不同栽培措施对中稻“黄华占”生长和产量的影响

邢丹英，冯德豪，石垒,2，崔吉明，姜硕琛，黄登武，胡丰琴，胡抗，杜颖，冉旭，杜斌

1.长江大学农学院，湖北 荆州 434025 2.湖北省恩施土家族苗族自治州农业科学院，湖北 恩施 445000 3.湖北省恩施市芭蕉侗族乡农业服务中心，湖北 恩施 445033 4.湖北省建始县高坪镇农业服务中心，湖北 建始 445305 5.湖北省恩施市龙凤镇农业服务中心，湖北 恩施 445003 6.湖北省利川市团堡镇农业服务中心，湖北 利川 445420

水稻是我国重要的粮食作物，全国60%以上人口以稻米作为主要能量和蛋白质来源[1]。目前我国水稻产量连续8年保持在2亿t以上[2]。随着农村工业化和城市化进程不断加深，我国从2018年起主动调减水稻种植面积，考虑到国民人口的增长，到2030年中国水稻产量需要在现阶段基础上增加约20%才能满足基本粮食需求[3,4]。提高水稻单产是保证粮食安全的有效途径，而优化田间水肥管理和培育高产品种是提高单产的关键[5]。

江汉平原地处北亚热带季风气候带，一季中稻是主要的水稻生产方式。合理的播种期、施氮量、基本苗、水分是水稻生产过程中的重要栽培因素。已有研究表明，温度对水稻各生育阶段的生长有不同的影响[6]，苗期遇低温会影响水稻生理代谢导致成活率降低[7]，扬花期遇到高温会影响小穗生长，进而影响产量[8]，灌浆期遇冷害或高温胁迫会降低谷粒的灌浆速率，此外还会引起水稻倒伏[9]。因此，选择播种期时应考虑温光条件是否满足水稻生长，避免极端天气带来的灾害。基本苗直接影响水稻群体分蘖动态和产量[10]。适宜的基本苗有利于保持群体生产力，减少水稻无效分蘖，增加单位面积有效穗数，从而优化产量结构，提高产量[11]。氮和水分是决定水稻产量的关键因素，也是可人为调控最密切、影响最大的作物生长环境因子，对分蘖的产生和干物质积累有显著影响[12]。氮供应不足时水稻生长受到抑制，而氮供应过多时则会引起水稻无效生长，同时过量的氮肥施用往往导致氮肥利用率下降和农业面源污染[13]。水分是大田生产中肥效发挥作用的关键，水分供应不足或者过量均会对水稻植株生长造成逆向影响[14]。

“黄华占”是广东省农业科学院水稻研究所培育出的常规中稻，该品种产量高、品质优，价格优于普通稻谷5%左右，深受农民欢迎。为了更好地挖掘该品种在江汉平原的生产潜力，弄清“黄华占”在江汉平原地区的最佳配套栽培措施，研究探讨了播种期、基本苗、施氮量和水分对“黄华占”生长和产量的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为“黄华占”，由湖北荆楚种业股份有限公司提供。

1.2 试验地点

试验地点为湖北省荆州市李埠镇杨井村(30°21′N，112°09′E)。该地属亚热带季风气候，年平均气温16.5℃，≥10℃积温5094.9～5204.3℃，年平均降水量1095mm，年平均日照时间1718h。耕作层(0～20cm)土壤pH 6.5，全氮量2.36g/kg，全磷量0.57g/kg，碱解氮量93.6mg/kg，速效磷量48.3mg/kg，速效钾量121.6mg/kg。试验地为稻麦轮作模式，前茬作物为小麦。

1.3 试验设计

采用L9(34)正交设计，设置播种期(A)、施氮量(B)、基本苗(C)和水分(D)，4个试验因素，每个试验因素分为3个水平。

1) 播种期(A)：2018年和2019年的播种期均为4月25日(A1)、5月3日(A2)、5月10日(A3)。

2) 施氮量(B)：B1(纯N 100kg/hm2)、B2(纯N 150kg/hm2)、B3(纯N 200kg/hm2) ，氮肥施用比例为基肥∶蘖肥∶穗肥=5∶3∶2，以尿素(含N 46%)作为氮源。

3)基本苗(C):C1(基本苗22.5×104株/hm2，株行距为20cm×22cm)、C2(基本苗60×104株/hm2，株行距为17cm×18cm)、C3(基本苗120×104株/hm2，株行距为13cm×19cm)。

4)水分(D)：参照当地技术，在移栽后7d内统一灌水，按照设置的不同水层保持30d，D1(水层0cm)、D2(水层5cm)、D3(水层10cm)。

选用旱地育秧，采用长江大学农学院创立的田间间隔方法隔离不同试验小区，每小区面积12m2。秧龄30d后移栽大田，重复3次。纯P(施用过磷酸钙)施用量为90kg/hm2，纯K(施用氯化钾)施用量为150kg/hm2，磷、钾肥全部作基肥一次施入。其他栽培管理采用当地高产栽培方法。

1.4 测量项目与方法

水稻各生长阶段记录生育期；生理成熟后，每个小区调查2m2确定单株平均有效穗数，根据单株平均有效穗数取具有代表性植株5 穴，测量单穴有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重；产量由长势较一致、均匀且具有代表性的5m2谷物产量折算。在计算千粒重和产量时，将籽粒水分干燥至13.5%。

