不同基本苗對無人飛播水稻產量、品質及抗倒伏特性的影響

朱海濱 俞航 馬中濤 徐棟 凌宇飛 魏海燕 高輝 邢志鵬 胡群 張洪程

摘要：利用無人機進行水稻播種已成為一種新的水稻種植方式，但是目前業內鮮有對無人飛播水稻在產量、品質及抗倒伏特性方面的研究。選用2種類型水稻品種皖墾糯1號和Y兩優17，分別設置3種無人飛播基本苗密度，前者基本苗密度分別為75.0萬、105.0萬、150.0萬/hm2，后者則分別為60.0萬、82.5萬、105.0萬/hm2，系統研究不同基本苗密度對無人飛播水稻生育期、莖蘗動態、干物質量、株型、抗倒性、產量與品質的影響。結果表明，基本苗密度對水稻生育進程沒有顯著影響;增加基本苗可以使無人飛播水稻增產，主要表現為單位面積穗數、總穎花量增加，其余產量因子減小;基本苗增加能夠使關鍵時期莖蘗數增加，但成穗率下降;增加基本苗會使水稻各關鍵時期干物質量增加，但收獲指數降低。隨著基本苗增加，水稻株高增加，基部節間變細，上3葉葉片變小、葉基角和披垂度降低;水稻基部第1、2、3、4節間抗折力與彎曲力矩減小，倒伏指數增加。基本苗增加，無人飛播水稻加工品質降低，堊白增加，粒型減小，蛋白質和直鏈淀粉含量增加，米飯食味品質變劣，快速黏度分析儀（RVA）譜峰值黏度、熱漿黏度以及崩解值下降，但消減值增加。說明無人飛播栽培體系降低基本苗密度可以改善水稻株型和抗倒性能，稻米品質亦會改善，但會減少有效穗數而不利于水稻高產;在一定范圍內，適當增加基本苗有利于提高無人飛播水稻產量。

關鍵詞：水稻;無人飛播;密度;產量;食味品質;株型;抗倒伏

中圖分類號： S511.04文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）05-0050-10

收稿日期：2021-08-09

基金項目：國家重點研發計劃（編號：2016YFD0300503）;國家現代農業產業技術體系專項（編號：CARS-01-27）;江蘇水稻產業技術體系專項（編號：JATS[2020]432）;江蘇省農業科技自主創新資金[編號：CX（20）1012];江蘇省現代農機裝備與技術示范推廣項目（編號：NJ2020-58）;江蘇省高校優勢學科建設工程資助項目。

作者簡介：朱海濱（1998—），男，江蘇太倉人，碩士研究生，主要從事現代農田耕作栽培與無人化研究。E-mail： 13952421203@163.com。

通信作者：胡 群，博士，助理研究員，碩士生導師，主要從事現代農田耕作栽培與無人化研究，E-mail： huqun@yzu.edu.cn;張洪程，中國工程院院士，教授，博士生導師，主要從事作物優質高產高效栽培研究，E-mail： hczhang@yzu.edu.cn。

