基本苗配置與施肥水平對印刷播種機插雜交稻產量和干物質生產的影響

王玉梅 趙春容 黃敏 單雙呂 張恒棟 周雪峰 鄒應斌

（湖南農業大學農學院，長沙410128；*通訊作者）

基本苗配置與施肥水平對印刷播種機插雜交稻產量和干物質生產的影響

王玉梅 趙春容 黃敏 單雙呂 張恒棟 周雪峰 鄒應斌*

（湖南農業大學農學院，長沙410128；*通訊作者）

為了探究湖南地區機插雜交稻在不同基本苗配置與施肥量下的產量與干物質生產表現，2016年在湖南寧鄉以雜交稻品種隆兩優1212和隆兩優華占為材料，進行了大田試驗。試驗設置了3個施肥水平（500、900、1400 kg/hm2）和4個基本苗組合（28.6萬叢/hm2+單本/叢、23.5萬叢/hm2+單本/叢、23.5萬叢/hm2+雙本/叢、19.0萬叢/hm2+雙本/叢）。試驗結果表明，施肥量對產量的影響顯著，基本苗配置以及基本苗配置與施肥量的互作對產量影響不顯著。隨著施肥量的增加，產量和干物質生產顯著增加，氮素籽粒生產效率和氮肥偏生產力顯著下降。綜合考慮產量與成本，900～1 400 kg/hm2施肥量與23.5～28.6萬叢/hm2+單本/叢的基本苗配置比較適合湖南地區雜交稻機插秧的發展。

水稻；基本苗；施肥；產量；干物質生產

隨著我國城鎮化的發展和農村勞動力的轉移，水稻生產逐漸向輕簡化生產過渡。機械化栽插是近年來發展迅速的輕簡化栽培技術之一。當前機插秧技術主要是常規小苗移栽，存在秧苗素質差、秧齡彈性小、用種量大和返青活棵慢等不足[1-3]。鑒于此，謝小兵等[4]采用基于印刷播種的單本密植機插秧技術，不僅節約用種量，提高秧苗素質，還能增產10.28%～13.96%，實現水稻機插秧高產高效栽培。栽插密度和施肥量是水稻生產過程中2個重要的栽培措施。研究表明，適宜的密度有利于調節冠層內部溫濕度，改善群體結構[5]，協調個體與群體、有效穗數和每穗粒數之間的矛盾，實現高產[6-7]。適宜的施肥量與施肥時期，有利于防止病蟲害與倒伏的發生、提高肥料利用率、增加產量和改善米質等[8-11]。陸秀明等[12]報道，廣東省雙季稻地區最適宜的機插秧栽培方案是機插密度為2.85×105叢/hm2與施氮量（純N）為120～150 kg/hm2。張江林等[13]以雜交稻深兩優5814為材料進行研究，結果表明，移栽密度2.7×105叢/ hm2與施氮量（純N）165 kg/hm2的組合下，深兩優5814籽粒灌漿充實度最好，能實現高產。然而，前人的研究主要采用手工移栽或者常規機插，而基于印刷播種的機插條件下肥料施用與栽插密度對水稻生長的調控尚無人報道。因此，本文基于印刷播種的機插條件下，設置不同的基本苗配置和施肥處理，研究湖南地區水稻機插秧高產高效栽培的最適基本苗與施肥組合，為轉型期雜交稻機插秧的發展提供理論基礎。

1 試驗材料與方法

表1 各氮肥處理的施肥時期和施肥量 （kg/hm2）

1.1 試驗地點與材料

試驗于2016年在位于湖南寧鄉的袁隆平高科技種業有限公司長沙關山研發基地（28°27′N，112°55′E）進行，試驗材料為隆兩優1212（V1）和隆兩優華占（V2）。試驗田前作為冬季綠肥，土壤為潮泥田，pH值6.05，含有機質30.84 g/kg、堿解氮60.21 mg/kg、速效磷14.96 mg/kg、速效鉀90.61 mg/kg。

