高產條件下超級稻對種植密度反應的研究

張文 聶凌利 李翊君 ++敖和軍

摘要：[JP3]為了探明高產條件下超級稻對種植密度的反應，選用五優308、廣兩優1128、深兩優5814、玉香油占、C兩優608、兩優培九、黃華占、宜香1577、Y兩優一號、珞優9348等10個超級稻品種，于2013年在貴州省興義市進行大田小區試驗，設置2種移栽密度，移栽15萬、30萬穴/hm2。結果表明：10個超級稻品種的產量范圍為7 527.6～12 732.3 kg/hm2，高密度條件下10個品種平均產量為10 330.6 kg/hm2，低密度條件下為9 632.0 kg/hm2，高密度平均產量比低密度高出7.25%。產量高的原因主要是高密度條件下的平均有效穗數為301.5萬穗/hm2，比低密度高出21.35%。對種植密度較敏感的品種有玉香油占、宜香1577、五優308、Y兩優一號、黃華占，其高密度條件下的產量比低密度分別高出247%、1133%、17.15%、4.75%、1584%，其高密度條件下的有效穗數比低密度分別高出28.33%、16.07%、2258%、367%、14.36%；而對種植密度反應鈍感的品種是C兩優608、廣兩優1128、兩優培九、珞優9348。可見，在高產栽培中，應對不同的品種采用不同的種植密度，對密度反應敏感的品種應適當密植，以保證有足夠的有效穗數而達到高產。

