不同基本苗对早稻分蘖和产量形成的影响

刘马养，彭云昌，杨 阳，徐庆国

（湖南农业大学农学院，长沙410128）

湖南作为水稻主产区，其水稻优质高产的保证对中国粮食安全具有十分重要的现实意义。据报道［1］，湖南早稻生产中，经常出现有效穗数不足现象，主要原因是基本苗不够和每株分蘖数不多，特别是在5月气温比较低的年份，常出现“低温不发”现象。水稻合理密植作为提高水稻产量行之有效的农艺措施，不仅可充分发挥水稻较强的分蘖与群体自身调节能力的特性，减少水稻群体内行间、株间生长竞争，避免前期生长过于繁茂，达到单位面积理想穗数，而且还保证稻田能充分利用光能，积累较多的有机物质，达到水稻高产的目的［2］。

水稻合理密植主要包括合理的每蔸基本苗数、单位面积蔸数和行株距配置方式等3个方面［3］。刘文祥等［4］研究表明，密度和栽插苗数两者互作效应对早稻产量影响极显著，其栽插苗数与产量呈抛物线关系，产量随着栽插苗数的增加呈先增后降趋势。另有研究表明［5］，常规粳稻机插的栽插苗数对产量的影响大于栽插密度的影响，以每穴4苗左右最有利于水稻高产的形成。水稻合理密植获得高产的关键又在于群体对光能截获水平能否充分发挥水稻光合生产潜能［6～8］。合理的密度和栽插苗数主要通过调控和优化群体结构，达到延长功能叶寿命，提高群体光合效率的目的［4］。前人在单位面积移栽穴数方面做了大量工作，而对每穴移栽苗数研究较少，同时对于杂交稻与常规稻在同一栽培模式下不同移栽苗数对产量及产量构成因素的影响报道也较少。为此，本研究选用目前湖南生产上大面积应用的两系杂交早稻品种陵两优211与常规早稻品种湘早籼6号，在相同栽培模式和肥水管理条件下，测定不同基本苗数处理的农艺性状及产量构成因素等指标的差异，以筛选出适合本地区栽培水稻品种的适宜移栽基本苗数，为湖南水稻大面积生产及高产优质栽培提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料采用2个早稻品种：两系杂交稻品种陵两优211，常规稻品种湘早籼6号。

试验田位于浏阳市沿溪镇湖南农业大学教学科研综合基地，土壤pH为5.4±0.3。耕地全部通过了田园化改造为高标准农田，机耕水泥道路相联通。土壤肥力中等，排灌方便。

1.2 试验设计

试验于2019年3～7月湖南早稻生产季进行。试验为不同品种与不同基本苗数双因素试验，随机区组设计。杂交早稻品种陵两优211（A）设置AT1（1苗/穴）、AT2（2苗/穴）、AT3（4苗/穴）、AT4（6苗/穴）等4个处理；常规早稻品种湘早籼6号（B）设置BT1（1苗/穴）、BT2（2苗/穴）、BT3（4苗/穴）、BT4（8苗/穴）等4个处理。整个试验共设置8个处理，3次重复，24个小区，小区面积16 m2。

2019年3月30日播种，硬盘育秧，秧龄26 d，于4月25日移栽。株行距20 cm×20 cm，每小区400蔸。试验区四周设保护行，小区间留走道和灌、排水沟。各小区总施肥量相同，全生育期施肥量为纯N 159.5 kg/hm2，P2O586.25 kg/hm2，K2O 93.75 kg/hm2。具体施肥种类与施肥量：尿素343.75 kg/hm2，过磷酸钙718.75 kg/hm2，氯化钾156.25 kg/hm2。其中，尿素109.38 kg/hm2、氯化钾93.75 kg/hm2于移栽后5～7 d追施。田间灌溉方法采用深水活蔸，浅水分蘖，湿润长穗，干湿壮籽。人工除草，不使用化学除草剂。按当地病虫测报进行病虫防治，用足水量，不打高残留药剂。湘早籼6号于7月14日收获，全生育期106 d；陵两优211于7月17日收获，全生育期109 d。

