水稻钵苗插秧机栽插深度对华南优质籼稻产量的影响

关键词：优质稻；钵体苗；机插秧；栽插深度；稻谷产量

0 引言

水稻为我国重要的粮食作物，其高产稳产对保障粮食安全具有重要意义[1]。目前，我国水稻单产水平与世界农业发达国家仍有较大差距，主要原因之一是机械化和智能化水平不高[2-3]。目前我国南方稻区水稻机械化种植程度相对低于欧美发达国家[4]。因此，水稻种植机械化和智能化是现代化农业发展的主攻方向[5]。目前，水稻机械化种植模式主要分为机械化直播和机械化插秧，水稻机械化插秧是提高水稻全程机械化最重要的种植方式[6]。

全国水稻机械化插秧配套有毯状育秧、钵苗育秧、毯状钵苗育秧等育秧方式[7]。其中，钵体苗育秧在华南地区得到了大面积推广应用，相比机插毯苗，钵苗育秧具有秧苗素质高、植伤轻、茎蘖早发和成穗率高等诸多优点[8-9]。因此，研究发展水稻钵苗育插秧技术对推动我国水稻机械化作业、提高粮食生产量及保障粮食安全具有重要意义。

对水稻钵苗机插配套技术如播种量[10-14]、栽插密度[15-17]、施氮量[18-19]等已有较多研究，但关于栽插深度对钵苗稻谷产量的影响研究较少。宋琪[20]研究表明，钵苗机插秧栽插深度对粳稻分蘖发生具有重要影响，深插秧不利于水稻分蘖，但是浅插秧容易导致缺苗和根系浅，易倒伏。因此，机插秧时要综合秧田软硬及平整度，土壤应便于插秧行走，同时根据土壤紧实度等因素调节栽插深度，若土壤为免耕土壤，土壤较为紧实，栽插深度可调浅，而若耕层过深，整耙过度，可整地后适当放置1～2d，等泥土下沉后再浅水插秧。如果泥浆沉淀时间不够，会导致钵苗移栽至大田后，泥浆覆盖过深，不利于水稻分蘖和生长[21]。莫文信[22]研究表明，水稻栽插深度影响水稻根系深度，浅插秧可使发根节处于温度较高的浅土层，有利于其营养吸收与分蘖发育，水稻发根更强。同时，由于水稻分蘖由节上腋芽发育而成，处于土表的蘖芽由于空气、肥料、温光条件佳，水稻分蘖早而多，但若栽插深度过浅则易造成漂苗[23]。深插使水稻根系扎根更深，水稻抗倒伏性更强，但深插使秧苗深陷易形成僵苗，表现为株型簇立，新根少，根系变黑，返青分蘖迟，其分蘖数减少，影响后期的穗数形成，可能造成减产[24]。因此，水稻机械化插秧都要避免出现秧苗严重深插或浅插等现象[25]。

在华南地区，水稻栽插深度对钵苗机插条件下丝苗型优质籼稻稻谷产量的影响并不清楚，本研究以优质籼稻品种南晶香占为材料，探究水稻钵苗插秧机栽插深度对水稻产量的影响，以期为钵苗机插技术在华南地区的推广应用提供理论依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1 供试地点及供试材料

试验于2022年在广州市农业机械化技术推广站示范基地进行。供试水稻品种为华南地区种植面积较广的常规优质籼稻品种南晶香占。

1.2 试验设计

试验于2022年7月15日采用亚美柯2BD-300（LSP-40AM）型水稻钵苗播种机播种，每穴2～3粒。于7月27日采用亚美柯2ZB-6（X-60AM）型水稻钵苗乘坐式插秧机进行插秧。设置3个钵苗插秧机栽插深度（T1处理1cm、T2处理3cm和T3处理4cm），每个处理3个重复，共12个小区，每个小区面积32m2（4m×8m）。钵苗侧深施肥，基肥按105kgN/hm2（N∶P∶K=17%∶7%∶17%）、幼穗分化期按45kgN/hm2（N∶P∶K=17%∶7%∶17%）施用。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 株高及茎蘖数

分蘖中期、幼穗分化始期和抽穗期随机选取6穴水稻，记录其茎蘖数。成熟期测定从根茎连接处到地表的长度、株高（水稻根茎连接处到最长一片叶尖端的长度）及有效穗数。

1.3.2 生物量积累

各时期随机选取6穴水稻植株，分茎、叶和穗3部分取样，于105°C杀青30min，75°C下烘干至恒质量后测定各部分干物质量[26]。

1.3.3 叶面积指数

采用比叶重法计算叶面积，叶面积=单位叶面积/单位叶生物量。采用LI-3100C型叶面积仪（LI-COR）扫描叶片面积，叶生物量为所测叶片在105°C下杀青30min，75°C下烘干至恒质量的质量。叶面积指数=单位土地面积上叶片总面积/单位土地面积。