水稻是我國最重要的口糧作物，其穩產高產對我國糧食安全有重要影響[1]。但我國水稻生產的經濟效益較低，這導致了農村年輕勞動力向城鎮大量轉移，對我國水稻機械化、輕簡化提出了更高的要求。近年來不斷蓬勃發展的無人機產業，為輕簡化水稻種植技術提供了無人飛播水稻的新思路。由于沒有覆土環節，無人飛播水稻比地面覆土直播水稻更容易發生鳥害和死苗現象，并且無人機撒播易造成叢籽，出苗率有一定程度下降[2]，故基本苗指標相較于用種量更能精準地反映無人飛播水稻田間群體數量。基于此，基本苗指標在智能農業圖像分析技術的發展背景下地位顯得更為重要[3-4]，與水稻無人飛播技術的發展目的相吻合。基本苗密度是協調水稻植株個體與群體生長發育矛盾的重要栽培措施。研究表明，適宜的密度能夠在保持植株個體優良株型[5]與抗倒伏能力[6]的同時，協調個體與群體、群體單位面積穗數與每穗粒數間的矛盾，達到穩產高產與稻米優質的雙重目標[7-8]。任海等以鹽豐47為研究材料，發現相比84.0萬苗/hm2密度處理，64.5萬苗/hm2密度處理植株個體具有更多的分蘗、穗數和每穗粒數，水稻群體生長量更高，但收獲指數、單位面積穗數降低[9]。吳培研究認為，南粳9108在 225 kg/hm2 施氮量條件下采用180.0萬苗/hm2直播密度較好，憑借較低的結實期葉面積衰減率、較高的中后期干物質積累量，比其他密度處理增產至少4.36%，并且稻米品質也得到改良，僅次于 90.0萬苗/hm2處理[10]。余佳佳等還發現，增大栽插密度會在一定程度上增加莖稈基部節間長度， 降低莖粗、壁厚以及莖稈淀粉、纖維素、木質素含量，從而影響莖稈的倒伏指數和抗倒能力[2]。前人主要針對機插稻、機直播稻開展密度試驗研究，目前業內鮮有關于無人飛播基本苗密度與水稻產量、株型、抗倒性、品質關系的研究。為此，本研究立足長江中下游地區，以當地種植品種常規粳糯稻皖墾糯1號和雜交秈稻Y兩優17為材料，探求無人飛播基本苗密度對水稻株型、抗倒特性、產量與品質的影響，以期為無人飛播栽培技術奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及供試材料

試驗于2020年在揚州大學農學院校外試驗基地江蘇省溧陽市埭頭鎮進行，以當地種植品種皖墾糯1號（安徽皖墾種業有限公司育成的常規晚粳糯品種）和Y兩優17（安徽袁糧水稻產業有限公司育成的秈型兩系雜交水稻品種）為試驗材料，2個品種均適宜在長江中下游流域稻區種植。種植方式為無人飛播。

1.2 試驗設計

前茬小麥秸稈全量還田。水稻種子均在播種前1 d采用藥劑浸種催芽至3 mm，于大田進行機械旋耕后，在灌水至土壤田間飽和含水量的條件下，采用大疆T20無人機無人飛播，飛行路徑粳糯稻行距5.0 m、雜交稻行距為4.0 m，飛行高度2.5 m，作業飛行速度2 m/s。按照當地換茬時間，皖墾糯1號各處理均于5月15日進行無人飛播，用種量為675 kg/hm2;Y兩優17各處理均于6月10日進行無人飛播，用種量為22.5 kg/hm2。

試驗通過大量田間定點調查，選取皖墾糯1號和Y兩優17，2個品種均設高、中、低3個基本苗密度田塊，分別為75.0萬、105.0萬、150.0萬/hm2和60.0萬、82.5萬、105.0萬/hm2，每個處理重復3次，共18個小區，每個小區面積15 m2。各小區統一灌排水與施肥。

皖墾糯1號施氮量為285 kg/hm2，基肥 ∶蘗肥（質量比）=7 ∶9，基蘗肥 ∶穗肥（質量比）=6 ∶1;Y兩優17施氮量為211.5 kg/hm2，基肥 ∶蘗肥（質量比）=8 ∶3。其中基肥為復合肥（純N、P2O5、K2O含量分別為18%、10%、18%），在播種前7 d施入;分蘗肥為尿素，于移栽后7 d施入;穗肥為復合肥，于倒4葉期施入。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生育期 準確記錄各處理無人飛播水稻拔節期、抽穗期、成熟期日期。

1.3.2 產量及其構成因素

在收獲前各小區普查5點（各1 m2）單位面積穗數;成熟期按單位面積平均穗數取0.09 m2為測定區域，3個重復，調查每穗粒數;用水漂法去除空癟粒，求取結實率;以1 000實粒樣本（干種子）稱質量，重復3次（誤差不超過0.05 g）求千粒質量，從而求取理論產量。成熟期各小區割取水稻（面積5 m2），脫粒、去雜曬干后稱質量，以14.5%標準含水量折算求取實際產量。

結實率=每穗實粒數/每穗粒數×100%;

千粒質量=1 000粒實粒質量;

理論產量=單位面積穗數（萬/hm2）×每穗粒數×結實率（%）×千粒質量（g）;

