栽培密度對遼粳1402 病害、光合特性和產(chǎn)量的影響分析

李建國，解文孝

（遼寧省水稻研究所，遼寧 沈陽 110000）

水稻是我國主要糧食作物之一，對保障糧食安全和促進經(jīng)濟建設具有舉足輕重的作用[1]。水稻自身條件和外界環(huán)境綜合決定著水稻的產(chǎn)量及品質(zhì)，其中栽培密度是調(diào)控水稻生長發(fā)育與群體結構的一項重要措施[2]。不同種植密度下，水稻的群體特征情況有很大的區(qū)別，種植密度增加，可以降低葉片SPAD 值[3-4]，增加病害發(fā)生概率，導致穗部結構失調(diào)，還會引起倒伏、減產(chǎn)[5-7]，適當?shù)脑耘嗝芏瓤梢愿纳铺镩g環(huán)境的通透性和穩(wěn)定產(chǎn)量[8]。韋葉娜等（2018）[9]研究了栽培密度對不同穗型水稻產(chǎn)量造成的不同影響，彎曲穗型水稻（R498）不適宜過度密植及稀植，直立穗型水稻（R499）可適當密植。馬亮等（2018）[10]研究表明，通過適當降低栽培密度可以調(diào)控遼粳212 稻瘟病和紋枯病的發(fā)生，并提高遼粳212 的產(chǎn)量。因此，加強水稻品種栽培密度研究，對提高水稻產(chǎn)量和控制病害尤為重要。

遼粳1402 是遼寧省水稻研究所于2009 年以鹽粳456 為母本、L401 為父本，2018 年通過遼寧省農(nóng)作物品種審定委員會審定的水稻新品種。本研究設置了5個密度梯度，分析不同栽培密度對遼粳1402 的光合特性和產(chǎn)量等的影響，為遼粳1402 推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為遼粳1402，由遼寧省水稻研究所育成并保存。

1.2 試驗設計

試驗地點為遼寧省大石橋市溝沿鎮(zhèn)后劉村。試驗設置5 個栽培密度處理，分別為30 cm×10 cm（N1）、30 cm×13.33 cm（N2）、30 cm×16.67 cm（N3）、30 cm×20 cm（N4）、30 cm×23.33 cm（N5）。2021 年4月22 日播種，5 月29 日移栽，每穴3 棵苗。每個處理設置3 次重復，每個重復面積為100 m2，移栽15 d 后每隔7 d 進行一次分蘗調(diào)查，齊穗期用SPAD-502 型葉綠素儀測定劍葉葉綠素含量（SPAD 值）、利用LI-6400 便攜式光合儀測定葉片光合性狀。10 月10 日收獲，自然風干后測定產(chǎn)量構成因素（結實率、千粒重、實粒數(shù)和有效穗數(shù)），同時測定稻米加工品質(zhì)（糙米率、精米率和整精米率）和食味品質(zhì)（蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量等）。

1.3 病害調(diào)查

病害主要調(diào)查紋枯病，分蘗盛期開始每隔10 d 調(diào)查一次紋枯病發(fā)生情況，調(diào)查依據(jù)《農(nóng)藥田間藥效試驗準則》（GB/T 17980.20—2000）標準，采用5 點調(diào)查法，每點取相連20 穴，記錄病害發(fā)生初始期、總株數(shù)、病株數(shù)和病級數(shù)，并計算發(fā)病率和病情指數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007 軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 栽培密度對遼粳1402 分蘗動態(tài)的影響

調(diào)查遼粳1402 各處理的分蘗動態(tài)可知，N1、N2 和N3 的每穴最高分蘗數(shù)出現(xiàn)在7 月7 日，N4 和N5 的每穴最高分蘗數(shù)出現(xiàn)在7 月14 日。與N1 的每穴最高分蘗數(shù)相比，N2 處理每穴最高分蘗數(shù)增加了39.79%，N3處理每穴最高分蘗數(shù)增加了50.77%，N4 處理每穴最高分蘗數(shù)增加了88.46%，N5 處理每穴最高分蘗數(shù)增加了92.09%。這說明，降低栽植密度促進了遼粳1402生殖生長。

由于栽植密度和每穴分蘗數(shù)的不同，每公頃平均莖蘗數(shù)也不同，最多的是N2，達到22.32 萬個/hm2；其次是N4，達到21.79 萬個/hm2。

2.2 栽培密度對遼粳1402 齊穗期葉片光合生理指標的影響

測定遼粳1402 齊穗期不同處理的SPAD 值、凈光合速率、氣孔導度、細胞間隙CO2濃度和蒸騰速率，結果見圖1。降低栽培密度顯著增加了遼粳1402 劍葉SPAD 值、氣孔導度和蒸騰速率，降低了細胞間隙CO2濃度。

圖1 不同栽培密度處理下遼粳1402 葉片光合特性參數(shù)

與N1 相比，N2 的SPAD 值、氣孔導度和蒸騰速率顯著增加了6.75%、11.88%和25.15%；N3 的SPAD值、氣孔導度和蒸騰速率增加了8.85%、24.31%、48.92%；N4 的SPAD 值、氣孔導度和蒸騰速率顯著增加了9.50%、27.90%和58.35%；N5 的SPAD 值、氣孔導度和蒸騰速率顯著增加了19.59%、35.25%和87.43%。N5 的細胞間隙CO2濃度顯著降低了14.71%，N4 的細胞間隙CO2濃度降低了10.92%。

