低播量下雜交稻產量形成對種植均勻度的響應

李慧，蘭天明，陳惠哲，張玉屏，武輝，向鏡，張義凱，王志剛，王亞梁?

(1 中國水稻研究所，浙江 杭州 310006；2 宜賓學院，四川 宜賓 644000)

稻米是我國主要的口糧，我國雜交稻種植面積占水稻種植總面積的50%以上，雜交稻穩產增產對保障國家糧食安全起重要作用。雜交稻比常規稻產量能增加20%左右，主要產量優勢特征是強分蘗能力和大穗，這就要求雜交稻稀播少本種植[1]。隨著社會經濟的發展，從事水稻生產的人口逐漸減少，水稻生產走向輕簡化、規?；?。水稻機插種植具有良好的豐產特性[2]，是以后水稻規?；N植的主流。

我國機插技術引自日本，一般采用撒播的方式，播種量高，無法滿足雜交稻稀播少本種植的要求，由于種子排列紊亂，播種量低又導致漏秧率高[3]。目前，水稻機插播種以毯苗為主，部分農戶為了降低實際大田用種量和漏秧率而提高了秧盤播種量，導致秧苗素質下降，機插取秧苗數不均勻[4]。前期，我們通過條播育秧與撒播相比顯著降低了漏秧率，提高了機插均勻度進而增加了產量[5]。

然而，在低播量種植條件下，機插均勻度對產量造成的影響并不十分明確。謝小兵等[6]指出采用單粒印刷播種的同時，增加機插密度，能有效彌補漏秧率造成的產量損失。楊祥田等[7]指出，漏秧率在5%以下時，水稻的機插產量不會受影響。我們認為除了漏秧率外，產量和機插苗數均勻度顯著相關，為此，我們在控制無漏秧的條件下開展不同種植苗數均勻度對產量影響的研究，以期為低播量下的育秧播種機插提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及供試品種

試驗在中國水稻研究所進行。供試品種為秈粳雜交稻甬優1540 和秈型雜交稻中浙優8 號。2 個品種均為浙江等地的主導品種。

1.2 試驗設計

試驗采用裂區設計，品種為主區，面積為5.4 m×60 m，種植均勻度為副區，面積為5.4 m×20 m，每處理3 次重復。

種子浸種催芽后采用基質育秧。每盤播種干種子45 g，播種后疊盤出苗，待種子出苗0.5 cm 高后，將秧盤放置到泥漿秧板上。采用旱育秧，秧板上不建立水層，秧齡25 d，人工移栽種植，種植規格行距30 cm，株距18 cm，平均每穴2.4～2.5 苗。

種植均勻度即每穴插植苗數的均勻程度，設3個處理:高均勻度種植(每穴苗數均勻度70%～80%)，中均勻度種植(每穴苗數均勻度50%～60%)，低均勻度種植(每穴苗數均勻度30%～40%)。各處理每穴種植平均苗數為2.4～2.5，高均勻度種植每穴不同苗數的比例為:1 苗/穴占4%，2苗/穴占48%，3 苗/穴占48%，平均每穴苗數為2.44 苗，種植均勻度為76.3%；中均勻度種植每穴不同苗數的比例為:1 苗/穴占20%，2 苗/穴占32%，3 苗/穴占28%，4 苗/穴占20%，平均每穴苗數為2.40 苗，種植均勻度為58.2%；低均勻度種植每穴不同苗數的比例為:1 苗/穴占32%，2 苗/穴占32%，3 苗/穴占20%，4 苗/穴占4%，5 苗/穴占4%，6 苗/穴占4%，7 苗/穴占4%，平均每穴苗數為2.44苗，種植均勻度為34.7%。

試驗地氮肥施用量為204 kg/hm2，分基肥(40%)，側深施追肥(30%)和穗肥(30%)3 次施入?；屎蛡壬钍┳贩什捎秘S筑控釋肥(N∶P2O∶K2O＝25∶10∶10)，穗肥采用尿素。水分和病蟲害管理參照當地常規栽培進行。

