行株距配置對三江6 號產量和品質的影響

范名宇，趙海成，劉顯爽，鄭桂萍，李紅宇

（1.黑龍江八一農墾大學/農業農村部東北平原農業綠色低碳重點實驗室，大慶 163319；2.北大荒農墾集團有限公司建三江分公司創業農場有限公司）

“民以食為天，食以稻為先”。水稻是中國第一大糧食作物，約2/3 的人口以稻米為主食。隨著國際貿易的增加和生活水平的提高，人們對主食的需求由“數量型”向“品質型”轉變，迫切需要在穩定產量的同時提高稻米品質，以滿足供給側結構性改革的需求。黑龍江省是我國最大的優質粳稻主產區，享有“中華大糧倉”的盛譽。目前增產增效空間日益變小，在現有技術的基礎上，改良栽培措施，充分發揮不同品種的優質高產特性，是建三江地區水稻生產的一個重要研究方向。

栽培密度對稻米產量和品質具有重要的影響。相比于傳統的均行種植，水稻寬窄行栽培是指插秧行距實行一寬一窄的栽培方式，在適宜范圍內，寬窄行處理具有顯著增產效果，歸因于群體穎花量的增大，水稻中、后期群體生長率和凈同化率相對較高，抽穗后群體光合勢、干物質積累量及積累比例也明顯提高[1-2]。研究發現，隨株行距的增加，水稻單株分蘗數增加，單位面積分蘗數、抽穗期最大葉面積指數及其衰減率呈下降趨勢[3]。適當降低水稻栽插密度，能有效增加單株成穗數和穗粒數，使個體與群體協調發展而獲得高產[4]。但不同品種的最適種植密度不同[5]，常規粳稻產量以高密度處理最高，雜交秈稻、雜交粳稻以中密度處理產量最高[6]。趙海新等[7]利用不同穗型和分蘗力的品種研究發現，寬行距移栽有利于改善多蘗—彎穗型品種的群體生態環境，窄行距有利于提高少蘗—半直立穗型品種的空間利用。

學者針對不同插秧密度對水稻品質的影響已開展了大量研究。有研究指出，在鹽堿地條件下行距和株距的增加，可降低稻米的堊白度和堊白粒率，對蛋白質和直鏈淀粉影響較小[8]，也有學者認為不同行距處理對加工和食味品質未產生顯著影響[9]。蔣鵬等[10]指出移栽密度對雜交稻糙米率、精米率和直鏈淀粉影響相對較小，對堊白粒率、堊白度、膠稠度影響較大。黃建鴻等[11]認為提高栽插密度，有利于提高雜交稻品種的糙米率、整精米率，降低堊白度。程效義等[12]認為栽培密度對外觀品質未產生顯著影響，隨著栽插密度的增加，兩個品種食味值均顯著提高，蛋白質含量顯著下降，不同品種的直鏈淀粉含量對栽插密度的響應有所不同。由此可見，栽培密度對穗型、分蘗力、遺傳背景不同品種的影響存在差異。如何合理安排不同品種的株行距配置，進而協調群體與個體、群體內環境與外環境、地上部分與地下部分、根系行間與株間分布的關系，是值得探討的問題[13]。

目前研究多集中在插秧密度對高產水稻品種的影響方面，而對優質稻品種的研究較少，隨著寬窄行插秧機的示范應用，機插密度對優質稻品種產量和品質的影響及適宜行株距配置還缺乏理論依據與技術指導。研究以建三江主栽優質粳稻品種三江6 號為材料，研究不同行株距對優質稻品種產量和品質的影響，探索三江6 號最適行株距配置，以期為優質稻品種機械化高產栽培提供理論與實踐參考，為實現“藏糧于地、藏糧于技”的戰略目標提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為三江6 號，香稻，主莖12 片葉，株高94 cm 左右，生育期136 d，需≥10 ℃活動積溫2 500 ℃左右，分蘗力強，株型收斂，抗倒伏性強。

