钵苗和毯状机插方式对杂交中籼稻产量形成的影响

水稻是重要的粮食作物，其生长过程中栽管环节较多，劳动强度大和用工量多。传统的水稻种植生产模式相对落后，特别是近年来，农村劳动力，尤其年轻一代青壮年大量离土离乡从事非农业生产，农业生产面临劳动力严重不足的局面，进而导致闲置农田大量增加，这一局势威胁着我国乃至世界的粮食安全。通过土地流转途径，以大户或农业公司为单位的大规模经营模式可能是缓解这一矛盾的有效途径。然而，提高水稻生产效率仍是大规模经营模式的限制瓶颈，机械化生产是稻作安全高效生产的必然趋势。

近年来，全国各水稻主产区均加大了水稻机插的研究与示范，通过多年的试验和完善，已基本形成了常规粳稻毯状育秧机插的技术体系，并在大面积试验示范中取得成功。但到目前为止，杂交中籼水稻机插的育秧技术尚不成熟，对机插杂交中籼水稻的生育特性、高产形成规律以及丰产技术途径的系统研究也不够。生产上杂交中籼水稻机插技术大多移植应用或简单套用常规粳稻毯状盘育秧技术和大苗手栽的大田管理技术。为此，该研究拟设置不同的育秧方式处理，重点研究机插育秧方式对杂交中籼稻产量形成的影响，探索杂交中籼水稻机插适宜的育秧方式，旨在为选择适宜机插作业的育秧方式，提高机插杂交中籼稻产量提供理论基础和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验设计

于2021 年在庐江县郭河现代农业示范区进行大区对比试验，每区大小为25 m×56 m，以陆两优4026、新两优611、徽两优9810、徽两优898、丰两优晚三、丰两优3305、深优513、深优9577、荃优丝苗及荃香优512 等10 个品种为参试材料。试验设置钵苗机插和毯状秧机插2 种机插方式处理，各机械栽培方式种植密度均按照高产栽培模式进行，钵苗机械移栽株行距为13 cm×33 cm，毯状秧机插株行距为17 cm×25 cm。各试验处理于同一天育秧（5 月 17 日）和移栽（6 月 12 日），水稻生长发育过程中水分管理采用浅湿灌溉模式，肥料运筹为：纯氮300 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2及 Zn 等微量元素，其中氮肥基肥、分蘖肥均为30%，穗肥40%；磷肥、钾肥基肥和追肥各为50%。病虫草害防治参照高产田进行。

1.2 测定内容与方法

1.2.1 水稻生育期的记载。从秧苗移栽开始，随机选取植株30 株，并标记叶片，用于生育期的记载。记载生育期包括分蘖期、始穗期、抽穗期、齐穗期、乳熟期和成熟期。

1.2.2 干物质积累动态调查。单位面积上生物量采用3 点取样，每个点选取3 株，按叶、茎鞘及穗（花后）器官分开装袋，置于烘箱中105℃杀青0.5 h 后，再80℃烘干至恒重称重。

1.2.3 产量及其构成因子的调查及处理。于成熟期在各小区随机选取10 穴稻株考种，测评有效穗数、穗粒数、结实率和千粒重指标，此外，每小区选取20 m2的面积用于产量的计算。

1.2.4 光合生产潜力的测定。光合指标测定包括净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率。测定时间为盛花期晴朗无云的天气，于每日 09：30—12：30 选取长势一致且无病虫害的顶部完全展开叶，并使用 Li-6400（Li-Cor Inc 公司，美国） 便携式光合作用系统自带6400-02 LED 红/ 蓝光源叶室测定光合参数。测定时内部提供光强1 200 μmol/（m2·s），温度为25℃，每小区3 个重复。

1.2.5 产量及其构成因子的调查及处理。于成熟期在各小区随机选取10 穴稻株考种，测评有效穗数、穗粒数、结实率和千粒重指标，其中每穗实粒数大于5 粒的稻穗定义为有效穗，结实率采用波尔溶液的测定方法，即把籽粒置于比重1.08 的盐溶液里，静置后把悬浮在溶液中的籽粒和沉在底部的籽粒分别烘干称重及计数，悬浮在溶液中的籽粒为空秕粒，底部籽粒为实粒，结实率（%）=实粒/（空秕粒+实粒）×100。此外，每小区选取20 m2用于测产。

1.2.6 数据计算和统计分析。数据采用Microsoft Excel 2010和IBM SPSS Statistics 软件进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同机插方式水稻生育期的记载