關鍵詞：產量構成；分蘗；栽培密度；產量；有效穗數

中圖分類號： S511.04文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）12-0126-04

收稿日期：2015-10-27

基金項目：湖南農業大學引進人才基金（編號：11YJ11）；湖南省教育廳科研重點項目（編號：12A071）。

作者簡介：張文（1992—），男，湖南張家界人，碩士研究生，主要研究方向為作物栽培與耕作學。E-mail：270463385@qq.com。

通信作者：敖和軍，博士，主要研究方向為作物栽培與耕作學。E-mail：aohejun@126.com。

推廣種植超級稻對保障我國的糧食安全具有重要意義，超級稻是在各個主要性狀方面（如產量、米質、抗性等）均顯著超過現有品種（組合）水平的新品種（組合）[1]。超級稻的分蘗能力比常規品種（組合）強，其影響因素主要是由品種基因決定的，但是栽培管理措施、施氮水平、秧苗質量、栽插密度、水分、溫光等生態生理因素也在一定程度上對其有調控作用[2]。水稻單位面積穗數作為產量構成因素之一，主要取決于分蘗發生數量與成穗率的高低，研究分蘗發生與成穗率的影響因子及相互之間的關系仍是水稻產量提高的一個重要環節。經過科學家多年研究，分離并克隆了對水稻分蘗進行控制的關鍵基因MOC，并對其作用機理做了初步分析[3-4]，是從基因水平對水稻分蘗研究的重大進展。除了遺傳因素，栽培管理因素也對水稻分蘗的影響較大。其中水分對水稻分蘗的影響較為顯著，分蘗期是水稻對水分的敏感時期，土壤含水量高度飽和，有利于早分蘗。水層過深，分蘗逐漸受到抑制。反之，土壤水分降到田間持水量的70%以下時，對水稻的分蘗開始有所影響。氮素水平對水稻分蘗的影響主要體現在對分蘗芽的分化發育和分蘗的發生終止的影響。莖鞘含氮率與分蘗發生的關系甚為密切，在含氮率為2.7%～3.3%時，水稻分蘗發生，低于1.3%時，分蘗芽的分化發育就停留在3幼1基期，處在中間狀態的含氮率分蘗芽分化發育滯緩[5]。成穗率作為水稻產量構成因素的主要組成之一，在科學家張祖德的研究中發現提高水稻分蘗成穗的2條化學調控途徑，一是促進秧田分蘗和本田早發，二是控制水稻無效分蘗[6]。有研究表明，于秧苗1葉1心期噴施多效唑或應用烯效唑浸種，既可培育分蘗矮壯秧，又可起到促進本田早發的雙重生物學效應[7]。現階段的研究主要是關于單一的因素對水稻分蘗以及分蘗芽生長趨勢的影響，如水分、氮素水平、栽培方式、溫度等單一的環境或生理生態因素。從遺傳基因的角度解決水稻分蘗問題還有一定的距離，現階段的遺傳基因研究只能做一些基礎的定位等，而對于基因改良，完全從基因的角度去解決分蘗問題還需要一定的時間。所以筆者認為現今應該發展從多因素的角度去做研究，以多因素互作的方式去更好地解決水稻分蘗以及分蘗芽的發展趨勢等問題，從而能夠更好地實現水稻的增產[8]。增加穗肥的用量促進了穎花的分化并降低了穎花的退化，從而促進大穗的形成，提高了每穗粒數[9]。噴施赤霉素濃度為10 mg/L時，能夠控制水稻無效分蘗，降低高峰苗，提高成穗數及成穗率，從而能夠達到保穗控蘗、增加水稻產量的目的[10]。隨著密度的降低，水稻的有效分蘗期和最高分蘗期相應延遲，稀植栽培的分蘗成穗率明顯提高，單株有效穗有較大程度增加，同時，種植密度的下降使得各個時期分蘗成穗的經濟性狀整體優化，每穗粒數、每穗實粒數、著粒密度增加，中后期的分蘗成穗在產量構成中的比重明顯提高，進而提出稀植栽培對穗型較大和分蘗力較強的水稻品種有利于發揮其增產潛力，提高水稻產量[11]。采用深灌水控制水稻無效分蘗時，首先應注意是掌握在分蘗芽分化發育過程中對外界環境的敏感期進行；其次是灌水深度須完全淹沒欲控分蘗芽所著生節上的母莖葉鞘：再次是每控制1個分蘗芽，處理時間應不少于1個葉齡期[12]。高產水稻的產量庫結構水稻產量決定于產量庫（sink）的大小和光合產物作為源（source）對產量庫的供應能力。產量庫又可定義為單位面積總粒數和單個谷粒容積的乘積。由于現有高產品種的粒容變異不大，因而產量庫的大小主要取決于單位面積總粒數；而單位面積總粒數則是決定于單位面積的穗數和每穗總粒數[13]。穗數、大穗型和中間型的品種（組合）均能獲得 15 t/hm2 的產量，但穗粒協調的中間型品種更易獲得 15 t/hm2 的高產[14]。超高產水稻的產量構成特征是在適應當地生態條件的足穗基礎上培育更大的穗子，具有較多的單位面積總穎花數和顯著較大的庫容量，而穗上有較多的一次枝梗數、二次枝梗數是成大穗的主要原因[15]。在選用灌漿速度較快、結實性較好的適宜組合的基礎上，合理安排生育進程，將灌漿期置于溫光資源豐富的季節，中期從調節肥水入手，培育源、庫、流協調的高質量群體，后期加強田間管理，養好老稻等措施能有效提高雜交中粳結實率[16]。在超稀植條件下，進行單株產量構成因子的相關分析和遺傳通徑分析，結果認為，在超稀植條件下水稻高產育種方針是將穗數控制在合適水平上，以保證大穗為基礎，以爭取較高的結實率為重點目標，并注意提高粒質量[17]。

1材料與方法

1.1供試材料與試驗方法

選用五優308、廣兩優1128、深兩優5814、玉香油占、C兩優608、兩優培九、黃華占、宜香1577、Y兩優一號、珞優9348等10個超級稻品種，于2013年在貴州省興義市選擇中等肥力的稻田作一季中稻栽培。試驗設2種移栽密度處理，即移栽15萬穴/hm2（株行距33.3 cm×20 cm）和30萬穴/hm2（株行距16.7 cm×20 cm），3次重復，采用兩因素裂區設計，移栽密度為主區，品種為副區，副區面積為30 m2。4月10日播種，5月24日移栽。其他栽培管理技術措施參照當地高產栽培標準進行。從移栽后2 d開始，每個小區定點10蔸，每隔 5 d 進行分蘗數記載。在成熟期各小區內按平均每穴的有效穗數選取5蔸水稻考察產量構成因素，在各小區中間收獲100穴，計算含水量為14%的產量。數據分析采用Excel軟件進行。

1.2試驗樣品處理

測產：在成熟期取樣，在每個副區中間隨機取100蔸，脫粒，稱質量，然后取1 000 g濕樣完全烘干，稱質量，計算含水量，從而計算每個副區的實際產量。

考察產量構成：在每個副區中間隨機取5蔸，脫粒，水選分出實粒和癟粒，烘干，稱量實粒和癟粒的總質量。實粒稱取30 g，癟粒稱取5 g，分別計算千粒質量，進而計算結實率。

