密度對濱海稻區機插水稻光合特性及產量的影響

隋鑫+付立東+王宇+呂小紅+李旭+任海

摘要： 以水稻品種花粳22、鹽粳1202為材料，研究濱海稻區機插水稻不同移栽密度對不同品種的光合特性及產量的影響。結果表明，隨著移栽密度的加大，2個品種葉片的葉綠素含量、光合速率、氣孔導度、蒸騰速率會相對隨之下降，但胞間CO2濃度表現出相反的趨勢。移栽密度對機插水稻的結實率、千粒質量影響差異不明顯，對單位面積有效穗數、每穗總粒數、單位面積穎花量影響差異顯著。花粳22以B2處理單產最高，為10.86 t/hm2，比 B1、B3處理分別增產 11.38%、7.73%；鹽粳1202以C2處理單產最高，為9.68 t/hm2，比 C1、C3處理分別增產8.4%、1.5%。

關鍵詞： 移栽密度；水稻；機插；群體；產量

中圖分類號： S511.04 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）03-0091-03

機械化插秧已成為現代稻作簡化栽培的發展方向，具有降低勞動強度、增加水稻種植戶經濟收入等優點，在一定程度上緩解了農村勞動力緊缺的現狀[1]。水稻栽插密度直接影響水稻的生長發育及產量。機插水稻適宜的移栽密度是高光效群體發展建立的起點，確定合理的移栽密度能夠使水稻穗、粒的增產作用得到充分發揮，又可以大大削弱并進一步控制水稻生育過程中各個影響因子間相互影響而表現出的減產效應，進而獲得高產[2-3]。眾多學者就栽培密度對水稻的影響方面開展了大量研究，研究結果認為水稻栽培密度與光能和地力有直接關系，如果密度適宜，光能和地力便可充分有效利用，直接影響到水稻群體結構，使個體正常發育，群體協調發展，并協調產量構成因素，從而提高產量[4-5]。隨著水稻新品種的不斷出現，傳統手插秧技術已不能滿足生產需求，為了進一步挖掘水稻群體生產潛力，本研究主要針對機插水稻生產的需要，選擇了濱海稻區2個水稻新品種花粳22、鹽粳1202，通過設置不同機械移栽密度試驗，以期明確遼寧濱海稻區機插水稻新品種最適宜的機插密度，為當地稻區機插水稻配套栽培技術提供相關技術依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地基本情況 試驗于2015年在遼寧省盤錦市大洼縣三角洲試驗基地進行。試驗土壤為濱海鹽漬型水稻土，耕層土壤0～16 cm，有機質含量2.465 g/kg、全氮含量 0.147 g/kg、堿解氮含量96.419 mg/kg、速效磷含量 16.197 mg/kg、速效鉀含量 231.792 mg/kg、全鹽含量0.178 g/kg，pH值7.83。

1.1.2 材料 供試品種為花粳22、鹽粳1202，是遼寧省鹽堿地利用研究所進行中試的水稻新品種。花粳22是以04F1-40為母本、04F1-1為父本，后代按系譜法進行有性雜交選育的水稻新品種。鹽粳1202是以68為母本、柴稻為父本，進行有性雜交，后代按系譜法選育的水稻新品種。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗采用機械插栽方式，每穴栽插約4棵苗，2個品種移栽密度分別設低、中、高3個處理，其中花粳22標記為低密度B1處理71.4萬株/hm2（行距30 cm、株距18 cm）、中密度B2 處理83.9萬株/hm2（行距30 cm、株距16 cm）、高密度B3處理95.3萬株/hm2（行距30 cm、株距14 cm）；鹽粳1202標記為低密度C1處理71.4萬株/hm2（行距30 cm、株距18 cm）、中密度C2處理83.9萬株/hm2（行距30 cm、株距16 cm）、高密度C3處理95.3萬株/hm2（行距30 cm、株距14 cm），隨機排列，3次重復。小區長21.0 m，寬6.0 m，面積126.0 m2。

1.2.2 試驗實施 在旋耕整地基礎上，采用機械水耙整平土地。做到田平底實，無殘茬，埋茬深度在3 cm以上，高低差控制在2～4 cm，結合化學除草沉實4～7 d，泥漿深度控制在 5～10 cm。采用工廠化水稻培育壯秧技術，4月15日播種，播種量為100 g/盤（干種）。不同處理氮肥、磷肥、鉀肥施入量分別為277.5、112.5、52.5 kg/hm2。旋耕整地前施入一次性基肥，基肥為大地豐水稻緩釋復混肥10 126 kg/hm2，分蘗肥于水稻5.5～6.0、7.5～8.0葉齡期施入尿素63、84 kg/hm2，穗肥于水稻11.5葉齡期施入尿素75 kg/hm2。防治病蟲草害及其他田間管理措施按常規進行。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 葉綠素含量 水稻分蘗初期每個處理選擇15株長勢相對一致的主莖掛牌標記，采用SPAD-502葉綠素儀測定功能葉基部2/3的非葉脈處的SPAD值。分蘗期、拔節期定株測定水稻上3葉葉綠素含量，齊穗期測定上2葉葉綠素含量，成熟期測定劍葉葉綠素含量。

