蔣鵬 ，羅曉蓮 ，夜明登 ，肖洪 ，熊洪 ，張林 ，朱永川，劉茂，郭曉藝，徐富賢*

（1四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，德陽 618000；2漢源縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川漢源 625300；3四川省作物生理生態(tài)及栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，德陽 618000）

水稻是我國重要的糧食作物，全國超過60%的人口以稻米為主食，確保水稻持續(xù)增產(chǎn)對(duì)保障我國糧食安全具有重要意義。目前，糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面積逐漸減少［1］，增加糧食總產(chǎn)必須依靠單產(chǎn)的提高［2］或增加收獲次數(shù)［1］。作物生育期和移栽密度是影響水稻群體質(zhì)量和產(chǎn)量的兩個(gè)關(guān)鍵因素。根據(jù)種植區(qū)域生態(tài)特點(diǎn)及種植制度，播種適宜熟期的雜交稻品種，一方面可充分利用當(dāng)季光熱資源，促進(jìn)雜交稻生長(zhǎng)，最大限度地發(fā)揮品種產(chǎn)量潛力；另一方面又可確保多熟制地區(qū)下季作物的順利銜接，實(shí)現(xiàn)周年高產(chǎn)。合理密植是提高水稻單產(chǎn)和穩(wěn)定糧食總產(chǎn)的重要栽培措施。四川盆地是典型的“低光值、小溫差、高濕度”氣候，因而四川盆地水稻超高產(chǎn)育種重點(diǎn)是走亞種間重穗型雜交稻之路，即選育單位面積光合效率高、結(jié)實(shí)率高、千粒質(zhì)量大、單穗質(zhì)量4～5 g、收獲指數(shù)50%以上的雜交稻組合；超高產(chǎn)栽培重點(diǎn)是適當(dāng)稀植以協(xié)調(diào)個(gè)體與群體間的矛盾，進(jìn)而充分發(fā)揮雜交稻產(chǎn)量潛力［3］。徐富賢等［4］認(rèn)為，稀植足肥（移栽密度9.0萬穴/hm2，施氮量225 kg/hm2）促進(jìn)水稻擴(kuò)“庫”增“源”，是川東南雜交中稻高產(chǎn)的栽培策略。然而，稀植條件下，需要加大肥料施用量，尤其是增加氮肥施用量來促進(jìn)水稻分蘗，增加有效穗，提高產(chǎn)量。有研究指出，中國稻田氮肥吸收利用率僅為30%～40%，在施氮較高的太湖地區(qū)甚至不足20%［5，6］。高施氮量下只有20%～30%氮素被水稻吸收，大部分損失到環(huán)境中，造成嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染［7］。有研究表明，合理密植下減少氮肥施用量不會(huì)造成四川盆地水稻產(chǎn)量顯著下降［8］，而肥料利用率顯著提高［9］。秦儉等［10］研究表明，合理密植可實(shí)現(xiàn)重穗型雜交稻產(chǎn)量和氮肥利用率的協(xié)同提高。為此，筆者采用3個(gè)熟期不同的雜交稻品種為材料，在兩種生態(tài)環(huán)境下開展不同移栽密度對(duì)不同熟期雜交稻產(chǎn)量形成和光能利用率的影響研究，旨在明確四川盆地不同生態(tài)稻田的最佳移栽密度。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料：川作優(yōu)8727、輻優(yōu)838、內(nèi)6優(yōu)107，其中川作優(yōu)8727為早熟中稻，輻優(yōu)838為中熟中稻，內(nèi)6優(yōu)107為遲熟中稻。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年分別在德陽（成都平原多熟稻區(qū)）和瀘州（川東南中稻—再生稻區(qū)）大田進(jìn)行。設(shè)置5種移栽密度：12萬穴/hm2（D1）、15萬穴/hm2（D2）、18萬穴/hm2（D3）、21萬穴/hm2（D4）、24萬穴/hm2（D5），隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2。氮、磷、鉀用量按1∶0.5∶1的比例施用，其中施氮量（純氮）150 kg/hm2，分基肥、分蘗肥、穗肥分別為50%、30%、20% 3次施用，磷肥全部作基肥，鉀肥分基肥、穗肥各50% 2次施用。其他按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培進(jìn)行。瀘州點(diǎn)于3月10日播種，4月12日移栽，德陽點(diǎn)于4月1日播種，5月4日移栽。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定及方法