1.2 試驗方法

采用裂區試驗設計，以施肥量為主區，設3個水平：F1，500 kg/hm2；F2，900 kg/hm2；F3，1 400 kg/hm2。以三元復合肥（N∶P2O5∶K2O=15%∶15%∶15%）作為肥料N、P、K來源，各處理的施肥時期和施肥量見表1。基本苗配置為副區，設4個水平：D1，28.6萬叢/hm2+單本/叢；D2，23.5萬叢/hm2+單本/叢；D3，23.5萬叢/hm2+雙本/叢；D4，19.0萬叢/hm2+雙本/叢。小區面積13 m2，3次重復。試驗所用水稻種子先采用自研的超微粉種衣劑包衣，然后通過印刷播種機將種子固著于膠筒紙上，調節每個膠點粘附種子的數目實現每叢單本和雙本栽插。試驗于5月18日播種，將粘附種子的膠筒紙鋪于秧盤上，覆蓋一層基質，并用噴霧器噴水使廂面濕潤。于6月13日采用井關PZ80-25乘坐式高速插秧機栽插。移栽后2 d在主區間筑田埂，用黑色塑料薄膜包埋，確保主處理間單排單灌，整個生育期采用干濕間歇交替灌溉。按照當地植保部門的病蟲情報，在7月下旬、8月中旬、8月下旬噴施殺蟲劑、殺菌劑等防治病蟲害。

表2 基本苗配置與施肥量對機插雜交稻產量與氮肥利用率的影響

1.3 測定內容與方法

1.3.1 高峰苗與成穗率

于移栽后在每個小區定點10叢，從分蘗盛期開始調查分蘗數直至高峰苗期，于成熟期調查該點的有效穗數，用于計算成穗率。

1.3.2 齊穗期干物質量與葉面積指數

在齊穗期于每個小區取長勢均勻有代表性的6叢，把穗、莖和葉分開，并用LI-3000C便攜式葉面積儀測量葉面積。將3個部分的樣品分別于105℃恒溫下殺青30 min，轉至75℃下烘干至恒質量，測定各部分樣品的干物質量。

1.3.3 考種及測產

于成熟期調查20叢的有效穗數，根據平均有效穗數選取長勢均勻的6叢，手工脫粒去雜后，用水漂法將實粒和秕粒分離，實粒曬干后稱量總重，并稱取3份30 g和全部秕粒用以計數，烘干后測定實粒干質量和秕粒干質量，用于計算每穗粒數、千粒重（烘干質量）和結實率，稻草烘干后測定稻草干質量。采用久保田小型收割機收割整個小區，稻谷曬干至水分少于25%后，用Almaco測產系統測定質量和含水量，折算成13.5%的含水量后記為實收產量。各小區取樣的實粒、秕粒和稻草烘干至恒質量用于計算該小區成熟期干物質量。

1.3.4 N、P、K養分含量

將成熟期的實粒、秕粒和稻草分別烘干粉碎，稱取0.5000 g，經過H2SO4-H2O2消化、轉移、定容和過濾后，采用Skalar San++流動注射分析儀測定全氮含量。

氮肥偏生產力（PEP，kg/kg）=施氮區產量/施氮量；氮素籽粒生產效率（IE，kg/kg）=施肥區產量/施氮區地上部分氮積累量[10]。

1.3.5 數據統計方法

用Microsoft Excel整理數據，采用Statistix 8.0統計軟件進行數據分析，多重比較采用LSD0.05法。

2 結果與分析

2.1 基本苗配置與施肥量對產量和氮肥利用率的影響

從表2可見，施肥量對產量的影響達極顯著水平，基本苗配置以及基本苗配置與施肥量的互作對產量的影響不顯著，2個品種表現一致。隨著施肥量的增加，產量極顯著增加，其中，隆兩優1212的F3處理比F1處理增加1.25 t/hm2，隆兩優華占增加1.29 t/hm2。

