播種密度對濱海稻區(qū)水直播稻生長發(fā)育的影響

杜 萌， 馬凌霄， 隋 鑫， 任 海， 李 旭， 呂小紅， 馬 暢， 王 宇

(遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧盤錦 124010)

水稻是我國主要的糧食作物，水稻生產(chǎn)對糧食安全和解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都具有重要地位，對提高國民經(jīng)濟具有重要影響。如今我國農(nóng)業(yè)正處于由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉變的關鍵時期，水稻栽培生產(chǎn)也正由傳統(tǒng)方式向輕簡化、機械化轉變。水稻直播正好能解決勞動力不足的問題，隨著科技的發(fā)展，化學除草、生物防控、肥水調控、病蟲害防治等技術的逐步成熟完善，越來越多的農(nóng)民選擇直播技術。如何有效地利用鹽堿地資源成為濱海稻區(qū)的首要任務。本試驗在濱海稻區(qū)鹽堿地進行，研究品種及播種密度對水稻生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，以期能為濱海稻區(qū)直播稻的大面積種植提供理論和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

設5個播種密度(B)水平，B1～B5分別為60.0、82.5、105.0、127.5、150.0 kg/hm。試驗設3次重復，順序排列。每個處理小區(qū)長為10.0 m，寬為2.5 m，小區(qū)內(nèi)設10條壟，各壟間距為0.25 m，采用人工播種模擬機器條播。

試驗于2019年在遼寧省鹽堿地利用研究所試驗基地進行，試驗品種為其所育成的品種鹽豐47(Y)、鹽粳939(J)(是適合本地區(qū)直播栽培的高產(chǎn)、優(yōu)質的2種水稻品種，其中鹽豐47表現(xiàn)為產(chǎn)量較高，鹽粳939表現(xiàn)為稻米品質較好)。試驗種植于遼寧省鹽堿地利用研究所試驗基地。耕層(0～15 cm)土壤含2.730 4 g/kg有機質、0.134 1 g/kg 全氮、125.748 0 mg/kg堿解氮、50.415 1 mg/kg 速效磷、246.637 4 mg/kg速效鉀、2.226 0 g/kg全鹽，pH值為7.51。

整地時一次性全層深施390 kg/hm水稻專用復合肥(N ∶PO∶KO為30% ∶12% ∶8%)。出苗后，根據(jù)田間長勢確定氮肥用量。2.5～3.0葉斷乳肥施75 kg/hm尿素以促使稻苗早生快發(fā)。3.5～4.0葉分蘗肥施尿素、二銨各120 kg/hm，倒2葉施穗肥60 kg/hm尿素、45 kg/hm硫酸鉀。水稻灌漿后期如有貪青晚熟現(xiàn)象，用15.0 kg尿素加 1.5 kg/hm磷酸二氫鉀，兌水稀釋50倍葉面噴施。

1.2 測定項目與方法

生育期調查：播種后，觀察并記載各供試水稻品種的出苗日期、始穗日期、齊穗日期、成熟日期等對應的準確時間。

出苗率及成苗率調查：播后每個處理設置1個1.0 m×0.5 m的調查面積，計算播下種子粒數(shù)(根據(jù)各處理播種量計算出調查面積內(nèi)的種子粒數(shù))，出苗后(第1張葉片完全展開時)，計算出苗率。3葉期調查觀察點內(nèi)包括弱苗的成苗數(shù)，計算成苗率。從4葉后開始標記葉齡。計算播下種子粒數(shù)(根據(jù)各處理播種量計算出調查面積內(nèi)的種子粒數(shù))，出苗后查出苗數(shù)，計算成苗率。

莖蘗動態(tài)調查：定點定時調查記錄莖蘗的變化動態(tài)，每個處理選擇較為均勻的區(qū)域設置3個 0.5 m×0.5 m的調查點，4葉后開始調查各處理莖蘗數(shù)，每周1次直至水稻齊穗，收獲期調查穗數(shù)。

