穗苗比對北方粳稻機械穴直播產(chǎn)量形成的影響

馬秀芳，邱福林*，呂桂蘭，李小婉，付 亮，王 雙，張海波，李躍東

（1 遼寧省水稻研究所，沈陽 110101；2 燈塔市農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務中心，遼寧 遼陽 111399）

水稻機械旱直播是水稻輕型栽培中最簡單的種植方式［1］，因具有省工、省力、節(jié)本、高效等特點而在世界各地被廣泛應用［2］。 在我國北方稻區(qū)，黑龍江省直播稻面積發(fā)展較快，2014 年種植面積近40 萬公頃［3］，占其水稻種植面積的10%。 遼寧和吉林稻區(qū)直播稻的發(fā)展處在起步階段， 還沒有大規(guī)模的成功種植［4］。 遼寧省的直播稻主要分布在大連稻區(qū)，2019 年種植面積4 000～5 300 hm2，由于水資源有限，主要靠雨水種植，其豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性較差。

盡管直播稻有很多優(yōu)點， 但在東北稻區(qū)種植比例較低。 其原因主要有兩個：一個是品種原因，由于北方稻區(qū)溫光資源有限， 直播稻品種的熟期要比當?shù)匾圃缘酒贩N短一周左右才能安全成熟，通常熟期短的品種豐產(chǎn)性差， 所以不能保證達到和移栽稻相同的產(chǎn)量；另一個原因是穗位不整齊，小穗數(shù)量多于移栽稻，且不同年份間波動較大，所以穩(wěn)產(chǎn)性也不如移栽稻。 本研究主要探討穗苗比對北方直播稻產(chǎn)量形成的影響， 以實現(xiàn)直播稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目標。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2018 年～2019 年在遼寧省沈陽市博科種業(yè)試驗基地進行。 供試材料為遼粳436，播種機使用河南豪豐生產(chǎn)的10 行旱穴播機。

1.2 田間試驗

大區(qū)試驗， 大壟行距25 cm， 小壟行距15 cm，播深1 cm，不設重復。每個小區(qū)面積0.4 hm2，設11 cm、13 cm、15 cm 和17 cm 四個株距水平。本試驗采用旱直播水生方式。播種前采用水選除去種子中的空癟粒，保證種子質(zhì)量。 種子浸泡1 d 左右進行機直播，播種后充分灌水，灌溉后田間要能看到薄的水層， 齊苗后采用常規(guī)水分管理。

1.3 數(shù)據(jù)調(diào)查及分析

試驗采用對角線三點取樣方法， 取樣點面積0.6 m2。 調(diào)查基本苗數(shù)、小穗數(shù)（小穗指冠層下方的穗，特點是穗小、籽粒不飽滿、成熟度差）、穗苗比（有效穗數(shù)與基本苗數(shù)的比值）和籽粒產(chǎn)量。 使用SPSS 做方差分析和回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同株距處理對穗苗比及其相關性狀的影響

由表1 可知，隨著直播穴距的擴大，基本苗和籽粒重減少，穗苗比增加，但穴距13 cm 的穗苗比小于穴距11 cm 的穗苗比。 四種穴距處理下，基本苗差異顯著，穗苗比和籽粒重差異不顯著。

表1 不同株距處理下穗苗比及其相關性狀的變化

2.2 穗苗比與籽粒產(chǎn)量的關系

由表2 和圖1 可知， 穗苗比與籽粒產(chǎn)量呈顯著線性回歸關系（F＝7.202，P＝0.014），表現(xiàn)為開口向下的拋物線， 回歸方程式為Y＝－2421.842＋6584.15X－3282.961X2。 方程的常量達顯著水平，一次項系數(shù)和二次項系數(shù)達到極顯著水平， 當穗苗比為1 時，籽粒產(chǎn)量到達峰值（8.79 t／hm2）（圖1）。

表2 穗苗比與籽粒產(chǎn)量的回歸分析

圖1 穗苗比與籽粒產(chǎn)量的回歸關系

2.3 穗苗比與基本苗的關系

由表3 和圖2 可知， 穗苗比與基本苗數(shù)呈顯著線性回歸關系（F＝6.917，P＝0.025），回歸方程式為：Y＝826.922－400.920X。方程的截距和一次項系數(shù)均達到顯著或極顯著水平。當穗苗比為1 時，基本苗為426.00 萬苗／hm2。 群體的分蘗力隨基本苗數(shù)的增加而下降， 當基本苗數(shù)增加到一定值時個體不再分蘗，如果每株苗都能成穗，則有效穗數(shù)等于基本苗數(shù)，即穗苗比為1，此時產(chǎn)量最高。 如果有部分基本苗不能正常成穗， 則有效穗數(shù)少于基本苗數(shù)，即穗苗比小于1，此時產(chǎn)量隨之下降。

