稻油兩熟區(qū)機(jī)插水稻移栽葉齡及穴基本苗適宜值研究

段秀建，張巫軍，姚 雄，李經(jīng)勇，唐永群，文 明，肖人鵬

重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 重慶再生稻研究中心， 重慶 402160

水稻機(jī)插秧技術(shù)在大幅度降低水稻生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度、 提高生產(chǎn)效率的同時(shí)， 更能穩(wěn)定提高水稻的單產(chǎn)和效益， 是我國特別是南方地區(qū)未來水稻種植的主導(dǎo)性技術(shù)[1]． 重慶市地處西南丘陵山區(qū)， 受復(fù)雜的稻田耕作制度、 自然地理?xiàng)l件等因素影響， 目前機(jī)插秧技術(shù)應(yīng)用面積僅占全市水稻播種面積的19%左右． 在實(shí)際生產(chǎn)中， 機(jī)插水稻主要在冬閑田及稻菜輪作區(qū)推廣應(yīng)用， 而在約占全市水稻播種面積40%的稻油輪作區(qū)推廣難度較大， 主要原因在于遲茬田的高產(chǎn)移栽葉齡和每穴基本苗難以掌握， 難以實(shí)現(xiàn)油菜茬機(jī)插稻的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)． 已有研究表明， 機(jī)插稻高產(chǎn)的限制因素是群體穎花量， 通過增加穗數(shù)或增加每穗粒數(shù)亦或兩者兼之來增加單位面積的穎花量是機(jī)插稻高產(chǎn)栽培的主要調(diào)控途徑． 確定適宜的基本苗數(shù)對(duì)建立合理的群體起點(diǎn)， 構(gòu)建后期高光效群體， 從而實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)具有非常重要的意義[2]． 錢銀飛等[3]研究認(rèn)為小穗型粳稻品種每穴栽插4苗、 中穗型粳稻品種每穴栽插3苗、 大穗型粳稻品種每穴栽插2苗較為合理． 宋云生等[4]認(rèn)為常規(guī)粳稻品種大田單穴插植以3～4苗為宜． 吳文革等[5]研究表明雜交中秈稻機(jī)插秧適宜的每穴栽插苗數(shù)為單穴2苗． 上述研究結(jié)果大多是基于小苗移栽的機(jī)插稻， 而在重慶稻油兩熟區(qū)， 采用中、 大苗機(jī)插技術(shù)是緩解稻油茬口緊張和生長季節(jié)的技術(shù)措施[6-8]． 然而， 關(guān)于中、 大苗機(jī)插水稻物質(zhì)生產(chǎn)、 穗部結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量形成的關(guān)系尚不清楚， 本研究以重慶市水稻主導(dǎo)品種渝香203為材料， 開展基于移栽葉齡和穴基本苗的田間試驗(yàn)研究并結(jié)合示范驗(yàn)證， 旨在明確稻油兩熟區(qū)機(jī)插水稻的高產(chǎn)栽培技術(shù)參數(shù)， 促進(jìn)機(jī)插秧技術(shù)在以重慶為代表的西南丘陵多熟制地區(qū)大面積推廣應(yīng)用．

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試品種為優(yōu)質(zhì)雜交水稻渝香203， 千粒質(zhì)量30.1 g， 是重慶市的水稻主導(dǎo)品種， 由重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、 重慶再生稻研究中心提供．

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究采用田間試驗(yàn)和示范驗(yàn)證相結(jié)合的研究方法． 田間試驗(yàn)于2016年在重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院渝西作物試驗(yàn)站進(jìn)行， 前茬為油菜， 耕層土壤pH值為5.6， 有機(jī)質(zhì)22.3 g/kg， 全氮1.31 g/kg， 速效氮119.0 mg/kg， 速效磷25.0 mg/kg， 速效鉀74.7 mg/kg． 采用裂區(qū)設(shè)計(jì)， 主區(qū)為移栽葉齡， 設(shè)4.5葉齡(秧齡35 d)， 5.5葉齡(秧齡42 d)； 副區(qū)為穴基本苗數(shù)， 設(shè)1，2，3苗/穴， 通過調(diào)節(jié)插秧機(jī)取秧量并輔以人工勻苗實(shí)現(xiàn)， 共計(jì)6個(gè)處理組合， 重復(fù)3次； 小區(qū)面積為38.4 m2． 采用塑料軟盤稀泥育秧培育秧苗， 4月12日播種， 分期移栽， 栽插株行距為18.5 cm×30 cm． 氮肥按150 kg/hm2施用， 基蘗肥與穗肥比例為6∶4； 磷肥按75 kg/hm2施用， 作基肥一次施入； 鉀肥按90 kg/hm2施用， 基肥與穗肥比例為5∶5． 其中， 基肥于移栽前1 d施入， 分蘗肥于移栽后7 d施入， 穗肥于倒4葉期施入．