1.2 試驗設計

試驗于2021 年在建三江創業農場進行，采用二因素隨機區組試驗設計，于4 月16 日播種，5 月18日插秧。A 因素為行距，B 因素為株距，共6 個處理組合，每穴6～8 苗，具體處理如表1 所示。A1 采用久保田等距側深施肥插秧機，A2 采用沃德寬窄行側深施肥插秧機，供試肥料均為中化（N∶P∶K=21∶15∶16）側深施肥專用肥，其他管理措施同當地生產田。

表1 行株距配置Table 1 Row and hill spacing

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生育動態及SPAD 值測定

于分蘗盛期以及灌漿期在田間長勢均勻處取兩點，每點調查20 穴，測定株高、莖數以及功能葉的SPAD 值。

1.3.2 產量及產量構成因素調查

成熟期于田間長勢均勻處進行取樣，每個處理選兩點，每點連續調查20 穴穗數，按平均穗數取植株4 穴，帶回室內進行考種，測定穗數、穗粒數、結實率以及千粒重，計算理論產量。

理論產量=單位面積穗數×穗粒數×結實率×千粒重。

1.3.3 稻米品質測定

成熟期每個處理選取長勢均勻的兩點，每點收獲水稻1 m2，脫谷后自然風干3 個月，待理化性質穩定后進行品質分析。

（1）加工品質。采用普通小型脫粒機進行脫粒，利用糙米機（FC2K，日本YAMAMOTO 公司）和精米機（VP-32，日本株式會社）將稻谷加工成糙米和精米，計算糙米率、精米率和整精米率。

（2）外觀品質。采用大米外觀品質辨別儀（EM-1000）測定外觀品質，包括堊白粒率、堊白度。

（3）營養品質。利用近紅外分析儀（FOSS）分析糙米中的直鏈淀粉含量和蛋白質含量。

（4）蒸煮食味品質。利用米飯食味計（STA-1A）測定稻米的蒸煮食味品質，包括香氣、光澤、完整性、味道、口感以及綜合評分。

1.4 數據統計與分析

試驗數據采用Excel 2003 和DPS12.05 軟件進行整理和分析，用Duncan 新復極差法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 水稻生育動態及SPAD 值的比較

如表2 所示，分蘗盛期和灌漿期A2 處理的株高較A1 分別顯著提高了14.86%和1.12%，A1 處理的SPAD 值在分蘗盛期和灌期分別顯著高于和低于A2處理。不同株距處理下株高在分蘗盛期表現為B1＞B3＞B2，在灌漿期表現為B3＞B1＞B2；兩個時期B3 處理的SPAD 值和莖數均高于其他處理。二因素互作表明（圖1），兩個時期A1 處理下，B3 的株高和SPAD值均顯著高于其他處理，B1 的莖數最少；A2 處理下，B1 的株高和莖數均顯著高于其他處理，B2 處理的SPAD 值最低。綜合分析表明，兩個時期A2B1 的株高最高，分蘗盛期A1B3 的莖數最多、SPAD 值最大，灌漿期A1B2 的莖數最多，A2B1 的SPAD 值最大。

圖1 行距和株距互作對生育動態及功能葉片SPAD 值的影響Fig.1 Effects of row and hill spacing interaction on dynamics treads and SPAD values of functional leaves

表2 不同處理間生育動態及功能葉片SPAD 值的比較Table 2 Comparison of dynamics treads and SPAD values of functional leaves among different treatments

2.2 水稻產量和產量構成因素的比較

如表3 所示，A2 處理單位面積穗數顯著提高了11.59%，穗粒數和千粒重分別顯著降低了5.07%和4.41%，對結實率和理論產量影響不顯著。不同株距下單位面積穗數、穗粒數和理論產量均表現為B1＞B2＞B3，株距處理對結實率和千粒重未產生顯著影響。株、行距互作對穗數、穗粒數以及理論產量的影響均達到了顯著水平（圖2），A1 處理下B2 的穗數和理論產量、B1 的穗粒數顯著高于其他處理；A2 處理下B1 處理的穗數、穗粒數和理論產量最高。綜合分析表明：A2B1 的單位面積穗數和理論產量、A1B1 的穗粒數在處理組合中表現最優。

