種植密度對紫米稻產(chǎn)量形成特性的影響

文 浩，伍元軍，盧浩宇，周鐵軍，易鎮(zhèn)邪*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙410128；2慈利縣巖泊渡鎮(zhèn)農(nóng)技站，湖南慈利427202；3湖南糧田農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，長沙410007）

種植密度對紫米稻產(chǎn)量形成特性的影響

文 浩1，伍元軍2，盧浩宇1，周鐵軍3，易鎮(zhèn)邪1*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙410128；2慈利縣巖泊渡鎮(zhèn)農(nóng)技站，湖南慈利427202；3湖南糧田農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，長沙410007）

以紫米稻品種‘糧田紫1號’為材料，研究了不同種植密度對紫米稻產(chǎn)量形成特性的影響。結(jié)果表明，糧田紫1號全生育期較長，達(dá)146 d，生物產(chǎn)量達(dá)10 t／hm2以上，但經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量僅3 t／hm2左右；種植密度對紫米稻有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率與產(chǎn)量均有較大影響，本試驗中株行距20.0 cm×20.0 cm處理產(chǎn)量最高，可達(dá)3.63 t／hm2。糧田紫1號高產(chǎn)栽培關(guān)鍵技術(shù)措施有待進(jìn)一步研究與完善。

紫米稻；栽培；種植密度；產(chǎn)量

作為水稻的一種，有色稻有著較早的栽培歷史［1］。而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平日益提高，對綠色健康食品的關(guān)注度也越來越高，有色稻中蘊含的巨大醫(yī)療藥用價值正逐步被人們重視［2，3］，需求量也與日俱增。有色稻包含的種類很多，有黑米、紅米、紫米等，不同顏色的米在不同的地方又有著許多不同的品種［4，5］。但目前全國范圍內(nèi)對有色稻研究多集中于品種選育、營養(yǎng)成分和保健功能等方面，高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培的研究較少。密度對作物產(chǎn)量有著非常顯著的影響，通過控制密度來提高產(chǎn)量，構(gòu)建高產(chǎn)群體是比較簡單的一種方法［6］。本研究以紫米稻品種‘糧田紫1號’為材料，研究了其在不同密度下的產(chǎn)量形成特性，以確定其最佳種植密度，為該品種規(guī)范化高產(chǎn)栽培奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

于2016年在湖南省寧鄉(xiāng)縣花明樓鎮(zhèn)新鑫農(nóng)業(yè)合作社農(nóng)田進(jìn)行，供試品種為湖南糧田農(nóng)業(yè)科技有限公司提供的‘糧田紫1號’。試驗設(shè)置3個密度處理，其株行距分別為16.7 cm×20.0 cm（M1）、20.0 cm×20.0 cm（M2）、20.0 cm×23.3 cm（M3），即每公頃299 400、250 000和214 592穴。5月11日播種，大田采用薄膜育秧，秧齡期26 d，6月7日移栽，每蔸3至4粒谷苗。每個處理設(shè)置3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2。按照有機(jī)肥+無機(jī)肥的方式施肥，其中：有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)含量75.1%，含N 4.3%、P2O53.9%、K2O 0.8%）作基肥施用，用量為2000 kg／hm2；無機(jī)肥總施氮量為140 kg／hm2，以基肥∶分蘗肥∶穗肥＝5∶2∶3的比例施用，其中基肥為復(fù)合肥（含N 18.1%、P2O58.2%、K2O 9.6%），分蘗肥和穗肥均為尿素（含N 46.4%）。其他管理措施與普通大田相同。

1.2 測定項目與方法

生育時期：觀察記載分蘗期、孕穗期、齊穗期、成熟期。

莖蘗動態(tài)：每小區(qū)定點觀察15蔸，自移栽起每6 d觀察一次，記載分蘗數(shù)，直至乳熟期。

葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累：于水稻關(guān)鍵生育時期（分蘗盛期、孕穗期、齊穗期、灌漿中期、乳熟期）每個小區(qū)按照平均分蘗數(shù)隨機(jī)取3蔸樣品，帶回室內(nèi)用葉面積儀測量總綠葉面積，計算葉面積指數(shù)；并將莖、葉、穗等分開裝袋，105℃下殺青30 min，80℃下烘至恒重，稱量干物質(zhì)重。

產(chǎn)量及其構(gòu)成因素：成熟期每小區(qū)調(diào)查連續(xù)的水稻50穴，計算平均單穴有效穗數(shù)；按照平均有效穗數(shù)取5蔸進(jìn)行室內(nèi)考種，考察穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒質(zhì)量等；每小區(qū)實收2m2稻谷，折算單位面積實際產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對紫米稻生長發(fā)育的影響

2.1.1 生育時期

糧田紫1號生育期在不同密度處理間沒有差異，其進(jìn)入分蘗盛期為7月14日，孕穗期為8月19日，齊穗期為8月27日，灌漿中期為9月6日，乳熟期為9月28日，收獲期為10月3日，全生育期146 d。

