播种量和行距对穴旱直播水稻产量形成的影响

古丽娜尔·巴合提别克,包玉青,刘文静,迪衣娜·加尔肯,任 磊

新疆伊犁州农业科学研究所,新疆伊犁 835100)

水稻是我国重要的粮食作物之一,是我国近50%人口的主粮[ 1 ],21世纪以来,我国水稻的种植面积达3 000万hm2,年产稻谷约2亿t,基本维持在相对稳定的水平[ 2 ]。近年来,旱直播相比传统移栽插秧方式,省去了育秧、插秧环节,具有降低劳动强度及生产成本等优点,费时费力的传统水稻移栽方式已不能适应当前形势的变化,水稻直播技术逐渐成为当前主要的水稻栽培技术[3-4 ]。但由于疆内对水稻旱直播研究起步比较晚,技术体系还不够完备,因此随着旱穴播的推广应用,由于缺乏栽培技术的深入研究,稻瘟病、稻米青等诸多问题也随之而来,导致旱直播发展受到诸多质疑,为此围绕水稻旱直播播种密度开展研究,对水稻旱(穴)播合理密植具有重要意义,以期为伊犁稻区旱(穴)播播种技术的优化提供理论依据。近几年来,不同学者分别从直播稻的群体结构、抗逆性等方面进行研究,并取得了一定成果,吴少华[5]提出不同种植方式下各品种水稻的产量和品质差异显著。陈先东等[6]采用水稻穴直播机进行播种行距,提出播种方向顺着引渠。播种时先从直埂开始至引渠边结束,要求直播稻田行距15～25 cm、株距10～15 cm的观点,李阳等[7]研究播种量,发现从播量22.5 kg/hm2提高到37.5 kg/hm2时会使其他产量构成因子降低。李绍平等[8]研究水稻旱直播播种方式,发现选用适宜的机械旱直播方式有利于改善水稻的出苗状况。杨文伟[9]研究与播量337.5 kg/hm2相比,播量187.5 kg/hm2出苗率提高了 55.32%。目前,有关旱直播播种密度对水稻作物的影响研究较少,且主要以疆外研究为主,但鲜见对新疆水稻穴旱直播方面的研究,因此研究播种量、播种行距互作效应对水稻穴旱直方面研究有待提高。鉴于此,笔者设置水稻旱直播播种密度试验,比较不同播种量和播种行距的单独处理、互作效应对水稻植株形态指标和产量间的差异、产量构成因素以及籽粒间的差异,从而筛选出适合当地旱穴播水稻的播种量、播种行距的播种技术。

1 材料与方法

1.1 试验地概况水稻旱穴播播种量以及播种行距试验地,均位于伊犁州伊宁县(82°029′E,43°622′N),气候温暖湿润、日照充足,海拔:721.3 m,年平均气温10.7 ℃,年降水量304.6 mm,年平均日照时数2 850.5 h。

1.2 试验材料试验材料为新疆伊犁河谷水稻主栽品种新稻46号。

1.3 试验设计2022年开展水稻穴旱直播不同播种密度试验,试验采用2因素裂区试验设计,设置播种量处理4个水平:B1处理180 kg/hm2、B2处理210 kg/hm2、B3处理240 kg/hm2、B4处理270 kg/hm2;设置行距处理2个水平:R1处理(20 cm)、R2处理(25 cm),重复 3 次,共24个小区,每小区面积10 m2,株距统一为12 cm。其他田间管理措施同当地大田一致。

1.4 数据处理数据处理试验所有数据均采用软件 SPSS 12.0 进行统计分析,Microsoft Excel 2003 和 Sigma Plot 进行数据处理和图表绘制;采用基于最小显著极差法(LSD) 统计分析并标记字母。