1.3.2 光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率 采用LI-6400（LI-COR Inc.USA）便攜式光合測定儀測定。于分蘗期、拔節期、抽穗開花期、齊穗期測定水稻劍葉的葉片中部，測定時間為09：00—11：00，不同處理測定10次。

1.3.3 產量構成與產量 于成熟期不同處理選取具有代表性的植株10穴，調查10穴穗數后取中間的5穴，進行室內考種，測定平均株高、穗數、每穗粒數、結實率、千粒質量等。實脫后計算單產。

2 結果與分析

2.1 密度對機插水稻葉綠素含量（SPAD值）的影響

水稻50%以上的碳水化合物來自葉片的光合作用，光合作用對葉綠素含量的轉換、傳遞及吸收起到重要作用，改善水稻葉片葉綠素含量可以有效提高產量。水稻的葉綠素含量也因品種和生育期而異，拔節期至成熟期不同處理間差異顯著。從表1可以看出，分蘗期花粳22的SPAD值以B2處理最高，為44.18，與其他處理間差異不顯著；鹽粳1202以C1處理最高，為42.54；拔節期至齊穗期2個品種葉綠素含量隨著移栽密度的增加而呈現降低趨勢；成熟期花粳22的SPAD值以B1處理最高，為19.23，比B2、B3處理分別增加了7.6%、206%；鹽粳1202以C1處理最高，為17.02，比C2、C3處理分別增加了11.0%、12.3%。表明移栽密度過大，水稻群體葉綠素含量降低。

2.2 密度對機插水稻光合速率的影響

水稻光合作用是限制水稻高產的重要原因之一，水稻光合產物日變化因環境和內部生理等因子變化而有很大差別。從表2可以看出，分蘗期至拔節期不同密度對水稻群體光合速率的影響差異顯著，水稻光合速率隨著移栽密度增加基本呈下降趨勢。花粳22拔節期至齊穗期，不同處理光合速率表現為B1>B2>B3，齊穗期以B1處理最高，為23.49 μmol/（m2·s），比B2、B3處理分別高出了5.0%、12.2%；鹽粳1202拔節期以C2處理最大，其次為C1、C3處理。拔節期至齊穗期不同處理光合速率表現為C1>C2>C3，齊穗期以C1處理最高，為24.27 μmol/（m2·s），比C2、C3處理分別高出5.0%、12.4%。表明移栽基本苗的增加不利于水稻光合速率的提高。

2.3 密度對機插水稻氣孔導度的影響

氣孔導度的大小可控制水稻的水分流失，它可隨著外部環境的變化而變化。從表3可以看出，分蘗期移栽密度對水稻氣孔導度的影響不同處理間差異顯著，不同處理均表現為B2>B1>B3，C1>C2>C3，其中，分蘗期花粳22氣孔導度以B2處理最高，為0.513 mol/（m2·s）；鹽粳1202品種以C1處理最高，為0.465 mol/（m2·s）。齊穗期花粳22氣孔導度以B1、B2處理最高，為22.37 mol/（m2·s），比B3處理高出了5.2%；鹽粳1202以C1處理最高，為0.220 mol/（m2·s），比C2、C3處理分別高出了0.5%和0.92%。由此可見，移栽基本苗對水稻群體氣孔導度影響較小，各處理間差異不顯著。

2.4 密度對機插水稻胞間CO2濃度的影響

CO2是水稻進行光合作用的重要原料之一，CO2濃度增加會使光合速率加快，能夠促進水稻的生長發育。移栽密度對水稻胞間CO2濃度的影響，不同處理間差異顯著。從表4可以看出，拔節期、抽穗開花期、齊穗期2個品種的胞間CO2濃度不同處理表現為B3>B2>B1；C3>C2>C1。分蘗期花粳22胞間CO2濃度以B1處理最高，為222.30 μmol/mol；鹽粳1202以C2處理最高，為217.61 μmol/mol。齊穗期花粳22胞間CO2濃度以B3處理最高，為204.91 μmol/mol，比B1、B2處理分別高14.1%、7.05%；鹽粳1202以C3處理最高，為198.35 μmol/mol，比C1、C2處理分別高16.8%、11.4%。表明水稻群體胞間CO2濃度隨著移栽密度加大而逐漸升高。

