秧苗素質對水稻群體結構及冠層溫濕度的影響

沈關新

（臨湘市農業農村局，臨湘市糧油作物技術推廣站，湖南 臨湘 414300）

水稻是我國主要的糧食作物，近5 a 中國農業年鑒統計結果表明，水稻種植面積約占全國糧食作物種植面積的27.5%，而產量約占糧食總產量的37.3%，全國65%以上的人口以稻米為主食[1]，稻米供求的細小變化都可能導致糧食價格乃至整個物價波動[2]。因此，水稻高產穩產對確保我國糧食安全具有極其重要的戰略意義。但由于水稻種植過程具有生產技術要求高、勞動強度大、種植效益低等特點，加快水稻機械化生產是保障我國糧食安全的重要手段[3-5]。秧苗素質是限制水稻機械化生產的主要因子之一，直接影響水稻機械化精確栽培、高產群體的構建及產量[6-7]。該研究擬通過探明不同秧苗素質對水稻群體結構及微環境的影響，以期為水稻機插高產群體構建及水稻高產管理提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及供試材料

試驗在湖南臨湘市江南鎮四合村水稻田（N 29°40'45"，E 113°23'3"）進行，土壤pH 值5.3，土壤全氮2.17 g/kg，全磷0.92 g/kg，全鉀28 g/kg，有機質41 g/kg，堿解氮122 mg/kg，有效磷38.2 mg/kg，速效鉀112 mg/kg。

供試水稻品種為國家雜交水稻工程技術研究中心清華深圳龍崗研究所選育的秈型兩系雜交水稻深兩優5814。

1.2 試驗方法

不同秧苗素質秧苗的種植：選擇土壤肥力較好的田塊，分別按照1 500、1 200、900、600、300 kg/hm2的播種量進行播種（分別編號為S1～S5），獲得不同秧苗素質的秧苗，通常認為播種量越小，秧苗素質越好，秧齡25 d 時移栽。

試驗設置：采用田間小區試驗，每個處理設置3 次重復，隨機區組排列；小區面積30 m2，長6 m、寬5 m，行距28 cm、株距15 cm，單本栽插。移栽前施復合肥 375 kg/hm2，移栽后一周內施尿素2 250 kg/hm2。水分管理和病蟲草害防治按照當地種植習慣進行。

取樣分析：按期測定水稻分蘗數，前期每隔5 d一次，后期10～15 d 一次；水稻干物質的測定則在水稻典型時期（苗期、分蘗初期、分蘗盛期、齊穗期、乳熟期、黃熟期）每個小區取樣3 株，測定地上部干物質總重量。

冠層溫濕度測定：水稻灌漿期選擇連續晴好的5 d，采用溫濕度記錄儀（HABO MX2300）分別測定離地面20 cm（下層）、45 cm（中層）、70 cm（上層）處冠層溫濕度，溫濕度每1 h 記錄一次，以5 d 的平均溫濕度進行統計分析。

采用SPSS 17.0 及Microsoft excel 2003 軟件進行數據處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同秧苗素質對水稻產量的影響

由圖1 可知，不同秧苗素質的水稻產量差異顯著，水稻產量隨秧苗素質的變化呈現先增后降的趨勢，中等秧苗素質的S3 處理和秧苗素質較好的S4、S5 處理水稻產量較高，而秧苗素質較差的S1、S2 處理水稻產量顯著低于其他處理。由此可見，秧苗素質過差顯著影響水稻產量，中等及較好的秧苗素質有利于水稻產量的提高。

2.2 秧苗素質對水稻分蘗數的影響

從圖2 中可以看出，水稻分蘗數隨生育期的延遲呈先增后降趨勢，分蘗盛期（6 月25 日）達到最大值，之后水稻分蘗數逐漸下降，后趨于平穩。秧苗素質較好的S4、S5 處理，齊穗期（7 月15 日）以前的分蘗數皆顯著高于其他處理，表明較好的秧苗素質有利于水稻分蘗數的增加；而秧苗素質較差的S1、S2 處理，在齊穗期之前與秧苗素質中等的S3 處理分蘗數無顯著差異，但在齊穗期之后，S1、S2 和S3 處理的分蘗數皆顯著低于其他處理；秧苗素質中等的S3 處理在齊穗期之前，其分蘗數顯著低于秧苗素質較好的S4、S5 處理，而在齊穗期之后其分蘗數顯著高于秧苗素質較差的S1 處理。這表明秧苗素質好的處理分蘗數較多，但其無效分蘗也多，齊穗期后無效分蘗死亡導致其后期分蘗數下降；而秧苗素質較差的處理，則由于前期個體較弱，營養不足，雖然其分蘗能力并沒受太大的影響，但其分蘗苗弱，無效分蘗相對較多，齊穗期后無效分蘗死亡，導致分蘗總數下降；而秧苗素質中等的處理，其分蘗總數雖少于秧苗素質較好的處理，但由于其無效分蘗少，齊穗期后分蘗數并沒有太大的波動。由此可見，較差和較好的秧苗素質，皆可能出現無效分蘗過多的現象，而中等秧苗素質可減少無效分蘗的產生，其總分蘗數與秧苗素質較好的相當。