2.1.2 群體莖蘗動態(tài)與成穗率

圖1、圖2分別為不同密度處理下群體和單穴的莖蘗動態(tài)圖。從圖中可以看出，不同種植密度對紫米稻莖蘗生長的影響比較明顯。通過分析生長動態(tài)曲線可知，不同密度下最高分蘗出現(xiàn)的時期一致。各處理分蘗的速率不同，密度越小，分蘗速率越高，說明低密度有利于單株個體分蘗，而隨著密度的增大個體間分蘗能力在一定程度上受到了限制；但隨著密度的增大，群體能夠依靠主莖數(shù)來彌補(bǔ)分蘗能力的不足，因此最高莖蘗數(shù)表現(xiàn)為M2＞M3＞M1。M1、M2和M3的成穗率分別為78%、77%和73%，M1與M2的成穗率相近，均顯著高于M3，說明密度較小時單株分蘗數(shù)多但成穗率低。受最高莖蘗數(shù)和成穗率的影響，最終的有效穗數(shù)為M2＞M1＞M3，說明在一定范圍內(nèi)，密度過大或者過小都不利于紫米稻有效穗數(shù)的提高。

圖1 不同密度處理下群體莖蘗動態(tài)

圖2 不同密度處理下單穴莖蘗動態(tài)

2.1.3 葉面積動態(tài)

不同密度處理各時期葉面積指數(shù)（LAI）見表1。由表1可知，分蘗盛期高密度（M1）和低密度（M3）處理的葉面積指數(shù)高于中密度處理（M2），且M1顯著高于M2。其原因是高密度處理下基本苗較多，總?cè)~面積較大；而在低密度處理下前期的分蘗速度快，葉面積也較大。隨著紫米稻的生長發(fā)育，低密度處理的葉面積優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，孕穗以后均顯著高于另外兩個處理；M1和M2處理比較，以M1處理略高。

表1 不同密度處理下各時期葉面積指數(shù)

2.1.4 干物質(zhì)積累動態(tài)

從表2可以看出，在不同生育時期，密度越大，群體干物質(zhì)積累越多。抽穗前各處理間的干物質(zhì)量差異顯著，表現(xiàn)為M1＞M2＞M3。抽穗后，中低密度處理之間干物質(zhì)積累差異很小，而高密度群體干物質(zhì)量顯著大于其他處理。

表2 不同密度下各時期干物質(zhì)積累（t／hm2）

2.2 不同種植密度對紫米稻產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表3可見，不同密度處理下紫米稻的實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量變化趨勢一致，均表現(xiàn)為M2＞M1＞M3，且差異顯著。每公頃有效穗最高的為M2，達(dá)到了180×104／hm2，最低為M3，為164×104／hm2，處理間差異顯著。M1的每穗粒數(shù)顯著低于M2和M3，以M3處理最高，但與M2差異不顯著。隨著密度的增加，紫米稻結(jié)實率升高，即M1＞M2＞M3，且差異顯著。不同密度處理下水稻千粒質(zhì)量基本相同，說明移栽密度對千粒質(zhì)量的影響不明顯。

表3 不同密度處理下產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

3 小結(jié)與討論

在水稻栽培上，影響產(chǎn)量的因素很多，而通過密度來調(diào)節(jié)群體結(jié)構(gòu)、構(gòu)建高產(chǎn)群體從而提高產(chǎn)量是比較常見的一種方式。目前有色稻生產(chǎn)與常規(guī)水稻相比存在著實際產(chǎn)量偏低的情況，不同品種之間產(chǎn)量也有一定的差異［7］。有色稻單株產(chǎn)量一般維持在14～43 g［8］，產(chǎn)量隨栽培密度的增加而升高，但超過適宜密度后會下降［9］。在較低密度條件下，植株個體之間對陽光的吸收利用更充分，從葉面積指數(shù)的顯著差異不難看出，能把個體的生長潛能發(fā)揮得更好，生長速率更快［10］，但是如果涉及到整個群體的生長上，由于受基本苗等因素的限制，群體的干物質(zhì)積累較其他兩個處理存在著較大的劣勢，導(dǎo)致有效穗數(shù)存在較大的差異，且在前期營養(yǎng)生長期過多的長苗，致使植株生長過于茂密，使灌漿期田間熱量不易散發(fā)，影響結(jié)實率［10～12］，從而影響產(chǎn)量的提高。高密度處理M1和中密度處理M2，植株之間間隙更小，其基本苗數(shù)相比M3也更多，保證了總的有效穗數(shù)比較大，由于紫米稻產(chǎn)量受栽插蔸數(shù)的影響明顯大于密度過大造成的光合效率低下的影響，而本試驗中所選用基本苗為2至3粒谷苗，可能是導(dǎo)致最終經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量偏低的原因，在實際生產(chǎn)中可以適當(dāng)增加基本苗數(shù)來彌補(bǔ)分蘗能力較差帶來的影響，此方面值得進(jìn)一步研究。