从表1 可以看出，除陆两优4026 全生育期少于120 d以外，其余各品种生育期绝大部分为120～130 d。10 个品种在以钵苗机插和毯状机插的方式种植时，播种期、移栽期均为26 d（表1）；自分蘖期起，各品种表现出明显的差异。总体来说，2 种机插方式在分蘖期生育期相差0～10 d；抽穗期到齐穗期间不同品种间也有1～4 d 的差异。总体而言，毯状机插条件下生育期较钵苗机插延长2～6 d。抽穗期到齐穗期的时间越短，证明品种的群体素质相差并不明显，说明水稻的长势整齐期的差异主要表现在孕穗期至乳熟期间生育天数的显著差异，此时植株正处于由营养生长到生殖生长的旺盛时期，也是生殖生长最重要的时期。

表1 不同机插方式下杂交中籼关键生物期及全生育期天数

2.2 不同机插方式对水稻干物质积累量的影响

在分蘖期时水稻干物质积累量的比较为钵苗机插＞毯状机插，处理间差异达显著水平（表2）。可能是钵苗机插方式的秧苗素质要高于毯状机插方式的秧苗，进而有利于植株株高、分蘖数、叶面积等指标的生长发育，从而获得较高的钵苗机插的干物质累积量。但至齐穗期，毯状机插的平均生物量为16 282.5 kg/hm2，是钵苗机插的1.61倍，处理间差异达显著水平（P＜0.05），主要原因可能是毯状秧有较多的分蘖数或穗数。对于不同品种而言，2 种机插方式下丰两优3305 在抽穗期表现出最高的干物质积累量，其次是徽两优898，而陆两优4026 干物质累积量最低。

表2 不同时期干物质积累量 kg/hm2

2.3 不同机插方式对水稻光合生产潜力的影响

从表3 可以看出，钵苗机插水稻的净光合速率较毯状机插净光合速率高0.48～6.32 μmol/（m2·s）；气孔导度、胞间二氧化碳浓度以及蒸腾速率在处理间的变化趋势与净光合速率基本一致。对于各品种而言，无论在钵苗机插条件下，还是在毯状机插条件下，陆两优4026 和深优513都表现出更高的光合生产潜能，而徽两优898 的光合生产能力相对较低。

2.4 不同机插方式对水稻产量及其构成因子的影响

从表4 可以看出，采用钵苗机插方式的各品种水稻每穗粒数为126.38～252.47 粒，显著高于毯状机插水稻（P＜0.05）。采用毯状机插方式的水稻产量为7 429.65～10 119.30 kg/hm2，钵苗机插水稻产量则为6 561.00～10 937.55 kg/hm2，其中，丰两优3305、荃香优512、徽两优898、深优9577 分别较毯状机插增产20.4%、16.2%、14.2%、13.0%，差异显著（P＜0.05）。

表4 不同品种水稻不同栽插方式水稻的产量及其构成因素

3 结论

试验结果表明，钵苗机插较常规的毯状机插有一定的生长发育优势及增产效果，可能是由于钵苗机插水稻育秧盘结构由多个小孔构成，可确保每孔秧苗独立，根系有较大的生存空间，有利于培育壮秧。

此外，生物量是产量形成的物质基础，其中花前累积的物质和花后光合生产能力决定着产量形成，一般来说，灌浆期光合生产能力对籽粒形成的贡献度达60%以上。研究表明，虽然毯状机插水稻花期的生物量明显高于钵苗机插水稻，但光合生产能力显著低于钵苗机插水稻处理，最终导致产量受到明显的影响。基于此，可以推断，毯状机插条件下产量受限的生理机制与较低的光合生产能力有关。

对于10 个参试品种而言，徽两优898 和徽两优9810 品种较其他品种表现出更高的产量水平和适宜的生育特性，表明该品种可以视为安徽稻作区高产品种。但从光合特性来看，徽两优898 和徽两优9810，特别是徽两优898 的光合生产能力显著低于其他参试品种（表3），而抽穗期生物量也处于中等水平（表2），但仍可获得高产，潜在的机制可能是徽两优898 能充分利用光合产物及花前累积生物量，初步调查表明，徽两优898 较其他品种表现出更高的收获指数（数据未呈现）。该研究还表明，未来机插高产中籼稻的选择不能单纯以物质累积量和（或）光合生产潜能来衡量其产量水平，收获指数可能是更适宜于衡量机插中籼杂交稻产量潜力的指标。

表3 抽穗期各品种光合参数