圖2 行距和株距互作對產量及構成因素的影響Fig.2 Effects of row and hill spacing interaction on yield and components

表3 不同處理間產量和產量構成因素的比較Table 3 Comparison of yield and components among different treatments

2.3 稻米品質的比較

2.3.1 加工和外觀品質分析

如表4 所示，不同行距處理對加工品質未產生顯著影響，A2 處理的堊白粒率和堊白度顯著提高了7.99%和8.78%，說明均行種植的外觀品質優于寬窄行種植。不同株距處理對加工和外觀品質的影響均達到顯著水平，隨著株距的增加，糙米率、精米率和整精米率呈現先增加后降低的趨勢；堊白粒率和堊白度呈相反趨勢，表明隨著株距的增加，加工和外觀品質先提升后降低。株、行距互作對精米率和整精米率的影響均達顯著水平（圖3），兩種行距下B2 處理的精米率和整精米率高于其他處理。綜合分析表明：A1B2 處理的加工和外觀品質表現最優。

圖3 行距和株距互作對精米率和整精米率的影響Fig.3 Effects of row and hill spacing interaction on rate of milled and head rice

表4 不同處理間加工和外觀品質的比較Table 4 Comparison of processing and appearance quality among different treatments

表5 不同處理間直鏈淀粉和蛋白質含量的比較Table 5 Comparison of amylose and protein content among different treatments

2.3.2 直鏈淀粉和蛋白質含量分析

各處理糙米中直鏈淀粉和蛋白質含量間變異較小，A2 處理蛋白質含量較A1 相比顯著提高了0.55%，B2 處理的蛋白含量顯著低于其他處理，行距和株距處理對直鏈淀粉含量均未產生顯著影響。圖4所示，行、株距互作對直鏈淀粉和蛋白質含量的影響達顯著水平，A1 處理下B3 的直鏈淀粉含量以及B1的蛋白質含量顯著高于其他處理，A2 處理下B2 的蛋白質含量顯著低于其他處理。綜合分析表明：A1B1的直鏈淀粉含量、A2B2 的蛋白含量表現最低。

圖4 行距和株距互作對直鏈淀粉和蛋白質含量的影響Fig.4 Effects of row and hill spacing interaction on content of amylose and protein

2.3.3 蒸煮食味品質分析

利用香氣、光澤、完整性、味道、口感以及綜合評分來評價稻米的蒸煮食味品質（表6）。A2 處理的口感較A1 顯著降低了3.15%，其他性狀處理間差異較小。不同株距處理對完整性影響較小，B2 處理的香氣、光澤、味道，口感以及綜合評分均高于其他處理，即不同行距處理對食味品質影響相對較小，株距12 cm 的食味品質表現最優。

3 討論

提高行株距、增加穴苗數使水稻抽穗期提前，群體分蘗數增加[14]。但種植密度高時，植物周圍通風少、冠層密集為病蟲害創造了良好的條件，使植物更容易倒伏[15]，同時導致分蘗數過多、無效分蘗率增加、小穗不育性高和穗粒數減少，從而導致產量下降[16]。水稻寬窄行種植形成合理有效的通風道，利用邊際效應使通風、透光性增強，減輕病害，減少倒伏[17]。研究表明水寬窄行種植的株高顯著高于均行種植，株距12 cm 的株高最矮，14 cm 的SPAD 值和莖數最高。合理密植既能充分發揮水稻較強的分蘗與群體自身調節能力的特性，減少水稻群體內行間、株間生長競爭，避免前期生長過于繁茂，達到單位面積理想穗數，同時又保證稻田能充分利用光能，進行光合作用，積累較多的有機物質，從而提高水稻產量[13]。研究表明行距17～33 cm 顯著提高了單位面積穗數，但穗粒數和結實率顯著降低，對理論產量未產生顯著影響，這與余貴龍等[18]研究結果一致。說明相比于均行距30～30 cm，寬窄行17～33 cm 種植密度增加，單位面積穗數的提高未能消除穗粒數和結實率對產量的負面影響，進而未能顯著提高產量。研究結果還有待于用更多的品種加以驗證。