1.3.4 产量测定

成熟期在田间随机取6株植株，用自来水洗净根系泥土与整个植株[27]。剪去根部，将剩余部分分成茎、叶和穗粒3部分。记录有效穗数后进行脱粒，利用风选法分出实粒和空秕粒进行计数、烘干，计算结实率、千粒质量、总颖花数等指标。以1000实粒种子（含水率14%）称质量，重复3次，得千粒质量，总颖花数=有效穗数×每穗颖花数，库容量=单位面积穗数×每穗颖花数×千粒质量，产量=单位面积有效穗数×单位面积每穗颖花数×结实率×标准千粒质量。

1.4 数据处理

使用MicrosoftExcel2011进行数据的录入、计算，运用SPSS进行数据统计分析，采用Origin2023b作图。

2 结果与分析

2.1 栽插深度对水稻产量及其构成因素的影响

由表1可知，钵苗插秧机栽插深度对水稻产量及其构成因素存在显著影响。有效穗数和稻谷产量在不同栽插深度处理间的存在显著差异（P<0.05）。栽插深度对每穗粒数、总颖花数、结实率和千粒质量不存在显著影响（P>0.05）。有效穗数、总颖花数表现为T1处理>T2处理>T3处理。T1处理较T2、T3处理的水稻有效穗数分别增加了9.06%和21.34%。T1处理水稻总颖花数较T2、T3处理分别增加7.37%和36.33%。随着栽插深度的增大，产量逐渐降低，产量以T1处理最大，较T2、T3处理分别提高5.97%和36.22%。

2.2 栽插深度对水稻茎蘖数的影响

由图1可知，各个时期茎蘖数的变化趋势均表现为T1处理>T2处理>T3处理，随着栽插深度增大，平均茎蘖数减少。抽穗期T1处理的平均分蘖数达343.71个/m2，与T1处理相比，T2、T3处理的茎蘖数分别下降16.46%和19.59%。

2.3 栽插深度对水稻株高的影响

由图2可知，水稻成熟期地上部分高度、根茎连接处到地表的深度因栽插深度不同存在明显差异。T1处理的水稻成熟期根茎连接处到地表深度1.91cm，T2、T3处理的深度分别为3.02和3.18cm，T1与T2和T3处理的实际栽插深度存在显著差异。T1处理地上部分高度较T2、T3处理分别增加2.90%和2.15%。栽插深度对水稻地上部和地下部的长度会有影响，但是对水稻总株高不存在显著影响。

2.4 栽插深度对水稻叶面积指数和库容量的影响

由图3可知，分蘖中期，各处理的叶面积指数无显著差异。幼穗分化始期，叶面积指数为T1处理>T2处理>T3处理，随栽插深度加深，叶面积指数逐渐降低。抽穗期时，T1处理叶面积指数显著高于T2处理，增幅44.29%。从图3b可知，随着栽插深度加深，库容量逐渐降低。与T1处理相比，随着栽插深度的增加，T2和T3处理的库容量分别下降6.70%和27.05%。

2.5 栽插深度对水稻生物量和收获指数的影响

由图4可知，各时期T1处理的生物量均高于其他处理，各时期生物量均为T1处理>T2处理>T3处理。分蘖中期，T1处理较T2、T3处理分别增加20.58%和18.90%，幼穗分化始期，T1处理较T2、T3处理分别增加1.67%和17.32%，抽穗期，T1处理较T2、T3处理分别增加22.44%和22.25%，成熟期，T1处理较T2、T3处理分别增加6.27%和18.11%。各处理收获指数无显著差异。