1.3 測定項目

1.3.1 分蘗特性與群體均勻度

每處理小區定點1.5 m(橫向)×1.6 m(縱向)面積。每隔7 d 調查一次莖蘗數。群體均勻度(Unst)計算公式如下:

式中:S 為觀測值的標準差；xi為觀測值；為觀測值的平均數。

1.3.2 干物質積累

每小區取樣面積為1.5 m(橫向)×1.6 m(縱向)，抽穗期和成熟期取設定面積里的所有植株。將葉片、莖鞘、稻穗分開，在100 ℃下殺青15 min，后于80 ℃下烘干至恒重稱量，計算群體干物質積累。

1.3.3 產量及產量結構

成熟期采用5 點法調查每小區3 m×3.2 m 面積產量及產量結構。計算有效穗數，并根據平均成穗數取5 穴調查每穗粒數、結實率，測定千粒質量，計算理論產量，并實收核產。

1.4 數據統計與分析

利用Excel2016 統計數據并作圖，采用SAS9.4(SAS，Cary，NC，USA)進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 分蘗動態

如圖1 所示，移栽后10 d 不同種植均勻度處理間群體分蘗數的差異不明顯，而在移栽20 d 后，不同處理間分蘗數出現顯著差異，兩個品種的分蘗數均為高均勻度>中均勻度>低均勻度，且在分蘗高峰期、穗分化期、抽穗期表現出相同的趨勢。分蘗高峰期甬優1540 高均勻度種植的群體分蘗數分別比中、低均勻度種植高10.6%和3.5%，中浙優8 號高均勻度種植的群體分蘗數分別比中、低均勻度種植高10.8%和4.1%。抽穗期甬優1540 高均勻度種植的群體分蘗數分別比中、低均勻度種植高14.3%和6.7%，中浙優8 號高均勻度種植的群體分蘗數分別比中、低均勻度種植高15.7%和3.5%。對群體成穗率進行分析(圖2)，可以發現不同處理對群體成穗率并沒有顯著影響。由此可見，通過提高種植均勻度能促進分蘗進而增加群體有效穗數。

圖1 不同種植均勻度下水稻群體分蘗動態比較Fig.1 Comparison of tillering dynamic in rice population under different planting uniformity treatments

圖2 不同種植均勻度下水稻群體成穗率比較Fig.2 Comparison of productive tiller percentage in rice population under different planting uniformity treatments

2.2 群體均勻度變化

對不同種植均勻度處理下的群體均勻度變化進行分析(圖3)，發現水稻生長時期的群體均勻度始終保持高均勻度>中均勻度>低均勻度的狀態。隨著水稻的生長，高種植均勻度下水稻群體均勻度呈現下降的趨勢，甬優1540 和中浙優8 號抽穗期群體均勻度分別比移栽期降低3.9%和1.1%。而在中均勻度和低均勻度下，隨著水稻的生長，群體均勻度有所提高，中均勻度種植下甬優1540 和中浙優8 號抽穗期均勻度分別比移栽期高16.1%和15.7%，低均勻度種植下甬優1540 和中浙優8 號抽穗期均勻度分別比移栽期高31.7%和43.5%。

圖3 不同種植均勻度下水稻各生長時期群體均勻度比較Fig.3 Comparison of rice population uniformity at different growth period under different planting uniformity treatments

表1 不同種植均勻度下不同水稻生長時期干物質積累比較Table 1 Comparison of dry matter accumulation in rice population uniformity at different growth period under different planting uniformity treatments

