栽插密度與施肥水平對D兩優(yōu)311產(chǎn)量的影響

李智謀 管 鋒 彭春娥 郭文高 李建彬 方 杰 伍振平 姜守全 姚仁祥

（1.湖南省賀家山原種場 常德415123；2.常德市鼎城區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)工作管理站 湖南常德415100）

D兩優(yōu)311是湖南省賀家山原種場、湖南湘穗種業(yè)責(zé)任有限公司、湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院合作選育的秈型兩系遲熟雜交晚稻組合，于2017年5月通過湖南省農(nóng)作物品種審定委員會審定（審定編號：湘審稻2017024）。該品種具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生育期適宜、株葉形態(tài)好、適應(yīng)性廣、落色好的特性。為加快品種推廣步伐，完善高產(chǎn)栽培技術(shù)體系，湖南省賀家山原種場于2019年對D兩優(yōu)311在不同栽插密度和施肥水平下的產(chǎn)量表現(xiàn)進(jìn)行了研究，為雙季稻區(qū)D兩優(yōu)311的高產(chǎn)栽培和大面積推廣提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗分別在湖南省賀家山原種場種業(yè)科學(xué)研究所試驗基地（常德）、益陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所示范基地（益陽）、長沙縣春華鎮(zhèn)水稻試驗基地（長沙）進(jìn)行。試驗田土壤為壤土，土壤肥力中等偏上，排灌方便，光照充足，是較佳的水稻種子和商品糧生產(chǎn)基地。前茬作物為紫云英綠肥田，是高產(chǎn)栽培研究的理想試驗田。試驗品種為湖南省賀家山原種場選育的新組合D兩優(yōu)311，使用肥料有效養(yǎng)分含量氮肥為46%尿素、鉀肥為60%氯化鉀、磷肥為12%鈣鎂磷肥。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗設(shè)計氮肥用量、栽插密度2因素，設(shè)置常德、益陽、長沙3個試驗點。氮肥為主區(qū),設(shè)5個純N用量：F0（0 kg/hm2）、F1（90 kg/hm2）、F2（120 kg/hm2）、F3（150 kg/hm2）、F4（180 kg/hm2）；密度為裂區(qū),設(shè)4個密度：M1（25.5萬穴/hm2）、M2（28.5萬穴/hm2）、M3（31.5萬穴/hm2）、M4（34.5萬穴/hm2）。主區(qū)面積為100 m2，裂區(qū)面積為20 m2，5個主區(qū)，每個主區(qū)4個裂區(qū)，共20個小區(qū)。各主區(qū)間筑田埂并包塑料膜隔開,主區(qū)四周設(shè)4行以上的保護(hù)行。育秧方式采取水育秧，所有小區(qū)1 d移栽完畢。各處理采用科學(xué)灌溉、綜合病蟲害防治。

1.2.2 試驗田塊管理 3地統(tǒng)一于2019年6月22日播種、7月13日移栽。氮肥施用分2次,基肥在7月11日施用（占總氮量的60%），7月22日追施分蘗肥（占總氮量的40%）。磷肥全部用作基肥，磷肥用量折合成P2O5為180 kg/hm2，鉀肥基肥、分蘗肥所占比例為4∶6，鉀肥總用量折合成K2O為135 kg/hm2。其余栽培管理措施與大田生產(chǎn)相同。

1.2.3 數(shù)據(jù)調(diào)查 做好生育期觀察記載，田間考查基本苗、最高苗、有效穗數(shù)。成熟期田間取樣進(jìn)行室內(nèi)考種，主要考查有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率與千粒重等經(jīng)濟(jì)性狀[1]。每小區(qū)單收單曬測定實際產(chǎn)量[2]。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 利用SPSS 21軟件對雙因素試驗數(shù)據(jù)的差異進(jìn)行顯著性分析，通過SPSS 21、Excel軟件對性狀間相關(guān)性進(jìn)行分析及對相關(guān)因素進(jìn)行回歸分析[3-5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗地點對D兩優(yōu)311農(nóng)藝性狀的影響

