栽插密度與施肥水平對D兩優311產量的影響

李智謀 管 鋒 彭春娥 郭文高 李建彬 方 杰 伍振平 姜守全 姚仁祥

（1.湖南省賀家山原種場 常德415123；2.常德市鼎城區農業科學技術工作管理站 湖南常德415100）

D兩優311是湖南省賀家山原種場、湖南湘穗種業責任有限公司、湖北大學生命科學學院合作選育的秈型兩系遲熟雜交晚稻組合，于2017年5月通過湖南省農作物品種審定委員會審定（審定編號：湘審稻2017024）。該品種具有高產穩產、生育期適宜、株葉形態好、適應性廣、落色好的特性。為加快品種推廣步伐，完善高產栽培技術體系，湖南省賀家山原種場于2019年對D兩優311在不同栽插密度和施肥水平下的產量表現進行了研究，為雙季稻區D兩優311的高產栽培和大面積推廣提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗分別在湖南省賀家山原種場種業科學研究所試驗基地（常德）、益陽市農業科學研究所示范基地（益陽）、長沙縣春華鎮水稻試驗基地（長沙）進行。試驗田土壤為壤土，土壤肥力中等偏上，排灌方便，光照充足，是較佳的水稻種子和商品糧生產基地。前茬作物為紫云英綠肥田，是高產栽培研究的理想試驗田。試驗品種為湖南省賀家山原種場選育的新組合D兩優311，使用肥料有效養分含量氮肥為46%尿素、鉀肥為60%氯化鉀、磷肥為12%鈣鎂磷肥。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗設計氮肥用量、栽插密度2因素，設置常德、益陽、長沙3個試驗點。氮肥為主區,設5個純N用量：F0（0 kg/hm2）、F1（90 kg/hm2）、F2（120 kg/hm2）、F3（150 kg/hm2）、F4（180 kg/hm2）；密度為裂區,設4個密度：M1（25.5萬穴/hm2）、M2（28.5萬穴/hm2）、M3（31.5萬穴/hm2）、M4（34.5萬穴/hm2）。主區面積為100 m2，裂區面積為20 m2，5個主區，每個主區4個裂區，共20個小區。各主區間筑田埂并包塑料膜隔開,主區四周設4行以上的保護行。育秧方式采取水育秧，所有小區1 d移栽完畢。各處理采用科學灌溉、綜合病蟲害防治。

1.2.2 試驗田塊管理 3地統一于2019年6月22日播種、7月13日移栽。氮肥施用分2次,基肥在7月11日施用（占總氮量的60%），7月22日追施分蘗肥（占總氮量的40%）。磷肥全部用作基肥，磷肥用量折合成P2O5為180 kg/hm2，鉀肥基肥、分蘗肥所占比例為4∶6，鉀肥總用量折合成K2O為135 kg/hm2。其余栽培管理措施與大田生產相同。

1.2.3 數據調查 做好生育期觀察記載，田間考查基本苗、最高苗、有效穗數。成熟期田間取樣進行室內考種，主要考查有效穗數、每穗總粒數、每穗實粒數、結實率與千粒重等經濟性狀[1]。每小區單收單曬測定實際產量[2]。

1.2.4 數據分析 利用SPSS 21軟件對雙因素試驗數據的差異進行顯著性分析，通過SPSS 21、Excel軟件對性狀間相關性進行分析及對相關因素進行回歸分析[3-5]。

2 結果與分析

2.1 試驗地點對D兩優311農藝性狀的影響

為全面評估密度及施氮量雙因素對進一步挖掘兩系雜交晚稻D兩優311增產潛力的貢獻，以及兩系雜交晚稻D兩優311在各區域的種植表現，基于相關試驗數據無重復和非連續的特點，對種植區域、密度及施氮量對品種農藝性狀的的影響進行了方差分析。結果表明（表1），就區域而言，益陽、長沙、常德之間的種植表現存在一定的差異，包括穗總粒數、結實率、千粒重、產量4項農藝性狀，其中湖南省賀家山原種場種業科學研究所試驗基地（常德）試驗點種植表現最佳，總產量較其他2個點高10%～15%。但在3個試驗點有效穗、全生育期2個農藝性狀并無顯著差異，也無相關性。

