劉紹貴 邵在勝 蘇偉 郭保衛(wèi) 徐迅 嚴(yán)瑾 景有翠

0 引言

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，是全球超過半數(shù)人口的食物來源[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國水稻種植面積占糧食作物種植面積的20%～30%[2]，水稻產(chǎn)量約占主要糧食作物總產(chǎn)量的34%[3]。目前，水稻種植機(jī)械化作業(yè)難度大是限制我國稻作生產(chǎn)走向現(xiàn)代化的重要技術(shù)因素之一[4]。探究水稻機(jī)械化種植方式及其高產(chǎn)形成機(jī)理，對(duì)提高水稻種植水平、實(shí)現(xiàn)水稻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)具有重要的意義，這也一直是稻作生產(chǎn)上的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)[5-6]。

國內(nèi)外很多學(xué)者根據(jù)不同水稻品種特性做了大量的配套栽培技術(shù)的研究。研究結(jié)果表明，種植密度對(duì)水稻生產(chǎn)發(fā)育及產(chǎn)量形成具有重要的作用[7]。從產(chǎn)量構(gòu)成因子角度看，稀植和密植栽培對(duì)最終產(chǎn)量的影響存在明顯差異：稀植有利于發(fā)揮水稻個(gè)體優(yōu)勢(shì)，而密植往往通過增加群體穗數(shù)彌補(bǔ)穗小、粒輕等劣勢(shì)。因此，有必要探索適宜的栽插密度，充分利用光能，最大限度地發(fā)揮各產(chǎn)量構(gòu)成要素的優(yōu)勢(shì)，提高水稻產(chǎn)量。

毯苗機(jī)插是水稻高效機(jī)械化種植模式之一，具有省工、省秧池、高效等優(yōu)點(diǎn)[8-9]。然而，與傳統(tǒng)人工移栽相比，毯苗機(jī)插播種密度較大，秧齡彈性?。?5～20 d），秧苗素質(zhì)弱且植傷重，緩苗期較長(zhǎng)，后續(xù)補(bǔ)秧換秧工作量大，限制了水稻增產(chǎn)潛力的發(fā)揮和經(jīng)濟(jì)效益的提高[10-11]。近年來，隨著機(jī)插技術(shù)的改進(jìn)和成本的降低，缽苗機(jī)插的應(yīng)用范圍越來越廣。多年的試驗(yàn)研究證明，缽苗機(jī)插具有移栽無植傷、秧齡彈性大、分蘗早等優(yōu)勢(shì)，可增產(chǎn)10%左右[12]。胡雅杰等[13]多品種研究表明，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插具有明顯的增產(chǎn)效果，但不同穗型品種產(chǎn)量增幅存在差異，大穗型品種產(chǎn)量較高。南粳9108是農(nóng)業(yè)部審定的粳型超級(jí)稻品種，兼具高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的特點(diǎn)。本研究以南粳9108為供試材料，以毯苗機(jī)插水稻為對(duì)照，探究不同栽插密度條件下缽苗機(jī)插群體生長(zhǎng)和高產(chǎn)形成機(jī)制，為缽苗機(jī)插技術(shù)的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2019年在江都區(qū)吳橋鎮(zhèn)三五斗合作社糧食示范基地進(jìn)行。試驗(yàn)地塊為沙壤土，地力中等偏上，實(shí)行稻麥兩熟制。設(shè)置缽苗機(jī)插和常規(guī)毯苗機(jī)插兩種處理，均采用營養(yǎng)土和壯秧劑配合育秧。

1）缽苗機(jī)插。秧盤長(zhǎng)58 cm、寬28 cm。采用上毯下缽的秧盤育秧，縱向31行、橫向14行。作業(yè)時(shí)，插秧機(jī)一個(gè)橫向行程取秧14回，每回取一個(gè)缽體。

2）毯苗機(jī)插。采用常規(guī)毯狀塑盤育秧，每穴栽插3～5株。

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理（毯苗機(jī)插和缽苗機(jī)插各2個(gè)），詳見表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2 材料培育

試驗(yàn)以南粳9108為供試材料。南粳9108由武香粳14號(hào)與關(guān)東194雜交育成，2015年被農(nóng)業(yè)部審定為超級(jí)稻品種。