通過選擇適宜株距，調整合理機插密度可改善產量構成因素間的關系進而實現水稻增產[19]。研究表明株距10 cm 的單位面積穗數、穗粒數最高，進而理論產量顯著高于其他處理。前人研究認為隨著行株距減小，單位面積穗數增加，穗粒數減少，對結實率和千粒重影響不大[20-21]。研究中株距10 cm 產量最高，主要由于密度增加，提高了單位面積穗數，這與其他學者研究較一致[22-23]，但是密度增加，穗粒數未減小，原因在于三江6 號為優質長粒香稻品種，穗型彎曲，不屬于大穗型品種，群體的穗數和穗粒數間未產生顯著的矛盾。正如胡雅杰等[24]指出不同品種高產最適密度不同，機插大穗型品種宜適當降低密度，充分發揮大穗優勢，提高群體穎花量而高產；小穗型品種宜采用高密度栽插，增加穗數以獲得高產。同時研究發現結實率和千粒重受行株距影響相對較小，證實了前人的研究[9，24-25]。

稻米品質主要受遺傳基因控制，但是栽培技術、環境條件對米質的形成也有十分重要的影響[26-27]。適宜的密度能平衡水稻群體和個體生長之間的關系，協同提高群體數量和質量。目前，關于插秧密度對水稻品質的影響研究較多，多數研究認為隨著栽植密度的增加，稻米堊白顯著提高[10，28-30]，糙米率呈現先增加后降低的趨勢[31-33]，但是龍文飛等[31]認為堊白粒率、膠稠度及直鏈淀粉含量有減少的趨勢，蛋白質含量呈現先增加后降低；吳子帥等[32]認為整精米率呈下降趨勢，對粒型和蛋白質含量影響不顯著；也有學者表明密度增加提高了整精米率和蛋白質含量[33]。利用雜交稻作為試材研究發現種植密度對稻米加工、外觀、營養品質均未產生顯著影響[34]。造成試驗結果不同的原因主要是水稻品種、氣候條件、試驗密度設計的差異，同時栽培密度與水肥等因素存在互作。試驗表明不同種植密度對直鏈淀粉含量未產生顯著影響，這與多數人的研究結果一致[10，30，35]。不同行距處理對加工和食味品質影響較小，行距30～30 cm 的堊白度、堊白粒率以及蛋白質含量顯著低于17～33 cm；隨著株距的增加（密度的降低），加工、外觀、食味品質呈現先升高后降低的趨勢，蛋白質含量呈現先降低后升高的趨勢，即密度過大或者過小均對品質產生負面影響。所以在生產實踐中，要根據品種的穗型大小、分蘗能力、遺傳背景等特點，科學合理地制定與品種相匹配的最佳株行配置，協調好水肥等因素，構建高光效群體，充分發揮機插技術的增產增效優勢。

4 結論

行距和株距互作對株高、莖數、SPAD 值、單位面積穗粒、穗粒數、理論產量、精米率、整精米率、直鏈淀粉和蛋白質含量影響達顯著水平。水稻行距17～33 cm 的株高顯著高于行距30～30 cm，株距12 cm的株高最矮，14 cm 的SPAD 值和莖數最高。行距17～33 cm 種植模式顯著提高了單位面積穗數，顯著降低了穗粒數和千粒重；株距10 cm 的單位面積穗數、穗粒數和理論產量顯著高于其他處理，結實率受株、行距影響較小。行距17～33 cm 的外觀品質和蛋白含量分別顯著低于和高于30～30 cm；株距12 cm的加工、外觀和蒸煮食味品質表現最優，蛋白含量最低。綜合分析認為三江6 號在建三江地區采用（17～33）×10 cm 組合可以獲得高產，（30～30）×12 cm 組合品質最優。