基本苗配置与施肥水平对印刷播种机插杂交稻产量和干物质生产的影响

王玉梅 赵春容 黄敏 单双吕 张恒栋 周雪峰 邹应斌

（湖南农业大学农学院，长沙410128；*通讯作者）

基本苗配置与施肥水平对印刷播种机插杂交稻产量和干物质生产的影响

王玉梅 赵春容 黄敏 单双吕 张恒栋 周雪峰 邹应斌*

（湖南农业大学农学院，长沙410128；*通讯作者）

为了探究湖南地区机插杂交稻在不同基本苗配置与施肥量下的产量与干物质生产表现，2016年在湖南宁乡以杂交稻品种隆两优1212和隆两优华占为材料，进行了大田试验。试验设置了3个施肥水平（500、900、1400 kg/hm2）和4个基本苗组合（28.6万丛/hm2+单本/丛、23.5万丛/hm2+单本/丛、23.5万丛/hm2+双本/丛、19.0万丛/hm2+双本/丛）。试验结果表明，施肥量对产量的影响显著，基本苗配置以及基本苗配置与施肥量的互作对产量影响不显著。随着施肥量的增加，产量和干物质生产显著增加，氮素籽粒生产效率和氮肥偏生产力显著下降。综合考虑产量与成本，900～1 400 kg/hm2施肥量与23.5～28.6万丛/hm2+单本/丛的基本苗配置比较适合湖南地区杂交稻机插秧的发展。

水稻；基本苗；施肥；产量；干物质生产

随着我国城镇化的发展和农村劳动力的转移，水稻生产逐渐向轻简化生产过渡。机械化栽插是近年来发展迅速的轻简化栽培技术之一。当前机插秧技术主要是常规小苗移栽，存在秧苗素质差、秧龄弹性小、用种量大和返青活棵慢等不足[1-3]。鉴于此，谢小兵等[4]采用基于印刷播种的单本密植机插秧技术，不仅节约用种量，提高秧苗素质，还能增产10.28%～13.96%，实现水稻机插秧高产高效栽培。栽插密度和施肥量是水稻生产过程中2个重要的栽培措施。研究表明，适宜的密度有利于调节冠层内部温湿度，改善群体结构[5]，协调个体与群体、有效穗数和每穗粒数之间的矛盾，实现高产[6-7]。适宜的施肥量与施肥时期，有利于防止病虫害与倒伏的发生、提高肥料利用率、增加产量和改善米质等[8-11]。陆秀明等[12]报道，广东省双季稻地区最适宜的机插秧栽培方案是机插密度为2.85×105丛/hm2与施氮量（纯N）为120～150 kg/hm2。张江林等[13]以杂交稻深两优5814为材料进行研究，结果表明，移栽密度2.7×105丛/ hm2与施氮量（纯N）165 kg/hm2的组合下，深两优5814籽粒灌浆充实度最好，能实现高产。然而，前人的研究主要采用手工移栽或者常规机插，而基于印刷播种的机插条件下肥料施用与栽插密度对水稻生长的调控尚无人报道。因此，本文基于印刷播种的机插条件下，设置不同的基本苗配置和施肥处理，研究湖南地区水稻机插秧高产高效栽培的最适基本苗与施肥组合，为转型期杂交稻机插秧的发展提供理论基础。

1 试验材料与方法

表1 各氮肥处理的施肥时期和施肥量 （kg/hm2）

1.1 试验地点与材料

试验于2016年在位于湖南宁乡的袁隆平高科技种业有限公司长沙关山研发基地（28°27′N，112°55′E）进行，试验材料为隆两优1212（V1）和隆两优华占（V2）。试验田前作为冬季绿肥，土壤为潮泥田，pH值6.05，含有机质30.84 g/kg、碱解氮60.21 mg/kg、速效磷14.96 mg/kg、速效钾90.61 mg/kg。

1.2 试验方法

采用裂区试验设计，以施肥量为主区，设3个水平：F1，500 kg/hm2；F2，900 kg/hm2；F3，1 400 kg/hm2。以三元复合肥（N∶P2O5∶K2O=15%∶15%∶15%）作为肥料N、P、K来源，各处理的施肥时期和施肥量见表1。基本苗配置为副区，设4个水平：D1，28.6万丛/hm2+单本/丛；D2，23.5万丛/hm2+单本/丛；D3，23.5万丛/hm2+双本/丛；D4，19.0万丛/hm2+双本/丛。小区面积13 m2，3次重复。试验所用水稻种子先采用自研的超微粉种衣剂包衣，然后通过印刷播种机将种子固着于胶筒纸上，调节每个胶点粘附种子的数目实现每丛单本和双本栽插。试验于5月18日播种，将粘附种子的胶筒纸铺于秧盘上，覆盖一层基质，并用喷雾器喷水使厢面湿润。于6月13日采用井关PZ80-25乘坐式高速插秧机栽插。移栽后2 d在主区间筑田埂，用黑色塑料薄膜包埋，确保主处理间单排单灌，整个生育期采用干湿间歇交替灌溉。按照当地植保部门的病虫情报，在7月下旬、8月中旬、8月下旬喷施杀虫剂、杀菌剂等防治病虫害。