1.3.1 雜交稻生育期調(diào)查

詳細(xì)記載不同熟期雜交稻品種的播種期、移栽期、齊穗期和成熟期。

1.3.2 干物質(zhì)測(cè)定

于成熟期每小區(qū)取5穴（邊3行除外）生長(zhǎng)均勻的植株，用水沖洗干凈后，剪去根系。植株人工計(jì)數(shù)穗數(shù)后，手工脫粒，將樣品分成稻草、實(shí)粒、秕粒3部分，置于70℃烘箱烘至恒重，然后用百分之一天平稱重。計(jì)算成熟期總干物質(zhì)量和收獲指數(shù)，其中成熟期總干物質(zhì)量=稻草干質(zhì)量+實(shí)粒干質(zhì)量+秕粒干質(zhì)量，收獲指數(shù)=實(shí)粒干質(zhì)量/成熟期總干物質(zhì)量×100%。

1.3.3 產(chǎn)量構(gòu)成測(cè)定

于成熟期每小區(qū)調(diào)查20穴（邊3行除外）有效穗，用于計(jì)算單位面積有效穗。同時(shí)結(jié)合干物質(zhì)測(cè)定樣品考察每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量。

1.3.4 產(chǎn)量

于成熟期每小區(qū)收割中間5 m2植株進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，小區(qū)單打單曬，稱重后，將稻谷含水量折算為13.5%，記為該小區(qū)的實(shí)際產(chǎn)量。

1.3.5 光能利用效率

不同熟期雜交稻生長(zhǎng)期內(nèi)對(duì)太陽總輻射量的利用效率，即光能利用效率（Radiation use efficiency，%）=（ε×Y/Q）×100。

式中：ε為物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換系數(shù)（水稻籽粒的物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換系數(shù)為15.5×106J/kg）；Y為水稻籽粒產(chǎn)量（kg）；Q為生育期內(nèi)太陽總輻射量，即Q=∑（Ri）；R為每天太陽輻射量；i表示水稻播種至籽粒成熟的天數(shù)。太陽輻射是根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁┑淖罡摺⒆畹蜏囟冉Y(jié)合已改進(jìn)的Hargreaves-Samani模型［11，12］進(jìn)行估算，且在不同的地區(qū)內(nèi)估算值與實(shí)測(cè)值之間吻合較好，無需進(jìn)一步修正［13］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

Microsoft Excel 2003整理數(shù)據(jù)，Statistix 8.0軟件進(jìn)行方差分析，LSD0.05法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同熟期雜交稻生育期表現(xiàn)

由表1可知，德陽點(diǎn)不同熟期雜交稻播種至齊穗的天數(shù)較瀘州點(diǎn)短1～3 d，但齊穗至成熟的天數(shù)較瀘州點(diǎn)長(zhǎng)3～6 d，其全生育期較瀘州點(diǎn)長(zhǎng)1～4 d。與早熟雜交稻川作優(yōu)8727相比，中熟雜交稻輻優(yōu)838、遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107全生育期分別長(zhǎng)了14.5、26.0 d。

表1 不同生態(tài)條件下雜交稻生育期表現(xiàn)Table 1 Growth duration performance of hybrid rice under different ecological conditions