葉片光合性能測定：于齊穗后30 d，用LI-6400便攜式光合儀測定水稻劍葉光合速率，測定時間為09：00—11：00。每個處理測5張葉片，3次重復。

葉綠素含量測定：采用SPAD-502葉綠素儀在各生育時期進行定株測定葉綠素含量，測定時期為苗期、分蘗期、拔節(jié)期、齊穗期、成熟期。測定部位是距葉片基部2/3處的非葉脈處。

灌漿速率測定：于始穗期對抽出2 cm的穗進行標記，每個處理至少標記50穗。齊穗期開始每15 d取1次樣，每次每個處理取10穗，殺青烘干。測定灌漿籽粒的粒質量以計算灌漿速率。取樣方法參照張中華的方法。

灌漿速率[mg/(?！)]=每次測定籽粒干物質增質量/測定時間間隔天數(shù)；平均灌漿速率=成熟時籽粒烘干重量/灌漿持續(xù)時間。

產(chǎn)量及產(chǎn)量構成調查：收獲后每個處理隨機選取3點，收割水稻1 m。自然風干后測定產(chǎn)量構成，包括株高、穗長、穗粒數(shù)、結實率、千粒質量，脫谷測產(chǎn)得出實際產(chǎn)量。

2 結果與分析

2.1 播種密度對水直播稻生育期的影響

由表1可知，鹽豐47與鹽粳939等2個品種于5月4日在同一田塊進行播種。鹽豐47出苗日期為5月12日，鹽粳939出苗日期為5月13日。始穗期分別為8月9日、8月13日。鹽豐47的齊穗期為8月15—17日，鹽粳939的為8月20—21日。鹽豐47與鹽粳939的成熟日期分別是10月8—9日和10月11—12日。鹽豐47與鹽粳939相比移栽稻生育期均縮短8～9 d。

表1 播種密度對水直播稻生育期的影響

同一播種密度不同品種時，鹽豐47各生育期相比鹽粳939均前提。以B3處理為例，YB3處理相比JB3處理出苗早1 d；JB3處理從始穗到齊穗比YB3處理多1 d；YB3、JB3處理成熟日期分別為10月8日、10月11日。

同一品種不同播種密度時，出苗期及始穗期均一致。齊穗期時，鹽豐47的B2、B3處理出現(xiàn)日期最早，為8月15日；鹽粳939的B3、B4處理出現(xiàn)時間最早，為8月20日。成熟期時，鹽豐47的B2、B3處理成熟日期最早，為10月8日；鹽粳939的B3、B4處理成熟日期最早，為10月11日。鹽豐47與鹽粳939在B1、B5處理下成熟日期都達到最晚。

2.2 播種密度對水直播稻出苗率、成苗率的影響

由圖1可知，鹽豐47、鹽粳939均在B2處理時出苗率最高，分別為59.99%、55.66%；，鹽豐47的各密度出苗率表現(xiàn)為B2>B4>B1>B5>B3；鹽粳939的各密度出苗率表現(xiàn)為B2>B1>B5>B4>B3。在相同的播種密度下，2個品種的出苗率均表現(xiàn)為鹽豐47>鹽粳939。經(jīng)方差分析得知，相同播種密度下的鹽豐47、鹽粳939出苗率差異均不顯著。鹽豐47各播種密度下的出苗率，YB2處理與YB4、YB1處理差異不顯著，與YB3處理差異達顯著水平(<0.05)。鹽粳939各播種密度下的出苗率差異情況與鹽豐47一致。說明出苗率受密度影響較大，受品種影響較小。