2.3 干物質積累的變化

對不同種植均勻度下干物質積累量進行分析，不同種植均勻度下兩個品種不同水稻生長期的單莖干物質積累量沒有顯著差異，而群體干物質積累量變化顯著，高種植均勻度下群體干物質積累量要高于中、低種植均勻度，但高種植均勻度下的干物質積累量和中種植均勻度下的干物質積累量不存在顯著差異，兩個品種趨勢一致。甬優1540 高種植均勻度下穗分化期的干物質積累量比中、低種植均勻度分別高3.7% 和21.7%，抽穗期分別高5.9% 和16.7%，成熟期分別高5.3%和16.6%。中浙優8 號高種植均勻度下穗分化期的干物質積累量比中、低種植均勻度分別高8.5%和21.4%，抽穗期分別高6.9%和13.4%，成熟期分別高5.3%和15.3%。由此可知，通過提高種植均勻度可以增加水稻的群體干物質積累量。

2.4 產量及產量結構

由表2 可知，不同種植均勻度下穗粒數和結實率沒有顯著差異，改變種植均勻度主要是通過影響有效穗數進而影響水稻產量。甬優1540 高種植均勻度產量分別比中、低均勻度高8.9%和15.3%，中浙優8 號高種植均勻度產量比中、低均勻度高1.5%和11.5%。對種植苗單株的產量貢獻進行分析(圖4)，通過提高種植均勻度顯著增加種植苗單株的產量貢獻，甬優1540 高種植均勻度單株的產量貢獻分別比中、低均勻度提高8.9%和14.7%，中浙優8 號分別提高1.5%和12.1%。

表2 不同種植均勻度下水稻產量及產量構成比較Table 2 Comparison of yield and yield component under different planting uniformity treatments

圖4 不同種植均勻度下機插苗單株產量貢獻比較Fig.4 Comparison of yield contribution per seedling transplanted under different planting uniformity treatments

3 討論

對產量結構進行深入分析，結實率和千粒質量在不同種植均勻度間的差異不大，這是由于結實率和千粒質量主要受氣候條件的影響[8]。種植均勻度的變化主要對有效穗數和每穗粒數造成影響。在雜交稻機插過程中，通過調整插秧機對秧盤的取秧次數，能實現高均勻度的種植，但高播量下秧苗素質弱，不利于機插返青[9]，雜交稻強分蘗優勢發揮受到抑制，因此要解決低播量下的高質量機插問題。

在低播量機插過程中，傳統撒播導致機插苗數分布不均勻，低播量下表現尤為明顯，嚴重影響產量。本試驗表明通過提高種植苗數均勻度能夠提高水稻產量，因此在機插過程中，找到雜交稻低播量稀播少本均勻機插的方式能進一步提高產量，實現農機農藝融合，這也是條播機插顯著增加雜交稻產量的主要原因[5]。

機插主要通過有效穗數進而對產量進行調控[10]。本試驗中水稻群體成穗率和每穗粒數沒有受到種植均勻度的影響，提高種植均勻度，增加了分蘗高峰苗數。前人研究發現機插苗數多的植株光溫競爭強[11]，會降低成穗率和每穗粒數。而在本試驗范圍內種植穴的平均苗數雖無差異，但是低均勻性群體每穴種植苗數多，降低了群體的有效穗數和每穗粒數，這是低均勻度下種植苗單株產量貢獻低的主要原因。王端飛等[12]研究發現，不同穗的穗粒數量均勻度也和產量呈現正相關性，不同種植均勻度下單叢間每穗粒數的差異需進一步研究。

試驗發現，低均勻度種植下水稻群體均勻度隨水稻生長逐漸提高，由于1～2 苗/穴種植發揮了雜交稻的強分蘗優勢，分蘗數趨向于種植多苗數的植株促進低種植均勻度下的群體均勻度逐步提高，這也是中、高均勻度種植下群體干物質積累和產量沒有顯著差異的原因。對干物質積累進行分析，單莖干物質積累沒有受到種植均勻度的影響，對群體來說，種植均勻度差的群體，干物質積累少，由于每叢機插苗數多時導致單莖個體間競爭力增加，進而降低了群體的干物質積累，這也與透光率降低有關，群體透光率高，干物質積累多[13]。

4 結論

試驗表明，在雜交稻低播量種植條件下，提高種植均勻度能提高群體高峰苗數和群體有效穗數，同時增加群體干物質積累，提高雜交稻低播量種植的產量。