不同栽培密度对有机稻产量的影响

关键词：栽培密度；有机稻；产量；影响

我国是水稻生产及消费大国，大约有60%的人口以大米为主食。水稻已成为保山市最主要的口粮作物。近年来，保山市播种面积约100万亩、单产超过了500kg，总稻谷产量50余万吨，单产、总产均居云南首位[1-2]。近年来，科学技术发展迅速，人们越来越倾向于选择安全、环保、优质的有机食品[3]。大力推进有机农业已逐渐成为我国农业未来的发展趋势[4]。有机稻是指绿色无污染的水稻，在水稻整个生育期不使用任何化学合成肥料、农药，以自然规律及生态原理为基础，采取适当耕作及栽培措施以维持并提高土壤肥力，用清洁水源灌溉，采取合理措施防治病虫害[5-6]。近年来，保山市坚持以绿色有机为引领、科技创新为驱动、设施装备品牌建设为抓手、增收富民为目标推进现代农业高质量发展，为有机稻产业的发展奠定了坚实的基础，为高原粮仓提供了有力保障[7-8]。

栽培密度是影响水稻群体质量和产量的关键因素，合理密植是提高水稻单产和稳定粮食总产的重要栽培措施[9]。近年来，已有大量学者研究了栽培密度对水稻栽植的影响，陈爱平等[10]分析了不同插植密度对超级稻“Y两优900”性状的影响，发现栽植密度对无效分蘖及叶片数影响不显著，对水稻有效穗、每穗粒数、成穗率、产量影响显著，“Y两优900”采用1.2万蔸/667m2的插植密度，更容易超高产；邓榆千等[11]以“天优华占”为试验材料，比较了不同栽播密度对生育期、分蘖（发苗）、株高、经济性状和产量的影响，发现栽培密度对各指标影响显著，18.0万/hm2、22.5万/hm2和27.0万/hm2 3个栽插密度效果最佳；杜萌等[12]采用水直播的方式，以“盐丰47（Ｙ）”“盐粳939（J）”为供试材料，设5个播种密度水平，比较了不同播种密度对直播水稻的生育特征及产量的影响，结果表明“盐丰47”与“盐粳939”均在105.0kg/hm2处理时成熟较早，“盐丰47”与“盐粳939”在B3播种密度下成苗率最高，分别为46.25%、45.65％，株高最矮，分别为94.64、91.37cm，茎蘖动态、成穗率、SPAD值、灌浆速率、净光合速率等指标相对较高，“盐丰47”与“盐粳939”随着播种密度的增大，产量先增后减，均在105.0kg/hm2播种密度下实际产量最大，分别为8479.20、7391.40kg/hm2。目前，有关栽培密度对有机稻产量的影响研究较少，基于此，本文以“云粳37号”为试验材料，在云南省保山市昌宁县漭水镇进行了田间试验，比较了不同栽培密度对有机稻产量的影响，希望能够为进一步提高云南省昌宁县漭水镇有机稻产量提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于云南省保山市昌宁县漭水镇，地处东经99°41′43″，北纬24°54′36″，海拔1710m，年平均气温15.5℃，积温4750℃，无霜期246d，年降雨量1415mm，土壤类型为水稻土，潜育型亚类，冲积性土属，砂壤性土种，质地黏土，耕作层25cm。

1.2 供试材料

供试水稻品种为“云粳37号”。试验用有机肥购置于云南德坤生物科技有限公司（有机质含量≥45%，氮-磷-钾≥4.5%）。

1.3 试验设计

在水稻栽培过程中不施用化肥、农药，基肥为15t/hm2有机肥；在2022年5月25日扦插秧苗，根据栽培密度的不同设置以下五个处理，分别为T1处理（10.0×105株/hm2，株行距10cm×10cm）、T2处理（6.7×105株/hm2，株行距10cm×15cm）、T3处理（5.0×105株/hm2，株行距10cm×20cm）、T4处理（3.3×105株/hm2，株行距15cm×20cm）、T5处理（2.7×105株/hm2，株行距15cm ×25cm）。各处理面积均为25m2，3次重复。除栽培密度外，各处理采取相同的田间管理方式，实施稻鱼养殖，于6月中下旬放鱼下田，每公顷放养150kg鲤鱼，鲤鱼重量为40尾/kg，于水稻黄熟前排水捞鱼。

