減氮條件下移栽密度與每穴苗數對早稻產量形成的影響

劉青峰

(祁陽市長虹街道辦事處農業綜合服務中心，湖南 祁陽 426100)

水稻是我國主要的糧食作物，全國60%以上的人口以稻米為主食[1]。保證水稻產量對確保我國糧食安全具有非常重要的意義[2－3]。氮是水稻生長發育的必需元素，氮肥對提高水稻產量起非常重要的作用，但氮肥也是水稻生產成本的主要投入部分。水稻單產的提高在很大程度上依賴氮肥的大量投入[4]，因此，為提高單產，我國水稻氮肥過量施用的現象普遍[5]。水稻氮肥施用過多，會造成水體污染、溫室氣體排放量增加等一系列問題[6－7]。因此，開展減少氮肥施用，同時能保證產量的水稻栽培方式研究迫在眉睫。許多研究[8－10]表明，通過減氮增密能提高有效穗數，協調穗粒結構，可提高水稻產量。本研究旨在減少氮肥施用的前提下，通過優化移栽密度和每穴苗數的栽培方式來保證早稻產量，為保障我國水稻生產可持續發展提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及品種

試驗于2019年3—7月在祁陽市長虹街道光華村5組進行，地理坐標為111°48′E，26°37′N，屬于亞熱帶季風氣候，多年平均氣溫18.2℃、年平均降水量1 276 mm。試驗田土壤基本理化性質:pH值5.88、有機質20.07 g/kg、堿解氮112.90 mg/kg、有效磷26.25 mg/kg、速效鉀74.00 mg/kg、全氮1.35 g/kg、全磷0.71 g/kg、全鉀10.50 g/kg。品種為陸兩優996。

1.2 試驗設計

試驗采用雙因素隨機區組設計，設3個移栽密度和3個每穴苗數水平。移栽密度為25 cm×11 cm、25 cm×14 cm、25 cm×17 cm，每穴苗數為2、4、6本，3次重復，共27個小區，小區面積15 m2。播種期為3月25日，移栽期為4月25日。

施氮量為96 kg/hm2，比常規施氮量(120 kg/hm2)減少20%，分基肥∶分蘗肥∶穗肥＝4∶3∶3比例施用，氮磷鉀肥按N∶P2O5∶K2O＝1∶0.5∶1的比例配施，其中磷肥全部作基肥施用，鉀肥按基肥∶穗肥＝1∶1的比例施用。

除不施用殺菌劑外，其他田間管理按高產栽培措施和當地蟲害預報進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 干物質積累

于水稻齊穗期和成熟期從每小區取生長均勻具有代表性的植株10穴(邊3行除外)，剪去根，齊穗期按莖＋鞘、葉、穗分開，成熟期按莖＋鞘、葉、實粒、空粒、枝梗分開，先105℃殺青30 min，然后75℃烘干至恒重，密封冷卻至室溫后稱量干物質量。

收獲指數＝實粒質量/成熟期地上部質量×100%。

1.3.2 測產及產量構成因素調查

在每個小區中央選取面積不小于5 m2的近正方形區域進行取樣測產，稱重記錄的同時用自動數字水分儀(DMC－700，Seedburo，Chicago，IL，USA)測定稻谷籽粒含水量，并以14%的吸濕水來折算稻谷產量，同時對每小區的50穴(邊3行除外)穗數進行調查并換算為單位面積有效穗數。成熟期，從每小區取生長均勻、具有代表性的植株10穴(邊3行除外)，在計算穗數后人工脫粒，用水選法分離實粒和空秕粒，75℃烘干直到質量恒定，計算每穗粒數、結實率和千粒質量。

1.3.3 穗部性狀調查

成熟期，從每小區取生長均勻具有代表性的植株10穴(邊3行除外)，測量株高，隨機選取20個稻穗進行穗長、一次枝梗、二次枝梗的測定。

1.4 數據處理與統計分析

采用Microsoft Word 2013制表，用Microsoft Excel 2013和Statistix8.0軟件進行數據處理和統計分析，并用LSD法進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 產量及其構成因素