示范驗(yàn)證于2017年在永川區(qū)大安街道二郎壩村進(jìn)行， 前茬為油菜， 水稻品種為渝香203， 按照2016年田間試驗(yàn)得出的移栽葉齡和每穴基本苗適宜值栽插， 建設(shè)油菜茬機(jī)插水稻7.7 hm2示范方， 肥料運(yùn)用方案同于2016年田間試驗(yàn)， 在水稻成熟期邀請(qǐng)同行專家現(xiàn)場機(jī)收驗(yàn)證水稻示范方產(chǎn)量．

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 稻谷產(chǎn)量及構(gòu)成

水稻成熟期， 每小區(qū)隨機(jī)普查30穴水稻的有效穗并計(jì)算平均穗數(shù)， 再按平均每穴有效穗數(shù)取代表性樣株5穴于室內(nèi)考種． 考種指標(biāo)包括每穗粒數(shù)、 空癟粒數(shù)、 結(jié)實(shí)率、 千粒質(zhì)量、 穗長、 單穗干質(zhì)量、 一次枝梗數(shù)和二次枝梗數(shù)． 此外， 各小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)， 按13.5%的標(biāo)準(zhǔn)含水量折算單產(chǎn)．

1.3.2 地上部干物質(zhì)積累量

水稻抽穗期、 成熟期， 每小區(qū)隨機(jī)普查30穴水稻的莖蘗數(shù)， 按平均每穴莖蘗數(shù)法取代表性樣株3穴， 按莖鞘、 葉和穗分樣， 分別裝袋． 經(jīng)105 ℃殺青30 min， 在80 ℃下烘干至恒質(zhì)量， 計(jì)量各小區(qū)水稻地上部干物質(zhì)質(zhì)量．

1.3.3 葉面積指數(shù)

水稻抽穗期， 每小區(qū)按平均莖蘗數(shù)法取代表性樣株3穴， 測定30片葉片的長、 寬， 按長寬系數(shù)法計(jì)算葉面積， 再把測定葉面積的葉片烘干， 計(jì)算干質(zhì)量， 于水稻抽穗期采用比葉質(zhì)量法[9]測定水稻群體葉面積指數(shù)．

1.3.4 示范方產(chǎn)量測定

水稻成熟期， 在7.7 hm2示范方中隨機(jī)抽取3個(gè)代表性田塊進(jìn)行機(jī)收測產(chǎn)， 測產(chǎn)面積不得低于330 m2， 人工去除雜質(zhì)， 按13.5%的標(biāo)準(zhǔn)含水量折算單產(chǎn)， 計(jì)算7.7 hm2示范方的算術(shù)平均產(chǎn)量．

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析方法

用 Microsoft Excel 2007整理數(shù)據(jù)并制作圖表， SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析．

2 結(jié)果與分析

2.1 移栽葉齡和穴基本苗數(shù)對(duì)稻谷產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

