移栽密度對北方稻鴨種養模式不同類型粳稻產量及生理特性的影響

牟靜怡 郭詩夢 翟文舉 王術賈寶艷 黃元財 王巖 王韻 周嬋嬋

（沈陽農業大學 農學院/作物生理研究所，沈陽110866；第一作者：2019220219＠stu.syau.edu.cn；*通訊作者：swang123＠syau.edu.cn）

稻鴨種養結合是一種重要的有機水稻栽培方式[1]。研究表明，有機栽培條件下，除了品種、施肥外，移栽密度是影響水稻產量的另一個重要因素[2]。陳傳華等[3]研究表明，有機栽培條件下，移栽密度對產量的影響主要表現在單位面積有效穗數上。王堅綱等[4]在江蘇省研究了稻鴨共作條件下移栽密度對水稻產量的影響，結果表明，提高栽插密度雖然能顯著增加單位面積穗數，但是對其他產量構成因素的影響則未達顯著水平。羅強鑫等[5]研究表明，增加種植密度對有機栽培水稻葉面積指數、干物質積累量、生育前期的作物生長率有顯著提升作用。由于稻鴨種養有機模式只施用有機肥，總施氮量較低，因此產量也較低[6]。提高水稻單產的有效途徑是增加單位面積穗數，而提高栽插密度無疑是最簡單、最有效的方法[4]。朱夢華[7]研究表明，稻鴨共作模式下，采用毯苗機插移栽時，隨著栽插密度的增大，常規粳稻南粳9108的產量呈上升趨勢，而秈粳雜交稻甬優2640的產量呈先上升后下降趨勢?？梢?，品種不同，其獲得高產的適宜栽插密度也不同。

因此，在前人研究的基礎上，我們在沈陽地區開展了稻鴨種養有機栽培模式下移栽密度對不同類型粳稻品種產量影響的研究，以明確稻鴨種養有機栽培模式下不同類型粳稻品種的適宜栽插密度，為該地區及相似地區水稻生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以穗數型品種沈稻505和穂粒兼顧型品種沈稻47為試驗材料。

1.2 試驗設計

試驗于2020年在沈陽農業大學水稻試驗基地進行（E 123.4°，N 41.8°）。試驗基地年平均氣溫7℃～8℃，無霜期160 d左右，土壤pH值6.19、有機質39 g/kg、全氮0.16%、全磷0.1%、全鉀1.65%、速效氮110 mg/kg、速效磷16.7 mg/kg。

試驗采用裂區設計，密度（D）為主區，品種（C）為副區。移栽密度設3個水平：D1，30.0 cm×23.3 cm（14.0萬 叢/hm2）；D2，30.0 cm×16.7 cm（20.0萬 叢/hm2）；D3，30.0 cm×9.9 cm（33.0萬叢/hm2）。品種設2個水平：C1，沈稻505；C2，沈稻47。3次重復，共18個小區，小區面積21.7 m2。4月19日播種，5月25日插秧，每叢3～5苗。每hm2按150 kg純氮標準分底肥和蘗肥施用豆粕，底肥∶蘗肥比例為7∶3。每hm2放養麻鴨225只，水稻返青后鴨子下田，灌漿始期離田。田間管理參考遼寧省地方標準DB21/T 3202-2019《稻鴨種養生產技術規程》進行，不使用任何農藥、化肥以及除草劑。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 葉面積指數

在拔節期、齊穗期和成熟期，每小區選有代表性的點連續調查30叢莖蘗，并按平均值取3叢，根據比葉重法測定植株綠葉面積，計算葉面積指數。

1.3.2 個體空間結構

于灌漿期每小區選有代表性的點連續調查30叢莖蘗，并按平均值取3叢，在植株保持田間自然形態下，從地面由下向上每20 cm為一層，將各層植株葉片由上向下進行大田切片，采用比葉重法，計算各層葉面積指數。將每層的莖、葉分別放于牛皮紙袋中105℃殺青30 min，然后80℃烘干至恒質量稱重。