實際產量（t/hm2）=成熟期小區5 m2收獲稻谷質量（kg/5 m2）/5/1 000×10 000。

1.3.3 莖蘗動態

每小區選擇3個具有代表性的觀測點，分別于拔節期、抽穗期和成熟期設1 m×1 m 的正方形框，測量框內莖蘗數，從而計算該生育期群體莖蘗數。

群體莖蘗數（萬/hm2）=正方形框內莖蘗數×10 000/10 000。

1.3.4 干物質量

各小區分別于拔節期、抽穗期、抽穗后25 d和成熟期，按該生育期單位面積平均莖蘗數取0.09 m2為1個樣本測定區域，每樣本測定區域分葉、莖鞘和穗（抽穗后）測定干物質質量，重復3次。將各器官在105 ℃殺青30 min，以80 ℃烘干至恒質量后稱得干物質質量。

1.3.5 株型

各處理小區于抽穗期按單位面積平均莖蘗數選取0.09 m2為測定區域，選定主莖，測定株高、基部節間粗、單莖莖鞘質量、劍葉、倒2葉、倒3葉的長、葉基角、葉開角、披垂度以及3葉的平均厚度。

1.3.6 抗倒性

各處理小區于抽穗后25 d分別隨機選取20個代表性單莖，測定株高、重心高度、穗長、各節間長度、節間中部粗度和莖壁厚度，以及基部第1、2、3、4節間的抗折力及節間基部稻穗頂的長度和鮮質量。

1.3.7 品質

籽粒收獲后，按照GB/T 17891—1999《優質稻谷》測定稻米品質評價的各項指標內容，包括出糙率、出精率、整精米率、堊白粒率、堊白面積、堊白度、蛋白質含量、直鏈淀粉含量等。采用日本佐竹公司的STA1A型米飯食味計測得米飯的外觀、硬度、黏度、平衡值以及食味值綜合評分。采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司的Super3型RVA快速測定峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度、峰值時間以及峰值溫度等指標，用Thermal Cycle for Windows（TCW）配套軟件分析數據。

崩解值（cP）=峰值黏度-熱漿黏度;

消減值（cP）=最終黏度-峰值黏度。

1.4 數據與統計分析

用Excel 2010處理數據，用DPS V 7.05數據處理軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 生育期和產量及其構成因素

由表1可知，不同基本苗密度處理對試驗品種生育進程未造成明顯影響。皖墾糯1號各處理全生育期均為143 d，而Y兩優17則為111 d，2個品種各處理間在各關鍵生育期未發現存在差異。

由表2可知，不同基本苗密度對試驗品種的產量及其構成因素造成顯著影響。從趨勢上看，水稻實際產量隨基本苗密度的增加而增加，皖墾糯1號高密度基本苗處理產量達到9.84 t/hm2，分別比低、中密度處理增加29.64%和11.82%;Y兩優17高密度基本苗處理產量11.42 t/hm2，比低、中密度處理分別增加8.76%和4.48%。在產量構成因素方面，僅單位面積穗數隨基本苗增加而增加，每穗粒數、結實率、千粒質量均隨基本苗增加而減少，但總穎花量仍表現為增加趨勢。在單位面積穗數指標上，2個試驗品種各處理間均存在顯著差異，同時皖墾糯1號各處理間在千粒質量指標上也存在顯著差異，而Y兩優17中密度處理千粒質量與低、高密度處理差異均不顯著，僅隨基本苗的增加略有減少。

2.2 莖蘗動態與成穗率

由表3可知，不同基本苗密度對試驗品種各關鍵生育時期群體莖蘗數和成穗率造成顯著影響。隨著基本苗的增加，試驗品種各關鍵生育時期莖蘗數呈上升趨勢，成穗率呈降低趨勢。皖墾糯1號高密度基本苗處理莖蘗數在拔節期、抽穗期和成熟期分別比其余處理增加22.41%～46.66%、21.76%～44.75%、19.46%～42.09%，成穗率則下降2.41%～3.11%;Y兩優17莖蘗數則對應增加16.28%～3431%、16.80%～32.42%、15.11%～31.50%，成穗率降低1.02%～2.07%。

