不同基本苗對早稻分蘗和產量形成的影響

劉馬養，彭云昌，楊 陽，徐慶國

（湖南農業大學農學院，長沙410128）

湖南作為水稻主產區，其水稻優質高產的保證對中國糧食安全具有十分重要的現實意義。據報道［1］，湖南早稻生產中，經常出現有效穗數不足現象，主要原因是基本苗不夠和每株分蘗數不多，特別是在5月氣溫比較低的年份，常出現“低溫不發”現象。水稻合理密植作為提高水稻產量行之有效的農藝措施，不僅可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，而且還保證稻田能充分利用光能，積累較多的有機物質，達到水稻高產的目的［2］。

水稻合理密植主要包括合理的每蔸基本苗數、單位面積蔸數和行株距配置方式等3個方面［3］。劉文祥等［4］研究表明，密度和栽插苗數兩者互作效應對早稻產量影響極顯著，其栽插苗數與產量呈拋物線關系，產量隨著栽插苗數的增加呈先增后降趨勢。另有研究表明［5］，常規粳稻機插的栽插苗數對產量的影響大于栽插密度的影響，以每穴4苗左右最有利于水稻高產的形成。水稻合理密植獲得高產的關鍵又在于群體對光能截獲水平能否充分發揮水稻光合生產潛能［6～8］。合理的密度和栽插苗數主要通過調控和優化群體結構，達到延長功能葉壽命，提高群體光合效率的目的［4］。前人在單位面積移栽穴數方面做了大量工作，而對每穴移栽苗數研究較少，同時對于雜交稻與常規稻在同一栽培模式下不同移栽苗數對產量及產量構成因素的影響報道也較少。為此，本研究選用目前湖南生產上大面積應用的兩系雜交早稻品種陵兩優211與常規早稻品種湘早秈6號，在相同栽培模式和肥水管理條件下，測定不同基本苗數處理的農藝性狀及產量構成因素等指標的差異，以篩選出適合本地區栽培水稻品種的適宜移栽基本苗數，為湖南水稻大面積生產及高產優質栽培提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料采用2個早稻品種：兩系雜交稻品種陵兩優211，常規稻品種湘早秈6號。

試驗田位于瀏陽市沿溪鎮湖南農業大學教學科研綜合基地，土壤pH為5.4±0.3。耕地全部通過了田園化改造為高標準農田，機耕水泥道路相聯通。土壤肥力中等，排灌方便。

1.2 試驗設計

試驗于2019年3～7月湖南早稻生產季進行。試驗為不同品種與不同基本苗數雙因素試驗，隨機區組設計。雜交早稻品種陵兩優211（A）設置AT1（1苗/穴）、AT2（2苗/穴）、AT3（4苗/穴）、AT4（6苗/穴）等4個處理；常規早稻品種湘早秈6號（B）設置BT1（1苗/穴）、BT2（2苗/穴）、BT3（4苗/穴）、BT4（8苗/穴）等4個處理。整個試驗共設置8個處理，3次重復，24個小區，小區面積16 m2。

2019年3月30日播種，硬盤育秧，秧齡26 d，于4月25日移栽。株行距20 cm×20 cm，每小區400蔸。試驗區四周設保護行，小區間留走道和灌、排水溝。各小區總施肥量相同，全生育期施肥量為純N 159.5 kg/hm2，P2O586.25 kg/hm2，K2O 93.75 kg/hm2。具體施肥種類與施肥量：尿素343.75 kg/hm2，過磷酸鈣718.75 kg/hm2，氯化鉀156.25 kg/hm2。其中，尿素109.38 kg/hm2、氯化鉀93.75 kg/hm2于移栽后5～7 d追施。田間灌溉方法采用深水活蔸，淺水分蘗，濕潤長穗，干濕壯籽。人工除草，不使用化學除草劑。按當地病蟲測報進行病蟲防治，用足水量，不打高殘留藥劑。湘早秈6號于7月14日收獲，全生育期106 d；陵兩優211于7月17日收獲，全生育期109 d。