2.2 移栽密度對(duì)不同熟期雜交稻產(chǎn)量和光能利用率的影響

由表2可知，德陽點(diǎn)不同熟期雜交稻平均產(chǎn)量為10.33 t/hm2，較瀘州點(diǎn)（平均產(chǎn)量為8.68 t/hm2）增加了19.0%。隨移栽密度的增加，不同熟期雜交稻產(chǎn)量和光能利用率呈增加趨勢(shì)。德陽點(diǎn)D5（高密度）的不同熟期雜交稻產(chǎn)量較D3、D2（常規(guī)密度）和D1（低密度）平均分別增加了8.7%、13.7%、22.4%，差異達(dá)顯著水平。D5處理不同熟期雜交稻產(chǎn)量略高于D4處理。瀘州點(diǎn)D5（高密度）不同熟期雜交稻產(chǎn)量較D2（常規(guī)密度）和D1（低密度）分別平均增加了8.4%、16.9%，差異達(dá)顯著水平；高密度處理（D5）不同熟期雜交稻產(chǎn)量略高于D3、D4處理。與川作優(yōu)8727、輻優(yōu)838相比，德陽點(diǎn)內(nèi)6優(yōu)107產(chǎn)量分別增加了6.4%、3.4%，瀘州點(diǎn)內(nèi)6優(yōu)107產(chǎn)量分別增加了43.8%、13.5%。此外，高密度（D5）條件下，德陽點(diǎn)早熟雜交稻產(chǎn)量與中熟雜交稻、遲熟雜交稻相比并未顯著下降，但其光能利用率顯著高于中熟、遲熟雜交稻；瀘州點(diǎn)早熟雜交稻產(chǎn)量和光能利用率顯著低于中熟、遲熟雜交稻。說明在德陽點(diǎn)增加移栽密度可彌補(bǔ)生育期縮短而造成的產(chǎn)量損失，而瀘州點(diǎn)則不能。

由表2還可看出，移栽密度對(duì)不同熟期雜交稻光能利用率影響顯著，隨移栽密度的增加，不同熟期雜交稻光能利用率呈增加趨勢(shì)。德陽點(diǎn)不同熟期雜交稻光能利用率表現(xiàn)為：川作優(yōu)8727＞輻優(yōu)838、內(nèi)6優(yōu)107；而瀘州點(diǎn)則相反，不同熟期雜交稻光能利用率表現(xiàn)為：川作優(yōu)8727＜輻優(yōu)838＜內(nèi)6優(yōu)107。

表2 不同移栽密度下不同熟期雜交稻的產(chǎn)量和光能利用率比較Table 2 Comparison of yield and the light utilization efficiency of hybrid rice at different_maturity under different transplanting densities

2.3 移栽密度對(duì)不同熟期雜交稻產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表3可知，不同生態(tài)點(diǎn)間雜交稻產(chǎn)量構(gòu)成差異較大。與瀘州點(diǎn)相比，德陽點(diǎn)不同熟期雜交稻平均有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、穎花量（穎花量=有效穗數(shù)×每穗粒數(shù)）、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量分別增加了23.1%、2.2%、24.9%、5.1%、0.4%。移栽密度對(duì)不同熟期雜交稻有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、穎花量影響顯著。隨移栽密度增加，不同熟期雜交稻有效穗數(shù)、穎花量顯著增加，每穗粒數(shù)則顯著下降，說明增加移栽密度會(huì)抑制每穗粒數(shù)的增加，而穎花量的提高主要依靠有效穗。移栽密度對(duì)不同熟期雜交稻結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量影響較小。德陽點(diǎn)早熟雜交稻川作優(yōu)8727有效穗數(shù)、穎花量較中熟雜交稻輻優(yōu)838分別提高了21.9%、11.2%，但其每穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量較輻優(yōu)838分別降低了9.2%、8.4%。與早熟雜交稻川作優(yōu)8727相比，遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107每穗粒數(shù)、穎花量、千粒質(zhì)量分別增加了15.1%、3.8%、6.8%，有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率分別降低了8.0%、6.3%。在瀘州點(diǎn)，與早熟雜交稻川作優(yōu)8727相比，中熟雜交稻輻優(yōu)838每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量分別增加了4.7%、5.9%、8.9%，有效穗數(shù)、穎花量分別降低了9.1%、5.2%；遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107有效穗數(shù)、穎花量、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量較川作優(yōu)8727分別增加了3.8%、3.3%、8.2%、12.0%，且其每穗粒數(shù)與川作優(yōu)8727相當(dāng)。

