行株距配置对三江6 号产量和品质的影响

范名宇，赵海成，刘显爽，郑桂萍，李红宇

（1.黑龙江八一农垦大学/农业农村部东北平原农业绿色低碳重点实验室，大庆 163319；2.北大荒农垦集团有限公司建三江分公司创业农场有限公司）

“民以食为天，食以稻为先”。水稻是中国第一大粮食作物，约2/3 的人口以稻米为主食。随着国际贸易的增加和生活水平的提高，人们对主食的需求由“数量型”向“品质型”转变，迫切需要在稳定产量的同时提高稻米品质，以满足供给侧结构性改革的需求。黑龙江省是我国最大的优质粳稻主产区，享有“中华大粮仓”的盛誉。目前增产增效空间日益变小，在现有技术的基础上，改良栽培措施，充分发挥不同品种的优质高产特性，是建三江地区水稻生产的一个重要研究方向。

栽培密度对稻米产量和品质具有重要的影响。相比于传统的均行种植，水稻宽窄行栽培是指插秧行距实行一宽一窄的栽培方式，在适宜范围内，宽窄行处理具有显著增产效果，归因于群体颖花量的增大，水稻中、后期群体生长率和净同化率相对较高，抽穗后群体光合势、干物质积累量及积累比例也明显提高[1-2]。研究发现，随株行距的增加，水稻单株分蘖数增加，单位面积分蘖数、抽穗期最大叶面积指数及其衰减率呈下降趋势[3]。适当降低水稻栽插密度，能有效增加单株成穗数和穗粒数，使个体与群体协调发展而获得高产[4]。但不同品种的最适种植密度不同[5]，常规粳稻产量以高密度处理最高，杂交籼稻、杂交粳稻以中密度处理产量最高[6]。赵海新等[7]利用不同穗型和分蘖力的品种研究发现，宽行距移栽有利于改善多蘖—弯穗型品种的群体生态环境，窄行距有利于提高少蘖—半直立穗型品种的空间利用。

学者针对不同插秧密度对水稻品质的影响已开展了大量研究。有研究指出，在盐碱地条件下行距和株距的增加，可降低稻米的垩白度和垩白粒率，对蛋白质和直链淀粉影响较小[8]，也有学者认为不同行距处理对加工和食味品质未产生显著影响[9]。蒋鹏等[10]指出移栽密度对杂交稻糙米率、精米率和直链淀粉影响相对较小，对垩白粒率、垩白度、胶稠度影响较大。黄建鸿等[11]认为提高栽插密度，有利于提高杂交稻品种的糙米率、整精米率，降低垩白度。程效义等[12]认为栽培密度对外观品质未产生显著影响，随着栽插密度的增加，两个品种食味值均显著提高，蛋白质含量显著下降，不同品种的直链淀粉含量对栽插密度的响应有所不同。由此可见，栽培密度对穗型、分蘖力、遗传背景不同品种的影响存在差异。如何合理安排不同品种的株行距配置，进而协调群体与个体、群体内环境与外环境、地上部分与地下部分、根系行间与株间分布的关系，是值得探讨的问题[13]。

目前研究多集中在插秧密度对高产水稻品种的影响方面，而对优质稻品种的研究较少，随着宽窄行插秧机的示范应用，机插密度对优质稻品种产量和品质的影响及适宜行株距配置还缺乏理论依据与技术指导。研究以建三江主栽优质粳稻品种三江6 号为材料，研究不同行株距对优质稻品种产量和品质的影响，探索三江6 号最适行株距配置，以期为优质稻品种机械化高产栽培提供理论与实践参考，为实现“藏粮于地、藏粮于技”的战略目标提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为三江6 号，香稻，主茎12 片叶，株高94 cm 左右，生育期136 d，需≥10 ℃活动积温2 500 ℃左右，分蘖力强，株型收敛，抗倒伏性强。

1.2 试验设计

试验于2021 年在建三江创业农场进行，采用二因素随机区组试验设计，于4 月16 日播种，5 月18日插秧。A 因素为行距，B 因素为株距，共6 个处理组合，每穴6～8 苗，具体处理如表1 所示。A1 采用久保田等距侧深施肥插秧机，A2 采用沃德宽窄行侧深施肥插秧机，供试肥料均为中化（N∶P∶K=21∶15∶16）侧深施肥专用肥，其他管理措施同当地生产田。

表1 行株距配置Table 1 Row and hill spacing

1.3 测定项目与方法

1.3.1 生育动态及SPAD 值测定

于分蘖盛期以及灌浆期在田间长势均匀处取两点，每点调查20 穴，测定株高、茎数以及功能叶的SPAD 值。

1.3.2 产量及产量构成因素调查

成熟期于田间长势均匀处进行取样，每个处理选两点，每点连续调查20 穴穗数，按平均穗数取植株4 穴，带回室内进行考种，测定穗数、穗粒数、结实率以及千粒重，计算理论产量。