1.3 观测项目

（1）茎蘖动态。每小区设2个调查点，每点定5蔸，移栽后7 d秧苗活蔸返青的分蘖初期开始，每隔3 d调查1次茎蘖数。

（2）叶面积指数。各小区于分蘖期和乳熟期分别取代表性植株2蔸，测定叶面积指数。单片绿叶面积=叶长×叶宽÷1.4，叶面积指数=每蔸绿叶面积（cm2）×每公顷蔸数÷108。

（3）叶片SPAD值。各小区于乳熟期选前、中、后3个调查点，每个调查点取植株2蔸，每蔸取1片水稻剑叶，利用SPAD-502叶绿素仪测定水稻剑叶前、中、后3个部分的SPAD值，求其总平均值即为相应处理叶片SPAD值。

（4）干物质量。各小区于成熟期随机取样3蔸，洗净泥土，分为根、茎叶和谷穗，于105℃杀青30 min，再经80℃烘干至恒重后称重。

（5）产量测定及室内考种。各小区在成熟收获前随机取样3蔸，进行室内考种。成熟时全部收割，计算实际产量。

1.4 数据统计分析

数据使用Microsoft Excel 2019录入和作图，采用SAS 9.4中Mixed model软件对数据进行处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 基本苗对早稻茎蘖动态的影响

由图1可知，两个供试水稻品种不同基本苗处理均无明显的分蘖高峰期，可能受湖南省2019年5月气温较低的影响，早稻分蘖出现“低温不发”现象。杂交早稻品种陵两优211不同基本苗处理均在移栽后31 d分蘖增长速度开始放缓，其中AT3和AT4处理的分蘖数在移栽后43 d达到高峰，然后开始逐渐下降，AT1和AT2处理在移栽后49 d出现相同状态。早稻品种湘早籼6号除BT4基本苗处理的分蘖增长速度在移栽后21 d开始增长缓慢，其余3个处理的分蘖增长速度与杂交早稻品种陵两优211所有处理一致。此外，BT3和BT4处理茎蘖数在移栽后40 d左右开始出现下降趋势，移栽54 d后趋于平缓，BT1和BT2处理茎蘖数先缓慢增长至移栽后54 d均未出现下降趋势。

图1 不同基本苗处理的两个早稻品种茎蘖动态Fig.1 Tillering dynamics of two early rice cultivars under different basic seedlings treatments

2.2 基本苗对早稻叶面积指数的影响

两个供试早稻品种在水稻分蘖期的叶面积指数与其移栽基本苗数呈正相关，在乳熟期则与栽插基本苗数呈负相关。杂交早稻陵两优211分蘖期的4个处理间的叶面积指数差异达到显著水平，以AT4处理的最高，较AT1、AT2、AT3的分别增加了181.45%、57.16%、17.79%；湘早籼6号以BT4处理的叶面积指数最高，与其它处理差异均达到显著水平，增幅分别为339.27%、83.12%、40.64%；说明增加移栽基本苗有利于分蘖期水稻叶面积指数的增加。陵两优211在乳熟期的叶面积指数以AT1处理为最高，但处理间无显著差异；湘早籼6号各处理的叶面积指数大小依次为BT1＞BT3＞BT4＞BT2，以BT1处理的叶面积指数最高，为2.189，其与BT3处理无显著差异，与BT2和BT4处理的差异达显著水平（表1）。

2.3 基本苗对早稻叶片SPAD值的影响

由表1可知，两个供试早稻品种乳熟期叶片SPAD值均以1苗/穴处理最高，且随着移栽基本苗数的增加，两个供试早稻品种叶片SPAD值相应降低，两个早稻品种叶片叶绿素相对含量也相应降低。陵两优211的叶片SPAD值以AT1处理最高，为42.0，与AT4处理的差异达到显著水平，与其他两个处理无显著差异。湘早籼6号的叶片SPAD值以BT1处理最高，为41.9，与其他3个处理的差异达到显著水平。

表1 不同基本苗处理的早稻叶面积指数、SPAD值和成熟期干物质量Table 1 Leaf area index and SPAD value of early rice cultivars under different basic seedlings treatments

