栽培密度對湘兩優(yōu)900產量及主要農藝性狀的影響

于相滿，古幸福，李冬嫻，文嘉瑜，陳銳明，李 銳

（1.廣東省農業(yè)科學院，廣東 廣州 510640；2.惠州市惠陽區(qū)農業(yè)技術推廣中心，廣東 惠州 516211）

【研究意義】水稻是世界最主要的糧食作物之一，也是我國最主要的主糧作物。保持水稻單產的持續(xù)增長不僅對于確保國家糧食安全具有重要意義，而且也是提升水稻總產量、解決世界人口稻米消費需求的根本途徑。我國農業(yè)部啟動“中國超級稻計劃”近20多年來，國內超高產育種和栽培的研究受到各級政府主管部門和大專院?？蒲性核母叨戎匾?，并且持續(xù)在新品種認定、配套基礎研究、栽培技術研究等方面取得突破性進展，一大批超高產新品種及其配套栽培技術被有效的投入應用，為我國糧食生產，特別是稻米生產水平的不斷提高貢獻良多［1-2］。

【前人研究進展】湘兩優(yōu)900是我國雜交稻工程技術中心選育的品種，2016年在惠州市惠陽區(qū)農業(yè)技術推廣中心開展的“華南雙季畝產3000斤超高產栽培示范”項目試驗，創(chuàng)造實割驗收每667 m2產量725.6 kg的惠州當地水稻歷史最高紀錄。同時，在珠海市和興寧市同期開展的該項目研究也取得較好效果。水稻插植密度是重要栽培措施，對主要農藝性狀產生重大影響［3-6］。目前，在超高產新品種插植密度栽培研究領域已開展大量工作［3-11］。但是，該類研究大多在高產和優(yōu)質品種領域，對超高產品種，特別是新育成的超高產、超級稻品種研究不多，這類品種在栽培研究和其在生產上的廣泛應用需求仍有相當的差距。大多數超高產品種在區(qū)試產量和實際應用產量水平差異巨大，在不同生產區(qū)域和不同氣候生態(tài)條件下表現不穩(wěn)定，一些基礎性問題如插植密度、插植株數、品種間密度差異及其配套技術問題仍困擾科研人員［12-17］。

【本研究切入點】本研究通過超高產品種湘兩優(yōu)900栽培密度試驗，明確該品種在不同栽培密度條件下各農藝性狀及產量表現的差異，提出在超高產栽培水平上最適合該品種的栽培群體密度?！緮M解決的關鍵問題】研究團隊從超級稻計劃實施伊始就參與計劃的育種和栽培研究，對以超高產為目標的超級稻品種的最佳栽培密度，以及不同密度水平對產量的影響一直存在疑慮，希望能通過對超高產品種栽培適合密度的研究，探明以湘兩優(yōu)900為代表的超高產品種在不同群體密度條件下產量及各主要農藝性狀的表現，為大面積生產提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2017年早造在廣東省惠州市惠陽區(qū)農科中心進行，試驗地位于廣東省東南部，珠江三角洲東北端（23°3′ 19″ N，114°35′ 17″ E），屬于珠江三角洲沖積平原丘陵區(qū)，具有廣東省地理土質一般代表性。試驗地屬亞熱帶季風氣候區(qū)，常年雨量充沛，陽光充足，年平均氣溫22℃，全年累計日照時數2 060 h，年均降雨量1 990 mm，是廣東大多數水稻種植區(qū)亞熱帶季風氣候的典型特征。試驗田塊耕作層30 cm以上，沙壤土，偏水酸性水稻土，pH 6.0，土層深度中等，速效氮35.1 mg/kg，速效磷12.1 mg/kg，速效鉀35 mg/kg，土壤肥力中等，可以代表廣東省一般丘陵區(qū)稻田水平。

供試水稻品種為國家雜交稻工程技術研究中心（湖南）選育的超高產品種湘兩優(yōu)900。

1.2 試驗設計

試驗采用13、16、19、21、24 cm 5個株距密度群體（相當于每667m2栽植3.07萬、2.49萬、2.10萬、1.90萬、1.66萬穴），每個密度采用單株和多株插植兩種方式，共10個處理，分別記為13×13×1（代表13 cm×13 cm ×1單株）、13×13×2（代表13 cm×13 cm×2多株，下 同 ）、16×16×1、16×16×2、19×19×1、1 9×1 9×2、2 1×2 1×1、2 1×2 1×2、24×24×1、24×24×2。小區(qū)內行距16.7 cm，3次重復，隨機排列，小區(qū)面積20 m2，區(qū)間過道40 cm，重復間過道50 cm，四周設保護行。