由圖2可知，鹽豐47、鹽粳939均在B3處理時成苗率最高，分別為46.25%、45.65%；鹽豐47在各播種密度的成苗率表現(xiàn)為B3>B2>B1>B4>B5；鹽粳939在各播種密度的成苗率表現(xiàn)為B3>B1>B4>B5>B2；在相同的播種密度下，2個品種的成苗率均表現(xiàn)為鹽豐47>鹽粳939，其中B2處理下2個品種的成苗率相差較大，達到5.86百分點。經(jīng)方差分析得知，相同播種密度下鹽豐47、鹽粳939的成苗率在B2、B4處理時差異顯著(<0.05)；其他播種密度下差異均不顯著。鹽豐47各播種密度下的成苗率，YB3處理與YB2、YB1、YB4處理差異不顯著，與YB5處理差異達顯著水平(<0.05)。鹽粳939各播種密度下的成苗率，JB3處理與其他各播種密度處理差異顯著(<0.05)。

通過圖1與圖2的比較分析，可以得出出苗率最高的B2處理，其成苗率不是最高，其中鹽粳939的成苗率在B2時達最低，為39.78%。說明出苗率與成苗率沒有特定的關系，在本試驗的條件下它們均受播種密度的影響。

2.3 播種密度對水直播稻株高的影響

當同一品種不同播量時，鹽豐47、鹽粳939的7月3日到7月17日各播種密度處理差異不明顯。鹽豐47從7月24日開始到8月7日止，YB5處理的株高相比其他處理增幅較大。8月7日以后，鹽豐47的各個播種密度下，水稻株高趨于穩(wěn)定。在8月21日時鹽豐47各播種密度下的株高表現(xiàn)為YB3

鹽粳939在6月19—26日間，JB2處理的株高與其他各播種密度差異明顯。7月3—17日，各播種密度處理間的株高表現(xiàn)為差異不大。7月24日JB4相比其他處理較前一次測量增加量最大。從8月7日起各播種密度下株高增加幅度開始降低，8月14日以后各播種密度下的株高趨于穩(wěn)定。在8月21日時鹽粳939各播種密度下的株高表現(xiàn)為JB3

由圖3可知，在8月21日鹽豐47、鹽粳939均是B3處理時株高最矮，8月21日以后株高穩(wěn)定，基本不再增加。說明在B3處理條件下，水稻節(jié)間長度增長量幅度降低，有利于提高水稻的抗倒伏能力和促進產(chǎn)量的形成。當同一播種密度不同品種時，在齊穗后，鹽粳939相比于鹽豐47的株高略矮。7月17日起鹽豐47、鹽粳939各播種密度下的株高總體表現(xiàn)為差異較大。表明在同一密度下品種對水稻植株生長影響較大。

2.4 播種密度對水直播稻莖蘗動態(tài)的影響

由圖4可知，同一品種，由于播種密度的不同，低密度的處理在6月19日時莖蘗數(shù)相對較低；從6月26日開始，高密度處理由于種群密度相對較大，爭奪溫、光、水、氣、肥等的程度都比低密度大，群體競爭較為激烈，所以這個時期之后B1處理的莖蘗數(shù)相比B5處理開始爆發(fā)式增多。通過圖4還可以明顯看出，在8月14日以后，低密度處理的莖蘗數(shù)不一定小，高密度處理的莖蘗數(shù)不一定大，莖蘗動呈成多元變化。在同一密度，不同品種在生育進程中，各時期的莖蘗數(shù)的差異均達到顯著水平(<0.05)。

由圖5可知，鹽豐47、鹽粳939均在B2處理時成穗率最高，分別為57.14%、57.04%。鹽豐47的成穗率表現(xiàn)為YB2>YB3>YB1>YB4>YB5，分別為57.14%、55.17%、48.45%、47.89%、42.79%；鹽粳939的成穗率表現(xiàn)為JB2>JB3>JB1>JB4>JB5，分別為57.04%、56.82%、50.00%、47.78%、47.60%。隨著種植密度的增大，鹽豐47、鹽粳939的成穗率均表現(xiàn)為先增大后減小。