1.5 数据分析

采用EXCEL 2019软件整理数据，SPSS 22.0软件进行统计分析，以Duncan新复极差法 (SSR) 检测显著性(以P<0.05为差异显著)。

2 结果与分析

2.1 不同栽培因素组合对生育期的影响

由表1可知，在9个搭配处理中，2018年T3生育期最长，为126d，T7生育期最短，为120d，相差6d；2019年T3生育期最长，为129d，T8生育期最短，为123d，相差6d，将表1的各个处理进行方差分析，得出因素水分的均方最小(0.11)，将其作为空闲因子，再次进行方差分析，结果见表2。由表2可知，在2018年和2019年中，播种期和施氮量对水稻生育期的影响达到显著性差异水平(P<0.05)，且播种期每推迟1期生育期缩短1.7～2d，施氮量每增加50kg/hm2生育期延长0.3～2d；而基本苗和水分对水稻生育期的影响均未达到显著水平。

表1 不同栽培因素组合下的生育期Table 1 The growth period under the combination of different cultivation factors

表2 生育期正交设计校正分析Table 2 Orthogonal design correction analysis of growth period

2.2 不同栽培因素组合对产量的影响

由表3和表4可知，不同栽培措施对中稻“黄华占”产量有显著影响。2018年T2产量最高，T5产量次之，T1产量最低，T2产量比T1产量高15.62%；2019年T2产量最高，T5产量次之，T7产量最低，T2产量比T7产量高10.75%；不同施氮量和基本苗对中稻“黄华占”有显著影响(P<0.05)，其中施氮量在B2(纯N 150kg/hm2)、基本苗为C2(基本苗60.0×104株/hm2)时产量最高，2018年和2019年分别达到8702.50kg/hm2和9094.10kg/hm2，平均达到8898.30kg/hm2，播种期(A)和水分(D)则对产量无显著影响(P>0.05)。

表3 不同栽培因素组合下的产量Table 3 The yields under the combination of different cultivation factors

表4 产量正交设计校正分析Table 4 Correction analysis of output orthogonal design

2.3 产量构成因子的极差分析

由表5可知，施氮量和基本苗对单位面积有效穗有显著影响，2018年和2019年均以B2(纯N 150kg/hm2)和C2(基本苗60×104株/hm2)时单位面积有效穗最高，施氮量和基本苗的极差R分别排第1位和第2位，是影响单位面积有效穗的关键因素，播种期和水层则对单位面积有效穗的影响较小。水稻每穗粒数、结实率和千粒重主要由品种自身遗传特性决定，研究所选择的播种期、施氮量、基本苗、水分均未对其产生显著性影响，这与王建等[15]的研究结果一致。

表5 产量构成因子的极差分析Table 5 Range analysis of yield component factors

2.4 单位面积有效穗与产量的相关性分析

通过对2018年和2019年的单位面积有效穗数和产量均值进行相关性分析，结果(见图1)表明单位面积有效穗(x)与产量(y)之间具有显著相关性(R2=0.6859，P<0.05)。

图1 单位面积有效穗与产量的相关性分析 Fig.1 Correlation analysis of effective ears per unit area and yield

3 讨论

1)研究发现，随着施氮量的增加，产量先增加后降低，在B2(纯N 150kg/hm2)下产量最高。原因是过低的氮投入不能满足水稻对养分的需求，限制了水稻生长和产量形成，而过高的氮投入产生过多的无效分蘖，不利于产量的形成。因此纯N 150kg/hm2是最适宜“黄华占”的施氮量；基本苗是水稻群体发育的关键调控技术，对水稻产量形成有决定性的影响[16]。随着基本苗的增加，产量先增加后降低，在C2(基本苗60×104株/hm2)下产量最高。原因是较低的基本苗降低了成熟期有效穗数，同时减少了有效叶面积指数和营养生长期积累的碳水化合物，无法形成高产的水稻群体[17]，而过高的基本苗产生较多的无效分蘖和无效叶面积指数，增加了水分的蒸发和碳水化合物的浪费[18]，有效穗增加则每穗粒数、结实率和千粒重会呈现降低趋势[19]。播种期和水层对产量无显著影响，这与前人结论不一致[20]，原因可能是试验地处于荆州地区，设置的3个播种期时间间隔较短，水稻生长期温光和雨水条件无显著差异，在4月25日—5月10日之间的播种期均满足“黄华占”的生长。

2)两年间，播种期、施氮量、基本苗和水分的组合对有效穗、穗粒数、结实率、千粒重的影响表现各异。2年的数据分析表明，T5有效穗最高，T1穗粒数最高，T7结实率最高，T9千粒重最高；施氮量和基本苗的组合对穗粒数的影响分别为K3、K2水平下最高，此时，最优的栽培组合为A3B3C2D1；结实率的影响分别在K1、K3水平下最高，此时，最优的栽培组合为A3B1C3D2；千粒重的影响分别在K2、K3水平下最高，此时，最优的栽培组合为A2B2C3D1。综合考虑下，最佳的栽培因素组合为A1B2C2D2。

3)试验设计的因素与水平存有一定局限，且与轻简化栽培(直播栽培、机插秧栽培)存有距离，在后续研究中应有所加强，应针对播种期、施氮量、基本苗、水层、栽培方式与品种做进一步的研究，以更好地服务于生产实践。

4)试验中，基本苗和水分2个因素的差异未达显著水平，主要与土壤肥力水平与地下水层的水位有关。在后续研究中需要完善设计，以获得更加理想的结果。

4 结论

1)“黄华占”最佳的播种期为4月25日，施氮量为纯N 150kg/hm2，基本苗为60×104株/hm2，水层5cm，此时产量达到最高值，平均产量为8898.30kg/hm2。

2)在试验范围内，播种期和水层对产量的影响未达显著水准，施氮量和基本苗对产量影响显著，施氮量和基本苗主要通过改变单位面积有效穗数来影响产量， 单位面积有效穗和产量呈显著正相关。