表2 基本苗配置与施肥量对机插杂交稻产量与氮肥利用率的影响

1.3 测定内容与方法

1.3.1 高峰苗与成穗率

于移栽后在每个小区定点10丛，从分蘖盛期开始调查分蘖数直至高峰苗期，于成熟期调查该点的有效穗数，用于计算成穗率。

1.3.2 齐穗期干物质量与叶面积指数

在齐穗期于每个小区取长势均匀有代表性的6丛，把穗、茎和叶分开，并用LI-3000C便携式叶面积仪测量叶面积。将3个部分的样品分别于105℃恒温下杀青30 min，转至75℃下烘干至恒质量，测定各部分样品的干物质量。

1.3.3 考种及测产

于成熟期调查20丛的有效穗数，根据平均有效穗数选取长势均匀的6丛，手工脱粒去杂后，用水漂法将实粒和秕粒分离，实粒晒干后称量总重，并称取3份30 g和全部秕粒用以计数，烘干后测定实粒干质量和秕粒干质量，用于计算每穗粒数、千粒重（烘干质量）和结实率，稻草烘干后测定稻草干质量。采用久保田小型收割机收割整个小区，稻谷晒干至水分少于25%后，用Almaco测产系统测定质量和含水量，折算成13.5%的含水量后记为实收产量。各小区取样的实粒、秕粒和稻草烘干至恒质量用于计算该小区成熟期干物质量。

1.3.4 N、P、K养分含量

将成熟期的实粒、秕粒和稻草分别烘干粉碎，称取0.5000 g，经过H2SO4-H2O2消化、转移、定容和过滤后，采用Skalar San++流动注射分析仪测定全氮含量。

氮肥偏生产力（PEP，kg/kg）=施氮区产量/施氮量；氮素籽粒生产效率（IE，kg/kg）=施肥区产量/施氮区地上部分氮积累量[10]。

1.3.5 数据统计方法

用Microsoft Excel整理数据，采用Statistix 8.0统计软件进行数据分析，多重比较采用LSD0.05法。

2 结果与分析

2.1 基本苗配置与施肥量对产量和氮肥利用率的影响

从表2可见，施肥量对产量的影响达极显著水平，基本苗配置以及基本苗配置与施肥量的互作对产量的影响不显著，2个品种表现一致。随着施肥量的增加，产量极显著增加，其中，隆两优1212的F3处理比F1处理增加1.25 t/hm2，隆两优华占增加1.29 t/hm2。

2个品种的氮素籽粒生产效率（IE）均随着施肥量的增加而下降，其中隆两优华占的施肥量对IE的影响达显著水平，与F1处理相比，F3处理平均下降14.16～23.26 kg/kg。基本苗配置对隆两优1212的IE影响达显著水平，表现为D4＞D2＞D3＞D1。氮肥偏生产力（PEP）均表现为随着施肥量的增加而极显著下降，与F1处理相比，F3处理平均下降59.36%～59.69%。另外基本苗配置、基本苗配置与施肥量互作对PEP影响不显著。

表3 基本苗配置与施肥量对机插杂交稻产量构成的影响

图1 基本苗配置对机插杂交稻高峰苗的影响

图2 施肥量对机插杂交稻成穗率的影响

2.2 基本苗配置与施肥量对产量构成的影响

由表3可知，2个品种的有效穗数随着施肥量的增加而增加，其中隆两优华占达显著水平，与F1处理相比，F3处理增加14.88%～17.65%。施肥处理下的每穗粒数、结实率和千粒重无明显差异，总颖花量表现为F2和F3处理显著高于F1处理，且2个品种规律一致。可见，增施肥料主要通过增加有效穗数，从而增加总颖花量来达到高产。

基本苗配置对2个品种有效穗数的影响表现为D1＞D2、D3＞D4、D3＞D2，每穗粒数表现为D1、D2平均高于D3和D4，即每丛单本的处理每穗粒数高于每丛双本的处理，而相同本数下，不同密度之间每穗粒数差异不明显（隆两优1212的D1与D2处理例外）。2个品种的总颖花量表现为D1＞D2、D3＞D4、D3＞D2，与有效穗数的规律基本一致，且隆两优1212达显著水平。此外，基本苗配置对结实率和千粒重无显著影响。