表3 不同移栽密度下不同熟期雜交稻的產(chǎn)量構(gòu)成比較Table 3 Comparison of yield components of hybrid rice with different maturity under different transplanting densities

續(xù)表3

2.4 移栽密度對(duì)不同熟期雜交稻干物質(zhì)生產(chǎn)的影響

由表4可知，不同生態(tài)點(diǎn)間雜交稻干物質(zhì)量、收獲指數(shù)差異較大。與瀘州點(diǎn)相比，德陽點(diǎn)不同熟期雜交稻干物質(zhì)量、收獲指數(shù)分別增加了24.2%、5.8%，說明德陽點(diǎn)雜交稻產(chǎn)量主要依靠干物質(zhì)量、收獲指數(shù)共同提高。移栽密度對(duì)不同熟期雜交稻干物質(zhì)量、收獲指數(shù)影響顯著。隨移栽密度增加，不同熟期雜交稻干物質(zhì)量呈顯著差異。與早熟雜交稻川作優(yōu)8727相比，中熟雜交稻輻優(yōu)838、遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107干物質(zhì)量分別增加了12.1%～17.9%、21.2%～33.7%，收獲指數(shù)則分別降低了6.8%～12.5%、6.1%～14.2%。

表4 不同移栽密度下不同熟期雜交稻干物質(zhì)生產(chǎn)比較Table 4 Comparison of dry matter production of hybrid rice with different maturity under different transplanting densities

續(xù)表4

3 討論

合理密植既可協(xié)調(diào)水稻群體與個(gè)體的生長(zhǎng)，建立高質(zhì)量作物群體，又可擴(kuò)大光合面積，提高光合效率，實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)、超高產(chǎn)。李旭毅等［14］認(rèn)為，“足日照、低濕度、大溫差”的稻區(qū)單位面積穗容量大，足穗大穗是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、超高產(chǎn)的重要途徑，即密植促進(jìn)多穗的形成，進(jìn)而獲得高產(chǎn)。徐富賢等［4］則認(rèn)為，光照條件較差的稻區(qū)宜采用稀植足肥來降低最高苗峰，改善群體光照，促進(jìn)成穗率，合理降低有效穗數(shù)，大幅度提高每穗粒數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。秦儉等［10］發(fā)現(xiàn)，低氮密植可作為成都平原稻區(qū)重穗型雜交稻高產(chǎn)、氮高效栽培的關(guān)鍵技術(shù)。蔣鵬等［8］則認(rèn)為，不同生態(tài)條件下雜交稻高產(chǎn)、超高產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)途徑不同，溫光條件良好的稻區(qū)應(yīng)在保證較多有效穗的基礎(chǔ)上，促進(jìn)大穗形成，提高每穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和收獲指數(shù)；溫光條件相對(duì)較差的稻區(qū)則是依靠多穗來實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、超高產(chǎn)。本研究結(jié)果顯示，德陽點(diǎn)不同熟期雜交稻平均產(chǎn)量為10.33 t/hm2，較瀘州點(diǎn)（平均產(chǎn)量為8.68 t/hm2）增加了19.0%。其中早熟雜交稻川作優(yōu)8727產(chǎn)量和光能利用率對(duì)移栽密度的響應(yīng)隨生態(tài)條件的變化而改變。德陽點(diǎn)高密處理（D5）早熟雜交稻川作優(yōu)8727產(chǎn)量與D3、D4、D5處理中熟雜交稻輻優(yōu)838、遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107相當(dāng)；相對(duì)高的有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和收獲指數(shù)是其高產(chǎn)的重要原因。此外，德陽點(diǎn)D5處理早熟雜交稻川作優(yōu)8727光能利用效率顯著高于D3、D4、D5處理中熟雜交稻輻優(yōu)838、遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107，較短的生育期和較高的籽粒產(chǎn)量是其光能利用率顯著提高的主要原因。說明在高產(chǎn)稻區(qū)密植可有效彌補(bǔ)因雜交稻生育期縮短而造成的損失，短生育期雜交稻品種適宜的移栽密度為24萬穴/hm2。因此，在溫光條件相對(duì)緊張的多熟制稻區(qū)，可選用短生育期雜交稻品種結(jié)合密植栽培確保水稻產(chǎn)量和下季作物的順利銜接，提高作物周年高產(chǎn)和提高光能利用率。瀘州點(diǎn)高密度處理（D5）早熟雜交稻川作優(yōu)8727產(chǎn)量均低于D1、D2、D3、D4、D5處理中熟雜交稻輻優(yōu)838、遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107，相對(duì)較低的結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量、干物質(zhì)量是其減產(chǎn)的重要原因。與中熟雜交稻輻優(yōu)838、遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107相比，瀘州點(diǎn)早熟雜交稻川作優(yōu)8727光能利用率分別降低了9.4%、15.6%，產(chǎn)量低導(dǎo)致早熟雜交稻川作優(yōu)8727光能利用率減少，說明在瀘州點(diǎn)即使大幅度的增加移栽密度也不能彌補(bǔ)因雜交稻生育期縮短而造成的產(chǎn)量損失和光能利用率的下降。德陽點(diǎn)D5處理中熟雜交稻輻優(yōu)838、遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107產(chǎn)量顯著高于D1、D2處理，略高于D4處理，差異不顯著；因此，在德陽點(diǎn)中熟、遲熟雜交稻適宜的移栽密度為21萬～24萬穴/hm2（D4、D5）；瀘州點(diǎn)D5處理中熟雜交稻輻優(yōu)838、遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107產(chǎn)量高于D1、D2處理，略高于D3處理，但差異不顯著。可見，中熟雜交稻、遲熟雜交稻在瀘州點(diǎn)的適宜移栽密度為18萬～21萬穴/hm2（D3、D4）。較高的有效穗數(shù)和干物質(zhì)量是高密度雜交稻在德陽點(diǎn)和瀘州點(diǎn)獲得高產(chǎn)的重要原因，早熟雜交稻在瀘州點(diǎn)（典型的雜交中稻+再生稻種植區(qū)）種植產(chǎn)量顯著低于中熟、遲熟雜交稻。為此，在不影響再生稻安全齊穗的情況下，建議選擇中熟或遲熟雜交稻品種合理密植，實(shí)現(xiàn)頭季和再生季高產(chǎn)。