1.3.3 地上部干物質量

在拔節期、齊穗期、成熟期，每小區選有代表性的點連續調查30叢莖蘗，按平均值取3叢，按照莖、葉、穗3部分分別放于牛皮紙袋中105℃殺青30 min，然后80℃烘干至恒質量稱重。

1.3.4 產量及其構成因素

在成熟期每小區選擇有代表性的點連續調查30叢莖蘗，按平均值取3叢進行室內考種，調查有效穗數、穗粒數、結實率、千粒重等。各小區采用對角線法，取1 m2測產，3次重復，以14.5%含水量折合實產。

1.4 數據處理

用Excel 2016和DPS 7.05軟件進行數據統計分析，用Origin 2017軟件作圖。多重比較采用LSD法，5%顯著水平。

2 結果與分析

2.1 對不同類型粳稻產量及其構成因素的影響

方差分析結果表明，品種、移栽密度以及品種與密度的互作對不同類型粳稻產量、單位面積有效穗數、每穗穎花數以及結實率有顯著影響，對千粒重影響不顯著（表1）。沈稻47的產量隨移栽密度的增加而增加，在D3處理下達到最高，為9.50 t/hm2。沈稻505的產量隨移栽密度增加表現出先增加后降低的趨勢，在D2處理下達到最高，為9.39 t/hm2。2個品種的單位面積有效穗數均隨著移栽密度的增加顯著增加，并且同一品種各處理間差異均達顯著水平，穗數型品種沈稻505分蘗成穗能力顯著高于穗粒兼顧型品種沈稻47，各個密度處理下的單位面積有效穗數均高于沈稻47。2個品種的每穗穎花數隨著移栽密度的增加呈下降趨勢，其中沈稻47各處理間的每穗穎花數存在顯著差異，沈稻505的每穗穎花數在D3處理下顯著低于D1、D2處理，且D1與D2處理之間差異不顯著。并且，沈稻47在各移栽密度處理下的每穗穎花數均大于沈稻505。沈稻47的結實率在D3處理下顯著低于D1、D2處理，且D1與D2處理之間差異不顯著。沈稻505的結實率在D2處理下最高，且各處理之間存在顯著差異。

表1 不同處理間產量及其構成因素比較

2.2 對不同類型粳稻葉面積指數的影響

從圖1可見，移栽密度對2個品種拔節期、齊穗期、成熟期的LAI都具有顯著影響。拔節期至成熟期，沈稻47和沈稻505的葉面積指數先增加，并于齊穗期達到最大值，隨后降低。隨著移栽密度的增加，2個品種的LAI明顯增加，且各個時期均在D3處理下為最高。沈稻47在拔節期不同移栽密度處理之間差異顯著，而在齊穗期和成熟期僅D1處理與D2、D3處理呈顯著差異，D2與D3處理之間無顯著差異。沈稻505在成熟期各處理之間差異顯著，而在拔節期和齊穗期僅D1處理與D2、D3處理呈顯著差異，D2與D3處理之間差異不顯著。

圖1 不同移栽密度對各時期沈稻47、沈稻505葉面積指數的影響

2.3 對不同類型粳稻個體空間結構的影響

從圖2和圖3可見，移栽密度對2個品種的個體空間結構有明顯影響。隨著移栽密度的增加，沈稻47的株高增加，0～80 cm各層的莖葉干物質量減少，80～120 cm各層的莖葉干物質量增加，20～80 cm各層的葉面積減少，80～120 cm各層的葉面積增加。且D1和D2處理下葉面積主要集中在60～80 cm層之間，而D3處理下主要集中在80～100 cm層之間。

圖2 不同移栽密度對沈稻47個體空間結構的影響

圖3 不同移栽密度對沈稻505個體空間結構的影響

隨著移栽密度的增加，沈稻505在0～80 cm各層的莖葉干物質量減少，在20～60 cm各層的葉面積減少。當移栽密度由D2增加到D3時，60～80 cm層的葉面積減少，80～100 cm層的葉面積增加。且D1處理下葉面積主要集中在40～60 cm層之間，而D2和D3處理下葉面積主要集中在60～80 cm層之間。