1.3 觀測項目

（1）莖蘗動態。每小區設2個調查點，每點定5蔸，移栽后7 d秧苗活蔸返青的分蘗初期開始，每隔3 d調查1次莖蘗數。

（2）葉面積指數。各小區于分蘗期和乳熟期分別取代表性植株2蔸，測定葉面積指數。單片綠葉面積=葉長×葉寬÷1.4，葉面積指數=每蔸綠葉面積（cm2）×每公頃蔸數÷108。

（3）葉片SPAD值。各小區于乳熟期選前、中、后3個調查點，每個調查點取植株2蔸，每蔸取1片水稻劍葉，利用SPAD-502葉綠素儀測定水稻劍葉前、中、后3個部分的SPAD值，求其總平均值即為相應處理葉片SPAD值。

（4）干物質量。各小區于成熟期隨機取樣3蔸，洗凈泥土，分為根、莖葉和谷穗，于105℃殺青30 min，再經80℃烘干至恒重后稱重。

（5）產量測定及室內考種。各小區在成熟收獲前隨機取樣3蔸，進行室內考種。成熟時全部收割，計算實際產量。

1.4 數據統計分析

數據使用Microsoft Excel 2019錄入和作圖，采用SAS 9.4中Mixed model軟件對數據進行處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 基本苗對早稻莖蘗動態的影響

由圖1可知，兩個供試水稻品種不同基本苗處理均無明顯的分蘗高峰期，可能受湖南省2019年5月氣溫較低的影響，早稻分蘗出現“低溫不發”現象。雜交早稻品種陵兩優211不同基本苗處理均在移栽后31 d分蘗增長速度開始放緩，其中AT3和AT4處理的分蘗數在移栽后43 d達到高峰，然后開始逐漸下降，AT1和AT2處理在移栽后49 d出現相同狀態。早稻品種湘早秈6號除BT4基本苗處理的分蘗增長速度在移栽后21 d開始增長緩慢，其余3個處理的分蘗增長速度與雜交早稻品種陵兩優211所有處理一致。此外，BT3和BT4處理莖蘗數在移栽后40 d左右開始出現下降趨勢，移栽54 d后趨于平緩，BT1和BT2處理莖蘗數先緩慢增長至移栽后54 d均未出現下降趨勢。

圖1 不同基本苗處理的兩個早稻品種莖蘗動態Fig.1 Tillering dynamics of two early rice cultivars under different basic seedlings treatments

2.2 基本苗對早稻葉面積指數的影響

兩個供試早稻品種在水稻分蘗期的葉面積指數與其移栽基本苗數呈正相關，在乳熟期則與栽插基本苗數呈負相關。雜交早稻陵兩優211分蘗期的4個處理間的葉面積指數差異達到顯著水平，以AT4處理的最高，較AT1、AT2、AT3的分別增加了181.45%、57.16%、17.79%；湘早秈6號以BT4處理的葉面積指數最高，與其它處理差異均達到顯著水平，增幅分別為339.27%、83.12%、40.64%；說明增加移栽基本苗有利于分蘗期水稻葉面積指數的增加。陵兩優211在乳熟期的葉面積指數以AT1處理為最高，但處理間無顯著差異；湘早秈6號各處理的葉面積指數大小依次為BT1＞BT3＞BT4＞BT2，以BT1處理的葉面積指數最高，為2.189，其與BT3處理無顯著差異，與BT2和BT4處理的差異達顯著水平（表1）。

2.3 基本苗對早稻葉片SPAD值的影響

由表1可知，兩個供試早稻品種乳熟期葉片SPAD值均以1苗/穴處理最高，且隨著移栽基本苗數的增加，兩個供試早稻品種葉片SPAD值相應降低，兩個早稻品種葉片葉綠素相對含量也相應降低。陵兩優211的葉片SPAD值以AT1處理最高，為42.0，與AT4處理的差異達到顯著水平，與其他兩個處理無顯著差異。湘早秈6號的葉片SPAD值以BT1處理最高，為41.9，與其他3個處理的差異達到顯著水平。

表1 不同基本苗處理的早稻葉面積指數、SPAD值和成熟期干物質量Table 1 Leaf area index and SPAD value of early rice cultivars under different basic seedlings treatments