表1 不同試驗地點對兩系雜交晚稻D兩優311主要農藝性狀的影響

2.2 種植密度對D兩優311農藝性狀的影響

在密度因素方面，不同密度處理間有效穗、穗總粒數、結實率、千粒重、全生育期共5項指標差異均顯著。其中，增加密度使有效穗數有所上升，穗總粒數、全生育期呈現下降趨勢，結實率在M1至M3密度之間并未表現出明顯的差異趨勢，在高于M3密度后，結實率出現顯著降低，呈現出較為明顯的密度閾值。千粒重雖隨密度的增長數值有所下降，但在不同施氮量水平下與密度并不存在一致性規律（表1、附圖），未施氮處理在F1水平下千粒重隨密度增長而下降，在F2水平下呈先升后降，在F3、F4、F5水平下則呈現先降后升再降低的趨勢，而隨著密度的增加，最終的產量差異并不明顯，趨勢圖也直觀的呈現了這一結果（表2、附圖）。

表2 不同密度對兩系雜交晚稻D兩優311主要農藝性狀的影響

經進一步的線性回歸分析表明（表3），密度同有效穗、穗總粒數、全生育期的R2分別為0.062、0.375、0.283、0.386，說明密度主要對穗總粒數、結實率、全生育期3個農藝性狀產生的影響和相關性較大。在產量構成因素方面，穗總粒數隨密度增加呈逐步下降趨勢，而結實率則在密度上升至34.5萬穴/hm2時急劇下降，幅度達6.5%，試驗品種在M2密度水平產量達到極值。在生育期上，密度同生育期之間滿足Y（全生育期）=117.700-0.820X（密度）的函數關系，隨密度增加呈逐步下降趨勢。

表3 試驗地點、密度、施氮水平對D兩優311各農藝性狀的分層回歸分析

2.3 施氮水平對D兩優311農藝性狀的影響分析

從不同施氮量的各農藝性狀折線趨勢圖和方差分析來看（附圖、表4），不同施氮量處理間有效穗、穗總粒數、結實率、千粒重、產量、全生育期5個性狀均存在的差異，但相關性分析發現，僅有有效穗、穗總粒數、產量、全生育期與施氮水平具有顯著相關性。其中，有效穗數和穗總粒數隨著施氮量的增加呈先升后降的趨勢，并在F2施氮量水平下達到峰值。結實率則在不同施氮水平下呈現一定波動性，在F2水平上出現顯著下降趨勢，然后在F3、F4水平上呈上升趨勢。千粒重在不同的施氮水平下雖具有差異，但呈現出較大的隨機性，相關性分析結果也印證了兩者與施氮量的相關性未達到顯著水平。在5個施氮水平中，結實率、千粒重均在F4水平下分別達到85.62%、29.64 g的最大值。最終產量同施氮水平呈正相關，未施氮處理與施氮處理間差異極為顯著，施氮處理組較未施氮處理對照組產量平均提高75%以上。根據進一步的曲線回歸分析，產量同施氮量呈Y（產量）=3.758+3.304X（施氮量）-0.456X2（施氮量）的函數關系，并在F3處理達到最大值（表4、附圖）。在全生育期性狀上，隨施氮水平的提高全生育期平均由114 d增至117 d，施氮水平與其呈典型的線性關系和正相關。

表4 不同施氮量對兩系雜交晚稻D兩優311主要農藝性狀影響的方差分析

附圖 不同密度及施氮量對D兩優311各農藝性狀指標的影響

2.4 試驗地點、密度、施氮水平對D兩優311農藝性狀的相關性分析

為全面評估各處理因素對D兩優311品種農藝性狀影響程度，本研究利用SPSS軟件對不同地點、種植密度、施氮水平與各農藝性狀的相關性進行了分析，并對其進行了分層回歸分析。結果表明，不同試驗點與穗總粒數、結實率、千粒重、產量存在顯著相關性，試驗點的不同分別可以解釋18.3%、15.4%、11.5%、10.1%的差異。種植密度則同穗總粒數、結實率、千粒重、全生育期4項農藝性狀均存在顯著的負相關，但與產量無相關性；種植密度分別是有效穗的6.1%、穗總粒數的34.9%、結實率的27.9%、千粒重的11.1%、全生育期的38%的差異影響因素。氮元素作為植物主要生長發育元素之一，對農作物的各項性狀均有影響，本研究測定的6項農藝性狀中，除千粒重外均與其有關，其中施氮水平與有效穗、穗總粒數、產量、全生育期呈正相關，與結實率呈負相關，其影響系數分別為18.9%、15.2%、41%、33.8%、35.3%（表3、表5）。綜上所述，種植密度和施氮水平是影響D兩優311產量構成的主要因素，其中種植密度主要通過穗總粒數、結實率影響產量，施氮水平則主要影響有效穗數、穗總粒數性狀，從而對產量構成影響。試驗地點的不同造成的產量差異主要體現在3地D兩優311品種有效穗數、穗總粒數、結實率的差異上。總體而言，種植密度、施氮水平是影響D兩優311產量的關鍵因素。