2.3 栽培密度對遼粳1402 紋枯病發(fā)生的影響

7 月19 日、7 月29 日和8 月8 日對遼粳1402 紋枯病發(fā)生情況進行調(diào)查可知，隨著生育進程，遼粳1402 的紋枯病發(fā)病率和病情指數(shù)逐漸增加；隨著栽培密度增加，紋枯病發(fā)病率逐漸增加。8 月8 日N1 的紋枯病發(fā)病率和病情指數(shù)最高，分別為91.67%和40.74。N5 紋枯病發(fā)病率和病情指數(shù)最低，分別為34.41%和5.26。N4 和N5 的3 次調(diào)查的病情指數(shù)均在10 以下，最高發(fā)病病級均為3 級。與N1 相比，N4 和N5 的紋枯病發(fā)病率顯著降低了47.73%和62.46%，病情指數(shù)顯著降低了77.84%和87.09%。這說明，降低栽培密度可以在一定程度上延遲紋枯病發(fā)病時間，降低發(fā)病率和病情指數(shù)。

2.4 栽培密度對遼粳1402 產(chǎn)量構成因素的影響

對遼粳1402 產(chǎn)量構成因素進行測定，由表1 可知，隨著栽培密度增加千粒重逐漸降低，與N1 相比，N2 處理的千粒重顯著增加了5.77%，N3 處理的千粒重顯著增加了8.09%，N4 處理的千粒重顯著增加了10.30%，N5 處理的千粒重顯著增加了16.52%。結實率最高的為N5，達到95.02%，與N1 相比，顯著增加了2.45%；其次是N4，結實率為94.33%；最少的為N2，結實率僅為90.12%。有效穗數(shù)最高為N4，為18.67 個/穴，與N1 相比增加了80.74%；其次是N5，為16.67 個/穴；最少的為N1，僅10.33 個/穴。成穗率最高為N4，達到86.55%；其次是N3；最少的為N5，僅為68.04%。產(chǎn)量大小順序依次是N4、N3、N5、N2、N1。N4 和N3 之間沒有顯著差異。

表1 不同栽培密度對遼粳1402 產(chǎn)量構成因素的影響

2.5 栽培密度對遼粳1402 稻米品質(zhì)的影響

測定遼粳1402 不同處理的加工品質(zhì)和食味品質(zhì)，結果見表2。不同處理之間糙米率、精米率和整精米率存在顯著的規(guī)律變化，隨著栽培密度降低，糙米率、精米率和整精米率逐漸增加，N4 和N5 糙米率和精米率沒有顯著差異。N5 的糙米率最高，達到83.21%；其次是N4，達到82.86%。這說明，增加栽培密度降低了遼粳1402 的加工品質(zhì)。

表2 不同氮肥施用量對遼粳1540 碾磨品質(zhì)和食味品質(zhì)的影響

隨著栽培密度增加，堊白粒率、蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量逐漸增加，N5 的堊白粒率、直鏈淀粉含量最低，分別為5.31%、16.70%，比N1 的堊白粒率、直鏈淀粉含量降低了44.22%、9.29%；其次是N4，比N1 的堊白粒率、直鏈淀粉含量降低了44.85%、8.58%。這說明，隨著栽培密度增加，顯著降低了遼粳1402 的食味品質(zhì)。

3 討論與結論

作物葉片的光合碳同化與作物的產(chǎn)量息息相關，不同的光環(huán)境會影響葉片的光合特性。楊偉清（2021）研究不同栽培密度與葉面肥噴施濃度對水稻葉片光系統(tǒng)Ⅱ熒光參數(shù)及SPAD 值的影響，結果表明，利用不同處理下的水稻葉片的光合特性，可以為篩選合理的水稻栽培措施提供依據(jù)。SPAD 值與作物氮素營養(yǎng)水平具有一定的相關性，隨著水稻種植密度增加，其葉片SPAD 值逐漸遞減。本研究也得到類似結論，隨著栽培密度增加，遼粳1402 葉片的SPAD 值逐漸降低。莊文鋒等（2014）利用不同穗型水稻品種材料設計肥密隨機區(qū)組栽培試驗發(fā)現(xiàn)，合理稀植及氮肥后移可促進水稻葉片光合特性。本研究結果表明，不同栽培密度對遼粳1402 的光合速率和產(chǎn)量存在顯著的影響，在N4 處理（30 cm×20 cm）下可以達到最高凈光合速率和最高產(chǎn)量。

合理的栽培密度可以調(diào)控水稻群體結構，增強光合作用，提高水稻產(chǎn)量。萬開軍等（2019）分析了栽培密度對水稻產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)栽培密度是影響水稻高產(chǎn)的重要因素，水稻產(chǎn)量隨著栽培密度的增加而提高，當栽培密度越過一定界限后，產(chǎn)量出現(xiàn)下降趨勢，不同水稻品種最佳栽培密度存在差異。田廣麗等（2018）研究了氮素及栽培密度對水稻分蘗動態(tài)的影響，高栽培密度更利于高產(chǎn)水稻群體的建立。本研究也有類似結論，N2 處理（30 cm×13.33 cm）下遼粳1402 的分蘗數(shù)最高，由于本研究的氮肥水平一定，無法滿足更多的分蘗進行營養(yǎng)生長，使N2 的成穗率降低，而在N4 處理（30 cm×20 cm）下可以達到最高的成穗率，產(chǎn)量也稍高于N3 處理（30 cm×16.67 cm）。綜合不同處理遼粳1402 的病害發(fā)生情況、產(chǎn)量和品質(zhì)相關因素，本研究認為，遼粳1402 是偏喜稀植的品種，其最適栽培密度是30 cm×20 cm。