巨型稻栽培密度與株行距配置試驗

羅艷萍，韋 巧，侯 玲，羅冬玉，李洪菊，潘典進，周家華，張新林，羅文清，吳吉平

（1.荊門（中國農谷）農業科學研究院，湖北 荊門 448000；2.荊門市農業技術推廣中心，湖北 荊門 448000）

巨型稻是中國科學院亞熱帶農業生態研究所培育的具有高生物量、高株型、強分蘗能力的新型水稻品類。目前在湖南、廣西、重慶、四川等地有引種栽培，主要運用于稻漁綜合種養［1-3］、適宜性栽培［4，5］、秸稈飼用［6］等方面。湖北省荊門市自2018 年開始引種栽培，適宜性表現良好，有利于蝦稻種養模式的優化。基于此，本試驗研究分析不同栽培密度和行距下巨型稻田間溫度、光環境變化的影響，為其在當地的推廣運用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019 年5—10 月在荊門（中國農谷）農業科學研究院屈家嶺基地進行。以巨型稻豐超6 號為供試材料，種子由中國科學院亞熱帶農業生態研究所提供，試驗田為空閑田，土壤類型為壤土，檢測土壤養分狀況為堿解氮64.45 mg/kg、速效磷27.8 mg/kg、速效鉀145.85 mg/kg、全氮 0.71 g/kg、全磷 0.82 g/kg、全鉀 5.87 g/kg、有機質 20.39 g/kg、pH 7.31。于 5 月20 播種，6 月 20 日移栽，9 月 29 日收獲，田間管理均勻一致，與當地大面積雜交水稻栽培的肥水、病蟲害防治措施相同。

1.2 試驗設計

以栽培密度和行距為試驗因子，采用二次正交旋轉組合設計（表1），水平間距為12 000 穴/hm2，水平行距為10 cm。試驗共設13 個處理組合，不設重復，每個處理小區面積30 m2，具體處理組合見表2。

表1 試驗因子和水平

表2 試驗各處理組合

1.3 測定項目與方法

分蘗末期采用TES-1310 數顯溫度計（臺灣泰仕TES 電子工業股份有限公司）、Digital Lux Meter AS823 數字照度計（希瑪電子有限公司）測定早晨（8：00—9：00）、中午（11：00—12：00）、下午（16：00—17：00）水稻植株上層（離地200 cm）、下層（離地10 cm）的溫度、光照度，每層測定5 次。收獲時，每個處理小區測定實際產量。

1.4 數據分析

數據采用Excel 2018 和Design Expert 10.0 軟件進行整理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同栽培密度與株行距對巨型稻植株上下層光、溫的影響

由圖1、圖2 可知，大部分處理組合巨型稻植株在早晨 8：00—9：00 和下午 16：00—17：00 的上層溫度和下層溫度差異不大，分別在26.6～27.2 ℃、26.8～27 ℃和 26.0～26.6 ℃、26.0～26.4 ℃，僅處理 4 早晨8：00—9：00 上下層溫度較低，分別為 25.8、26.0 ℃，與同時段其他處理溫度相差近1 ℃。在中午11：00—12：00 各處理間上下層溫度各有不同，其中，處理9—13 上下層溫度較高，分別為33.0～33.2 ℃和 32.8～33.0 ℃；處理3、4、6、8 上下層溫度相對較高，分別為32.0～32.4 ℃和 31.6～32.6 ℃；處理 1、2、7 上下層溫度較低，分別為31.4～31.8 ℃和31.2～31.8 ℃。表明栽培密度和行距對豐超6 號上下層溫度的影響主要是在中午 11：00—12：00，且密度越小，行距越大，則通透性越好，上下層溫度越低。

由圖3、圖4 可知，各處理植株上層光照度在早晨和下午不同，而中午比較一致，光照度分別為30 294～39 059 lx、48 524～65 068 lx和83 552～85 866 lx。下層光照度在早晨、中午和下午都不一致，光照度分別為388～884 lx、1 577～4 832 lx 和178～613 lx。這可能是測定時云層的變化導致上層光照度的變化差異，而下層光照條件比較穩定，所以光照度比較一致。總體而言，栽培密度越小，行距越大，則透光越多，下部光照度越大。

