播種量和行距對穴旱直播水稻產量形成的影響

古麗娜爾·巴合提別克,包玉青,劉文靜,迪衣娜·加爾肯,任 磊

新疆伊犁州農業科學研究所,新疆伊犁 835100)

水稻是我國重要的糧食作物之一,是我國近50%人口的主糧[ 1 ],21世紀以來,我國水稻的種植面積達3 000萬hm2,年產稻谷約2億t,基本維持在相對穩定的水平[ 2 ]。近年來,旱直播相比傳統移栽插秧方式,省去了育秧、插秧環節,具有降低勞動強度及生產成本等優點,費時費力的傳統水稻移栽方式已不能適應當前形勢的變化,水稻直播技術逐漸成為當前主要的水稻栽培技術[3-4 ]。但由于疆內對水稻旱直播研究起步比較晚,技術體系還不夠完備,因此隨著旱穴播的推廣應用,由于缺乏栽培技術的深入研究,稻瘟病、稻米青等諸多問題也隨之而來,導致旱直播發展受到諸多質疑,為此圍繞水稻旱直播播種密度開展研究,對水稻旱(穴)播合理密植具有重要意義,以期為伊犁稻區旱(穴)播播種技術的優化提供理論依據。近幾年來,不同學者分別從直播稻的群體結構、抗逆性等方面進行研究,并取得了一定成果,吳少華[5]提出不同種植方式下各品種水稻的產量和品質差異顯著。陳先東等[6]采用水稻穴直播機進行播種行距,提出播種方向順著引渠。播種時先從直埂開始至引渠邊結束,要求直播稻田行距15～25 cm、株距10～15 cm的觀點,李陽等[7]研究播種量,發現從播量22.5 kg/hm2提高到37.5 kg/hm2時會使其他產量構成因子降低。李紹平等[8]研究水稻旱直播播種方式,發現選用適宜的機械旱直播方式有利于改善水稻的出苗狀況。楊文偉[9]研究與播量337.5 kg/hm2相比,播量187.5 kg/hm2出苗率提高了 55.32%。目前,有關旱直播播種密度對水稻作物的影響研究較少,且主要以疆外研究為主,但鮮見對新疆水稻穴旱直播方面的研究,因此研究播種量、播種行距互作效應對水稻穴旱直方面研究有待提高。鑒于此,筆者設置水稻旱直播播種密度試驗,比較不同播種量和播種行距的單獨處理、互作效應對水稻植株形態指標和產量間的差異、產量構成因素以及籽粒間的差異,從而篩選出適合當地旱穴播水稻的播種量、播種行距的播種技術。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況水稻旱穴播播種量以及播種行距試驗地,均位于伊犁州伊寧縣(82°029′E,43°622′N),氣候溫暖濕潤、日照充足,海拔:721.3 m,年平均氣溫10.7 ℃,年降水量304.6 mm,年平均日照時數2 850.5 h。

1.2 試驗材料試驗材料為新疆伊犁河谷水稻主栽品種新稻46號。

1.3 試驗設計2022年開展水稻穴旱直播不同播種密度試驗,試驗采用2因素裂區試驗設計,設置播種量處理4個水平:B1處理180 kg/hm2、B2處理210 kg/hm2、B3處理240 kg/hm2、B4處理270 kg/hm2;設置行距處理2個水平:R1處理(20 cm)、R2處理(25 cm),重復 3 次,共24個小區,每小區面積10 m2,株距統一為12 cm。其他田間管理措施同當地大田一致。

1.4 數據處理數據處理試驗所有數據均采用軟件 SPSS 12.0 進行統計分析,Microsoft Excel 2003 和 Sigma Plot 進行數據處理和圖表繪制;采用基于最小顯著極差法(LSD) 統計分析并標記字母。

2 結果與分析

2.1 播種量和行距及互作對水稻營養生長的影響經調查穴數并計算得出,植物密度由小到大依次為B1R2處理(424.05萬株/hm2)< B2R2處理(498.30萬株/hm2)< B1R1處理(507.15萬株/hm2)< B2R1處理(584.70萬株/hm2)< B3R2處理(619.50萬株/hm2)