1）培育時(shí)間。5月15日播種，6月20日移栽，10月25日開始收獲。

2）肥料運(yùn)籌。總施氮量為30 g/m2，其中基肥占60%，穗肥占40%。磷、鉀肥總施用量均為7 g/m2，均作為基肥一次性施用。

3）水分管理。機(jī)插時(shí)寸水移栽，分蘗期保持淺水層，拔節(jié)期前后控水?dāng)R田（以輕擱為主），抽穗－成熟期間干濕交替，收獲前一周斷水。適時(shí)進(jìn)行病蟲草害防治，保證水稻正常生長(zhǎng)發(fā)育。

1.3 測(cè)定內(nèi)容和方法

1）莖蘗動(dòng)態(tài)。機(jī)插后，在各試驗(yàn)小區(qū)定點(diǎn)觀察20穴植株莖蘗動(dòng)態(tài)，分別于移栽后5 d、13 d、21 d、29 d，拔節(jié)期，抽穗期和成熟期調(diào)查莖蘗數(shù)。

2）葉面積指數(shù)。于拔節(jié)期、抽穗期和成熟期各取兩穴有代表性稻株，測(cè)定每張綠色葉片的長(zhǎng)度（從葉基量到葉尖）和每張葉片最寬處的寬度。兩參數(shù)相乘再乘以系數(shù)0.8（拔節(jié)期和抽穗期）或0.75（成熟期），即得出一張葉片的面積，然后求出兩穴所有葉面的總面積，再根據(jù)密度計(jì)算葉面積指數(shù)。

3）有效和高效葉面積率。在計(jì)算抽穗期葉面積指數(shù)基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)單穴有效分蘗所有葉片面積，再除以總?cè)~片葉面積即得有效葉面積率。高效葉面積率為有效分蘗上部3張葉片的葉面積所占單穴葉面積的比例。

4）葉片SPAD值。在拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，各采用SPAD-502葉綠素儀測(cè)定水稻上部第一張完全展開葉的葉色值，測(cè)定的部位在距葉尖1/3至1/2處，每張葉片3次測(cè)定的葉色值的平均值即為該葉片的SPAD值。

5）物質(zhì)生產(chǎn)與分配。于拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，各取10穴有代表性的植株，以穴為單位分為葉片、莖鞘和稻穗三個(gè)部分，將葉片和莖稈部位裝于紙袋中105℃殺青30 min，80℃烘干72 h后稱重，即得出葉片和莖稈部位干重。成熟期，將稻穗部分裝于網(wǎng)袋中自然風(fēng)干1個(gè)月后稱重。根據(jù)植株密度計(jì)算各期莖鞘、葉片和稻穗物質(zhì)生產(chǎn)與分配。

6）產(chǎn)量及其構(gòu)成因子。于成熟期選取10穴有代表性的植株，統(tǒng)計(jì)單穴稻穗數(shù)后，脫粒并區(qū)分飽粒和空秕粒，然后分別計(jì)數(shù)、稱重，計(jì)算理論產(chǎn)量。隨機(jī)選擇3個(gè)片區(qū)（每區(qū)面積為667 m2），根據(jù)田塊實(shí)收計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用Microsoft Excel 2013軟件進(jìn)行基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)和作圖，應(yīng)用SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同機(jī)插方式和栽插密度對(duì)莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

不同機(jī)插方式和密度對(duì)水稻莖蘗動(dòng)態(tài)的影響如圖1所示。在同密度栽插條件下，缽體毯苗栽插較常規(guī)毯苗機(jī)插發(fā)苗快，群體莖蘗動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)早發(fā)穩(wěn)升緩降趨勢(shì)；常規(guī)毯狀苗高峰苗多，后期群體莖蘗數(shù)量下降也快，整體呈現(xiàn)大升大降趨勢(shì)。在同種栽插方式下，株距為12 cm處理各生育時(shí)期群體莖蘗數(shù)均高于株距為14 cm的處理。