2.3 干物質積累與收獲指數

由表4可知，不同基本苗密度對試驗品種各生育階段干物質量造成顯著影響，但對收獲指數的影響整體上不顯著。從趨勢上看，在相同生育階段內，處理間干物質積累量均表現為低密度<中密度<高密度;在生育進程方面，植株關鍵生育期總干物質量表現為隨生育期發展而增加，并且處理間總干物質量的差值隨著生育進程而擴大，但拔節期—抽穗期、抽穗期—成熟期積累干物質比例降低，收獲指數隨基本苗密度增加而減小。皖墾糯1號高密度基本苗處理播種期—拔節期、拔節期—抽穗期、抽穗期—成熟期干物質量分別比其余處理高22.71%～6074%、7.21%～2000%、11.53%～30.19%，Y兩優17則為7.93%～27.56%、6.21%～7.07%、595%～11.88%。在收獲指數上，僅Y兩優17的低、高密度基本苗處理間呈顯著性差異，高密度基本苗處理相較于低、中密度處理分別降低3.47%和1.85%。

2.4 株型

由表5可知，試驗品種的株高、基部節間粗度與上3葉葉片形態對不同基本苗密度整體上響應顯著。在株高方面，基本苗密度越高其株高越高，皖墾糯1號的低密度基本苗處理株高顯著低于中密度，但中、高密度基本苗處理間差異不顯著;Y兩優17的低、中密度處理間差異不顯著。在基部節間粗度方面，增加基本苗會導致其變小，皖墾糯1號相鄰處理間差異不顯著;Y兩優17處理間均存在顯著性差異。在上3葉形態方面，各葉葉長、葉寬、葉基角、披垂度和平均厚度指標均隨基本苗增加而減少。

2.5 抗倒

由表6可知，試驗品種的株高、穗長、重心高度、相對重心高度對不同基本苗密度響應程度不同。皖墾糯1號各基本苗處理在株高、穗長、重心高度這3項指標上均存在顯著性差異，但在相對重心高度指標上僅低、中密度處理間存在顯著差異。Y兩優17的低、中密度處理間除在穗長指標上存在顯著性差異外，在株高、重心高度和相對重心高度指標上差異均不顯著。整體上，株高、重心高度、相對重心高度均隨基本苗密度的增加而增加，而穗長與之相反。

由表7可知，抗折力、彎曲力矩均隨基本苗密度增加而減少，而倒伏指數整體上隨基本苗密度的增加而增加，皖墾糯1號中、高密度處理各節間倒伏指數分別比低密度增加3.41%～18.13%、20.43%～2195%、11.06%～23.87%、12.90%～17.74%，而Y兩優17對應增加1.55%～5.46%、0.47%～168%、122%～1.95%和3.91%～12.21%。

由表8可知，不同基本苗密度對試驗品種的基部第1、2、3、4節間的長度、粗度和厚度有較大影響。隨著基本苗密度的增加，試驗品種的基部各節間長度普遍變長，僅皖墾糯1號的基部第4節間表現為略有縮短。而在節間粗度方面，除Y兩優17的基部第3節間粗度不隨基本苗密度增加而減小外，試驗品種基部各節間均隨基本苗密度增加而減小。并且水稻節間在粗度降低的同時，節間壁厚度也在降低。這種節間伸長且粗度與厚度降低的變化趨勢說明了基部節間隨基本苗密度增加而增加倒伏危險性，與表5、表7趨勢相同。

2.6 稻米品質

2.6.1 加工品質

由表9可知，試驗品種加工品質的3項指標均隨基本苗密度的增加而降低。皖墾糯1號高密度基本苗處理比低、中密度在糙米率上降低了1.51%和0.32%，Y兩優17則降低了0.59%和0.29%，在精米率上則分別降低了0.11%～1.18%和1.77%～2.71%;在整精米率上分別降低1.41%～3.75%和14.82%～17.67%。

2.6.2 外觀品質 由表10可知，隨著基本苗密度的增加，Y兩優17堊白度、堊白粒率、堊白面積3項指標顯著增加。Y兩優17高密度基本苗處理堊白度比低、中密度分別增加了43.09%和12.09%。