理论产量=单位面积穗数×穗粒数×结实率×千粒重。

1.3.3 稻米品质测定

成熟期每个处理选取长势均匀的两点，每点收获水稻1 m2，脱谷后自然风干3 个月，待理化性质稳定后进行品质分析。

（1）加工品质。采用普通小型脱粒机进行脱粒，利用糙米机（FC2K，日本YAMAMOTO 公司）和精米机（VP-32，日本株式会社）将稻谷加工成糙米和精米，计算糙米率、精米率和整精米率。

（2）外观品质。采用大米外观品质辨别仪（EM-1000）测定外观品质，包括垩白粒率、垩白度。

（3）营养品质。利用近红外分析仪（FOSS）分析糙米中的直链淀粉含量和蛋白质含量。

（4）蒸煮食味品质。利用米饭食味计（STA-1A）测定稻米的蒸煮食味品质，包括香气、光泽、完整性、味道、口感以及综合评分。

1.4 数据统计与分析

试验数据采用Excel 2003 和DPS12.05 软件进行整理和分析，用Duncan 新复极差法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 水稻生育动态及SPAD 值的比较

如表2 所示，分蘖盛期和灌浆期A2 处理的株高较A1 分别显著提高了14.86%和1.12%，A1 处理的SPAD 值在分蘖盛期和灌期分别显著高于和低于A2处理。不同株距处理下株高在分蘖盛期表现为B1＞B3＞B2，在灌浆期表现为B3＞B1＞B2；两个时期B3 处理的SPAD 值和茎数均高于其他处理。二因素互作表明（图1），两个时期A1 处理下，B3 的株高和SPAD值均显著高于其他处理，B1 的茎数最少；A2 处理下，B1 的株高和茎数均显著高于其他处理，B2 处理的SPAD 值最低。综合分析表明，两个时期A2B1 的株高最高，分蘖盛期A1B3 的茎数最多、SPAD 值最大，灌浆期A1B2 的茎数最多，A2B1 的SPAD 值最大。

图1 行距和株距互作对生育动态及功能叶片SPAD 值的影响Fig.1 Effects of row and hill spacing interaction on dynamics treads and SPAD values of functional leaves

表2 不同处理间生育动态及功能叶片SPAD 值的比较Table 2 Comparison of dynamics treads and SPAD values of functional leaves among different treatments

2.2 水稻产量和产量构成因素的比较

如表3 所示，A2 处理单位面积穗数显著提高了11.59%，穗粒数和千粒重分别显著降低了5.07%和4.41%，对结实率和理论产量影响不显著。不同株距下单位面积穗数、穗粒数和理论产量均表现为B1＞B2＞B3，株距处理对结实率和千粒重未产生显著影响。株、行距互作对穗数、穗粒数以及理论产量的影响均达到了显著水平（图2），A1 处理下B2 的穗数和理论产量、B1 的穗粒数显著高于其他处理；A2 处理下B1 处理的穗数、穗粒数和理论产量最高。综合分析表明：A2B1 的单位面积穗数和理论产量、A1B1 的穗粒数在处理组合中表现最优。

图2 行距和株距互作对产量及构成因素的影响Fig.2 Effects of row and hill spacing interaction on yield and components

表3 不同处理间产量和产量构成因素的比较Table 3 Comparison of yield and components among different treatments

2.3 稻米品质的比较

2.3.1 加工和外观品质分析

如表4 所示，不同行距处理对加工品质未产生显著影响，A2 处理的垩白粒率和垩白度显著提高了7.99%和8.78%，说明均行种植的外观品质优于宽窄行种植。不同株距处理对加工和外观品质的影响均达到显著水平，随着株距的增加，糙米率、精米率和整精米率呈现先增加后降低的趋势；垩白粒率和垩白度呈相反趋势，表明随着株距的增加，加工和外观品质先提升后降低。株、行距互作对精米率和整精米率的影响均达显著水平（图3），两种行距下B2 处理的精米率和整精米率高于其他处理。综合分析表明：A1B2 处理的加工和外观品质表现最优。

图3 行距和株距互作对精米率和整精米率的影响Fig.3 Effects of row and hill spacing interaction on rate of milled and head rice

表4 不同处理间加工和外观品质的比较Table 4 Comparison of processing and appearance quality among different treatments

表5 不同处理间直链淀粉和蛋白质含量的比较Table 5 Comparison of amylose and protein content among different treatments

2.3.2 直链淀粉和蛋白质含量分析

各处理糙米中直链淀粉和蛋白质含量间变异较小，A2 处理蛋白质含量较A1 相比显著提高了0.55%，B2 处理的蛋白含量显著低于其他处理，行距和株距处理对直链淀粉含量均未产生显著影响。图4所示，行、株距互作对直链淀粉和蛋白质含量的影响达显著水平，A1 处理下B3 的直链淀粉含量以及B1的蛋白质含量显著高于其他处理，A2 处理下B2 的蛋白质含量显著低于其他处理。综合分析表明：A1B1的直链淀粉含量、A2B2 的蛋白含量表现最低。

图4 行距和株距互作对直链淀粉和蛋白质含量的影响Fig.4 Effects of row and hill spacing interaction on content of amylose and protein