為確保田間試驗采集數據的一致性，采用以下田間管理方式：試驗備秧采用尼龍薄膜覆蓋防寒塑料軟盤濕潤育秧，覆蓋時間20 d；秧田每667 m2施高效復合肥20 kg、有機肥200 kg作基肥，于播種前7 d撒施并旋耕均勻，同時撒施茶麩粉4 kg，毒殺福壽螺；播種當天每667 m2秧田用壯秧劑460 g（每盤10 g），撒施于畦溝營養(yǎng)土并耕耙均勻后上漿裝盤。秧苗移植前7 d全揭膜，移植前1 d噴施“送嫁藥”，殺蟲防病。本田基礎肥為每667 m2施復合肥（N15P4K6）70 kg、腐稈靈2 kg；追肥為每667 m2復合肥（N15P4K6）75 kg，分4期施用；穗肥單施氯化鉀，每667 m2施用15 kg。本田折算每667 m2總施肥量為純氮21.75 kg、五氧化二磷7.45 kg、氧化鉀19.05 kg，氮、磷、鉀比例為1∶0.28∶0.72。本田整地、基肥追肥、病蟲害防控及水分管理與一般生產大田相同。

1.3 測定項目及方法

田間調查測定和室內考種測量取得數據。田間測定項目每小區(qū)取樣10株，按照農藝性狀測定方法人工田間調查測量基本苗數、苗峰數、株高、抽穗期、生育期。收獲定點單株后，分別測量谷粒性狀（水分13%）和總生物量（按照地上部收獲烘干水分至恒重）

試驗數據采用Microsoft Excel 進行整理，用DPS數據處理系統（V17.10高級版）進行裂區(qū)方差分析。

2 結果與分析

2.1 湘兩優(yōu)900在不同插植苗數和密度條件下的營養(yǎng)生長性狀分析

如表1所示，隨著插植密度值的減弱，湘兩優(yōu)900全生育期有逐漸增加的趨勢，高低值有3 d的差異（133～136 d），變化明顯，各處理間差異均達到極顯著水平?？梢?，疏植顯著延長湘兩優(yōu)900全生育期，而高密度插植會導致生育期縮短，有“催熟”效應，導致早熟早衰退，不利于湘兩優(yōu)900正常生長和產量提高，田間也觀察到早熟、“早收尸”的現象。同時，疏植條件下植株周邊空間較大，有利植株“補償”生長，提高分蘗的成穗效率，成穗率較高。單株植和多株植兩個副處理生育期差異達到極顯著水平，說明插植苗數是引起全生育期變化的敏感因素，即插植苗數導致了全生育期的變化。

從表1可以看出，插植密度變化不會導致株高產生變化（108.17～108.70 cm），株高屬于遺傳性穩(wěn)定的性狀，受環(huán)境因素影響不大，主要由品種遺傳特性確定。差異顯著性測驗也證實插植密度變化與株高沒有關系，差異不顯著。

表1 湘兩優(yōu)900在不同插植苗數和密度條件下的營養(yǎng)生長性狀差異Table1 Effect of different density on nutritional growth traits of Xiangliangyou 900

單穴苗峰數受插植苗數和密度的影響較大。由表1可知，每一密度副處理單株植與多株植間苗峰值沒有顯著差異，即苗峰數與插植苗數沒有相關關系，但密度差異產生明顯的苗峰差異，除13 cm×13 cm以外，密度越高苗峰值越大越早達到峰值，且13 cm×13 cm處理由于插植密度過大，后期田間觀察到紋枯病爆發(fā)并早衰情形。

從總生物量（表1）性狀來看，田間觀察總生物產量在高密度（13 cm×13 cm）條件下，由于株穗間過于密集，易發(fā)生紋枯病導致生物量減少；低密度條件下雖然成穗率很高，但植株生長量不足，總生物量也不高；19×19處理的生物量最大，說明這一插植密度最適合湘兩優(yōu)900構建最大生物量群體。無論多株植還是單株植，低密度插植能產生較好的群體生長量（總生物量），最大達4 104 kg/667 m2，除13×13處理與其他密度差異達極顯著外，其他密度級差間均達差異顯著，說明總生物量對插植密度敏感，但在本試驗設置的密度處理差異間沒有達到極顯著水平。