方差分析(F)檢驗表明,播種量與播種行距交互作用對水稻株高以及莖稈長均無顯著交互作用,但對穗長有極顯著交互作用;播種量單獨處理對株高、莖稈長有極顯著作用,行距單獨處理對株高、莖稈長只產生顯著影響,而各單獨處理均對穗長無顯著影響。由表1可知,高播量窄行B4R1處理株高、莖稈長較高,分別為111.50 cm、95.07 cm,與B4R2、B3R1處理間差異不顯著,與其他處理間差異顯著。低播量寬行B1R2處理株高較低,顯著低于除B1R1處理外的其他處理,株高、莖稈分別僅為98.83 cm、77.73 cm,相比B4R1處理株高降低11.36%,莖稈長降低18.24%。B1處理穗長較長,與B2、B3處理間差異不顯著,其中B4R1處理穗長最短,比B1處理平均穗長減少22.13%。

圖 1 不同播種密度下水稻長勢變化Fig.1 The change of rice growth under different sowing densities

表1 不同播種密度對水稻株高和穗長的影響

2.2 播種量和行距對水稻生殖生長的影響由表2可知,同一播種量下,行距處理對水稻產量構成因素表現一致。同一播種量下,行距處理均呈R2處理>R1處理的趨勢,同一行距下,播量處理均呈B1處理>B2處理>B3處理>B4處理的趨勢。播種量與行距對穴旱直播水稻產量構成因素影響較大,其中低播量寬行處理B1R2對水稻生殖生長有顯著的促進作用。B1R2處理每穗實粒數最高,達122.66粒;B2R2處理次之,每穗實粒數為114.00粒;B1R1與B2R1處理間差異不顯著,高播量B4R1和B4R2處理每穗實粒數較低,分別為62.00、74.50粒,平均為低播量處理的0.64倍。低播量寬行處理(B1R2處理)每穗粒數最高,達127.50粒,顯著高于B1R1、B2R1、B4R1和B4R2處理;B4R1處理每穗粒數最低,僅為91.00粒。B1R2處理有效穗數最高,比B4R1處理增加85.18%,千粒重比B4R1處理增加83.18%。

表2 不同播量和行距處理對水稻產量及其構成因素的影響

2.3 播種量和行距對水稻籽粒形狀的影響單個因素比多個因素互作對籽粒形狀影響更大,因素影響由大到小順序為播種量>行距>播種量×行距。播種量單獨處理對籽粒長、寬度影響達到極顯著水平,對籽粒厚度無顯著影響 ;行距單獨處理對籽粒長具有顯著水平,對寬度有極顯著影響,然而對厚度沒有顯著影響;播種量與行距交互作用對籽粒形狀沒有顯著影響。由表3可知,與低播量B1處理相比,隨著播種量的增加,B2、B3、B4處理籽粒長分別增加5.08%、6.89%、10.66%;籽粒寬分別增加-5.28%、-5.63%、-7.04;籽粒厚分別增加-7.73%、-12.15%、17.68%。同一播量B1處理下,R1處理比R2處理粒長增長9.26%,粒寬減少6.48%,籽厚減少4.32%,可見在同一行距下增加播種量或同一播種量下減少行距均能促使籽粒向縱向生長。

表3 不同播種密度處理對水稻籽粒形狀的影響

由圖2可知,在同一行距處理下,隨著播種量的增多,長寬比率增大,籽粒向縱向生長,長勢表現為細長;在同一播種量處理下,隨著行距變大,長寬比率減小,籽粒向橫向生長,籽粒長勢表現為寬大(圖2)。