圖1 不同機(jī)插方式和密度對(duì)水稻莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

2.2 不同機(jī)插方式和栽插密度條件下葉片相關(guān)參數(shù)的變化

葉片是光合作用的主要器官，適宜的葉面積指數(shù)是水稻獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)。不同機(jī)插和密度條件對(duì)各生育期葉面積指數(shù)、有效葉面積率、高效葉面積率以及頂部葉片SPAD值的影響如表2所示。由表2可看出，同種機(jī)插方式下，株距為12 cm處理的各時(shí)期的葉面積指數(shù)和有效葉面積率高于株距為14 cm的處理，高效葉面積率低于株距為14 cm的處理，說明降低密度，有利于提高高效葉面積率；但降低了有效葉面積率，可能由于株距寬增加無效分蘗數(shù)量。兩種株距下缽體毯苗的各時(shí)期葉面積指數(shù)、有效葉面積率和高效葉面積均高于常規(guī)毯苗。從頂部葉片SPAD來看，缽體毯苗高于常規(guī)毯苗，株距12 cm處理略低于株距14 cm的處理。

表2 不同機(jī)插方式和栽插密度下葉面積指數(shù)和葉片SPAD值的動(dòng)態(tài)變化

2.3 不同機(jī)插方式和栽插密度對(duì)物質(zhì)生產(chǎn)與分配的影響

同種株距下，缽體毯苗處理各時(shí)期的階段物質(zhì)積累量均高于常規(guī)毯苗處理。同種機(jī)插秧苗中，株距為12 cm處理的各時(shí)期物質(zhì)積累量均高于株距為14 cm的處理（詳見圖2）。從各生育時(shí)期器官物質(zhì)分配比例看，同種株距的處理中，缽體毯苗各時(shí)期的莖蘗物質(zhì)積累比例較高，葉片物質(zhì)積累比例較低，抽穗和成熟期穗部物質(zhì)積累比例較低。同一類型的秧苗，與株距為14 cm的處理相比，株距為12 cm處理的莖鞘物質(zhì)積累比例較低，抽穗和成熟期穗部物質(zhì)積累比例較高（見表3）。

圖2 不同機(jī)插方式和機(jī)插密度對(duì)水稻各階段物質(zhì)生產(chǎn)的影響

表3 不同機(jī)插方式和栽插密度下各器官干物質(zhì)占比的動(dòng)態(tài)變化

2.4 不同機(jī)插方式和栽插密度對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

不同機(jī)插方式和栽插密度對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響見表4。由表4可看出，同一株距的處理中，與常規(guī)毯苗機(jī)插水稻比，缽體毯苗機(jī)插水稻每畝穗數(shù)和群體穎花量分別提高2.2%和2.4%，結(jié)實(shí)率和千粒重變化不大，最終理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量分別增加3.4%和4.8%。其中，株距為12 cm處理理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量增幅均大于株距為14 cm的處理。對(duì)于同一機(jī)插秧苗而言，株距為12 cm的處理雖然每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重略低，但因每畝穗數(shù)和群體穎花量分別比株距為14 cm的處理增加7.3%和6.2%，最終的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量分別增加4.9%和5.6%，且缽苗機(jī)插增幅略高于毯苗機(jī)插?？梢姡岣呷后w穎花量是提高機(jī)插稻產(chǎn)量的基礎(chǔ)。

表4 不同機(jī)插方式和栽插密度對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

3 結(jié)語

本試驗(yàn)條件下，缽苗機(jī)插較毯苗機(jī)插實(shí)際產(chǎn)量平均增加30.3 kg/667 m2，增幅為4.8%。其中株距為12 cm和株距為14 cm的處理產(chǎn)量分別增加5.4%和4.1%。從產(chǎn)量構(gòu)成因子角度分析，產(chǎn)量的增加主要與群體穎花量的提高密切相關(guān)；從干物質(zhì)積累與分配看，缽苗機(jī)插下植株干物重均高于毯苗機(jī)插，株距為12 cm的處理物重增幅較為明顯，且后期穗部物質(zhì)積累量所占比例亦均高于其他處理；從群體生長(zhǎng)進(jìn)程看，缽體毯苗栽插較常規(guī)毯面機(jī)插發(fā)苗快，群體莖蘗動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)早發(fā)穩(wěn)升緩降趨勢(shì)，葉片性狀特征（葉面積指數(shù)、高效葉面積率、葉片SPAD值等）亦普遍優(yōu)于毯苗機(jī)插。綜上可見，缽苗機(jī)插較常規(guī)毯苗機(jī)插有一定的增產(chǎn)效果，且適當(dāng)密植更利于增大群體穎花量，從而獲得高產(chǎn)。