2.2 湘兩優(yōu)900在不同插植苗數和密度條件下的生殖生長性狀分析

湘兩優(yōu)900具有莖稈粗壯、分蘗力中等、成穗率較高的特征。如表2所示，插植密度越低，越有利于成穗率提高，即有效分蘗越多，表明成穗率與密度成負相關關系，且副處理間測驗結果顯示，多株植更有利高成穗率，差異達極顯著水平。雖然多株植有利形成高成穗率，但成穗率不是主要產量性狀，產量主要構成性狀是有效穗數，由于生產最終需要的是有效穗數最多，因而單穴插植苗數以適中為最好，最大的有效穗數在密度16×16處理到21×21處理之間，以19×19處理最好。

隨著密度由高到低，每穗總粒數變化趨勢是從低到高再回到中低水平，最合適的插植密度是19×19處理，其每穗總粒數最多。插植密度越低越有利每穗總粒數增長，即稻穗越大。除了24×24處理單株植小區(qū)顯示較?。?06.8粒），其他小區(qū)多株植與單株植條件下每穗總粒數各處理間均沒有顯著差異，說明低密度插植總體上有利提高每穗總粒數，24×24處理單、多株植之間206.8和232.6粒的顯著變化值，可以認為是試驗誤差所致。

結實率的變化與每穗總粒數基本一致，較高的結實率出現在密度19×19處理到21×21處理之間，以19×19處理最高。結實率差異分為兩個群體，其中19×19處理與21×21處理的結實率較高，與其他插植密度具有極顯著差異，而所有多株與單株處理均無顯著差異。可見，只有適合的插植密度（19 cm×19 cm、21 cm×21 cm）會產生較好的結實率。

表2 湘兩優(yōu)900在不同插植苗數和密度條件下的生殖生長性狀差異Table2 Effect of different density on reproductive growth traits of Xiangliangyou 900

谷草比在各密度處理之間沒有明顯變化趨勢與規(guī)律，包括多株植與單株植均未出現測驗顯著性，說明湘兩優(yōu)900這一品種田間可塑性較大，在本試驗設置的密度處理范圍有種群自我調節(jié)生長能力，能達到最佳自我均衡群體狀態(tài)，這是本試驗對湘兩優(yōu)900最重要的發(fā)現。

2.3 湘兩優(yōu)900在不同插植苗數和密度條件下的產量及產量性狀分析

從湘兩優(yōu)900產量及其構成因子對密度的響應顯著性測驗結果（表3）來看，有效穗數隨著插植密度變化呈現出正態(tài)分布狀態(tài)，最優(yōu)值在密19×19處理附近，處理間差異極顯著。主處理內除13×13處理單、多株植差異極顯著外，其余密度處理單、多株植對有效穗數影響均不顯著；副處理的單株植和多株植表現差異極顯著，多株植對有效穗數有明顯正向作用，而且差異均達極顯著，即多株植更易于獲得更多有效穗數。

每穗實粒數19×19、21×21處理差異不顯著，但它們與其他密度處理每穗實粒數差異極顯著；副處理單、多株植每穗實粒數除24×24密度處理差異極顯著外，其余均差異不顯著。說明密度差異會影響每穗實粒數的多少，并且達到極顯著水平，但單、多株植間，在試驗設定的所有密度都不會引起每穗實粒數的明顯差異。

千粒重是湘兩優(yōu)900遺傳性最穩(wěn)定的性狀，由品種遺傳特性確定，顯著性測驗證明與插植密度、苗數無關。從表3可以看出，湘兩優(yōu)900千粒重在25.3～25.7之間，按一般田間測定性狀誤差許可范圍來看，屬于試驗誤差，表明湘兩優(yōu)900千粒重遺傳性穩(wěn)定，主要由品種遺傳特性決定，受環(huán)境因素影響很小。