2.4 基本苗对早稻成熟期干物质量的影响

表1显示，陵两优211的地下部分和地上部分干物质量均以AT3处理的最高，该处理的地下部分干物质量与AT1、AT4处理的差异达到显著水平，其增幅分别为37.13%、12.84%，但与AT2处理的差异未达显著水平。该结果表明该杂交早稻的地下部分干物质量的变化趋势为随移栽基本苗增加先增高后降低。陵两优211的地上部分干物质积累与其地下部分的变化趋势相似，其大小依次为AT3＞AT4＞AT1＞AT2，AT3处理的地上部分干物质量与AT1、AT2处理的差异达到显著水平。湘早籼6号的地下部分干物质量与其移栽基本苗数呈正相关，其大小变化趋势为BT1＜BT2＜BT3＜BT4，BT4处理与BT1处理的差异达到显著水平，而与BT2、BT3处理的差异未达显著水平。湘早籼6号的地上部分干物质量变化趋势与陵两优211相似，随着移栽基本苗数的增加，其地上部分干物质量先增高后降低，以BT3处理的4696.70 kg/hm2最高，与其他3个处理的差异达到显著水平。

2.5 基本苗对早稻产量构成因素和产量的影响

两个供试早稻品种的产量受移栽基本苗数的影响较大，在一定范围内，其产量随基本苗数的增加而呈递增的趋势。杂交早稻品种陵两优211的产量以AT4处理的5604.17 kg/hm2最高，其与AT1、AT2处理的差异达到显著水平，与AT3处理的差异未达显著水平，其增幅依次为16.20%、10.25%、1.32%。早稻品种湘早籼6号的产量大小关系为BT3＞BT1＞BT4＞BT2，以BT3处理的3265.42 kg/hm2最高，与BT2处理差异达到显著水平，与BT1、BT4差异不显著。两个供试早稻品种的有效穗数的变化趋势与其产量的变化趋势一致。陵两优211的有效穗数大小依次为AT4＞AT3＞AT2＞AT1，以AT4处理的469.44万穗/hm2最高，处理间的差异均未达显著水平。湘早籼6号的有效穗数大小依次为BT4＞BT1＞BT3＞BT2，以BT4处理的394.44万穗/hm2最高，其与BT2处理差异达到显著水平，与BT1、BT3处理差异未达到显著水平（表2）。不同基本苗、不同早稻品种的每穗实粒数、每穗总粒数和结实率的变化趋势与其产量的变化趋势相反，即随着基本苗数的增加而呈减少趋势。两个早稻品种处理间的千粒重差异不大，均未达显著水平，表明早稻品种的千粒重受其品种遗传特性影响较大。

表2 不同基本苗处理的早稻产量构成因素和产量比较Table 2 Comparison of yield components and yield of early rice cultivars under different basic seedlings treatments

本研究结果显示，与常规早稻相比，随着移栽基本苗数的增加，杂交早稻产量的最大增长幅度比常规早稻小，杂交早稻的最大增长幅度为16.20%；而常规早稻的为21.79%，表明基本苗对常规早稻产量的影响更大。杂交早稻有效穗数最大增长幅度为17.36%，常规早稻为36.54%，说明无论杂交早稻还是常规早稻，其有效穗数都随着移栽基本苗的增加而呈增加趋势，且常规早稻的最大增长幅度大于杂交早稻。杂交早稻的每穗实粒数的最大降低幅度为18.15%，明显低于常规早稻的21.72%，表明常规早稻每穗实粒数的下降趋势更明显，而在每穗总粒数上杂交早稻的最大降幅为25.93%高于常规早稻的21.87%。杂交早稻结实率的最大下降幅度为7.38%，常规早稻的最大下降幅度为6.00%，差异并不明显，且杂交早稻与常规早稻千粒重的差异并不大，表明早稻品种的结实率和千粒重受其品种遗传特性的影响较大。