粒型也是稻米外觀品質的重要指標，不同試驗品種類型粒長和粒寬均隨著基本苗密度的增加而減小。皖墾糯1號高密度基本苗處理的粒長比低、中密度處理減小0.47%～2.07%，粒寬減小1.11%～1.47%;Y兩優17粒長和粒寬分別減小1.35%～235%和193%～2.40%。

2.6.3 蒸煮食味和營養品質

由表11和表12可知，試驗品種蛋白質含量隨著基本苗密度的增加而增加，其中皖墾糯1號各處理間均有顯著性差異，Y兩優17僅高密度與低、中密度基本苗處理間有顯著性差異。2個品種高密度基本苗處理比低、中處理蛋白質含量增加6.39%、4.00%和11.69%、8.10%。

皖墾糯1號高密度基本苗處理直鏈淀粉含量比低、中密度處理顯著增加6.59%～899%，Y兩優17顯著增加7.44%～18.06%。食味品質各指標除硬度外均隨基本苗增加而有所降低，皖墾糯1號高密度基本苗處理比低、中密度處理食味綜合評分降低581%～8.99%，而Y兩優17高密度處理的食味綜合評分比低、中密度降低4.22%～6.37%。

2.6.4 淀粉RVA譜特征 由表13可知，不同基本苗密度對試驗品種的峰值黏度、最終黏度均有顯著影響，而對崩解值、峰值時間與糊化溫度無顯著影響。同時，皖墾糯1號各處理間熱漿黏度、消減值差異顯著，而Y兩優17相鄰處理間在熱漿黏度指標上差異不顯著。從數值上看，峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度和崩解值均隨基本苗密度增加而有不同程度降低，而消減值呈增加趨勢。皖墾糯1號的高密度基本苗處理峰值黏度比低、中密度處理分別降低8.94%和539%，熱漿黏度分別降低17.92%和10.91%，崩解值分別降低1.32%和102%，最終黏度分別降低3.32%和123%，消減值增加15.53%和10.49%。Y兩優17峰值黏度分別降低8.20%和4.75%，熱漿黏度分別降低1135%和7.17%，崩解值分別降低2.92%和077%，最終黏度分別降低6.46%和4.53%，消減值增加60.00%和16.28%。

3 討論

3.1 基本苗密度對無人飛播水稻產量形成的影響

莖蘗動態和莖蘗成穗率是重要的水稻群體形態質量指標，是適宜單位面積穗數的基礎指標。栽培密度可以通過影響水稻莖蘗對養分和空間利用從而影響水稻的分蘗動態[11]。肖小軍等研究認為，增加直播密度會使超級雜交稻五豐優T025前中期單位面積分蘗數增加，特別是高峰苗數的增加，但也會增加后期分蘗衰減速率[12]。吳霞等研究發現，水稻成穗率和單株有效穗數會隨密度增加而降低[13]。本試驗發現，各關鍵時期莖蘗數都隨基本苗密度的增加而增加，但隨著時期的后移，高密度基本苗處理莖蘗數的下降速度大于其他處理。這可能是因為高密度基本苗處理前期氮素養分尚且能夠滿足供應需求，但中后期過大的群體在更為密閉的空間下無法汲取生長所需的營養物質，導致水稻植株的動搖分蘗和無效分蘗大量死亡，使拔節期后分蘗數下降幅度大于其余處理，莖蘗成穗率較低，但仍能夠保持較高的單位面積穗數。

