肥密处理对北方高产杂交粳稻群体结构及产量性状的影响

张 雪，张 城*，李如海，李全英，梁传斌，张满利，王彦荣，苏玉安，陈亚君，李春凯，隋国民

（辽宁省水稻研究所，沈阳 110100）

水稻是我国主要粮食作物之一，世界上一半以上的人口以大米为主食。随着经济发展，社会进步，人们对水稻的品质要求也越来越高，因此水稻的产量和品质成为水稻育种和生产中的重要指标。杂交水稻具有高光效、高水效、高肥效，抗逆性强—“三高一抗”的特点，在产量、抗性和适应性方面具有极大优势。 但目前生产上为了片面追求高产，习惯性过量施用氮肥，既浪费肥料，又污染生态环境，而且过量施用氮肥使稻米蛋白质含量升高，降低了稻米的品质［1］［2］。水稻的栽植密度是影响群体结构的主要因素，在不同的肥力水平下，需要搭配不同的栽植密度形成合理的群体结构，才能更有效地利用温光资源［3］。 可以说，施氮量和插秧密度是水稻生产栽培的制约因素，只有良种良法充分结合，肥力密度合理调控，才能提高水稻生产效率，发展可持续农业生产［4］。 为此， 本试验以北方高产杂交粳稻辽优9906 为试材， 以不同施氮量和插秧密度对群体结构及产量性状的影响为依据， 优化北方高产杂交粳稻的肥密组合，为良种良法配套提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及试验地点

试验于2017 年在辽宁省大连市庄河市兰店乡官甸村（123°01＇E， 39°43＇ N）进行。试验地点土壤有机质17.4 g／kg、全氮0.108%、全磷0.05%、全钾1.3%、速效氮90 mg／kg、速效磷10.5 mg／kg、速效钾66 mg／kg、土壤pH 值为5.58。 以辽宁省水稻研究所选育的杂交粳稻辽优9906 为试验材料。

1.2 试验设计

试验采用二因素裂区设计（表1），主处理为施氮量（A因素），设3 个水平， 以生产上惯用的全生育期施氮量15 kg／667 m2为标准， 各水平分别为标准施氮量的100%（A1）、90%（A2）、80%（A3），施肥方式按照基肥：蘖肥＝6：4施用；副处理为栽培密度（B 因素），设4 个水平，行株距分别为30 cm×13.3 cm（B1）、30 cm×16.5 cm（B2）、30 cm×19.8 cm（B3）、30 cm×23.1 cm（B4）， 试验设3 次重复（r＝3），试验田间管理按高产田标准管理。

表1 试验设计

1.3 测试内容与方法

1.3.1 茎蘖动态 移栽返青后， 选择长势一致的连续10株，每隔10 d 调查一次分蘖数，取平均值，直至分蘖盛期。1.3.2 群体透光率 利用SunScan 冠层分析系统 （SunScan Canopy Analysis System），于开花期测量群体透光率。

1.3.3 干物质积累 分别于开花期、抽穗期、抽穗后20 d，选择长势一致的连续10 穴取完整植株，按照穗、茎、叶分离后，于烘箱中105 ℃杀青，80 ℃烘干至恒重，称重。

1.3.4 产量及产量构成因素 于成熟期，取长势均匀一致且具代表性的连续5 穴植株，室内晾干进行考种。 测定株高、穗长、有效穗数、穗粒数、实粒数、秕粒数、千粒重等产量性状，计算理论产量。 同时，收1 m2植株稻谷，实际测产，折合安全水分，计算实际产量。

1.4 数据分析

应用Excel 软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 肥密处理对产量及产量构成因素的影响

2.1.1 产量及产量构成因素的方差分析 不同肥密处理下产量的方差分析表明（表2），各肥密处理间的产量均存在显著和极显著的差异，其中不同密度处理间的产量差异达到极显著水平，说明辽优9906 的产量受密度影响较大。