圖2 稻谷長寬比率 Fig.2 The rice length-width ratio

2.4 播種量和行距對水稻產量的影響從產量數據可知,平均產量由大到小依次為 B1處理>B2處理>B3處理>B4處理,且同一播種量下,行距處理均呈R2處理>R1處理。由產量水平線可知,隨著播量的增加,R1R2這2條線間距變小,說明播種量增加到一定程度,間距影響幾乎為0,產量受播種量影響較大。B1R2處理組產量最高,達14 906.70 kg/hm2,其次是 B1R1處理,為13 261.35 kg/hm2,B2R2處理產量為13 311.75 kg/hm2,再次是B3R2處理,產量為13 311.75 kg/hm2。B2R1處理產量為11 618.85 kg/hm2,B3R1處理產量為11 033.10 kg/hm2,B4R2處理產量為10 012.20 kg/hm2,B4R1產量為9 837.00 kg/hm2,其中行距為25 cm和播種量180 kg/hm2播種技術組合產量最佳(圖3)。

圖3 產量對比 Fig.3 Yield comparison

3 討論

研究表明,單個因素比多個因素互作對水稻生長影響更大,各因素影響大小順序為播種量 > 行距 > 播種量×行距。播種量與行距單獨處理對前期營養生長(稻株生長)影響較大,而對生殖生長(穗子)影響不顯著。若想增加穗長、提高產量,需同時結合播種量與行距處理才能有顯著效果。

該研究結果表明:①低播量能有效抑制稻苗徒長,促進分蘗,有利于營養積累用于后期生殖生長,促進結穗。寬行距在25處理使得水稻群體之間透風透光,增加光照,有利于通風,作物充分進行光合作用,因此生長各個指標得到提升。而隨著播種量增大,株高、莖稈徒長,窄行距影響受光程度,使旱直播水稻貪青徒長。②播量和行距各處理對水稻生殖生長表現大體一致,其產量構成因素指標均呈B1處理>B2處理>B3處理>B4處理且R2處理>R1處理的趨勢,因此實際生產中遇到播種量過高的情況,可以去除中間行或者拉大間距來做出補救措施,這一結論與鄭毅等[10]“寬行效應”觀點一致。③播種量和行距單獨處理對籽粒外觀品質(長、寬)影響顯著,然而對厚度基本無影響。在同一行距處理下,隨著播種量增加,長寬比率增大,籽粒向縱向生長,長勢表現為細長;在同一播量處理下,隨著行距變大,長寬比率減小,籽粒向橫向生長,籽粒長勢表現為寬大。因此,培育長粒型香稻時可適當調節播種量和行距來達到長寬比最佳值。④旱直播低播量寬行處理能夠促進水稻更好生長,疏密相間的群體結構使得植株間透風透光,改善植物群體的微環境,有助于植株矮化,促進穗長、提高產量構成因素,具有顯著的增產效果,行距25 cm、播種量180 kg/hm2為較適宜的播種技術組合;旱直播高播量對水稻穗長、產量構成因素以及籽粒大小均有負面影響,使旱直播水稻貪青徒長,通過減少播種量,可以顯著改善群體質量,顯著提高產量。

該研究僅研究了播量與行距對水稻生殖生長、營養生長的影響,在后期有必要深入研究播量與行距等密度處理對稻米口感、病蟲害的危機以及倒伏風險等領域,也可從播種量、行距等橫向結構性狀擴展到縱向結構性狀(株高、莖稈、莖稈縱斷面、葉面積指數、葉位)開展密度調控研究,對作物合理密植、優化作物群體結構具有重要意義。

4 結論

(1)播量和行距2因素中,單個因素比多個因素互作對水稻生長影響更大,各因素影響由大到小順序為播種量>行距>播種量×行距。

(2)在同一播量下,行距處理各指標呈R2處理>R1處理的趨勢;同一行距下,播量處理各指標呈B1處理>B2處理>B3處理>B4處理的趨勢;

(3)處理組合180 kg/hm2(B1處理)+12 cm×25 cm(R2處理)為最佳播種技術組合,其產量、每穗粒數、有效穗數、千粒重和成熟期的結實率均較高,差異達到顯著水平,產量高達到 14 906.70 kg/hm2。