2.6 相关性分析

由图5可知，产量与有效穗数、每穗粒数和总颖花数呈显著或极显著正相关，与结实率、千粒质量和叶面积指数无显著相关。

3 讨论

3.1 栽插深度对水稻产量及其构成的影响

栽插深度对水稻的形态特征、群体结构、产量等方面具有明显影响，合理选择栽插深度有利于提高水稻产量。研究结果表明，随着栽插深度增加，水稻的有效穗数、总颖花数均呈现下降趋势，水稻产量逐渐下降。与叶勇[28]对淮两优527的研究结果相一致。稻谷产量与有效穗数和每穗粒数呈极显著和显著正相关，而与千粒质量无显著相关，说明了深插秧主要通过抑制分蘖发生和穗的形成来影响产量。此外，深插条件下，养分更富集于土壤上层，导致水稻灌浆结实能力下降。张洪程等[29]研究认为，超高产水稻群体主要得益于颖花量多，每穗粒数多和穗大。插秧深度过深会减少总颖花数和降低库容量，从而降低稻谷产量。腾飞[30]对双季晚稻H优518和甬优2640研究发现，深插明显降低水稻茎蘖数，导致有效穗数下降，但提高了穗部性状，使每穗粒数和结实率提高。本研究表明，深插秧显著降低水稻茎蘖数和有效穗数，减少了稻谷产量（表1和图1）。

周以勇等[31]以武运粳7号水稻品种为材料，研究了不同栽插深度对分蘖的影响，研究发现，栽插深度[0，1.5）cm时，栽后8d可见分蘖，水稻分蘖发生快，始蘖节位低；而栽插深度[1.5，3.0）cm，栽后14d才始见分蘖，始蘖第3节总茎蘖数少；当栽插深度[3.0，5.0）cm时，栽后18d才见分蘖，分蘖迟缓，高峰苗低而后移，始蘖节位升高；栽插深度≥5.0cm时，地下节间伸长1～2节，分蘖严重滞后。宋云生等[32]认为，机插钵苗中部蘖位分蘖成穗率高于其他部位，在分蘖穗和总穗数中占较大比例。因此，栽插深度影响分蘖蘖位，进而影响成穗的发生，深插使分蘖滞后，始蘖节位升高，不利于分蘖成穗。适宜的栽插深度有利于确保水稻早分蘖，从而提高产量。

3.2 栽插深度与水稻群体指标的关系

栽插深度对水稻分蘖、株高、叶面积指数等群体指标有所影响。本研究结果显示，栽插深度对水稻总株高无显著影响。成熟期T1处理根茎连接处到地表的深度1.91cm，大于设置插秧深度参数1cm，表明栽插秧过早，导致泥土下沉对钵体苗的覆盖。而T2和T3处理根茎连接处到地表的深度分别为3.02和3.18cm，可能与栽插秧越深，向上的浮力越大有关[33]。

在实际农业操作中，栽插深度与预设的栽插深度参数之间往往存在偏差，这种偏差很大程度上可能受到土壤软硬程度的影响。对于质地较为硬实的土壤，实际栽插深度往往小于预设的参数深度，因为硬实的土壤对农具的穿透力构成了一定的阻力；相反，在质地较软的土壤中，由于土壤对农具的阻力较小，实际栽插深度可能会超过所设置的栽插深度。因此，在农机作业中，为确保作物栽插深度的精准度，还需对土壤特性进行准确评估与考量。

本研究结果表明，分蘖中期和幼穗分化始期各处理之间水稻茎蘖数无显著差异。然而，在抽穗期，浅插T1处理的茎蘖数显著高于深插T2和T3处理。这表明前期水稻较晚分蘖，同时产生较多的无效分蘖，作物冗余生长，而到了抽穗期，大量无效分蘖凋亡，导致T2和T3处理的有效穗数明显低于T1处理（表1）。无效分蘖与有效分蘖竞争阳光、养分和土壤等，影响水稻产量，主茎和一次分蘖的总枝梗数及总颖花数的贡献率远大于二次分蘖，因此返青较快、发根强的浅插秧处理更具有优势[34]。

深插处理的幼穗分化始期叶面积指数、生物量逐渐减小。这与莫文信[22]以金优785水稻品种为材料的结果一致，其研究结果发现，水稻浅插促进分蘖发生，从而使叶面积指数增大，使植株呈扇状展开，获得更多的光能，提高水稻前期光能利用效率，进而增加水稻生物量，提高水稻产量。

本研究结果表明，随栽插深度的增加，水稻库容量降低，造成这一结果的主要原因是群体颖花量的下降。源足和库大是提高水稻产量的两个重要因素，浅插技术通过促进分蘖发生，增加叶面积指数，使光合作用的产物源更多。这一举措不仅增加了后期的群体颖花量，扩大了库的容量，最终实现了产量的提高。

4 结束语

在本研究的试验条件下，水稻钵体插秧机栽插深度设置为1cm时，水稻产量最高，叶面积指数、生物量和总颖花数最大。水稻深插秧减少了水稻分蘖，降低了叶面积指数和生物量，减少了总颖花数和库容量，从而降低稻谷产量。