干物質量特別是抽穗至成熟期所積累的干物質量是決定產量的基礎[14]。而密度是調控水稻群體干物質積累量的重要栽培措施。趙黎明等研究發現，隨著種植密度的增加，墾稻24在抽穗期—成熟期相鄰處理間干物質積累量比例增加，處理間收獲指數則升高[15]。而相關研究發現，不論在低施氮量條件下還是在高施氮量條件下，拔節期—抽穗期干物質積累量比例均隨密度升高而下降，抽穗期—成熟期干物質積累量比例均表現為隨著種植密度升高先增加后減少，且施氮量越高，拐點密度越小[7]。本試驗研究表明，播種期—拔節期植株干物質積累量隨基本苗密度的增加而增加，拔節期—抽穗期、抽穗期—成熟期植株干物質積累量均隨基本苗密度的增加而減少。這可能因為本試驗施氮量較高，高密度基本苗處理在前期肥料充分條件下發育較好，但中后期植株要消耗較多的養分以維持營養器官活動，只有較少的光合產物得到積累，使穗分化時每穗穎花數降低，灌漿時光合物質不充足，結實率與千粒質量降低。相較于旱直播稻、移栽稻，未覆土的飛播田塊土壤含水率下降速度一般大于覆土的旱直播田塊，松散和滲透性較強的土壤具有較低的氧化還原電位和較充足的氧氣含量，能夠促進種子發芽和幼苗快速生長[16]。且無人飛播水稻幼苗由于無需突破覆土消耗大量胚乳營養物質，在生長發育前期具有優勢，使前期干物質積累量多于旱直播、機插稻[17-18]，但這種較高的早期干物質積累量并不一定能夠促進高產，甚至會導致中后期群體質量變差[14]，此現象在高基本苗密度下可能更為明顯。

現有關于種植密度影響水稻產量及其構成因子的研究較多，但結論不一致。尹明玄等研究發現，隨著留苗密度的增加，單位面積穗數在整體上呈先增加后減少的趨勢[19]。吳春贊等研究認為，適當減少密度可以有效增加每穗粒數，從而得到高產[20]。方寶華等研究認為，早秈稻湘早秈稻45號在中密度直播條件下能夠協調單位面積穗數和每穗粒數的矛盾，通過獲得較高的群體穎花量以實現高產，低密度處理下單位面積穗數較少，不利于高產，高密度處理下每穗粒數降低明顯，亦不利于高產[21]。本試驗研究表明，皖墾糯1號和Y兩優17均在最高基本苗數量處理下達到最高產量，產量分別達到9.84、11.42 t/hm2。隨著基本苗數量的增加，僅單位面積穗數增加，每穗粒數、結實率和千粒質量均呈降低趨勢，但總穎花量仍呈現增加趨勢，這是增產的主要原因。研究結果說明本試驗所設置的最大密度尚未在種植密度方面把試驗品種的增產潛力開發完全，所以單從產量角度看，試驗品種的最大適宜種植密度仍有待后續研究發現。

3.2 基本苗密度對無人飛播水稻株型與抗倒的影響

種植密度是影響水稻株型與抗倒能力的重要調控因素。優良的株型和較強的抗倒能力是水稻實現高產和超高產的重要基礎[6]。水稻株型也是重要的育種目標之一，國際水稻研究所在1986年提出了根系發達、莖稈粗壯、分蘗數適中、葉片較厚、陽光利用率高的新株型模式[22]。松島省三等認為水稻葉片應具有直立、肉質厚的特點[23-24]。邢志鵬等研究發現，不同種植方式對水稻株型影響較大，直播稻株型和葉面積指數都遜色于缽苗機插稻和毯苗機插稻，這對無人飛播水稻的栽培管理提出了更高的要求[25]。前人研究還表明，隨著種植密度的增加，水稻株型惡化，株高增加，上3葉的長、寬、夾角呈減小趨勢[5，26]。本試驗研究表明，隨著基本苗密度的增大，株高增加，基部節間變細，上3葉葉片厚度、葉基角以及披垂度減小，這與前人研究結果[26]基本一致。這說明降低無人飛播水稻種植密度有利于增加上3葉葉片面積和厚度，加強植株光合能力，同時降低株高，提高基部節間粗度。