為全面評估密度及施氮量雙因素對進(jìn)一步挖掘兩系雜交晚稻D兩優(yōu)311增產(chǎn)潛力的貢獻(xiàn)，以及兩系雜交晚稻D兩優(yōu)311在各區(qū)域的種植表現(xiàn)，基于相關(guān)試驗數(shù)據(jù)無重復(fù)和非連續(xù)的特點，對種植區(qū)域、密度及施氮量對品種農(nóng)藝性狀的的影響進(jìn)行了方差分析。結(jié)果表明（表1），就區(qū)域而言，益陽、長沙、常德之間的種植表現(xiàn)存在一定的差異，包括穗總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重、產(chǎn)量4項農(nóng)藝性狀，其中湖南省賀家山原種場種業(yè)科學(xué)研究所試驗基地（常德）試驗點種植表現(xiàn)最佳，總產(chǎn)量較其他2個點高10%～15%。但在3個試驗點有效穗、全生育期2個農(nóng)藝性狀并無顯著差異，也無相關(guān)性。

表1 不同試驗地點對兩系雜交晚稻D兩優(yōu)311主要農(nóng)藝性狀的影響

2.2 種植密度對D兩優(yōu)311農(nóng)藝性狀的影響

在密度因素方面，不同密度處理間有效穗、穗總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重、全生育期共5項指標(biāo)差異均顯著。其中，增加密度使有效穗數(shù)有所上升，穗總粒數(shù)、全生育期呈現(xiàn)下降趨勢，結(jié)實率在M1至M3密度之間并未表現(xiàn)出明顯的差異趨勢，在高于M3密度后，結(jié)實率出現(xiàn)顯著降低，呈現(xiàn)出較為明顯的密度閾值。千粒重雖隨密度的增長數(shù)值有所下降，但在不同施氮量水平下與密度并不存在一致性規(guī)律（表1、附圖），未施氮處理在F1水平下千粒重隨密度增長而下降，在F2水平下呈先升后降，在F3、F4、F5水平下則呈現(xiàn)先降后升再降低的趨勢，而隨著密度的增加，最終的產(chǎn)量差異并不明顯，趨勢圖也直觀的呈現(xiàn)了這一結(jié)果（表2、附圖）。

表2 不同密度對兩系雜交晚稻D兩優(yōu)311主要農(nóng)藝性狀的影響

經(jīng)進(jìn)一步的線性回歸分析表明（表3），密度同有效穗、穗總粒數(shù)、全生育期的R2分別為0.062、0.375、0.283、0.386，說明密度主要對穗總粒數(shù)、結(jié)實率、全生育期3個農(nóng)藝性狀產(chǎn)生的影響和相關(guān)性較大。在產(chǎn)量構(gòu)成因素方面，穗總粒數(shù)隨密度增加呈逐步下降趨勢，而結(jié)實率則在密度上升至34.5萬穴/hm2時急劇下降，幅度達(dá)6.5%，試驗品種在M2密度水平產(chǎn)量達(dá)到極值。在生育期上，密度同生育期之間滿足Y（全生育期）=117.700-0.820X（密度）的函數(shù)關(guān)系，隨密度增加呈逐步下降趨勢。