2.5 播種密度對水直播稻葉綠素SPAD值的影響

葉綠素是植株光合作用的主要色素，水稻群體干物質積累離不開光合作用。光合作用的大小，直接影響水稻干物質積累和后期水稻的產(chǎn)量。由表2可知，葉綠素含量從水稻苗期到齊穗期，大體上是逐漸增加的，成熟期以后由于水稻成熟，葉片變黃，葉綠素含量明顯降低。成熟期時鹽豐47的葉綠素含量表現(xiàn)為B3>B4>B1>B2>B5；成熟期時鹽粳939的葉綠素含量表現(xiàn)為B2>B3>B5>B4>B1；在B3處理時，鹽豐47成熟期葉綠素含量最高，為20.41；在B2處理時，鹽粳939成熟期葉綠素含量最高，為23.02。葉綠色含量多，單位面積葉片的光合作用就強，可以促進水稻群體籽粒干物質的積累，為水稻高產(chǎn)提供保障。

表2 播種密度對水直播稻葉綠素含量(SPAD值)的影響

2.6 播種密度對水直播稻灌漿速率的影響

水稻灌漿對產(chǎn)量、結實率、千粒質量造成的影響，在品種不同密度相同、品種相同密度不同的條件下，隨著水稻灌漿的進行都會表現(xiàn)出來。

由表3可知，同一播種密度不同品種時，在各個密度條件下，齊穗期平均灌漿速率均表現(xiàn)為鹽粳939>鹽豐47。同一品種不同播種密度情況時，鹽豐47、鹽粳939的齊穗期平均灌漿速率總體是隨著播種密度的增加先增加后減小，只有YB5不符合這一規(guī)律。鹽豐47在B2處理時最大，鹽粳939在B3處理時最大，分別為0.482、0.503 mg/?！。低密度處理表現(xiàn)為齊穗后15 d灌漿速率較大，齊穗后 30 d 灌漿速率減小明顯；高密度處理反之。這些處理的齊穗期平均灌漿速率都不高，群體結構不合理，群體質量差是造成這一現(xiàn)象的主要原因。

表3 播種密度對水直播稻灌漿速率的影響

2.7 播種密度對水直播稻光合作用的影響

由表4可知，鹽豐47在不同播種密度下，其凈光合速率、氣孔導度均達到顯著差異；鹽粳939在不同播種密度下，B1、B2處理的凈光合速率差異不顯著，兩者與其他播種密度處理差異顯著；B2、B4處理氣孔導度差異不顯著，兩者與其他播量差異顯著。鹽豐47、鹽粳939等2個品種的氣孔導度均隨著播種密度的增大先增大后減小。除JB5處理外，凈光合速率表現(xiàn)為鹽豐47>鹽粳939。由于播種密度的增大，使種群密度過大，空間郁閉，水稻對光的利用率降低，造成劍葉凈光合速率降低。

表4 播種密度對水直播稻光合作用的影響

2.8 播種密度對水直播稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構成因素的影響

由圖6和表5可知，鹽豐47、鹽粳939均是在B3處理下所得到的實際產(chǎn)量最大，分別為8 479.20、7 391.40 kg/hm。鹽豐47各播種密度下的產(chǎn)量表現(xiàn)為YB3>YB2>YB1>YB4>YB5，且差異顯著，YB1處理至YB5處理的產(chǎn)量分別為8 079.00、8 204.10、8 479.20、7 954.05、7 828.95 kg/hm；鹽粳939各播種密度下的產(chǎn)量表現(xiàn)為JB3>JB2>JB1>JB4>JB5，JB3處理與JB2處理差異不顯著、與JB1處理差異顯著，與JB4、JB5處理差異顯著，JB1處理至JB5處理的產(chǎn)量分別為7 024.05、7 345.50、7 391.40、6 748.65、6 725.70 kg/hm；鹽豐47、鹽粳939均隨著播種密度的增大，產(chǎn)量表現(xiàn)為先增后減。說明鹽豐47、鹽粳939這2個品種在B3處理時最適宜水稻的產(chǎn)量形成。