表5 試驗地點、密度、施氮水平對D兩優311各農藝性狀的相關性分析

2.5 各農藝性狀間的相關性分析

對兩系雜交晚稻D兩優311品種各農藝性狀間的相關性分析表明，有效穗數與每穗總粒數之間存在正相關性，相關系數為0.685，且兩者分別同產量呈正相關；相關性系數分別達到0.858和0.577，呈現出顯著的線性相關關系（表6）。結實率同穗總粒數和千粒重具有一定相關性，且結實率同千粒重之間的相關系數達到0.43。生育期與其他5項農藝性狀均具有一定相關性，其中同穗總粒數的相關性最為顯著，系數為0.628。以上分析結果表明，在本研究中有效穗數與每穗總粒數是影響產量的主要因素，全生育期則對其他農藝性狀均存有一定的影響。

表6 各農藝性狀間的相關性分析

3 討論與結論

本試驗從試驗地點、種植密度、施氮水平3個因素對兩系雜交晚稻D兩優311的多個農藝性狀進行了比較評估。從試驗區域分析來看，在選定的3個試驗點之間D兩優311的全生育期差異不顯著，表明3個試驗區域的地理氣候條件差異較小，兩系雜交晚稻D兩優311的生長周期基本一致。從各處理間全生育期的差異分析來看，種植密度的提高促使水稻早發，全生育期縮短，設置的最大密度（M4）較最小密度（M1）處理全生育期縮短4 d，而當施氮量達到最高水平（M4）時，過量的氮可能引起稻株貪青遲熟，全生育期延長。

從種植密度和施氮水平影響方面分析，種植密度雖然對結實率、穗總粒數產生了較為顯著的負向影響，但密度作為產量的一項正向增長因素，抵消了其增密帶來的產量負向影響，最終導致不同密度處理間兩系雜交晚稻D兩優311的產量差異極小。但由于密度對結實率、穗總粒數的影響的非線性關系，就密度因素對產量的影響而論，M2（28.5萬穴/hm2）為D兩優311的最適種植密度，M2密度種植下可獲得相對更高的產量。各農藝性狀間及處理因素對各農藝性狀的相關性分析結果表明，施氮水平是造成各處理間產量的關鍵因素，施氮水平通過影響有效穗數和穗總粒數2個產量構成因素引起產量差異，且呈現正相關和明顯的增長平臺段，在F2（120 kg/hm2）或F3（150 kg/hm2）施氮水平下達到產量極值。因此，單從施氮水平因素考量F2和F3施氮水平是D兩優311種植的最佳選擇。但進一步從相同密度種植下增加施氮量出現的結實率進一步提高這一趨勢來看，更高的氮元素供給對滿足水稻幼穗的生長發育更為有利，同時可更高效的完成籽粒灌漿，進一步提高結實率和產量。特別是對灌漿期的大量養分需求更為有利，將進一步穩定和提升產量構成性狀（結實率和有效穗）的表現。更高的施氮水平并未使千粒重隨其增長而增加，也未呈現相關性，附圖也清晰的表明了這一點，千粒重可能更多的受制于品種的遺傳因素，施氮水平對其影響有限。因此綜合來看，F3（150 kg/hm2）施氮量選擇更為有利于增產[6]。具體處理間的試驗數據也表明密度28.5萬穴/hm2、施氮量150 kg/hm2為最佳組合。

本試驗結果表明，D兩優311在中等密度（M2）且肥力水平較高（F3）條件下，可獲得較為理想的產量（9.81 t/hm2）；D兩優311在湘北雙季稻區做晚稻種植在確保安全齊穗的前提下，最佳適宜播期為6月22日左右，往南可適當推遲播種時間，栽插密度保證在28.5萬穴/hm2、施純氮用量150 kg/hm2即可獲得較為理想產量。