小區(qū)產量在高密度（13 cm×13 cm）條件下最低（30.0 kg），特別是多株植小區(qū)，由于株穗間過于密集，易發(fā)生紋枯病導致產量明顯減少；16×16處理也不理想，產量次低；19×19、21×21、24×24處理均獲得較好產量，以19×19處理產量最高。說明湘兩優(yōu)900較適合低密度插植，低密度插植條件比較易于建立較好的群體，適合品種生長特性發(fā)揮。本試驗的小區(qū)產量最優(yōu)密度處理為19×19，顯著性產量差異由高到低分別是處理19×19＞21×21＞24×24＞16×16＞13×13；副處理單、多株植的小區(qū)產量差異（除13×13處理有極顯著差異外）均不顯著，表明單、多株植在大多數情況（除較密植的情形外）下，不會導致小區(qū)產量水平的顯著性差異。

表3 湘兩優(yōu)900在不同插植苗數和密度條件下的產量及產量性狀表現Table3 Effect of different density on yield and yield traits of Xiangliangyou 900

因此，研究插植密度對產量水平的影響，可以忽略單或多株植的條件，即單、多株植不會對產量產生差異性影響?？梢哉J為，適合湘兩優(yōu)900的插植密度不論是單株植還是多株植，均可以達到最高產量。

小區(qū)產量在不同密度下表現差異達到極顯著水平，說明密度對小區(qū)產量具有決定性的意義。

3 討論

研究表明，湘兩優(yōu)900產量在不同栽植密度下差異達到極顯著水平，證明密度對產量具有決定性的意義［5，7，11］。本試驗中，獲得最高產量的插植密度在19 cm×19 cm附近，且不論是單株植還是多株植。我們估計這一密度之所以為最優(yōu)值與品種的株型、分蘗特性有關。湘兩優(yōu)900是超高產型品種，具有莖稈粗壯直立、大穗粒多、分蘗力適中的特點。因此，這一結論不一定對所有品種具有普遍性意義，需要進一步試驗驗證。

湘兩優(yōu)900全生育期隨著插植密度減小而增加，有品種全生育期漂移的特性，在長生育期條件下，可能還有產量潛力，可以在生長周期較長的一季中稻區(qū)（云南省）試驗其產量潛力。

該品種在疏植條件下成穗率較高，且由于莖稈粗壯占用空間較多，不建議插植密度大，同時，過于密集的株穗容易導致病蟲害發(fā)生，特別是在高溫高濕的南方稻區(qū)，而應該適度疏植。試驗證明，插植密度越低越有利每穗總粒數和每穗實粒數增長。因此，建議以19 cm×19 cm為限，稍偏疏最好。這一結論與前人的研究結果相近［4-11，14，16-33］。

對谷草比這一性狀的研究表明，湘兩優(yōu)900品種田間可塑性較大，在本試驗設置的密度處理范圍有自我調節(jié)群體的現象。雖然在統計學上沒有意義，但生產上可以依據產量目標調節(jié)生物產量，提高費效比，以最小的投入獲得最佳收獲。

湘兩優(yōu)900對插植苗數不敏感，即單株植還是多株植都可以達到最高產量，因而研究數據可以進一步以單株植和多株植兩種類別進行分析。

在所有研究性狀里，與產量關系密切的因子主要有苗峰值、有效穗數、總粒數、實粒數及結實率。

湘兩優(yōu)900具有良好的自我群體生長均衡特性。谷草比的穩(wěn)定表現表明，無論多株植與單株植，在所有密度條件下，品種具有自我調節(jié)種群大小，達到最佳自我均衡群體狀態(tài)，以達到最佳產量水平的能力。

4 結論

本試驗結果表明，湘兩優(yōu)900在19 cm ×19 cm插植密度下可獲得最高產量。由于湘兩優(yōu)900莖稈粗壯占用空間較多，對插植苗數不敏感，建議疏植。同時，湘兩優(yōu)900具有較好的長生育期產量潛力，可以在一季中稻區(qū)發(fā)揮高產潛力。湘兩優(yōu)900高產栽培應重點促進栽培群體形成高有效分蘗率（減少無效分蘗的損耗）、高有效穗數、高結實率、及大穗粒多（總粒數與實粒數）株型，這樣才能獲得高產。從單株的角度來看，較高的有效穗數、每穗總粒數、每穗實粒數、結實率和總生物量有利產量潛力發(fā)揮。