2.3.3 蒸煮食味品质分析

利用香气、光泽、完整性、味道、口感以及综合评分来评价稻米的蒸煮食味品质（表6）。A2 处理的口感较A1 显著降低了3.15%，其他性状处理间差异较小。不同株距处理对完整性影响较小，B2 处理的香气、光泽、味道，口感以及综合评分均高于其他处理，即不同行距处理对食味品质影响相对较小，株距12 cm 的食味品质表现最优。

3 讨论

提高行株距、增加穴苗数使水稻抽穗期提前，群体分蘖数增加[14]。但种植密度高时，植物周围通风少、冠层密集为病虫害创造了良好的条件，使植物更容易倒伏[15]，同时导致分蘖数过多、无效分蘖率增加、小穗不育性高和穗粒数减少，从而导致产量下降[16]。水稻宽窄行种植形成合理有效的通风道，利用边际效应使通风、透光性增强，减轻病害，减少倒伏[17]。研究表明水宽窄行种植的株高显著高于均行种植，株距12 cm 的株高最矮，14 cm 的SPAD 值和茎数最高。合理密植既能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，同时又保证稻田能充分利用光能，进行光合作用，积累较多的有机物质，从而提高水稻产量[13]。研究表明行距17～33 cm 显著提高了单位面积穗数，但穗粒数和结实率显著降低，对理论产量未产生显著影响，这与余贵龙等[18]研究结果一致。说明相比于均行距30～30 cm，宽窄行17～33 cm 种植密度增加，单位面积穗数的提高未能消除穗粒数和结实率对产量的负面影响，进而未能显著提高产量。研究结果还有待于用更多的品种加以验证。

通过选择适宜株距，调整合理机插密度可改善产量构成因素间的关系进而实现水稻增产[19]。研究表明株距10 cm 的单位面积穗数、穗粒数最高，进而理论产量显著高于其他处理。前人研究认为随着行株距减小，单位面积穗数增加，穗粒数减少，对结实率和千粒重影响不大[20-21]。研究中株距10 cm 产量最高，主要由于密度增加，提高了单位面积穗数，这与其他学者研究较一致[22-23]，但是密度增加，穗粒数未减小，原因在于三江6 号为优质长粒香稻品种，穗型弯曲，不属于大穗型品种，群体的穗数和穗粒数间未产生显著的矛盾。正如胡雅杰等[24]指出不同品种高产最适密度不同，机插大穗型品种宜适当降低密度，充分发挥大穗优势，提高群体颖花量而高产；小穗型品种宜采用高密度栽插，增加穗数以获得高产。同时研究发现结实率和千粒重受行株距影响相对较小，证实了前人的研究[9，24-25]。

稻米品质主要受遗传基因控制，但是栽培技术、环境条件对米质的形成也有十分重要的影响[26-27]。适宜的密度能平衡水稻群体和个体生长之间的关系，协同提高群体数量和质量。目前，关于插秧密度对水稻品质的影响研究较多，多数研究认为随着栽植密度的增加，稻米垩白显著提高[10，28-30]，糙米率呈现先增加后降低的趋势[31-33]，但是龙文飞等[31]认为垩白粒率、胶稠度及直链淀粉含量有减少的趋势，蛋白质含量呈现先增加后降低；吴子帅等[32]认为整精米率呈下降趋势，对粒型和蛋白质含量影响不显著；也有学者表明密度增加提高了整精米率和蛋白质含量[33]。利用杂交稻作为试材研究发现种植密度对稻米加工、外观、营养品质均未产生显著影响[34]。造成试验结果不同的原因主要是水稻品种、气候条件、试验密度设计的差异，同时栽培密度与水肥等因素存在互作。试验表明不同种植密度对直链淀粉含量未产生显著影响，这与多数人的研究结果一致[10，30，35]。不同行距处理对加工和食味品质影响较小，行距30～30 cm 的垩白度、垩白粒率以及蛋白质含量显著低于17～33 cm；随着株距的增加（密度的降低），加工、外观、食味品质呈现先升高后降低的趋势，蛋白质含量呈现先降低后升高的趋势，即密度过大或者过小均对品质产生负面影响。所以在生产实践中，要根据品种的穗型大小、分蘖能力、遗传背景等特点，科学合理地制定与品种相匹配的最佳株行配置，协调好水肥等因素，构建高光效群体，充分发挥机插技术的增产增效优势。

4 结论

行距和株距互作对株高、茎数、SPAD 值、单位面积穗粒、穗粒数、理论产量、精米率、整精米率、直链淀粉和蛋白质含量影响达显著水平。水稻行距17～33 cm 的株高显著高于行距30～30 cm，株距12 cm的株高最矮，14 cm 的SPAD 值和茎数最高。行距17～33 cm 种植模式显著提高了单位面积穗数，显著降低了穗粒数和千粒重；株距10 cm 的单位面积穗数、穗粒数和理论产量显著高于其他处理，结实率受株、行距影响较小。行距17～33 cm 的外观品质和蛋白含量分别显著低于和高于30～30 cm；株距12 cm的加工、外观和蒸煮食味品质表现最优，蛋白含量最低。综合分析认为三江6 号在建三江地区采用（17～33）×10 cm 组合可以获得高产，（30～30）×12 cm 组合品质最优。