水稻產(chǎn)量可分解成有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量。有研究表明，移栽密度對(duì)水稻產(chǎn)量有顯著影響，移栽密度過低或過高，因單位面積總穗數(shù)和穗粒數(shù)之間矛盾加劇而不能高產(chǎn)［15］。本研究中，隨移栽密度的增加，雜交稻有效穗數(shù)、穎花量顯著增加，而每穗粒數(shù)則顯著下降，說明增加移栽密度會(huì)抑制每穗粒數(shù)的增加，而穎花量的提高則依靠有效穗數(shù)。德陽點(diǎn)高密度處理（D5）早熟雜交稻川作優(yōu)8727產(chǎn)量與D4處理中熟雜交稻輻優(yōu)838、遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107相當(dāng)或更高，主要與其較高的有效穗數(shù)、穎花量、結(jié)實(shí)率、收獲指數(shù)有關(guān)；而瀘州點(diǎn)高密度處理（D5）早熟雜交稻川作優(yōu)8727產(chǎn)量顯著低于中熟雜交稻輻優(yōu)838、遲熟雜交稻內(nèi)6優(yōu)107，主要與結(jié)實(shí)率、干物質(zhì)量較低有關(guān)。

4 結(jié)論

德陽點(diǎn)早熟雜交稻川作優(yōu)8727適宜的移栽密度為24萬穴/hm2，此密度下其產(chǎn)量與中熟、遲熟雜交稻相當(dāng)或更高，較高的有效穗數(shù)、穎花量、結(jié)實(shí)率、收獲指數(shù)是增產(chǎn)的主要原因。在德陽，中熟、遲熟雜交稻適宜的移栽密度為21萬～24萬穴/hm2，在瀘州則為18萬～24萬穴/hm2，較高的有效穗數(shù)、穎花量和干物質(zhì)量是其獲得高產(chǎn)的重要原因。