不同播種密度下，鹽豐47、鹽粳939的產(chǎn)量均表現(xiàn)為鹽豐47>鹽粳939，且相同播種密度下2個品種的產(chǎn)量差異達顯著水平，B1處理至B5處理，鹽豐47比鹽粳939分別高產(chǎn)1 054.95、858.60、1 087.80、1 205.40、1 103.25 kg/hm。說明水直播條件下鹽豐47的產(chǎn)量更高。

由表5可知，鹽豐47在不同播種密度下，雖然低密度量處理B1的收獲穗數(shù)較高，為 313.50萬穗/hm， 與B5差異不顯著，與B2、B3、B4處理差異達顯著水平；同時穗粒數(shù)也較大，為140.21粒/穗，與B3處理差異不顯著，與B2、B4、B5處理差異達顯著水平；但其結實率和千粒質量相比其他處理較低，且差異顯著，所以影響了后期產(chǎn)量的形成，使產(chǎn)量較低。鹽粳939與鹽豐47相同。

表5 播種密度對水直播稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構成的影響

高密度處理B5的穗粒數(shù)與其他處理相比較低；以鹽粳939品種的B5為例，穗粒數(shù)為101.29粒/穗，與其他密度下的粒數(shù)相差20粒/穗以上，雖然其收獲穗數(shù)、結實率較高，但后期產(chǎn)量依然較低。鹽豐47在各個密度下的產(chǎn)量都大于鹽粳939，且差異達顯著水平。2個品種的產(chǎn)量整體都表現(xiàn)為隨播種密度增大先增后減，在B3處理時出現(xiàn)最大值。

3 結論與討論

鹽豐47與鹽粳939相比于移栽稻的生育期縮短8～9 d。鹽豐47比鹽粳939成熟的更早。同一品種的各播種密度下，莖蘗動態(tài)呈多元變化。同一播種密度，不同品種在生育進程中，各時期的莖蘗數(shù)差異顯著。成熟期鹽豐47在B3處理下葉綠素含量最高，為20.41；鹽粳939在B2處理時，成熟期葉綠素含量最高，為23.02。同一播種密度不同品種時，平均灌漿速率均表現(xiàn)為鹽粳939>鹽豐47；同一品種不同播種密度情況時，鹽豐47、鹽粳939的平均灌漿速率大體是隨著密度的增加，先增加后減小。在B3處理時，鹽豐47與鹽粳939的產(chǎn)量最高，分別為8 479.20、7 391.40 kg/hm。通過各個播量下的2個品種的比較可以得出，鹽豐47的產(chǎn)量更高，比鹽粳939更適于直播。

直播稻的播種密度與所用品種、所在地域、所播土壤等因素都有著密切關系。不同的播種密度會對水稻產(chǎn)量、品種造成影響。確定適宜的播量尤為重要，如B1處理播種密度過低，雖然水稻生長過程中個體所能利用的營養(yǎng)、資源更為豐厚，但后期由于群體過少，群體結構不合理，導致減產(chǎn)；如B5處理播種密度過大，群體密度就會過大，個體為了生長的需要，對溫、光、水、氣、肥、等的競爭加劇，由于競爭的激烈導致后期群體素質較差，雖群體穗數(shù)較多，但其中無效分蘗較多，水稻生長后期，過多的無效分蘗相繼死亡，使群體穗數(shù)顯著降低。從而嚴重影響了產(chǎn)量的形成。在適宜的播種密度(B3)處理下，隨著生育進程的進行，水稻群體一直能有一個相對穩(wěn)定的生長條件。這樣的條件下，無論是收獲穗數(shù)、穗粒數(shù)等都不一定是最大的，但正是因為有合理的群體結構和穩(wěn)定的生長條件，才使后期水稻的產(chǎn)量達到最大。