合理的密度可以協(xié)調(diào)個體與群體間的矛盾、各產(chǎn)量構(gòu)成因素間的矛盾，從而使其乘積（即產(chǎn)量）達(dá)到最大［13］。本試驗所用紫米稻品種株高較高（120 cm以上），在干物質(zhì)積累上與普通水稻相近（10 t／hm2以上），但產(chǎn)量上劣勢明顯，說明其光合產(chǎn)物積累能力較高，但產(chǎn)物分配不合理，向籽粒分配偏少，導(dǎo)致整體經(jīng)濟(jì)系數(shù)偏低。就各處理而言，M2經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最高，達(dá)到3634 kg／hm2，M1雖然在干物質(zhì)積累上有著較為明顯的優(yōu)勢，但其經(jīng)濟(jì)系數(shù)低于M2，導(dǎo)致其最終經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量也略低于M2。同時，與M2相比，M1在成熟期的有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)都相對較低，導(dǎo)致最終的產(chǎn)量不高?？梢?，該紫米稻品種的高產(chǎn)研究還需進(jìn)一步開展，并主要需從其物質(zhì)運轉(zhuǎn)與分配角度來進(jìn)行。

［1］ 韓 磊，汪旭東，徐建第，等.有色稻米研究現(xiàn)狀分析［J］.中國稻米，2003（5）：22-24.

［2］ 李榮杰，汪振林，李正根，等.我國糧食中八種元素含量分析［J］.營養(yǎng)學(xué)報，1990，12（1）：106-109.

［3］ 王景晨.特種稻香型紅米紅香l號、紅香4號［J］.北京農(nóng)業(yè)，1998（11）：7-8.

［4］ 石邦志，阮仁超，孫燦慧，等.水稻紅米性狀的遺傳及利用研究［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000，28（6）：3-5.

［5］ 王麗華，葉小英，李勤杰，等.黑米、紅米的營養(yǎng)保健功效及其色素遺傳機(jī)制的研究進(jìn)展［J］.種子，2006，25（5）：50-54.

［6］ 董 鉆，沈秀英.作物栽培學(xué)總論［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.54-56.

［7］ 王玉娟.有色稻與常規(guī)粳稻主要農(nóng)藝性狀差異的比較［J］.農(nóng)業(yè)科技通訊，2015（5）：205-208.

［8］ 賴來展，李寶健.中華黑米資源的經(jīng)濟(jì)特性及其系列食品的營養(yǎng)研究［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1990（2）：5-8.

［9］ 王成璦，王伯倫，張文香，等.栽培密度對水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響［J］.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，35（4）：318 -322.

［10］李 琪，任景全，王連喜.未來氣候變化情景下江蘇水稻高溫?zé)岷δM研究Ⅰ.評估孕穗—抽穗期高溫?zé)岷λ井a(chǎn)量的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，2014（1）：26-28.

［11］許麗欣，李 萍，邱傳明.影響水稻結(jié)實率的主要因素及對策［J］.農(nóng)業(yè)研究與應(yīng)用，2016（5）：42-44.

［12］馮仕喜，文云書.水稻施用生長調(diào)節(jié)劑對產(chǎn)量和結(jié)實率的影響［J］.耕作與栽培，2006（4）：28-31.

［13］謝燦煌.水稻超高產(chǎn)栽培群體構(gòu)建與調(diào)控技術(shù)［J］.福建農(nóng)業(yè)科技，2013（7）：10-14.

Effect of Transplanting Density on Yield Formation Characteristics of Purp le Rice

WEN Hao1，WU Yuanjun2，LU Haoyu1，ZHOU Tiejun3，YIZhenxie1*
（1 College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 Agricultural Technology Extension Station of Yanbodu Town，Cili County，Hunan 427202，China；3 Hunan Liangtian Agricultural Science and Technology Development Co.，Ltd，Changsha，Hunan 410007，China）

‘Liangtianzi No.1’was used asmaterial to study the influence of transplanting density on the yield formation characteristics of purple rice.The results showed that the whole duration of‘Liangtianzi No.1’was 146 d.Its biomass yield was above 10 t／hm2，while its economic yield was only about3 t／hm2.Transplanting density had a large impact on number of effective panicles，grains per spike，seed setting rate and yield of purple rice variety.In this experiment，planting spacing of20.0 cm×20.0 cm gained the highest yield，3.63 t／hm2.Key techniques for high-yielding cultivation of‘Liangtianzi No.1’remain to further research.

purple rice；cultivation；transplanting density；yield

S511.04

A

1001-5280（2017）04-0369-04

：10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.04.06

2017- 03- 10

文 浩（1991-），男，碩士研究生，Email：hunauwenhao＠163.com。*通信作者：易鎮(zhèn)邪，教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事作物高產(chǎn)生理與資源高效利用研究，Email：yizhenxie＠126.com。

湖南省重金屬污染耕地修復(fù)及農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整試點項目（2016年）。