2.4 對不同類型粳稻干物質積累的影響

從表2可見，隨著移栽密度的增加，沈稻47齊穗前干物質積累量占總積累量的比值增加，而齊穗后的比值下降，沈稻505齊穗前干物質積累所占比例呈現先上升后下降的趨勢。隨著移栽密度的增加，沈稻47的干物質總積累量增加，D3處理最高，并且各密度處理之間差異顯著；而沈稻505的干物質總積累量呈現先增加后降低的趨勢，D2處理最高，D1處理與D2、D3處理差異顯著，D2與D3處理之間差異不顯著。

表2 移栽密度對不同水稻品種干物質積累的影響

3 結論與討論

幾十年來，學者們對移栽密度影響產量的研究結果不盡相同，但多數研究表明，水稻產量隨移栽密度的增加呈先升后降趨勢[8-10]。合理密植可以促進產量構成因素協調發展，實現增產[11]。水稻單產與有效穗數和穗粒數息息相關，而密植和疏植是影響單位面積穗數和穗粒數的主要變量[12]。朱克明等[13]研究表明，移栽密度22.5～27.0萬叢/hm2有利于有機栽培水稻獲得高產。陳傳華等[3]研究表明，有機栽培條件下在移栽密度為30.0～37.5萬叢/hm2之間，產量隨移栽密度增加而增加。稻鴨種養有機栽培條件下，由于水稻生長后期一般不追肥，探究適宜移栽密度對提高產量尤為重要。王堅綱等[4]認為，對于稻鴨共作方式來說，提高移栽密度，鴨子在稻田的活動對水稻分蘗、生長、成穗影響不大。因此，稻鴨種養模式下可以通過適當增密達到增產目的，并且針對不同類型品種進行不同密度配置。

本研究結果表明，稻鴨種養有機栽培模式下，移栽密度對不同類型粳稻LAI、干物質積累量、個體空間結構、產量、有效穗數、每穗穎花數、結實率均具有顯著影響。隨著密度的增加，沈稻47的LAI、有效穗數、齊穗前干物質積累所占比例、干物質總積累量和產量明顯增加，而每穗穎花數、結實率明顯減少。可見，增加移栽密度會促進齊穗前群體干物質的積累，雖然最終導致個體籽粒發育欠佳，但由于大大增加了群體穗數以及群體干物質積累量，最終實現高產。因此可以得出，穗數優勢是高密度群體高產優勢形成的主要原因，這與朱聰聰等[14-15]的觀點一致。而隨著移栽密度的增加，沈稻505的LAI和有效穗數明顯增加，每穗穎花數明顯降低，結實率、群體干物質積累量和產量先增后降?？梢娒芏鹊脑黾与m然增加了群體的有效穗數，但移栽密度過大也會對其他產量構成因素產生負面影響，如穗子變小、每穗粒數變少、結實率降低等，從而造成產量損失，這與DOU等[16-18]的研究結果一致。另外，葉片是主要的光合器官，其發育好壞決定了水稻的產量水平[19]。沈稻505在較高的移栽密度D3處理下齊穗期及拔節期的LAI與D2無顯著差異，結合個體空間結構的表現分析，可能是由于本身分蘗力較強，移栽密度過大導致個體植株生長擁擠、田間郁蔽，冠層中下部的枯葉多，從而影響了群體葉面積指數以及干物質積累量，進而影響產量。

4 結論

本研究結果表明，在稻鴨種養有機栽培模式下，穗粒兼顧型品種沈稻47取得高產的適宜移栽密度為30.0 cm×9.9 cm（33.0萬叢/hm2），穗數型品種沈稻505的適宜移栽密度為30.0 cm×16.7 cm（20.0萬叢/hm2）。但由于產量還受土壤肥力和生態環境等條件的影響，稻鴨種養最適移栽密度有待于針對具體的推廣區域開展研究，建立適合不同地區的高產高效栽培技術模式。