4.l9-20]。杂交籼稻中等密度移栽能够较好地协调群体质量从而易获得高产，稀植或密植均不利于产量潜力的发挥[15]。钵苗机插条件下，适当降低杂交粳稻栽插密度有利于增加单株成穗数和每穗着粒数，协调个体与群体关系，有利于高产的形成[21]。大穗型杂交粳稻产量随钵苗机插密度的降低呈先增后降的趋势，中小穗型常规粳稻产量随机插密度降低而下降[12]。本研究发现，随着钵苗机插密度的降低，不同穗型杂交籼稻品种的产量均呈先增加后降低的趋势。这与前人研究结果相似[8]。不同穗型杂交籼稻钵苗机插密度主要通过调控单位面积的有效穗数和穗粒数来影响产量。这表明钵苗机插配套栽培大穗型水稻品种宜适当降低栽插密度，在足穗基础上增加每穗粒数而争取高产;穗粒兼顾型品种需协调单位面积穗数和穗粒数，充分发挥增产潜力。

4結论

随钵苗机插密度的降低不同穗型杂交籼稻品种产量呈现先增加后降低的趋势。大穗型品种和穗粒兼顾型品种分别以行株距33 cm×16 cm和33 cm×14 cm的处理最佳，因其抽穗期群体质量优，粒叶比高，叶面积衰减率低，抽穗后干物质积累量大而获得高产。钵苗机插配套栽培大穗型品种宜适当降低栽插密度，在足穗基础上增加穗粒数，利于高产;穗粒兼顾型品种需协调单位面积穗数和穗粒数，充分发挥其增产潜力。

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（责任编辑：杨小萍）

收稿日期：202001-02初稿;2021-0528修改稿

作者简介：习敏（ 1987-），女，博士，副研究员，研究方向：主要从事水稻栽培生理生态研究（E-mail：ximin2015@126com）

通信作者：吴文革（ 1967-），男，研究员，研究方向：从事水稻高产栽培技术研究（E-mail： wuwenge@vip.sina.com）

基金项目：安徽省自然科学基金项目（ 1708085QC76）;围家公益性行业（农业）科研专项（201303102）