2個品種的氮素籽粒生產效率（IE）均隨著施肥量的增加而下降，其中隆兩優華占的施肥量對IE的影響達顯著水平，與F1處理相比，F3處理平均下降14.16～23.26 kg/kg。基本苗配置對隆兩優1212的IE影響達顯著水平，表現為D4＞D2＞D3＞D1。氮肥偏生產力（PEP）均表現為隨著施肥量的增加而極顯著下降，與F1處理相比，F3處理平均下降59.36%～59.69%。另外基本苗配置、基本苗配置與施肥量互作對PEP影響不顯著。

表3 基本苗配置與施肥量對機插雜交稻產量構成的影響

圖1 基本苗配置對機插雜交稻高峰苗的影響

圖2 施肥量對機插雜交稻成穗率的影響

2.2 基本苗配置與施肥量對產量構成的影響

由表3可知，2個品種的有效穗數隨著施肥量的增加而增加，其中隆兩優華占達顯著水平，與F1處理相比，F3處理增加14.88%～17.65%。施肥處理下的每穗粒數、結實率和千粒重無明顯差異，總穎花量表現為F2和F3處理顯著高于F1處理，且2個品種規律一致。可見，增施肥料主要通過增加有效穗數，從而增加總穎花量來達到高產。

基本苗配置對2個品種有效穗數的影響表現為D1＞D2、D3＞D4、D3＞D2，每穗粒數表現為D1、D2平均高于D3和D4，即每叢單本的處理每穗粒數高于每叢雙本的處理，而相同本數下，不同密度之間每穗粒數差異不明顯（隆兩優1212的D1與D2處理例外）。2個品種的總穎花量表現為D1＞D2、D3＞D4、D3＞D2，與有效穗數的規律基本一致，且隆兩優1212達顯著水平。此外，基本苗配置對結實率和千粒重無顯著影響。

2.3 基本苗配置與施肥量對成穗率與高峰苗的影響

由圖1、圖2可知，施肥量對2個品種高峰苗和成穗率的影響均達到顯著水平，且趨勢表現一致。隨著施肥量的增加，高峰苗表現為顯著增加，成穗率表現為顯著降低。基本苗配置對高峰苗和成穗率的影響也達到顯著水平。2個品種的高峰苗表現為D1＞D2＞D3＞D4，成穗率則表現為D3和D4較高。

表4 基本苗配置與施肥量對機插雜交稻葉面積指數、干物質積累和收獲指數的影響

2.4 基本苗配置與施肥量對葉面積指數、干物質生產及收獲指數的影響

齊穗期葉面積指數（LAI）、全株干質量、成熟期干物質生產均表現為隨著施肥量的增加而增加，且達到顯著水平，2個品種規律一致（表4）。齊穗期單莖質量表現為F2＞F3＞F1。花后干物質生產表現為隆兩優1212隨著施肥量增加而增加，隆兩優華占在中等施肥水平（F2）下最高。另外，隆兩優華占的收獲指數表現為隨施肥量增加而增加，其中F3處理比F1處理高2.44個百分點，隆兩優華占則無顯著差異。

基本苗配置對LAI的影響表現為D1處理顯著高于D2、D3和D4處理。單莖質量表現為D1和D2處理平均比D3和D4處理高，但是差異沒有達顯著水平。齊穗期和成熟期干物質生產表現為D1＞D2、D3＞D4、D3＞D2，除隆兩優1212齊穗期干物質外，其他指標均達顯著水平。2品種花后干物質生產規律不一致，其中隆兩優1212以D1處理最多，達568.08 g/m2，而隆兩優華占以D4處理最高，為476.10 g/m2。2個品種的收獲指數表現也不一致，其中隆兩優1212表現為D2＞D1、D4＞D3、D2＞D3，隆兩優華占表現為D2＞D1、D3＞D4、D3＞D2。