在密度影響抗倒性能方面，業界已經進行了較多的研究。胡雅杰等研究發現，隨著密度增加，基部第1、2、3節間粗度、厚度與鮮質量均有所減少[6]。李小朋等還發現，在不同行穴距配置下，較密的行穴距會導致水稻節間抗折力下降、節間彎矩減小、倒伏指數增加[27]。本研究通過研究基部第1、2、3、4節間，發現大體上隨密度增加其粗度、厚度減少，節間長度增加，從而導致抗折力、彎曲力矩下降，倒伏指數增加，增加植株倒伏風險，與前人結論[2，27]相似。這說明對于無人飛播水稻群體，降低其基本苗密度可以增加抗折力和抗倒伏能力。與旱直播相比，無人飛播水稻由于沒有覆土處理，其基部節間整體上更長、更細、更薄，重心高度和倒伏指數增加[28]。相較于機插稻、條播稻和點播稻，無人飛播水稻群體內部分布不勻、生長不平衡，個體間生長矛盾激烈，田間透氣透光性較差，更易發生病蟲害，個體為獲得更多光照而徒長，株型惡化、倒伏風險增加[29]。本試驗2個品種的最高密度基本苗處理均未發生倒伏現象，所以本條件下最大基本苗密度屬于無人飛播水稻抗倒的適宜密度。

3.3 基本苗密度對無人飛播水稻品質的影響

稻米品質主要包括加工品質、外觀品質、蒸煮食味品質、營養品質以及衛生品質，是水稻重要的商品屬性[30]。胡雅杰等研究表明，降低密度有利于稻米加工品質、外觀品質的提高與改善，但是作為營養品質指標的蛋白質含量降低，直鏈淀粉含量也降低，而膠稠度變長，這說明稻米的蒸煮食味品質亦獲得改善[31]。Hu等的研究結果[32]也與之相似。吳培研究發現，隨著直播密度的減少，稻米RVA譜峰值黏度、熱漿黏度和崩解值呈升高趨勢，而消減值呈降低趨勢[10]。本研究結果表明，隨著密度的增加，稻米加工品質、外觀品質變劣，直鏈淀粉含量上升，峰值黏度降低、崩解值減小、消減值增大，食味值降低，蒸煮食味品質變差，蛋白質含量升高，營養品質變好，和上述結論[10]一致。可能是因為基本苗密度增加，植株群體穎花量增大導致單個籽粒灌漿不充實，胚乳結構疏松不致密，降低了稻米加工品質，提高了堊白的發生率[33-35]。食味品質一般受蛋白質和直鏈淀粉含量的綜合影響。隨密度增加蛋白質含量和直鏈淀粉含量上升，通過淀粉粒吸水、糊化與膨脹，使淀粉不能充分糊化、米飯黏度低且松散，所以在食味品質上表現為黏性小、硬度大[36-38]。淀粉RVA譜特征值與食味品質具有高度相關性，也是反映稻米蒸煮品質的重要指標。較高的蛋白質含量會通過其完整二硫鍵增加或降低顆粒膨脹強度，使其不易破裂，從而降低峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度[39]，增大消減值[40]。相較于常規直播稻、移栽稻，無人飛播水稻群體分布不勻，其透光性較差，葉片衰老加速，更容易導致稻米品質變劣[41];同時，其通風性也較差，灌漿結實期的高溫會加劇稻米品質的下降[42-43]。上述情況在高基本苗密度處理下可能會更為嚴重。因此，僅從品質角度看，無人飛播水稻應在一定范圍內適當減小基本苗密度以追求更優品質的稻米。

4 結論

皖墾糯1號在150.0萬/hm2基本苗密度處理下能夠獲得較高產量，比其他處理增產1182%～2964%，而Y兩優17取得高產其基本苗密度為 105.0萬/hm2，增產4.48%～8.76%。

前者每穗粒數受基本苗密度影響較小，可以通過增加單位面積穗數獲得高產;后者單位面積穗數與每穗粒數受基本苗密度影響較大，需要通過平衡二者矛盾，以增加群體穎花量的方式來提高產量。降低無人飛播水稻密度有利于改善株型，具體表現為控制株高、增加基部節間粗和上3葉葉面積、葉厚度，但上3葉葉基角和披垂度亦隨之增加。低密度下的水稻植株節間長度減少、粗度和厚度增加，從而提高抗折力，降低倒伏指數。同時與中、高度密度相比，低密度水稻稻米品質獲得提升，加工品質、外觀品質和蒸煮食味品質改善，營養品質降低，RVA譜特征值變優。在本試驗條件下，為了能夠達到抗倒、食味品質和產量三者協同，則應保證最大基本苗密度。更適宜的基本苗密度可能通過增大無人飛播的播種量來實現，這有待后續研究。

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