2.3 基本苗配置与施肥量对成穗率与高峰苗的影响

由图1、图2可知，施肥量对2个品种高峰苗和成穗率的影响均达到显著水平，且趋势表现一致。随着施肥量的增加，高峰苗表现为显著增加，成穗率表现为显著降低。基本苗配置对高峰苗和成穗率的影响也达到显著水平。2个品种的高峰苗表现为D1＞D2＞D3＞D4，成穗率则表现为D3和D4较高。

表4 基本苗配置与施肥量对机插杂交稻叶面积指数、干物质积累和收获指数的影响

2.4 基本苗配置与施肥量对叶面积指数、干物质生产及收获指数的影响

齐穗期叶面积指数（LAI）、全株干质量、成熟期干物质生产均表现为随着施肥量的增加而增加，且达到显著水平，2个品种规律一致（表4）。齐穗期单茎质量表现为F2＞F3＞F1。花后干物质生产表现为隆两优1212随着施肥量增加而增加，隆两优华占在中等施肥水平（F2）下最高。另外，隆两优华占的收获指数表现为随施肥量增加而增加，其中F3处理比F1处理高2.44个百分点，隆两优华占则无显著差异。

基本苗配置对LAI的影响表现为D1处理显著高于D2、D3和D4处理。单茎质量表现为D1和D2处理平均比D3和D4处理高，但是差异没有达显著水平。齐穗期和成熟期干物质生产表现为D1＞D2、D3＞D4、D3＞D2，除隆两优1212齐穗期干物质外，其他指标均达显著水平。2品种花后干物质生产规律不一致，其中隆两优1212以D1处理最多，达568.08 g/m2，而隆两优华占以D4处理最高，为476.10 g/m2。2个品种的收获指数表现也不一致，其中隆两优1212表现为D2＞D1、D4＞D3、D2＞D3，隆两优华占表现为D2＞D1、D3＞D4、D3＞D2。

3 讨论

合理的基本苗与移栽密度有利于构建适宜的群体起点，适宜的水稻群体起点是获得高产的基础[14]。钱银飞等[15]研究表明，机插规格25 cm×14 cm且4苗/丛时，个体与群体的协调最好，产量表现最高。崔思远等[16]等通过比较不同机插株行距配置对水稻生长和产量的影响，表明机插株行距为25 cm×11 cm适合于江苏省水稻机械化生产。本试验以2种基本苗与3个机插密度搭配，设置了4种不同的基本苗配置。2个水稻品种的有效穗数、总颖花量、干物质生产均表现为D1＞D2、D3＞D4、D3＞D2，即在基本苗相同的情况下，密度越大，有效穗数、总颖花量和干物质生产越多；在密度相同的情况下，有效穗数、总颖花量、干物质生产表现为双本插高于单本插。每穗粒数、齐穗期LAI和单茎质量均表现为D1、D2处理比D3和D4处理高，表明每丛单本比每丛双本更有利于水稻个体的生长，但4种基本苗配置间产量变化差异不显著，可能的原因是密植设置的间距较小及水稻的自动调节能力强。在本文4种基本苗配置的基础上，增大2个品种单本栽插密度或者减少双本栽插密度是否存在更适宜的密度，有待进一步研究。此外，与D3、D4处理相比，D1和D2处理节约了三分之一到二分之一的用种量。综合生产成本与产出（产量），本研究表明基本苗配置为23.5～28.6万丛/ hm2、每丛插单本更适合湖南地区机插杂交中稻生产。

针对我国水稻生产普遍存在施肥量较多、利用率低且流失严重等问题[17-18]，我国提出“两减一增”政策，即减农药、减化肥、增加效益。然而研究认为，增加密度、减少氮肥用量既可实现高产又能显著提高氮肥利用率[19-21]。本研究表明，随着施肥量的增加，2个品种齐穗期群体与个体干物质量均表现为增加趋势，成熟期干物质生产显著提高，有效穗数和每穗粒数增加，最终显著提高产量，但氮素籽粒生产效率和氮肥偏生产力显著降低。前人研究表明，随着施肥量的增加，产量先增加后下降[22-25]。但本研究发现，产量随着施肥量的增加而显著增加。究其原因，一方面可能本试验全生育期均施用N∶P∶K比例为15∶15∶15的三元复合肥，而其他试验多以单元素肥料为主，设置不同的氮肥梯度或运筹，磷钾肥用量一致。另一方面可能是本试验所选用的品种需肥量较大，但具体原因有待进一步探究。

综上所述，湖南地区机插杂交中稻在施肥量900～1 400 kg/hm2与基本苗配置23.5～28.6万丛/hm2、单本/丛时，既可获得高产，也可获得较大经济效益。

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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