2.5 密度對機插水稻蒸騰速率的影響

蒸騰作用是水稻保持水分和養分吸收、傳輸和維持體溫的重要途徑。水稻葉片的蒸騰速率與溫度、濕度以及氣孔導度均有一定相關性。從整個生育期來看，隨著移栽密度的增加蒸騰速率也逐漸下降。從表5可以看出，分蘗期、抽穗開花期、齊穗期2個品種的蒸騰速率不同處理間變化趨勢基本一致，處理間差異不顯著。分蘗期至齊穗期處理間蒸騰速率表現為B1>B2>B3，C1>C2>C3，分蘗期花粳22蒸騰速率以B2處理最高，為5.85 mmol/（m2·s）；鹽粳1202以C1處理最高，為5.78 mmol/（m2·s）。齊穗期花粳22蒸騰速率以B1處理最高，為2.92 mmol/（m2·s），比B2、B3處理分別高2.5%、4.7%；鹽粳1202以C1處理最高，為2.90 mmol/（m2·s），比C2、C3處理分別高1.4%、6.2%。

2.6 密度對機插水稻產量及其構成因素的影響

單位面積的總穎花量、結實率和千粒質量是影響水稻產量的重要因素。從產量構成來看，移栽密度對單位面積收獲穗數、穎花量和產量影響較大，不同處理間差異顯著。從表6可以看出，2個品種的單位面積收獲穗數隨著移栽密度的增加而增加，其中花粳22單位面積收獲穗數以B2處理最高，為382.65萬穗/hm2，其次為B3、B1處理；鹽粳1202以C3處理最高，為376.35萬穗/hm2，其次為C3、C1處理。總穎花量花粳22以B2處理最高，為465.64 ×106朵/hm2，比B1、B3處理分別增加了12.23%、7.10%；鹽粳1202以C2處理最高，為414.02 ×106朵/hm2，比C1、C2處理分別增加了8.4%、157%。結實率花粳22以B1處理最高，為91.33%，比B2、A3 處理分別增加了0.41、0.47個百分點；鹽粳1202以C2處理最高，為91.88%，比C1、C3 處理分別增加了0.36、0.64個百分點。2個品種結實率、成粒數、千粒質量差異不明顯。花粳22以 B2處理單產最高，為10.86 t/hm2，比 B1、B3處理分別增產了11.38%、7.73%；鹽粳1202以C2處理單產最高，為 9.68 t/hm2，比 C1、C3處理分別增產了8.4%、1.5%。

3 結論與討論

機插水稻不同移栽密度影響光合作用，從而影響水稻產量及其構成。適宜的移栽密度有利于促進機插水稻葉片的光能利用率，激發水稻的生育潛能，使個體正常發育，群體協調發展，從而提高產量[6-8]。在不同移栽密度條件下，2個品種的葉綠素含量、光合速率、氣孔導度、蒸騰速率均會相應改變，但胞間CO2濃度表現出相反的趨勢，進而導致水稻群體光能利用效率低，導致個體生長較弱，且群體質量變差。移栽密度小的群體生長旺盛，葉片繁茂，能較早達到最大光合利用率，移栽密度大的群體推遲了最大光合利用率出現的時間，齊穗期移栽密度大的群體內部光照條件變差，不能充分滿足水稻群體進行光合作用所需的光照條件，葉片極快失去活力，群體光合特性穩定時間較短，光能利用效率偏低，齊穗期后急劇下降，中低密度下降相對比較平緩。

在水稻產量結構中，花粳22以B2處理單產最高，為 10.86 t/hm2，比B1、B3處理分別增加11.38%、7.73%；鹽粳1202以C2處理單產最高，為9.68 t/hm2，比C1、C3處理分別增加8.4%、1.5%。表明水稻移栽密度過小，則其夠苗期向后推遲，導致要部分利用高位分蘗成穗，使穗位不齊，不利于高產；移栽密度過大，則提前夠苗，導致有效分蘗低，使分蘗利用率下降，無效分蘗增多，且群體質量差，個體生長較弱，也不利于高產。移栽密度小，易造成水稻群體生長量不足，因而往往會導致水稻穗數減少，不能滿足高產所需的收獲穗數，浪費土地、溫光及肥水資源而降低了種植戶的經濟收益[9-11]。所以移栽密度過大或過小都會由于個體與群體性狀的不協調而導致減產。在水稻生產實踐中，應該依據水稻的品種特性選擇其適宜的移栽密度，從而獲得更高的產量。

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