减氮条件下移栽密度与每穴苗数对早稻产量形成的影响

2022-07-10刘青峰

作物研究 2022年3期

刘青峰

(祁阳市长虹街道办事处农业综合服务中心，湖南祁阳 426100)

水稻是我国主要的粮食作物，全国60%以上的人口以稻米为主食[1]。保证水稻产量对确保我国粮食安全具有非常重要的意义[2－3]。氮是水稻生长发育的必需元素，氮肥对提高水稻产量起非常重要的作用，但氮肥也是水稻生产成本的主要投入部分。水稻单产的提高在很大程度上依赖氮肥的大量投入[4]，因此，为提高单产，我国水稻氮肥过量施用的现象普遍[5]。水稻氮肥施用过多，会造成水体污染、温室气体排放量增加等一系列问题[6－7]。因此，开展减少氮肥施用，同时能保证产量的水稻栽培方式研究迫在眉睫。许多研究[8－10]表明，通过减氮增密能提高有效穗数，协调穗粒结构，可提高水稻产量。本研究旨在减少氮肥施用的前提下，通过优化移栽密度和每穴苗数的栽培方式来保证早稻产量，为保障我国水稻生产可持续发展提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点及品种

试验于2019年3—7月在祁阳市长虹街道光华村5组进行，地理坐标为111°48′E，26°37′N，属于亚热带季风气候，多年平均气温18.2℃、年平均降水量1 276 mm。试验田土壤基本理化性质:pH值5.88、有机质20.07 g/kg、碱解氮112.90 mg/kg、有效磷26.25 mg/kg、速效钾74.00 mg/kg、全氮1.35 g/kg、全磷0.71 g/kg、全钾10.50 g/kg。品种为陆两优996。

1.2 试验设计

试验采用双因素随机区组设计，设3个移栽密度和3个每穴苗数水平。移栽密度为25 cm×11 cm、25 cm×14 cm、25 cm×17 cm，每穴苗数为2、4、6本，3次重复，共27个小区，小区面积15 m2。播种期为3月25日，移栽期为4月25日。

施氮量为96 kg/hm2，比常规施氮量(120 kg/hm2)减少20%，分基肥∶分蘖肥∶穗肥＝4∶3∶3比例施用，氮磷钾肥按N∶P2O5∶K2O＝1∶0.5∶1的比例配施，其中磷肥全部作基肥施用，钾肥按基肥∶穗肥＝1∶1的比例施用。

除不施用杀菌剂外，其他田间管理按高产栽培措施和当地虫害预报进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 干物质积累

于水稻齐穗期和成熟期从每小区取生长均匀具有代表性的植株10穴(边3行除外)，剪去根，齐穗期按茎＋鞘、叶、穗分开，成熟期按茎＋鞘、叶、实粒、空粒、枝梗分开，先105℃杀青30 min，然后75℃烘干至恒重，密封冷却至室温后称量干物质量。

收获指数＝实粒质量/成熟期地上部质量×100%。

1.3.2 测产及产量构成因素调查

在每个小区中央选取面积不小于5 m2的近正方形区域进行取样测产，称重记录的同时用自动数字水分仪(DMC－700，Seedburo，Chicago，IL，USA)测定稻谷籽粒含水量，并以14%的吸湿水来折算稻谷产量，同时对每小区的50穴(边3行除外)穗数进行调查并换算为单位面积有效穗数。成熟期，从每小区取生长均匀、具有代表性的植株10穴(边3行除外)，在计算穗数后人工脱粒，用水选法分离实粒和空秕粒，75℃烘干直到质量恒定，计算每穗粒数、结实率和千粒质量。

1.3.3 穗部性状调查

成熟期，从每小区取生长均匀具有代表性的植株10穴(边3行除外)，测量株高，随机选取20个稻穗进行穗长、一次枝梗、二次枝梗的测定。

1.4 数据处理与统计分析

采用Microsoft Word 2013制表，用Microsoft Excel 2013和Statistix8.0软件进行数据处理和统计分析，并用LSD法进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 产量及其构成因素