2 结果与分析

2.1 播种量和行距及互作对水稻营养生长的影响经调查穴数并计算得出,植物密度由小到大依次为B1R2处理(424.05万株/hm2)< B2R2处理(498.30万株/hm2)< B1R1处理(507.15万株/hm2)< B2R1处理(584.70万株/hm2)< B3R2处理(619.50万株/hm2)

方差分析(F)检验表明,播种量与播种行距交互作用对水稻株高以及茎秆长均无显著交互作用,但对穗长有极显著交互作用;播种量单独处理对株高、茎秆长有极显著作用,行距单独处理对株高、茎秆长只产生显著影响,而各单独处理均对穗长无显著影响。由表1可知,高播量窄行B4R1处理株高、茎秆长较高,分别为111.50 cm、95.07 cm,与B4R2、B3R1处理间差异不显著,与其他处理间差异显著。低播量宽行B1R2处理株高较低,显著低于除B1R1处理外的其他处理,株高、茎秆分别仅为98.83 cm、77.73 cm,相比B4R1处理株高降低11.36%,茎秆长降低18.24%。B1处理穗长较长,与B2、B3处理间差异不显著,其中B4R1处理穗长最短,比B1处理平均穗长减少22.13%。

图 1 不同播种密度下水稻长势变化Fig.1 The change of rice growth under different sowing densities

表1 不同播种密度对水稻株高和穗长的影响

2.2 播种量和行距对水稻生殖生长的影响由表2可知,同一播种量下,行距处理对水稻产量构成因素表现一致。同一播种量下,行距处理均呈R2处理>R1处理的趋势,同一行距下,播量处理均呈B1处理>B2处理>B3处理>B4处理的趋势。播种量与行距对穴旱直播水稻产量构成因素影响较大,其中低播量宽行处理B1R2对水稻生殖生长有显著的促进作用。B1R2处理每穗实粒数最高,达122.66粒;B2R2处理次之,每穗实粒数为114.00粒;B1R1与B2R1处理间差异不显著,高播量B4R1和B4R2处理每穗实粒数较低,分别为62.00、74.50粒,平均为低播量处理的0.64倍。低播量宽行处理(B1R2处理)每穗粒数最高,达127.50粒,显著高于B1R1、B2R1、B4R1和B4R2处理;B4R1处理每穗粒数最低,仅为91.00粒。B1R2处理有效穗数最高,比B4R1处理增加85.18%,千粒重比B4R1处理增加83.18%。

表2 不同播量和行距处理对水稻产量及其构成因素的影响

2.3 播种量和行距对水稻籽粒形状的影响单个因素比多个因素互作对籽粒形状影响更大,因素影响由大到小顺序为播种量>行距>播种量×行距。播种量单独处理对籽粒长、宽度影响达到极显著水平,对籽粒厚度无显著影响 ;行距单独处理对籽粒长具有显著水平,对宽度有极显著影响,然而对厚度没有显著影响;播种量与行距交互作用对籽粒形状没有显著影响。由表3可知,与低播量B1处理相比,随着播种量的增加,B2、B3、B4处理籽粒长分别增加5.08%、6.89%、10.66%;籽粒宽分别增加-5.28%、-5.63%、-7.04;籽粒厚分别增加-7.73%、-12.15%、17.68%。同一播量B1处理下,R1处理比R2处理粒长增长9.26%,粒宽减少6.48%,籽厚减少4.32%,可见在同一行距下增加播种量或同一播种量下减少行距均能促使籽粒向纵向生长。

表3 不同播种密度处理对水稻籽粒形状的影响

由图2可知,在同一行距处理下,随着播种量的增多,长宽比率增大,籽粒向纵向生长,长势表现为细长;在同一播种量处理下,随着行距变大,长宽比率减小,籽粒向横向生长,籽粒长势表现为宽大(图2)。