考察總干物質量：將每個副區脫粒后的稻草完全烘干，稱質量，加上產量得到總干物質量，進而計算收獲指數。

2結果與分析

2.1產量與栽培密度的關系

從圖1可知，在不同密度條件下，高密度條件下產量對比低密度條件下存在極顯著差異的品種有五優308、宜香1577，存在顯著差異的有Y兩優一號、黃華占、玉香油占。試驗結果表明，五優308、宜香1577在高密度條件下產量表現明顯較好，分別為11 064.3、10 158.45 kg/hm2，有極顯著差異。結果表明：在以上超級稻品種中，栽培密度越大，單位面積產量表現越好，但是不同品種對高密度的適應性不同。

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由表1可知，各超級稻品種在不同密度條件下有顯著差異的指標有有效穗數、每穗粒數、實際產量、干物質量。其中，就有效穗數而言，C兩優608、兩優培九在高密度條件下對比低密度有極顯著差異，深兩優5814、玉香油占有顯著差異。對于每穗粒數，C兩優608、兩優培九、玉香油占在高密度條件下對比低密度有極顯著差異，深兩優5814有顯著差異。從實際產量來看，五優308、宜香1577在高密度條件下對比低密度有極顯著差異，Y兩優一號、黃華占、玉香油占有顯著差異。以上結果可以說明，就試驗中的超級稻品種而言，高密度條件下產量普遍比低密度條件下要高；但是結實率、收獲指數、千粒質量等指標在不同密度條件下沒有顯著性差異。由此可見，高密度條件下引起產量增高的主要因素是每公頃有效穗數的增加。

2.2密度與各品種分蘗動態的關系

從圖2中可以看出，10個品種的分蘗盛期都在6月23日左右，而且低密度的分蘗數在任何時期都比高密度的要多，在分蘗盛期時兩者差異達到最大，分蘗數的差異根據品種的特性會有所差異。五優308、C兩優608等品種本身分蘗能力強，其中C兩優608分蘗盛期低密度分蘗數達到36個/蔸，高密度分蘗數達到20個/蔸，而分蘗能力較低的廣兩優1128在低密度條件下分蘗盛期分蘗數只達到22個/蔸，高密度條件下僅達到13個/蔸。可以看出，通過栽培密度來控制水稻分蘗有良好的效果。綜上所述，栽培密度對水稻分蘗的發生會有一定的影響，且在分蘗盛期時表現最為明顯。

3結論與討論

3.1栽培密度與產量的關系

栽培密度對產量及其產量結構有一定的影響，但是并不是對所有品種都有顯著性影響。在本試驗中所用到的10個品種中，五優308、宜香1577、Y兩優一號、黃華占、玉香油占5個品種在產量上對栽培密度表現敏感，其他5個品種對栽培密度表現不敏感，各個指標在不同密度下差異不顯著。就產量而言，C兩優608、五優308、黃華占、玉香油占、兩優培九、廣兩優1128、Y兩優一號、宜香1577、珞優9348在高密度情況下產量表現較好，其中有極顯著性差異的又有五優308、宜香1577。而深兩優5814在不同栽培密度條件下產量差異不大，說明此品種對栽培密度的反應不敏感。

3.2栽培密度與產量結構的關系

在不同的栽培密度下，部分品種的部分產量構成因素也有所差異，其中每穗粒數、每公頃有效穗數在C兩優608、兩優培九、深兩優5814、玉香油占 4個品種中有顯著或極顯著差異，結實率、千粒質量在不同栽培密度下無顯著差異。說明引起高密度條件下產量升高的主要因素是每穗粒數和每公頃有效穗數。

3.3栽培密度與分蘗動態的關系

栽培密度對水稻分蘗動態會產生一定的影響，在低密度條件下的分蘗數明顯比高密度條件下的分蘗數多，而且其差異在分蘗盛期最為突出。在不同的栽培密度下，品種的分蘗特性不會改變，分蘗能力強的品種，無論是哪種密度條件下，其分蘗數比分蘗能力弱的品種都顯著增加。綜上所述，通過對栽培密度的調控能有效地對超級稻的分蘗進行控制，且超級稻的分蘗能力主要是受其品種特性的影響。

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