表3 試驗地點、密度、施氮水平對D兩優(yōu)311各農(nóng)藝性狀的分層回歸分析

2.3 施氮水平對D兩優(yōu)311農(nóng)藝性狀的影響分析

從不同施氮量的各農(nóng)藝性狀折線趨勢圖和方差分析來看（附圖、表4），不同施氮量處理間有效穗、穗總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重、產(chǎn)量、全生育期5個性狀均存在的差異，但相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，僅有有效穗、穗總粒數(shù)、產(chǎn)量、全生育期與施氮水平具有顯著相關(guān)性。其中，有效穗數(shù)和穗總粒數(shù)隨著施氮量的增加呈先升后降的趨勢，并在F2施氮量水平下達(dá)到峰值。結(jié)實率則在不同施氮水平下呈現(xiàn)一定波動性，在F2水平上出現(xiàn)顯著下降趨勢，然后在F3、F4水平上呈上升趨勢。千粒重在不同的施氮水平下雖具有差異，但呈現(xiàn)出較大的隨機(jī)性，相關(guān)性分析結(jié)果也印證了兩者與施氮量的相關(guān)性未達(dá)到顯著水平。在5個施氮水平中，結(jié)實率、千粒重均在F4水平下分別達(dá)到85.62%、29.64 g的最大值。最終產(chǎn)量同施氮水平呈正相關(guān)，未施氮處理與施氮處理間差異極為顯著，施氮處理組較未施氮處理對照組產(chǎn)量平均提高75%以上。根據(jù)進(jìn)一步的曲線回歸分析，產(chǎn)量同施氮量呈Y（產(chǎn)量）=3.758+3.304X（施氮量）-0.456X2（施氮量）的函數(shù)關(guān)系，并在F3處理達(dá)到最大值（表4、附圖）。在全生育期性狀上，隨施氮水平的提高全生育期平均由114 d增至117 d，施氮水平與其呈典型的線性關(guān)系和正相關(guān)。

表4 不同施氮量對兩系雜交晚稻D兩優(yōu)311主要農(nóng)藝性狀影響的方差分析

附圖 不同密度及施氮量對D兩優(yōu)311各農(nóng)藝性狀指標(biāo)的影響

2.4 試驗地點、密度、施氮水平對D兩優(yōu)311農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

為全面評估各處理因素對D兩優(yōu)311品種農(nóng)藝性狀影響程度，本研究利用SPSS軟件對不同地點、種植密度、施氮水平與各農(nóng)藝性狀的相關(guān)性進(jìn)行了分析，并對其進(jìn)行了分層回歸分析。結(jié)果表明，不同試驗點與穗總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重、產(chǎn)量存在顯著相關(guān)性，試驗點的不同分別可以解釋18.3%、15.4%、11.5%、10.1%的差異。種植密度則同穗總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重、全生育期4項農(nóng)藝性狀均存在顯著的負(fù)相關(guān)，但與產(chǎn)量無相關(guān)性；種植密度分別是有效穗的6.1%、穗總粒數(shù)的34.9%、結(jié)實率的27.9%、千粒重的11.1%、全生育期的38%的差異影響因素。氮元素作為植物主要生長發(fā)育元素之一，對農(nóng)作物的各項性狀均有影響，本研究測定的6項農(nóng)藝性狀中，除千粒重外均與其有關(guān)，其中施氮水平與有效穗、穗總粒數(shù)、產(chǎn)量、全生育期呈正相關(guān)，與結(jié)實率呈負(fù)相關(guān)，其影響系數(shù)分別為18.9%、15.2%、41%、33.8%、35.3%（表3、表5）。綜上所述，種植密度和施氮水平是影響D兩優(yōu)311產(chǎn)量構(gòu)成的主要因素，其中種植密度主要通過穗總粒數(shù)、結(jié)實率影響產(chǎn)量，施氮水平則主要影響有效穗數(shù)、穗總粒數(shù)性狀，從而對產(chǎn)量構(gòu)成影響。試驗地點的不同造成的產(chǎn)量差異主要體現(xiàn)在3地D兩優(yōu)311品種有效穗數(shù)、穗總粒數(shù)、結(jié)實率的差異上?？傮w而言，種植密度、施氮水平是影響D兩優(yōu)311產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。

表5 試驗地點、密度、施氮水平對D兩優(yōu)311各農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

2.5 各農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性分析

對兩系雜交晚稻D兩優(yōu)311品種各農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性分析表明，有效穗數(shù)與每穗總粒數(shù)之間存在正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.685，且兩者分別同產(chǎn)量呈正相關(guān)；相關(guān)性系數(shù)分別達(dá)到0.858和0.577，呈現(xiàn)出顯著的線性相關(guān)關(guān)系（表6）。結(jié)實率同穗總粒數(shù)和千粒重具有一定相關(guān)性，且結(jié)實率同千粒重之間的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.43。生育期與其他5項農(nóng)藝性狀均具有一定相關(guān)性，其中同穗總粒數(shù)的相關(guān)性最為顯著，系數(shù)為0.628。以上分析結(jié)果表明，在本研究中有效穗數(shù)與每穗總粒數(shù)是影響產(chǎn)量的主要因素，全生育期則對其他農(nóng)藝性狀均存有一定的影響。