圖2 穗苗比與基本苗數(shù)的回歸關系

表3 遼粳436 的穗苗比與基本苗的回歸分析

3 討論和結(jié)論

3.1 基本苗數(shù)與穗苗比

關于直播稻高產(chǎn)群體的研究很多［5－8］，基本苗數(shù)的變化幅度較大， 但總的趨勢是溫光資源好的稻區(qū)基本苗數(shù)低于溫光資源差的稻區(qū)， 南方低于北方，秈稻低于粳稻［9－13］。充足的溫光資源，盡可能使更多的水稻分蘗成穗， 形成主蘗穗兼顧型增產(chǎn)模式。北方稻區(qū)溫光資源有限，用當?shù)匾圃缘酒贩N做直播稻種植，出穗期一般比移栽稻延遲5～8 d，不能安全成熟［14］。 如果在一定栽培條件下通過播量控制使穗苗比接近1，則可以節(jié)省分蘗時間，使出穗期相對提前［15］，縮短全生育期，當?shù)匾恍┮圃缘酒贩N就可以用來做直播稻品種種植， 這樣不但能夠解決直播稻品種匱乏的問題， 還能保證直播稻的豐產(chǎn)性。

本研究結(jié)果表明， 穗苗比等于1 是北方機械穴直播水稻高產(chǎn)群體的重要特征， 是直播稻高產(chǎn)的前提條件。 當遼粳436 品種的基本苗數(shù)達到426.00 萬苗／hm2時，穗苗比為1。在一定栽培條件下，不同品種的最佳基本苗數(shù)可能會有一定差異，可以通過調(diào)整播量來使品種的穗苗比接近于1。當穗苗比大于1 時， 說明基本苗數(shù)不夠， 有分蘗產(chǎn)生，需要增加播種量；當穗苗比小于1 時，說明基本苗數(shù)過多，部分基本苗不能成穗，需要減少播種量。在實際生產(chǎn)中，有必要針對具體品種和配套栽培技術提前做播量試驗， 選擇穗苗比接近于1 的播量為最佳播種量。

3.2 小穗形成原因及控制

基本苗較高的直播稻群體中， 小穗主要是由弱苗形成的，成因主要有三個，一是品種的發(fā)芽勢不均，弱勢粒成弱苗；二是播種深度不一致，在肥水適宜的條件下，淺播的種子先出苗并長成壯苗，深播的種子后出苗長成弱苗； 三是土壤中種子周圍微環(huán)境的差異，主要體現(xiàn)在兩個方面，一是田面不平整，水分分布不一致，受到水分脅迫的種子往往長成弱苗，二是肥料不均，幼苗的營養(yǎng)供應存在差異，養(yǎng)分供應差的形成弱苗。基本苗較低的直播稻群體小穗的形成除了上述原因外， 高節(jié)位分蘗和二次分蘗也能形成無效分蘗和小穗［14，16－18］。 總之， 直播稻群體中小穗的產(chǎn)生主要是由于個體生長不均衡引起的。

當基本苗固定，穗苗比為1 時，有效穗數(shù)等于基本苗數(shù)， 減少小穗數(shù)量就意味著增加冠層穗數(shù)量，提高群體的整齊度和籽粒產(chǎn)量。當群體基本苗一定且穗苗比為1 時， 減少小穗數(shù)量就成為水稻機械穴直播高產(chǎn)的關鍵。 生產(chǎn)上可以通過肥料運籌減少小穗數(shù)量。 水稻分蘗的產(chǎn)生對分蘗期的氮素供應十分敏感，當葉片中的氮素含量低于2.0%時，分蘗就會停止［19］。 適當減少前期施氮量，有利于控制分蘗，從而減少由分蘗生成小穗數(shù)量。有研究表明氮肥適當后移， 重施穗肥能夠顯著提高產(chǎn)量［20］，本課題組的研究結(jié)果表明，增施粒肥也可以調(diào)節(jié)個體生長，降低小穗率，提高產(chǎn)量。

穗苗比對北方粳稻機械穴直播群體產(chǎn)量的形成有重要影響， 穗苗比與籽粒產(chǎn)量和基本苗呈顯著的線性回歸關系。 在本試驗中，當穗苗比等于1時遼粳436 的產(chǎn)量達到最高。對于其他品種，在一定栽培條件下， 可通過調(diào)節(jié)播種量來調(diào)節(jié)品種的最佳穗苗比，以達到最高產(chǎn)量。 在肥料運籌上，氮肥后移有利于實現(xiàn)理想的穗苗比， 增施粒肥能夠促進弱勢個體生長，調(diào)節(jié)群體中個體生長不平衡，使部分弱勢個體發(fā)展成冠層穗，提高群體整齊度，降低小穗率，提高籽粒產(chǎn)量。