图2 稻谷长宽比率 Fig.2 The rice length-width ratio

2.4 播种量和行距对水稻产量的影响从产量数据可知,平均产量由大到小依次为 B1处理>B2处理>B3处理>B4处理,且同一播种量下,行距处理均呈R2处理>R1处理。由产量水平线可知,随着播量的增加,R1R2这2条线间距变小,说明播种量增加到一定程度,间距影响几乎为0,产量受播种量影响较大。B1R2处理组产量最高,达14 906.70 kg/hm2,其次是 B1R1处理,为13 261.35 kg/hm2,B2R2处理产量为13 311.75 kg/hm2,再次是B3R2处理,产量为13 311.75 kg/hm2。B2R1处理产量为11 618.85 kg/hm2,B3R1处理产量为11 033.10 kg/hm2,B4R2处理产量为10 012.20 kg/hm2,B4R1产量为9 837.00 kg/hm2,其中行距为25 cm和播种量180 kg/hm2播种技术组合产量最佳(图3)。

图3 产量对比 Fig.3 Yield comparison

3 讨论

研究表明,单个因素比多个因素互作对水稻生长影响更大,各因素影响大小顺序为播种量 > 行距 > 播种量×行距。播种量与行距单独处理对前期营养生长(稻株生长)影响较大,而对生殖生长(穗子)影响不显著。若想增加穗长、提高产量,需同时结合播种量与行距处理才能有显著效果。

该研究结果表明:①低播量能有效抑制稻苗徒长,促进分蘖,有利于营养积累用于后期生殖生长,促进结穗。宽行距在25处理使得水稻群体之间透风透光,增加光照,有利于通风,作物充分进行光合作用,因此生长各个指标得到提升。而随着播种量增大,株高、茎秆徒长,窄行距影响受光程度,使旱直播水稻贪青徒长。②播量和行距各处理对水稻生殖生长表现大体一致,其产量构成因素指标均呈B1处理>B2处理>B3处理>B4处理且R2处理>R1处理的趋势,因此实际生产中遇到播种量过高的情况,可以去除中间行或者拉大间距来做出补救措施,这一结论与郑毅等[10]“宽行效应”观点一致。③播种量和行距单独处理对籽粒外观品质(长、宽)影响显著,然而对厚度基本无影响。在同一行距处理下,随着播种量增加,长宽比率增大,籽粒向纵向生长,长势表现为细长;在同一播量处理下,随着行距变大,长宽比率减小,籽粒向横向生长,籽粒长势表现为宽大。因此,培育长粒型香稻时可适当调节播种量和行距来达到长宽比最佳值。④旱直播低播量宽行处理能够促进水稻更好生长,疏密相间的群体结构使得植株间透风透光,改善植物群体的微环境,有助于植株矮化,促进穗长、提高产量构成因素,具有显著的增产效果,行距25 cm、播种量180 kg/hm2为较适宜的播种技术组合;旱直播高播量对水稻穗长、产量构成因素以及籽粒大小均有负面影响,使旱直播水稻贪青徒长,通过减少播种量,可以显著改善群体质量,显著提高产量。

该研究仅研究了播量与行距对水稻生殖生长、营养生长的影响,在后期有必要深入研究播量与行距等密度处理对稻米口感、病虫害的危机以及倒伏风险等领域,也可从播种量、行距等横向结构性状扩展到纵向结构性状(株高、茎秆、茎秆纵断面、叶面积指数、叶位)开展密度调控研究,对作物合理密植、优化作物群体结构具有重要意义。

4 结论

(1)播量和行距2因素中,单个因素比多个因素互作对水稻生长影响更大,各因素影响由大到小顺序为播种量>行距>播种量×行距。

(2)在同一播量下,行距处理各指标呈R2处理>R1处理的趋势;同一行距下,播量处理各指标呈B1处理>B2处理>B3处理>B4处理的趋势;

(3)处理组合180 kg/hm2(B1处理)+12 cm×25 cm(R2处理)为最佳播种技术组合,其产量、每穗粒数、有效穗数、千粒重和成熟期的结实率均较高,差异达到显著水平,产量高达到 14 906.70 kg/hm2。