3 討論

合理的基本苗與移栽密度有利于構建適宜的群體起點，適宜的水稻群體起點是獲得高產的基礎[14]。錢銀飛等[15]研究表明，機插規格25 cm×14 cm且4苗/叢時，個體與群體的協調最好，產量表現最高。崔思遠等[16]等通過比較不同機插株行距配置對水稻生長和產量的影響，表明機插株行距為25 cm×11 cm適合于江蘇省水稻機械化生產。本試驗以2種基本苗與3個機插密度搭配，設置了4種不同的基本苗配置。2個水稻品種的有效穗數、總穎花量、干物質生產均表現為D1＞D2、D3＞D4、D3＞D2，即在基本苗相同的情況下，密度越大，有效穗數、總穎花量和干物質生產越多；在密度相同的情況下，有效穗數、總穎花量、干物質生產表現為雙本插高于單本插。每穗粒數、齊穗期LAI和單莖質量均表現為D1、D2處理比D3和D4處理高，表明每叢單本比每叢雙本更有利于水稻個體的生長，但4種基本苗配置間產量變化差異不顯著，可能的原因是密植設置的間距較小及水稻的自動調節能力強。在本文4種基本苗配置的基礎上，增大2個品種單本栽插密度或者減少雙本栽插密度是否存在更適宜的密度，有待進一步研究。此外，與D3、D4處理相比，D1和D2處理節約了三分之一到二分之一的用種量。綜合生產成本與產出（產量），本研究表明基本苗配置為23.5～28.6萬叢/ hm2、每叢插單本更適合湖南地區機插雜交中稻生產。

針對我國水稻生產普遍存在施肥量較多、利用率低且流失嚴重等問題[17-18]，我國提出“兩減一增”政策，即減農藥、減化肥、增加效益。然而研究認為，增加密度、減少氮肥用量既可實現高產又能顯著提高氮肥利用率[19-21]。本研究表明，隨著施肥量的增加，2個品種齊穗期群體與個體干物質量均表現為增加趨勢，成熟期干物質生產顯著提高，有效穗數和每穗粒數增加，最終顯著提高產量，但氮素籽粒生產效率和氮肥偏生產力顯著降低。前人研究表明，隨著施肥量的增加，產量先增加后下降[22-25]。但本研究發現，產量隨著施肥量的增加而顯著增加。究其原因，一方面可能本試驗全生育期均施用N∶P∶K比例為15∶15∶15的三元復合肥，而其他試驗多以單元素肥料為主，設置不同的氮肥梯度或運籌，磷鉀肥用量一致。另一方面可能是本試驗所選用的品種需肥量較大，但具體原因有待進一步探究。

綜上所述，湖南地區機插雜交中稻在施肥量900～1 400 kg/hm2與基本苗配置23.5～28.6萬叢/hm2、單本/叢時，既可獲得高產，也可獲得較大經濟效益。

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Effects of Basic Seedling Components and Fertilizer Application Rates on Yield and Dry Matter Production of Machine-transplanted Hybrid Rice

WANG Yumei,ZHAO Chunrong,HUANG Min,SHAN Shuanglv,ZHANG Hengdong,ZHOU Xuefeng,ZOU YingBin*
（Agronomy College of Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China;*Corresponding author）

In order to explore the effects of different seedlings combination and fertilizer application on yield and dry matter production of machine-transplanted hybrid rice,a field experiment was conducted with Longliangyou 1212 and Longliangyou huazhang as materials.There are three fertilization levels,including F1（500 kg/hm2），F2（900 kg/hm2）and F3（1 400 kg/hm2）and four seedlings combination,including D1（28.6 hill/m2with one seedling per hill）,D2（23.5 hill/m2with one seedling per hill）,D3（23.5 hill/m2with two seedlings per hill）and D4（19.0 hill/m2with two seedlings per hill）.The results showed that the effects of fertilizer rates on yield was significant,and the effects of seedlings combination and interaction between F and D on yield were not significant.With the increase in fertilization,the yield and dry matter production increased significantly,but IE and PEP decreased significantly.Considering the yield and economic performance,the amount of fertilizer 900～1 400 kg/hm2and the seedling combination 23.5～28.6 hill/m2with one seedlings per hill was suitable for the development of hybrid rice transplanting in Hunan Province.

rice;basic seedling;fertilizer application rate;yield;dry matter production

S511.045；S511.062

A

1006-8082（2017）04-0089-05

2017－06－13