3 讨论

3.1 水稻茎蘖动态

水稻茎蘖的消长动态对水稻的成穗率及单位面积穗数有直接影响，并最终影响产量。本研究发现，茎蘖数的增加明显受移栽苗数的影响，当移栽基本苗数达到6～8苗/穴时，无论杂交早稻还是常规早稻，每穴茎蘖数明显多于移栽基本苗数1～4苗/穴的，且较早达到分蘖高峰，当达到一定茎蘖数后，受光照、水肥、空间等条件的限制，分蘖数不再增加；1～4苗/穴处理因基本苗数较少，其分蘖高峰相对不太明显，因其生长空间大，光照水肥条件较好，仍继续分蘖，这与水稻个体与群体生长相协调理论一致，这一结论与曹志等［1］研究结果相似。本研究因受湖南省2019年4～5月低温的影响，早稻分蘖出现“低温不发”的现象，没有明显的分蘖高峰期。侯玉虹等［9］研究表明，水稻分蘖发生的最适温度范围为30～32℃，低于15～16℃或高于38～40℃均不利于分蘖发生，日均温降至15℃以下时分蘖会停止发生，也解释了早稻分蘖出现“低温不发”且无明显的分蘖高峰期的现象。朱德胜等［10］指出，应根据叶龄、综合气候及栽培因子等多因素建立合理的水稻茎蘖消长动态模型，及时掌握群体茎蘖动态，根据茎蘖动态采取相应的调控措施，促使群体向最佳茎蘖动态发展，提高有效分蘖数，以达到高产的目标。

3.2 水稻叶片光合能力

叶片是水稻进行光合作用和呼吸作用的主要器官，在水稻产量中，只有5% ～10%的物质来自根部吸收的营养物质，而90% ～95%的物质来自叶片光合作用的产物［11］。叶面积指数的大小决定了作物的光能截获率和光合作用面积，从而决定了作物干物质积累量和产量。本研究结果表示，水稻分蘖期的叶面积指数随移栽苗数增加而增加，这一结果与隋鑫等［12］的结果相一致。在乳熟期的叶面积指数随移栽苗数增加而降低，且同时期叶片SPAD值的变化趋势与其相一致，可能原因在于随着移栽苗数的增加，水稻群体过大，籽粒灌浆对光合产物和氮素有大量的需求，叶片中的光合产物和氮素的转移是不可避免的，这种转移造成了叶片叶绿素相对含量的减少以及叶片的衰亡，这一过程也被Sinclair等［13］描述为“自我消亡”。而移栽苗数少则籽粒灌浆所需的光合产物和氮素要求不高，叶面积指数和叶片SPAD值在后期仍能保持较高的水平。

3.3 水稻干物质积累

干物质积累是作物产量形成的基础，水稻籽粒产量的高低与干物质的增长速率和累积速率关系密切。从总体上看，水稻干物质累积主要受三方面的影响：一是生物学本身遗传特性的制约；二是环境条件，主要是气象条件的作用；三是农业技术措施和水平的影响。从本研究结果看，无论是杂交早稻还是常规早稻，其地下部分和地上部分干物质量均以移栽苗数4苗/穴的为最高，可能原因是水稻群体对环境资源等自我调节功能较强，以致干物质累积达到最大程度；也说明移栽苗数过少，不能有效利用土地、温光及肥水资源，因而用于自身干物质累积的养分吸收转运供给能力不足，也导致水稻群体生长量不足；移栽苗数过多，在有限的环境资源条件下，则易造成用于干物质积累的养分紧张，导致自身干物质累积量不足。这一结果与曹志等［1］研究结果相似，但其移栽苗数处理设置不够，如继续加大每穴移栽苗数，超过水稻群体的自我调节能力，可能取得差异明显且与本试验相一致的结果。

3.4 水稻产量及产量构成因素

本研究结果表明，两个供试早稻品种的4个基本苗处理的产量基本上随基本苗数的增加而增加，这与沈崇操等［14］和曹志等［1］研究结果相似，但其增产幅度未达显著水平。另外，随着基本苗数的增加，其有效穗数呈增加趋势，每穗实粒数、结实率均呈下降趋势，但千粒重差异不明显，这些结果与苏利英等［15］、王军等［16］的研究结果基本一致，表明供试2个早稻品种的产量提高主要依靠每穗粒数、结实率和千粒重的增加。