2.3 秧苗素質對水稻群體干物質動態的影響

如圖3 所示，水稻群體干物質積累主要在分蘗初期至齊穗期，齊穗期生物量達到最大。分蘗盛期之后，不同秧苗素質的水稻群體干物質差異逐漸增大，秧苗素質較好的群體生物量較高，而秧苗素質較差的群體生物量較低，但到黃熟期時，秧苗素質中等的S3 處理，與秧苗素質較好的S4、S5 處理地上部群體干物質重量相當。這表明秧苗素質直接影響水稻群體干物質的積累，秧苗素質較差的S1、S2 處理，其生物量始終難以達到其他處理的水平；而秧苗素質較好的處理S4、S5 處理，由于受后期無效分蘗的影響，其成熟期生物量僅與中等秧苗素質的S3 處理相當。由此可見，中等秧苗素質有利于水稻高產群體的形成。

2.4 秧苗素質對灌漿期水稻冠層溫濕度的影響

由表1 可知，水稻冠層上層溫度低于中層和下層的溫度，而冠層相對濕度隨高度的增加而下降。水稻冠層中、下層溫度顯著高于上層，中層和下層冠層溫度分別平均比上層高1.03和0.96℃；S4和S5處理的上、中、下層溫度皆顯著高于S1、S2、S3 處理，表明秧苗素質越好，群體越大，群體的溫度越高；水稻冠層中、下層相對濕度顯著高于上層，中層和下層冠層相對濕度分別平均比上層高5.56 和13.76 個百分點；不同高度冠層的相對濕度處理間也差異顯著，S5 處理的上、中、下層相對濕度皆顯著高于S1、S2 處理，冠層上、中、下層的相對濕度皆隨水稻群體生物量的增加而增加，表明秧苗素質越好，群體越大，冠層的相對濕度也越高。

2.5 水稻有效穗數、群體干物質動態、灌漿期冠層溫濕度與水稻產量的關聯分析

由表2 可知，產量與地上部干物重、有效穗數兩兩之間極顯著正相關，表明有效穗數越多、地上部生物量越大，水稻產量越高；而產量、地上部干物重、有效穗數與冠層上、中、下層溫度皆呈正相關，除有效穗數和產量與下層溫度具有顯著正相關外，其余皆相關性不顯著，表明冠層下層較高的溫度有利于有效穗數的增加，進而促進水稻增產；冠層上、中、下層濕度之間兩兩相關極顯著，表明水稻群體內部濕度主要受群體大小的調控；產量、地上部干物重、有效穗數與冠層上、中、下層濕度皆呈極顯著正相關，表明冠層較高的濕度有利于有效分蘗數、群體生物量和產量的增加。由此可見，適當增加水稻群體，保持較好的群體濕度，提升冠層下層溫度，可有效提升水稻有效穗數，進而獲得較高的水稻產量。

表1 各處理灌漿期水稻冠層不同高度的溫度和相對濕度

表2 水稻產量與有效穗數、地上部干物重，灌漿期溫濕度的相關系數

3 討 論

水稻高產需要有較合理的群體干物質積累，而水稻群體干物質的積累受生態環境條件、秧齡、移栽方式及其互作效應共同影響[8]。該研究采用不同秧苗素質的秧苗進行單本移栽，其移栽密度、秧齡、移栽方式相同，水稻群體干物質的積累主要受水稻秧苗素質和群體生態環境的影響。不同秧苗素質群體干物質和分蘗動態結果顯示，秧苗素質過差的水稻因分蘗基數小，有效分蘗數不高，導致水稻群體小，產量不高；而秧苗素質過好也存在無效分蘗增加、營養流失嚴重的現象，最終也可能導致減產；只有秧苗素質中等及中等偏上，即播種量為600～900 kg/hm2時才能構建較好的水稻高產群體，無效分蘗少，產量高。袁功平等[9]的研究也表明，水稻播種量60 g/m2（約600 kg/hm2）時水稻產量最高。由于該研究選擇的秧齡為25 d，對于手插秧來說是較好的秧齡時間[10]，秧齡對水稻產量也具有較大影響[11]，尤其是對機插秧來說，秧齡提前可能更有利于水稻高產[12]。因此，機插時應通過改良育苗基質[13]、調整播種密度[14]、肥料運籌[15]等方式提升水稻秧苗素質。

大量研究表明，水稻高產與水稻群體微環境關系密切[16]。該研究也表明，水稻冠層下、中、上層溫度和濕度隨群體的增加而呈增加趨勢；王建等[17]研究也得到類似結果，水稻群體內部下部、中部、上部的溫度和濕度均隨著種植密度增加呈上升趨勢。水稻冠層濕度與水稻有效分蘗數、干物質、產量呈極顯著正相關，且其影響高于溫度，表明水稻冠層小氣候直接影響了水稻的生長發育，且群體濕度的影響高于溫 度[18]。因此，適當秧齡期移栽中等秧苗素質的水稻，構建較好的水稻群體，保持冠層較高的溫度和濕度，是實現水稻高產的重要途徑。

4 結 論

試驗結果表明，水稻產量隨秧苗素質的變化呈先增后降趨勢，以播種量中等偏下的水稻產量最高；不同秧苗素質的水稻分蘗數、干物質重量皆隨秧苗素質提高呈增加趨勢，中等秧苗素質有利于水稻高產群體的形成；秧苗素質越好，群體越大，群體的溫度和濕度越高，且水稻冠層上層溫度低于中、下層溫度，相對濕度則隨高度的增加而下降；適當增加水稻群體，保持較好的群體濕度，提升冠層下層溫度，可有效提升水稻有效穗數，促進水稻高產。