研究表明， 移栽葉齡對(duì)機(jī)插水稻的結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01)， 對(duì)穗粒數(shù)和穎花數(shù)影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)； 穴基本苗對(duì)機(jī)插水稻的穎花數(shù)影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01)， 對(duì)有效穗影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)， 但對(duì)稻谷產(chǎn)量影響無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； 二者交互效益無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)． 4.5葉齡處理的稻谷平均產(chǎn)量為9.4 t/hm2， 較5.5葉齡處理的產(chǎn)量高17.3%， 兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01)． 對(duì)于產(chǎn)量構(gòu)成要素而言， 4.5葉齡處理的結(jié)實(shí)率極顯著高于5.5葉齡處理， 穎花數(shù)和穗粒數(shù)顯著高于5.5葉齡處理， 有效穗和千粒質(zhì)量略高于5.5葉齡處理， 但兩者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義． 4.5葉齡處理下， 機(jī)插水稻的產(chǎn)量和收獲指數(shù)均隨穴基本苗數(shù)的增加呈先增后降的趨勢， 但不同穴基本苗處理的水稻產(chǎn)量及構(gòu)成要素、 收獲指數(shù)的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義． 5.5葉齡處理下， 機(jī)插水稻的產(chǎn)量和收獲指數(shù)變化規(guī)律同于4.5葉齡處理， 但不同穴基本苗處理的穎花數(shù)、 結(jié)實(shí)率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義． 從各處理組合的稻谷實(shí)際產(chǎn)量來看， 4.5葉齡和5.5葉齡移栽條件下， 均以每穴2苗的處理產(chǎn)量較高．

表1 不同移栽葉齡和穴基本苗數(shù)的稻谷產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素

2.2 移栽葉齡和穴基本苗數(shù)對(duì)穗部性狀的影響

研究表明， 移栽葉齡對(duì)機(jī)插水稻的單穗干質(zhì)量影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01)， 4.5葉齡移栽的水稻單穗平均干質(zhì)量為4.69 g， 較5.5葉齡移栽的單穗干質(zhì)量增加18.73%； 但兩個(gè)移栽葉齡處理下， 不同穴基本苗數(shù)處理的穗長、 單穗干質(zhì)量、 一次枝梗數(shù)和二次枝梗數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)． 進(jìn)一步分析水稻群體單穗干質(zhì)量的數(shù)值分布比例(圖1)， 兩個(gè)移栽葉齡處理的單穗干質(zhì)量(X)在3.0～5.0 g之間的分布比例相當(dāng)， 但與5.5葉齡移栽處理相比， 4.5葉齡移栽處理X≥5.0 g的單穗比例明顯增多， 而X<3.0 g的單穗明顯減少． 因此， 4.5葉齡移栽處理更易發(fā)揮大穗(X≥5.0 g)增產(chǎn)優(yōu)勢． 在不同穴基本苗數(shù)處理間， 4.5葉齡處理在每穴2苗移栽處理下，X≥5.0 g的穗子比例最高， 達(dá)到51.1%， 而X<3.0 g的穗子比例較低， 僅11.2%； 5.5葉齡處理在每穴2苗移栽處理下， 3.0～5.0 g的穗子比例最高， 達(dá)到54.5%，X≥5.0 g與X<3.0 g的穗子比例均為22.8%．

表2 不同移栽葉齡和穴基本苗數(shù)的水稻穗部性狀

圖1 不同等級(jí)單穗干質(zhì)量占總穗數(shù)的比例

2.3 移栽葉齡和穴基本苗數(shù)對(duì)群體干物質(zhì)積累、 葉面積指數(shù)的影響

研究表明， 移栽葉齡對(duì)機(jī)插水稻的成熟期和花后干物質(zhì)積累量影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01)， 對(duì)干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)； 穴基本苗數(shù)對(duì)機(jī)插水稻的花后干物質(zhì)積累量影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01)， 但兩個(gè)移栽葉齡處理下， 不同穴基本苗數(shù)處理的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表3)． 與5.5葉齡移栽處理相比， 4.5葉齡移栽處理的干物質(zhì)積累較高， 其成熟期和花后干物質(zhì)積累量分別為17.0 t/hm2，7.5 t/hm2， 較5.5葉齡移栽處理分別增加2.0 t/hm2和1.8 t/hm2． 但干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率以5.5葉齡移栽處理較高， 較4.5葉齡移栽處理增加4.2%． 兩個(gè)葉齡處理下， 每穴2苗處理的花后干物質(zhì)積累量均顯著高于每穴3苗處理， 干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率隨每穴基本苗數(shù)的增加而增加．

分析各試驗(yàn)處理抽穗期的葉面積指數(shù)(圖2)， 相較5.5葉齡處理， 4.5葉齡處理葉面積指數(shù)略有提高． 在不同穴基本苗數(shù)處理間， 4.5葉齡苗在每穴3苗移栽處理下， 葉面積指數(shù)最高； 5.5葉齡苗在每穴1苗移栽處理下， 葉面積指數(shù)最高．

表3 不同移栽葉齡和穴基本苗數(shù)的群體干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)