1.4 测量指标及方法

1.4.1 生育期调查

记录各个处理水稻播种期、移栽期、齐穗期、成熟期，计算整个生育周期。

1.4.2 干物质测量

在水稻成熟期，于各个试验小区随机选择5株（边3行除外）生长均匀的植株，清水冲洗后剪去根系。将样品分为稻草、实粒、秕粒3个部分，于105℃杀青后置于70℃烘箱内烘干至恒重，采用天平称重。按照下式计算成熟期总干物质质量及收获指数[13]。

成熟期总干物质质量=稻草干质量+实粒干质量+秕粒干质量

收获指数（%）=实粒干质量/成熟期总干物质质量×100%

1.4.3 产量及产量构成

在水稻成熟期，于各个试验小区随机选择10株植株（边3行除外），调查并计算单位面积有效穗数，结合干物质测定考察每穗粒数、结实率及千粒质量。在各个试验小区收割中间5m2的水稻进行测产，折合并计算单位面积水稻产量。

1.5 数据分析

采用Excel 2003软件整理相关试验数据，SPSS19.0软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同栽培密度对有机稻生育期表现的影响

不同栽培密度对有机稻各生育期时间和整个生育周期的影响，见表1。

由表1可知，各处理有机稻均于4月10日播种、5月25移栽，在始穗期即表现出一定差异。其中，T1和T2处理始穗期在8月2日，T3、T4、T5三个处理始穗期均在8月1日，T1和T2处理始穗期较T3、T4、T5三个处理有所推迟；从齐穗期来看，T4和T5两个处理有机稻齐穗期均在8月15日，T2、T3处理齐穗期较T4、T5处理推迟了1日，在8月16日，T1处理齐穗期较T2、T3处理推迟了1日，在8月17日；T4和T5处理有机稻成熟期一致，均在9月25日，T3、T2处理成熟期较T4、T5处理推迟了1日，为9月26日，T1处理成熟期较T2、T3处理推迟了1日，为9月27日。通过计算不同处理水稻生育周期，可以看出随着栽植密度的减小，有机稻生育周期呈缩短趋势，其中，T1为170日，T2和T3处理均缩短1日（169日），T4、T5处理缩短2日（168日）。

2.2 不同栽培密度对有机稻干物质生产的影响

不同栽培密度对有机稻干物质量和收获指数两个干物质生产指标的影响，见表2。

由表2可知，栽培密度对有机稻干物质量和收获指数均存在显著影响。从干物质量情况来看，随着栽培密度的减小，有机稻干物质量呈现出先增加、后减小的趋势，由T1处理的1960.26g/m2增长至T2处理的2081.95g/m2（最大值）；随着栽培密度的进一步减小，有机稻干物质量逐渐降低直至T5处理的1801.47g/m2。其中，T1与T3处理干物质量差异不显著；不同处理有机稻收获指数以T3处理为最高（达到了55.43%，与T2处理差异不显著），以T5处理收获指数为最低（仅54.01%），T1、T2、T3、T4处理有机稻收获指数明显高于T5处理。

2.3 不同栽培密度对有机稻产量及产量构成指标的影响

不同栽培密度对有机稻产量及几个常见产量构成指标的影响，见表3。

由表3可知，不同处理有机稻产量以及有效穗数、每穗粒数、颖花量、结实率、千粒质量等几个产量构成指标均存在显著差异。T2处理的有机稻有效穗数最高，达到了389.76穗/m2（与T3处理差异不显著），接着依次为T1、T4和T5处理，T2和T3处理有机稻有效穗数明显高于其余几个处理；T4与T5处理有机稻每穗粒数差异不显著（在130.18-132.66粒/穗之间），明显高于其余三个处理（T1、T2、T3有机稻每穗粒数差异不显著，在122.18-126.04粒/穗之间）；从颖花量情况来看，随着栽培密度的减小，有机稻颖花量呈现出逐渐减少的趋势，由T1处理的33.55×103逐渐减少至T5处理的29.10×103朵/m2，其中，T1、T2与T3处理有机稻颖花量差异不显著，T3与T4处理有机稻颖花量差异不显著，T4与T5处理有机稻颖花量差异不显著，T1和T2处理有机稻颖花量明显多于T4和T5处理；通过计算不同处理有机稻结实率可以看出，随着栽培密度的逐渐减少，有机稻结实率呈现出逐渐升高的趋势，由T1处理的85.39%逐渐升高至T5处理的88.39%，其中，T3、T4、T5三个处理有机稻结实率差异不显著，明显高于T1和T2处理（二者结实率差异不显著）；从千粒质量情况来看，随着栽培密度的逐渐减小而持续增大，由高到低排序依次为T5gt;T4gt;T3gt;T2gt;T1，其中T5、T4、T3有机稻千粒质量差异不显著，T4、T3、T2有机稻千粒质量差异不显著；T3处理的有机稻产量最高，达到了10813.63kg/hm2，分别较T4、T5、T2、T1处理高出了1.01%、1.64%、10.20%、13.56%，其中，T3与T4处理有机稻产量差异不显著，T4与T5处理有机稻产量差异不显著。