表6 各農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

本試驗從試驗地點、種植密度、施氮水平3個因素對兩系雜交晚稻D兩優(yōu)311的多個農(nóng)藝性狀進(jìn)行了比較評估。從試驗區(qū)域分析來看，在選定的3個試驗點之間D兩優(yōu)311的全生育期差異不顯著，表明3個試驗區(qū)域的地理氣候條件差異較小，兩系雜交晚稻D兩優(yōu)311的生長周期基本一致。從各處理間全生育期的差異分析來看，種植密度的提高促使水稻早發(fā)，全生育期縮短，設(shè)置的最大密度（M4）較最小密度（M1）處理全生育期縮短4 d，而當(dāng)施氮量達(dá)到最高水平（M4）時，過量的氮可能引起稻株貪青遲熟，全生育期延長。

從種植密度和施氮水平影響方面分析，種植密度雖然對結(jié)實率、穗總粒數(shù)產(chǎn)生了較為顯著的負(fù)向影響，但密度作為產(chǎn)量的一項正向增長因素，抵消了其增密帶來的產(chǎn)量負(fù)向影響，最終導(dǎo)致不同密度處理間兩系雜交晚稻D兩優(yōu)311的產(chǎn)量差異極小。但由于密度對結(jié)實率、穗總粒數(shù)的影響的非線性關(guān)系，就密度因素對產(chǎn)量的影響而論，M2（28.5萬穴/hm2）為D兩優(yōu)311的最適種植密度，M2密度種植下可獲得相對更高的產(chǎn)量。各農(nóng)藝性狀間及處理因素對各農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析結(jié)果表明，施氮水平是造成各處理間產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，施氮水平通過影響有效穗數(shù)和穗總粒數(shù)2個產(chǎn)量構(gòu)成因素引起產(chǎn)量差異，且呈現(xiàn)正相關(guān)和明顯的增長平臺段，在F2（120 kg/hm2）或F3（150 kg/hm2）施氮水平下達(dá)到產(chǎn)量極值。因此，單從施氮水平因素考量F2和F3施氮水平是D兩優(yōu)311種植的最佳選擇。但進(jìn)一步從相同密度種植下增加施氮量出現(xiàn)的結(jié)實率進(jìn)一步提高這一趨勢來看，更高的氮元素供給對滿足水稻幼穗的生長發(fā)育更為有利，同時可更高效的完成籽粒灌漿，進(jìn)一步提高結(jié)實率和產(chǎn)量。特別是對灌漿期的大量養(yǎng)分需求更為有利，將進(jìn)一步穩(wěn)定和提升產(chǎn)量構(gòu)成性狀（結(jié)實率和有效穗）的表現(xiàn)。更高的施氮水平并未使千粒重隨其增長而增加，也未呈現(xiàn)相關(guān)性，附圖也清晰的表明了這一點，千粒重可能更多的受制于品種的遺傳因素，施氮水平對其影響有限。因此綜合來看，F(xiàn)3（150 kg/hm2）施氮量選擇更為有利于增產(chǎn)[6]。具體處理間的試驗數(shù)據(jù)也表明密度28.5萬穴/hm2、施氮量150 kg/hm2為最佳組合。

本試驗結(jié)果表明，D兩優(yōu)311在中等密度（M2）且肥力水平較高（F3）條件下，可獲得較為理想的產(chǎn)量（9.81 t/hm2）；D兩優(yōu)311在湘北雙季稻區(qū)做晚稻種植在確保安全齊穗的前提下，最佳適宜播期為6月22日左右，往南可適當(dāng)推遲播種時間，栽插密度保證在28.5萬穴/hm2、施純氮用量150 kg/hm2即可獲得較為理想產(chǎn)量。