圖2 穴基本苗數(shù)對(duì)抽穗期群體葉面積指數(shù)的影響

2.4 產(chǎn)量構(gòu)成要素和群體質(zhì)量指標(biāo)與稻谷產(chǎn)量的相關(guān)分析

機(jī)插水稻的產(chǎn)量與每穗粒數(shù)、 結(jié)實(shí)率、 穎花數(shù)、 一次枝梗數(shù)、 二次枝梗數(shù)、 生物產(chǎn)量、 花后干物質(zhì)積累量、 單穗干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)， 而與有效穗數(shù)、 千粒質(zhì)量、 葉面積指數(shù)相關(guān)性無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表4)． 在產(chǎn)量構(gòu)成要素中， 機(jī)插水稻的產(chǎn)量與每穗粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)最高(r=0.880)． 在群體質(zhì)量指標(biāo)中， 機(jī)插水稻的產(chǎn)量與生物產(chǎn)量、 穎花數(shù)、 單穗干質(zhì)量和花后干物質(zhì)積累量的相關(guān)性均達(dá)到顯著水平， 相關(guān)性系數(shù)分別為0.897，0.871，0.860和0.852． 因此， 稻油兩熟地區(qū)機(jī)插水稻的高產(chǎn)途徑為增加花后干物質(zhì)積累量， 提高穎花數(shù)， 主攻大穗．

表4 產(chǎn)量構(gòu)成要素和群體質(zhì)量指標(biāo)與稻谷產(chǎn)量的相關(guān)分析

2.5 高產(chǎn)示范方的稻谷產(chǎn)量

2017年于永川區(qū)大安街道二郎壩村的示范驗(yàn)證結(jié)果表明， 7.7 hm2的渝香203油菜茬機(jī)插水稻高產(chǎn)示范方在4.5葉齡移栽、 每穴2苗的技術(shù)條件下， 第一塊田實(shí)收面積333.35 m2， 實(shí)收鮮稻谷440 kg， 折合13.5%標(biāo)準(zhǔn)含水率， 稻谷單產(chǎn)9.87 t/hm2； 第二塊田實(shí)收面積566.70 m2， 實(shí)收鮮稻谷646.2 kg， 折合13.5%標(biāo)準(zhǔn)含水率， 稻谷單產(chǎn)9.47 t/hm2； 第三塊田實(shí)收面積433.36 m2， 實(shí)收鮮稻谷514.6 kg， 折合13.5%標(biāo)準(zhǔn)含水率， 稻谷單產(chǎn)10.6 t/hm2． 示范方水稻算術(shù)平均產(chǎn)量為9.98 t/hm2， 實(shí)現(xiàn)了稻油兩熟區(qū)機(jī)插水稻的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)．

3 討 論

3.1 移栽葉齡對(duì)機(jī)插水稻產(chǎn)量及群體質(zhì)量的影響

關(guān)于機(jī)插水稻技術(shù)， 適宜移栽秧齡是高產(chǎn)形成的基礎(chǔ)， 也一直是研究的重點(diǎn)． 水稻機(jī)插秧苗的培育與常規(guī)移栽秧苗的培育顯著不同， 秧苗由于其生長空間小、 秧齡彈性小、 適栽期窄， 這與雙季稻地區(qū)、 麥(油)—稻兩熟制地區(qū)緊張的茬口銜接等實(shí)際生產(chǎn)矛盾相一致． 我國學(xué)者針對(duì)小麥(油菜)茬口機(jī)插長秧齡問題開展了大量研究． 大部分研究[10-12]認(rèn)為適齡移栽的糖氮比、 根冠比、 單位苗高干質(zhì)量以及栽后田間發(fā)根力均明顯優(yōu)于長秧齡處理． 沈建輝等[13]研究認(rèn)為機(jī)插稻產(chǎn)量隨移栽秧齡的延長而顯著下降， 減產(chǎn)的原因主要是群體總莖蘗數(shù)隨秧齡的延長而減少， 導(dǎo)致群體總穗數(shù)、 每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率同步下降． 賈現(xiàn)文等[14]研究認(rèn)為21 d適齡移栽雜交稻的產(chǎn)量及群體質(zhì)量指標(biāo)均顯著大于遲栽處理， 高產(chǎn)原因主要是有效穗數(shù)及每穗粒數(shù)的增加， 即提高了總穎花量． 本研究中， 移栽葉齡極顯著影響機(jī)插水稻產(chǎn)量和結(jié)實(shí)率． 4.5葉齡處理的產(chǎn)量極顯著高于5.5葉齡處理， 原因主要是穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的顯著增加， 這與馬均等[15]的研究結(jié)果一致． 穗部性狀方面， 4.5葉齡處理的單穗干質(zhì)量極顯著高于5.5葉齡處理， 進(jìn)一步分析單穗干質(zhì)量分布比例發(fā)現(xiàn)， 4.5葉齡處理的大穗(X≥5.0 g)比例明顯更高， 這表明個(gè)體穗部性狀得到改善． 在抽穗期， 4.5葉齡處理的葉面積指數(shù)略高于5.5葉齡處理， 且干物質(zhì)積累量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； 在成熟期， 4.5葉齡處理的干物質(zhì)積累量顯著增加， 這表明4.5葉齡處理后群體生長優(yōu)勢明顯．