在减氮条件下，不同移栽密度和每穴苗数对早稻产量具有显著性影响。25 cm×11 cm、每穴4本和6本处理的产量较高，产量分别为9 088.5 kg/hm2和8 775.0 kg/hm2，显著高于其他处理。从产量构成因素分析，25 cm×11 cm、每穴4本和6本处理穗数最多，达360穗/m2以上，显著高于其他处理；25 cm×11 cm、每穴4本和6本处理千粒质量最大，达27.7 g以上；25 cm×11 cm、每穴4本和6本处理结实率较高，分别为71.7%和74.4%，但与其他处理无显著性差异。

2.2 穗部性状

在减氮条件下，不同移栽密度和每穴苗数对早稻株高和穗长具有显著影响，对一次枝梗和二次枝梗数量无显著影响。25 cm×17 cm、每穴4本处理株高最高，为94.2 cm，显著高于其他处理；25 cm×14 cm，每穴2本处理穗长最长，为20.7 cm，大于25 cm×17 cm、每穴2本处理，25 cm×14 cm、每穴4本处理，25 cm×11 cm，每穴2、4本处理，未达显著水平，但显著大于25 cm×17 cm、每穴4～6本处理，25 cm×14 cm、每穴6本处理，25 cm×11 cm、每穴6本处理；各移栽密度和每穴苗数处理下一次枝梗数为8.3～9.1个，二次枝梗数为16.5～24.5个。

表1 不同移栽密度和每穴苗数处理下水稻产量及其产量构成Table 1 Yield and its yield composition under different transplanting densities and seedlings per hole

表2 不同移栽密度和每穴苗数处理下水稻株高与穗部性状Table 2 Plant height and panicle traits under different transplanting densities and seedlings per hole

2.3 干物质积累

在减氮条件下，不同移栽密度和每穴苗数对早稻齐穗前、后干物质量、总干物质量和收获指数有显著影响。25 cm×11 cm处理总干物质量最大，达1 300 g/m2以上，显著高于另外两个密度处理，但是不同苗数处理间无显著差异。25 cm×11 cm处理总干物质量最大的主要原因是齐穗前干物质积累量多。25 cm×11 cm每穴4～6本处理收获指数最高，达0.57以上。

表3 不同移栽密度和每穴苗数处理下干物质积累量与收获指数Table 3 Dry matter accumulation and harvest index under different transplanting densities and seedlings per hole

续表3

3 讨论

适宜的基本苗数是构建水稻高产群体的基础，是实现水稻高产的关键因素，基本苗数由移栽密度与单穴苗数控制。氮素是水稻生长三大营养元素之一，是水稻实现高产最重要的养分因子。“减氮增密”通过影响水稻群体的生长发育，协调有效穗数、每穗粒数和结实率等产量构成因子从而调控水稻产量[11]。

前人研究表明，一定程度的“减氮增密”有利于提高水稻产量。朱相成[12]研究表明，氮肥减施造成水稻单产下降可通过提高种植密度进行补偿，在适宜施氮量下提高密度有助于提高籼稻产量和氮肥利用效率。章起明[13]研究表明，与对照相比，适当“减氮增密”保证水稻群体有足够的有效穗，提高结实率和干物质产量，有利于稳产高产。李思平等[14]研究表明，适当的“减氮增密”能增加晚粳稻产量。本研究也有类似结果，在减氮条件下，25 cm×11 cm、每穴4～6本处理早稻产量较高。本试验条件下，早稻产量随移栽密度的增加而增加，25 cm×11 cm移栽密度早稻产量最高。由于插秧机最大的移栽密度为25 cm×11 cm，所以25 cm×11 cm移栽密度为机插早稻最适宜的移栽密度。

从产量构成分析，减氮条件下，增密处理产量显著增加的主要原因是有效穗数显著增加以及穗粒协调性较好，25 cm×11 cm、每穴4～6本较25 cm×17 cm、每穴4～6本有效穗数增加61.1%～93.8%，颖花数增加114.2%～127.3%，与徐新朋等[15]、周江明等[16]研究结果一致。从干物质积累分析，减氮条件下，增密处理总干物质积累量增加，这与石楠等[17]研究结果一致。