2.4 基本苗對早稻成熟期干物質量的影響

表1顯示，陵兩優211的地下部分和地上部分干物質量均以AT3處理的最高，該處理的地下部分干物質量與AT1、AT4處理的差異達到顯著水平，其增幅分別為37.13%、12.84%，但與AT2處理的差異未達顯著水平。該結果表明該雜交早稻的地下部分干物質量的變化趨勢為隨移栽基本苗增加先增高后降低。陵兩優211的地上部分干物質積累與其地下部分的變化趨勢相似，其大小依次為AT3＞AT4＞AT1＞AT2，AT3處理的地上部分干物質量與AT1、AT2處理的差異達到顯著水平。湘早秈6號的地下部分干物質量與其移栽基本苗數呈正相關，其大小變化趨勢為BT1＜BT2＜BT3＜BT4，BT4處理與BT1處理的差異達到顯著水平，而與BT2、BT3處理的差異未達顯著水平。湘早秈6號的地上部分干物質量變化趨勢與陵兩優211相似，隨著移栽基本苗數的增加，其地上部分干物質量先增高后降低，以BT3處理的4696.70 kg/hm2最高，與其他3個處理的差異達到顯著水平。

2.5 基本苗對早稻產量構成因素和產量的影響

兩個供試早稻品種的產量受移栽基本苗數的影響較大，在一定范圍內，其產量隨基本苗數的增加而呈遞增的趨勢。雜交早稻品種陵兩優211的產量以AT4處理的5604.17 kg/hm2最高，其與AT1、AT2處理的差異達到顯著水平，與AT3處理的差異未達顯著水平，其增幅依次為16.20%、10.25%、1.32%。早稻品種湘早秈6號的產量大小關系為BT3＞BT1＞BT4＞BT2，以BT3處理的3265.42 kg/hm2最高，與BT2處理差異達到顯著水平，與BT1、BT4差異不顯著。兩個供試早稻品種的有效穗數的變化趨勢與其產量的變化趨勢一致。陵兩優211的有效穗數大小依次為AT4＞AT3＞AT2＞AT1，以AT4處理的469.44萬穗/hm2最高，處理間的差異均未達顯著水平。湘早秈6號的有效穗數大小依次為BT4＞BT1＞BT3＞BT2，以BT4處理的394.44萬穗/hm2最高，其與BT2處理差異達到顯著水平，與BT1、BT3處理差異未達到顯著水平（表2）。不同基本苗、不同早稻品種的每穗實粒數、每穗總粒數和結實率的變化趨勢與其產量的變化趨勢相反，即隨著基本苗數的增加而呈減少趨勢。兩個早稻品種處理間的千粒重差異不大，均未達顯著水平，表明早稻品種的千粒重受其品種遺傳特性影響較大。

表2 不同基本苗處理的早稻產量構成因素和產量比較Table 2 Comparison of yield components and yield of early rice cultivars under different basic seedlings treatments

本研究結果顯示，與常規早稻相比，隨著移栽基本苗數的增加，雜交早稻產量的最大增長幅度比常規早稻小，雜交早稻的最大增長幅度為16.20%；而常規早稻的為21.79%，表明基本苗對常規早稻產量的影響更大。雜交早稻有效穗數最大增長幅度為17.36%，常規早稻為36.54%，說明無論雜交早稻還是常規早稻，其有效穗數都隨著移栽基本苗的增加而呈增加趨勢，且常規早稻的最大增長幅度大于雜交早稻。雜交早稻的每穗實粒數的最大降低幅度為18.15%，明顯低于常規早稻的21.72%，表明常規早稻每穗實粒數的下降趨勢更明顯，而在每穗總粒數上雜交早稻的最大降幅為25.93%高于常規早稻的21.87%。雜交早稻結實率的最大下降幅度為7.38%，常規早稻的最大下降幅度為6.00%，差異并不明顯，且雜交早稻與常規早稻千粒重的差異并不大，表明早稻品種的結實率和千粒重受其品種遺傳特性的影響較大。