3.2 穴基本苗數(shù)對(duì)機(jī)插水稻產(chǎn)量及群體質(zhì)量的影響

基本苗數(shù)的確定對(duì)于建立合理的機(jī)插水稻群體起點(diǎn)， 提高中后期的群體質(zhì)量， 實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)或超高產(chǎn)具有非常重要的意義． 吳文革等[5]研究認(rèn)為， 機(jī)插雜交中秈稻以單穴2苗最為適宜， 能在中后期提高群體質(zhì)量， 以增大群體穎花量從而獲得高產(chǎn)． 本研究中， 穴基本苗數(shù)顯著影響有效穗數(shù)， 極顯著影響穎花數(shù)， 進(jìn)而影響產(chǎn)量水平． 隨每穴苗數(shù)的增加， 產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢， 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義． 每穴2苗處理的產(chǎn)量最高， 原因是有效穗數(shù)最高， 進(jìn)而增大了群體穎花數(shù)． 這一結(jié)論與吳文革等[5]的研究結(jié)果較為一致． 干物質(zhì)生產(chǎn)上， 不同穴基本苗處理間， 抽穗期、 成熟期的干物質(zhì)積累量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義． 4.5葉齡處理下， 每穴2苗處理的花后干物質(zhì)積累量顯著高于3苗處理， 與此同時(shí)， 4.5葉齡苗在每穴2苗移栽處理下， 大于5.0 g的穗子比例最高， 而小于3.0 g的穗子比例較低， 籽粒充實(shí)得到增強(qiáng)， 個(gè)體性狀得以改善， 有利于產(chǎn)量增加．

3.3 稻油兩熟區(qū)機(jī)插水稻的高產(chǎn)栽培途徑

機(jī)插水稻的高產(chǎn)栽培途徑首先應(yīng)是在控制適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上主攻大穗， 增加每穗粒數(shù)， 提高總穎花量； 其次是千粒質(zhì)量和結(jié)實(shí)率， 保持正常的充實(shí)度， 提高群體庫容總充實(shí)量[16-17]． 本研究中， 各產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的相關(guān)程度由大到小依次為每穗粒數(shù)、 結(jié)實(shí)率、 有效穗數(shù)、 千粒質(zhì)量， 其中每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系， 每穗粒數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系最密切． 進(jìn)一步分析群體質(zhì)量各指標(biāo)與產(chǎn)量的相關(guān)性， 結(jié)果表明， 穎花數(shù)、 單穗干質(zhì)量、 二次枝梗數(shù)、 一次枝梗數(shù)、 生物產(chǎn)量和花后干物質(zhì)積累量均與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系． 這說明增加花后干物質(zhì)積累量、 生物產(chǎn)量和改善穗部性狀， 進(jìn)而提高單穗干質(zhì)量是稻油兩熟區(qū)機(jī)插水稻高產(chǎn)栽培調(diào)控的主攻方向．

4 結(jié) 論

在以重慶為代表的西南丘陵稻油兩熟區(qū)， 機(jī)插水稻的高產(chǎn)栽培途徑為增加花后干物質(zhì)積累量， 主攻大穗， 提高每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率； 適宜的機(jī)插葉齡為4.5葉， 穴基本苗為2苗．