在減氮條件下，不同移栽密度和每穴苗數對早稻產量具有顯著性影響。25 cm×11 cm、每穴4本和6本處理的產量較高，產量分別為9 088.5 kg/hm2和8 775.0 kg/hm2，顯著高于其他處理。從產量構成因素分析，25 cm×11 cm、每穴4本和6本處理穗數最多，達360穗/m2以上，顯著高于其他處理；25 cm×11 cm、每穴4本和6本處理千粒質量最大，達27.7 g以上；25 cm×11 cm、每穴4本和6本處理結實率較高，分別為71.7%和74.4%，但與其他處理無顯著性差異。

2.2 穗部性狀

在減氮條件下，不同移栽密度和每穴苗數對早稻株高和穗長具有顯著影響，對一次枝梗和二次枝梗數量無顯著影響。25 cm×17 cm、每穴4本處理株高最高，為94.2 cm，顯著高于其他處理；25 cm×14 cm，每穴2本處理穗長最長，為20.7 cm，大于25 cm×17 cm、每穴2本處理，25 cm×14 cm、每穴4本處理，25 cm×11 cm，每穴2、4本處理，未達顯著水平，但顯著大于25 cm×17 cm、每穴4～6本處理，25 cm×14 cm、每穴6本處理，25 cm×11 cm、每穴6本處理；各移栽密度和每穴苗數處理下一次枝梗數為8.3～9.1個，二次枝梗數為16.5～24.5個。

表1 不同移栽密度和每穴苗數處理下水稻產量及其產量構成Table 1 Yield and its yield composition under different transplanting densities and seedlings per hole

表2 不同移栽密度和每穴苗數處理下水稻株高與穗部性狀Table 2 Plant height and panicle traits under different transplanting densities and seedlings per hole

2.3 干物質積累

在減氮條件下，不同移栽密度和每穴苗數對早稻齊穗前、后干物質量、總干物質量和收獲指數有顯著影響。25 cm×11 cm處理總干物質量最大，達1 300 g/m2以上，顯著高于另外兩個密度處理，但是不同苗數處理間無顯著差異。25 cm×11 cm處理總干物質量最大的主要原因是齊穗前干物質積累量多。25 cm×11 cm每穴4～6本處理收獲指數最高，達0.57以上。

表3 不同移栽密度和每穴苗數處理下干物質積累量與收獲指數Table 3 Dry matter accumulation and harvest index under different transplanting densities and seedlings per hole

續表3

3 討論

適宜的基本苗數是構建水稻高產群體的基礎，是實現水稻高產的關鍵因素，基本苗數由移栽密度與單穴苗數控制。氮素是水稻生長三大營養元素之一，是水稻實現高產最重要的養分因子。“減氮增密”通過影響水稻群體的生長發育，協調有效穗數、每穗粒數和結實率等產量構成因子從而調控水稻產量[11]。

前人研究表明，一定程度的“減氮增密”有利于提高水稻產量。朱相成[12]研究表明，氮肥減施造成水稻單產下降可通過提高種植密度進行補償，在適宜施氮量下提高密度有助于提高秈稻產量和氮肥利用效率。章起明[13]研究表明，與對照相比，適當“減氮增密”保證水稻群體有足夠的有效穗，提高結實率和干物質產量，有利于穩產高產。李思平等[14]研究表明，適當的“減氮增密”能增加晚粳稻產量。本研究也有類似結果，在減氮條件下，25 cm×11 cm、每穴4～6本處理早稻產量較高。本試驗條件下，早稻產量隨移栽密度的增加而增加，25 cm×11 cm移栽密度早稻產量最高。由于插秧機最大的移栽密度為25 cm×11 cm，所以25 cm×11 cm移栽密度為機插早稻最適宜的移栽密度。

從產量構成分析，減氮條件下，增密處理產量顯著增加的主要原因是有效穗數顯著增加以及穗粒協調性較好，25 cm×11 cm、每穴4～6本較25 cm×17 cm、每穴4～6本有效穗數增加61.1%～93.8%，穎花數增加114.2%～127.3%，與徐新朋等[15]、周江明等[16]研究結果一致。從干物質積累分析，減氮條件下，增密處理總干物質積累量增加，這與石楠等[17]研究結果一致。

4 小結

減氮條件下，移栽密度25 cm×11 cm，每穴4、6本早稻產量最高，分別為9 088.5 kg/hm2和8 775.0 kg/hm2。該移栽密度與苗數條件下，有效穗數較多，結實率較高，千粒質量較大，成熟期總干物質積累與收獲指數較高。