3 討論

3.1 水稻莖蘗動態

水稻莖蘗的消長動態對水稻的成穗率及單位面積穗數有直接影響，并最終影響產量。本研究發現，莖蘗數的增加明顯受移栽苗數的影響，當移栽基本苗數達到6～8苗/穴時，無論雜交早稻還是常規早稻，每穴莖蘗數明顯多于移栽基本苗數1～4苗/穴的，且較早達到分蘗高峰，當達到一定莖蘗數后，受光照、水肥、空間等條件的限制，分蘗數不再增加；1～4苗/穴處理因基本苗數較少，其分蘗高峰相對不太明顯，因其生長空間大，光照水肥條件較好，仍繼續分蘗，這與水稻個體與群體生長相協調理論一致，這一結論與曹志等［1］研究結果相似。本研究因受湖南省2019年4～5月低溫的影響，早稻分蘗出現“低溫不發”的現象，沒有明顯的分蘗高峰期。侯玉虹等［9］研究表明，水稻分蘗發生的最適溫度范圍為30～32℃，低于15～16℃或高于38～40℃均不利于分蘗發生，日均溫降至15℃以下時分蘗會停止發生，也解釋了早稻分蘗出現“低溫不發”且無明顯的分蘗高峰期的現象。朱德勝等［10］指出，應根據葉齡、綜合氣候及栽培因子等多因素建立合理的水稻莖蘗消長動態模型，及時掌握群體莖蘗動態，根據莖蘗動態采取相應的調控措施，促使群體向最佳莖蘗動態發展，提高有效分蘗數，以達到高產的目標。

3.2 水稻葉片光合能力

葉片是水稻進行光合作用和呼吸作用的主要器官，在水稻產量中，只有5% ～10%的物質來自根部吸收的營養物質，而90% ～95%的物質來自葉片光合作用的產物［11］。葉面積指數的大小決定了作物的光能截獲率和光合作用面積，從而決定了作物干物質積累量和產量。本研究結果表示，水稻分蘗期的葉面積指數隨移栽苗數增加而增加，這一結果與隋鑫等［12］的結果相一致。在乳熟期的葉面積指數隨移栽苗數增加而降低，且同時期葉片SPAD值的變化趨勢與其相一致，可能原因在于隨著移栽苗數的增加，水稻群體過大，籽粒灌漿對光合產物和氮素有大量的需求，葉片中的光合產物和氮素的轉移是不可避免的，這種轉移造成了葉片葉綠素相對含量的減少以及葉片的衰亡，這一過程也被Sinclair等［13］描述為“自我消亡”。而移栽苗數少則籽粒灌漿所需的光合產物和氮素要求不高，葉面積指數和葉片SPAD值在后期仍能保持較高的水平。

3.3 水稻干物質積累

干物質積累是作物產量形成的基礎，水稻籽粒產量的高低與干物質的增長速率和累積速率關系密切。從總體上看，水稻干物質累積主要受三方面的影響：一是生物學本身遺傳特性的制約；二是環境條件，主要是氣象條件的作用；三是農業技術措施和水平的影響。從本研究結果看，無論是雜交早稻還是常規早稻，其地下部分和地上部分干物質量均以移栽苗數4苗/穴的為最高，可能原因是水稻群體對環境資源等自我調節功能較強，以致干物質累積達到最大程度；也說明移栽苗數過少，不能有效利用土地、溫光及肥水資源，因而用于自身干物質累積的養分吸收轉運供給能力不足，也導致水稻群體生長量不足；移栽苗數過多，在有限的環境資源條件下，則易造成用于干物質積累的養分緊張，導致自身干物質累積量不足。這一結果與曹志等［1］研究結果相似，但其移栽苗數處理設置不夠，如繼續加大每穴移栽苗數，超過水稻群體的自我調節能力，可能取得差異明顯且與本試驗相一致的結果。

3.4 水稻產量及產量構成因素

本研究結果表明，兩個供試早稻品種的4個基本苗處理的產量基本上隨基本苗數的增加而增加，這與沈崇操等［14］和曹志等［1］研究結果相似，但其增產幅度未達顯著水平。另外，隨著基本苗數的增加，其有效穗數呈增加趨勢，每穗實粒數、結實率均呈下降趨勢，但千粒重差異不明顯，這些結果與蘇利英等［15］、王軍等［16］的研究結果基本一致，表明供試2個早稻品種的產量提高主要依靠每穗粒數、結實率和千粒重的增加。