圖1 不同時段下各處理巨型稻植株的上層溫度

圖2 不同時段下各處理巨型稻植株的下層溫度

圖3 不同時段下各處理巨型稻植株的上層光照度

圖4 不同時段下各處理巨型稻植株的下層光照度

2.2 二次回歸正交旋轉組合設計結果

2.2.1 數學模型的建立與檢驗 對各處理組合實際產量（表3）進行回歸分析，得出豐超6號產量（y?）與密度（x1）、行距（x2）的二次方程為y?=8 563.23+939.20x1-828.52x2+109.50x1x2-445.16x12+ 46.05x22。經失擬性檢驗，F=46.35，P=0.001 5＜0.05，方程決定系數R2=0.773 9，F=4.79，P=0.031 9＜0.05，方程顯著，說明栽培密度（x1）、行距（x2）2 個因素對產量（y?）有顯著影響，該二次模型可作為巨型稻豐超6 號實際栽培中產量預測和制定栽培方案時參考使用。

表3 各處理組合巨型稻的實際產量

2.2.2 主因子效應分析 方程回歸系數絕對值大小決定各因子權重，一次項系數表明栽培密度＞行距，試驗設計的處理水平范圍內，產量與密度呈正相關，與行距呈負相關；且二次項系數同樣為栽培密度＞行距，密度和行距是獲得高產量的重要影響因子。

2.2.3 單因子效應分析 將其中一個因素固定在0水平對回歸方程進行降維分析，得到以其中1個因素為決策變量的偏回歸模型，Y1=8 563.23+939.20x1-445.16x12，Y2=8 563.23-828.52x2+46.05x22。由 圖 5 可知，在-1.414≤xi≤ 1.414 的范圍內，Y1是一條開口向下的拋物線，Y2是一條開口向上的拋物線，即產量隨栽培密度的增加而增加，隨行距的加寬而降低。當栽培密度水平為1.0 時，產量最高，當行距水平為1.414 時，產量最低。

圖5 單因子產量效應曲線

2.2.4 交互效應分析 回歸方程中x1x2的交互作用的方差分析結果為P=0.783 1，差異不顯著。表4 數據表明，同一栽培密度下，隨行距水平的增加，產量逐漸減少，而同一行距下，隨栽培密度水平的增加，產量逐漸增加，當行距增加到0 及其以后水平，產量隨密度的增加呈先增加后減少的趨勢。說明栽培密度與行距的交互作用主要表現在較寬的行距與較大的密度影響產量，行距與密度的配合適宜范圍在行距水平-1.414 至-1，密度水平+1 至+1.414。

2.2.5 適宜栽培密度和行距配置 采用頻率分析法分析模型尋求最佳方案。由表5 可知，95%置信區間巨型稻豐超6 號產量可達到9 000 kg/hm2以上的栽培密度和行距的取值區間分別為0.922 至1.490 和-1.490至-0.922，即栽培密度為86 064～92 880株/hm2，行距為43.94～50.78 cm。

表4 栽培密度與行距的交互效應

表5 產量超過9 000 kg/hm2的25 個方案中各變量取值的頻率分布

3 小結與討論

二次正交旋轉組合設計法多數運用于工業領域，不僅很好地完成了曲線模擬，試驗精度高，而且減少了試驗頻次數，得到的二次多元回歸模型可考察整個試驗范圍的最優點，不易忽略顯著因素，更符合專業結果［7-9］，現被農業科研工作者應用于水肥技術優化［10，11］、栽培模式優化［12，13］等方面，為這些研究減少了繁多的工作量，提供了可靠的試驗結果。本試驗結果表明，栽培密度、行距是影響豐超6 號產量高低的主要栽培因子，其中，中、高栽培密度下，寬行距有利于獲得高產，窄行距下，增加栽培密度有利于獲得高產。經過方程模型分析得出，栽培密度和行距的優化組合為栽培密度86 064～92 880 株/hm2，行距43.94～50.78 cm，該栽培配置下，豐產6 號產量可達到9 000 kg/hm2以上。不同栽培密度和行距的巨型稻溫度、光照度變化主要表現在中午下層溫度的變化和早晨、下午上層光照的變化，栽培密度越小，行距越寬，下層溫度越低，光照越強。測定時期為分蘗末期，遮光降溫效果在巨型稻中后期應該更明顯，選擇遮光降溫效果最好的栽培密度和行距配置，將更有利于稻蝦綜合種養。