表2 不同肥密处理产量方差分析F 值

图1 不同肥密处理下的产量

2.1.2 产量与产量构成因素的相关分析 由表3 可见，在正常施氮、减氮10%和减氮20%肥力水平下，产量与有效穗数之间的相关系数分别是0.912、0.969 和0.573，很明显当肥力水平降低到80%时，有效穗数不是影响产量的关键因素。 在三个肥力水平下，产量与结实率之间的相关系数分别是0.693、0.407 和0.878， 说明随着肥力水平下降，结实率成为影响产量的关键因素， 结实率越高产量越高，80%的肥力水平影响了籽粒的灌浆。

表3 不同施N 处理产量及产量构成因素的相关分析

2.2 不同肥密处理对分蘖动态的影响

由图2 可知， 在三种肥力处理下， 分蘖数均表现为B4＞B3＞B2＞B1，随着株距增加，空间增大，分蘖数基本呈现逐渐增加的趋势， 并且最高分蘖数出现在相同时期。 在100%肥力下，T1 处理即密度为B1（30 cm×13.3 cm）时，分蘖数远远低于其他三个密度处理，其他三个密度处理间差异不明显。 说明B1 密度妨碍了分蘖的发生，株距过小，不利于建立高产群体。 在减N10%肥力处理下，四种密度处理的分蘖数差距增加，T9 处理即密度为B4 （30 cm×23.1 cm）时最高分蘖数最大，在分蘖盛期时达到35 株／穴；当减N20%时，各密度处理的分蘖数差距不明显。相同密度处理下，均表现在减N10%肥力水平时的分蘖数最大。

图2 不同肥力不同密度处理的分蘖动态

2.3 不同肥密处理对群体叶部的影响

图3 是开花期群体透光率和叶面积指数， 由图可见，T1～T4 的群体透光率明显低于其他处理，随着肥力梯度降低，群体透光率升高，但是在减N10%和减N20%肥力处理下，差异不明显。 说明肥力降低有利于建立一个通风透光的群体结构， 但肥力低至80%以下影响叶片的营养生长，不能继续提高群体透光率。 随着株距增加，群体透光率逐渐增加， 但是三种肥力水平下的B3 和B4 处理差异不明显，说明增大植株间距离可以通风透光，从而增强下部叶片的光合作用， 但是株距增加至19.8 cm 以上时递增效果消失。

图3 肥密处理对群体透光率和LAI 的影响

开花期各处理的叶面积指数随着肥力降低，LAI 逐渐降低，并且随着株距增加，LAI 也呈现下降趋势。 说明高肥高密能在一定范围内提高叶面积指数。但是T1～T4 差距并不明显，说明当肥力到达一定水平后，密度增加并不能调高叶面积指数，高肥高密下植株分蘖降低，影响了有效叶片生长。

2.4 不同肥密处理对干物质积累的影响

图4 为齐穗期单株干物重，由图可见，在正常肥力处理下，单株干物重为T2＜T1＜T3＜T4；在减N10%和减N20%肥力处理下， 单株干物重为T5＜T6＜T7＜T8 和T9＜T10＜T11＜T12。 总体趋势为株距越大，干物质积累量越大。 正常肥力水平下穗部干物重高于其他两种肥力处理，说明肥力高有利于提高干物质运输速度。 T6、T7 和T8 的单株干物重总量均高于其他两种肥力水平中相同密度处理的干物重总量，其中茎秆干重所占比例最高，说明减N10%肥力水平更有利于干物质总量的积累，齐穗期大部分养分还在茎秆的运输中，比正常肥力水平稍有延时。

图4 不同肥力水平下不同密度处理对干物质重的影响

3 结论

通过对高产杂交粳稻辽优9906 施氮量和插秧密度的二因素列区试验可以看出，30 cm×16.5 cm 密度搭配施氮量降低10%肥力为最优肥密组合。密度处理对产量影响大于肥力处理，株距增加，空间增大，分蘖数增加；如果过于追求增加密度会妨碍分蘖的发生， 不利于建立高产群体。在生产上可以通过适当调节插秧密度构建理想群体结构。施氮量降低10%，物质运输稍有延时，产量并没有明显下降。 可见，当前生产上惯用的肥力过剩，可适当降低施氮量，提高氮肥的使用效率。但是当肥力降低20%时，群体有效穗数降低， 籽粒的饱满程度成为影响产量的主要因素，高产型杂交粳稻肥力的减少不宜超过20%。