3 试验与结论

合理密植可协调水稻群体和个体的生长，构建高质量作物体系，提高光合效率，实现水稻高产、超高产。近年来，前人对水稻栽培密度的研究较多，滕飞等[14]选取“中浙优８号”及“甬优12”为材料，设置14、16、18和21cm 4个机插株距，研究不同种植密度对杂交稻生长及产量的影响，发现随着机插株距的增大，2个水稻品种植株个体虽然均生长健壮，单株茎蘖数增加，但群体总茎蘖数下降，且后期茎蘖消减较快，最终茎蘖成穗率出现一定的下降趋势；同时，机插株距的增大引起植株群体干物质积累量减小，其干物质主要转运至茎叶部位，穗部干物质积累比例未有明显提高，从最终产量表现来看，2个水稻品种均需要一定的种植密度才能保证高产，最适株距应调节至14-18cm，种植密度保持在18.5-23.8穴/m2。马骏等[15]以水稻新品种“盐糯17”为试验材料，设置5个不同的栽插密度（2.22万、1.85万、1.59万、1.39万、1.24万穴/667m2），比较在这5个栽插密度下“盐糯17”的主要农艺性状，发现株高随着栽插密度的降低先增加，当栽插密度降低到1.59万穴/667m2时趋于稳定，全生育期随着栽插密度的降低加长，有效穗数随着栽插密度的降低显著减少，不同栽插密度下穗粒数差异没有统计学意义，但低密度处理下大小穗差异情况较多，“盐糯17”在栽插密度为1.59万穴/667m2时，千粒质量最高，栽插密度为1.59万-1.85万穴/667m2时，产量较高。吴韶忠[16]对超级稻“D奇宝优527”进行了不同种植密度对比试验，发现只有适宜的种植密度，个体与群体生长发育协调，有效穗较多、实粒数较多、千粒重较高，才能取得高产，“D奇宝优527”在霞浦县松港街道章家洞村的种植密度以667m2种植1.2万-1.4万丛为宜。

本研究发现，随着栽培密度的减小，水稻生育期逐渐缩短，这与李丹等[17]、李青超等[18]的研究结果一致。干物质是产量形成的基础，干物质积累量对作物籽粒产量的形成至关重要。本研究发现，有机稻干物质量和收获质量均随着栽培密度的减小而先增大后减小，这可能是由于较高的种植密度会影响群体通风透光性及叶片光合性能[19]。但是，此研究结果与汪秀志等[20]、刘武等[21]的研究结果不一致。田间栽培密度的改变对水稻生长意义重大。夏瑜等[22]发现，随着株行距的增加，栽培密度的减小，水稻单株面积分蘖数有所增加，而单位面积茎蘖总数有所下降，水稻个体生长健壮，但是群体有效穗较少，产量难以提高。本研究发现，随着栽培密度的减小，水稻个体每穗粒数、结实率及千粒质量有所增加，但是这种优势因群体基本苗数较低，群体有效穗数较少而无法彰显，最终导致水稻产量的先增大、后减小。由此可以看出，种植密度的减小可有效促进水稻个体生长，增加个体干物质积累量，但是对最终籽粒收获帮助较小，产量未得到明显提高，容易造成光照、温度、水分、土地、肥料等资源的浪费[23-24]。

综上所述，云南省昌宁县漭水镇有机稻“云粳37号”适宜的栽培密度为5.0×105株/hm2（株行距为10cm×20cm），在此密度下，水稻产量最高，有适中的生育周期，较好的干物质积累，收获指数、有效穗数、结实率和千粒质量最好，可在当地大面积推广应用。