于相滿，古幸福，李冬嫻，文嘉瑜，陳銳明，李 銳

（1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，廣東 廣州 510640；2.惠州市惠陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)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(guó)最主要的主糧作物。保持水稻單產(chǎn)的持續(xù)增長(zhǎng)不僅對(duì)于確保國(guó)家糧食安全具有重要意義，而且也是提升水稻總產(chǎn)量、解決世界人口稻米消費(fèi)需求的根本途徑。我國(guó)農(nóng)業(yè)部啟動(dòng)“中國(guó)超級(jí)稻計(jì)劃”近20多年來(lái)，國(guó)內(nèi)超高產(chǎn)育種和栽培的研究受到各級(jí)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(rèn)定、配套基礎(chǔ)研究、栽培技術(shù)研究等方面取得突破性進(jìn)展，一大批超高產(chǎn)新品種及其配套栽培技術(shù)被有效的投入應(yīng)用，為我國(guó)糧食生產(chǎn)，特別是稻米生產(chǎn)水平的不斷提高貢獻(xiàn)良多［1-2］。

【前人研究進(jìn)展】湘兩優(yōu)900是我國(guó)雜交稻工程技術(shù)中心選育的品種，2016年在惠州市惠陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心開(kāi)展的“華南雙季畝產(chǎn)3000斤超高產(chǎn)栽培示范”項(xiàng)目試驗(yàn)，創(chuàng)造實(shí)割驗(yàn)收每667 m2產(chǎn)量725.6 kg的惠州當(dāng)?shù)厮練v史最高紀(jì)錄。同時(shí)，在珠海市和興寧市同期開(kāi)展的該項(xiàng)目研究也取得較好效果。水稻插植密度是重要栽培措施，對(duì)主要農(nóng)藝性狀產(chǎn)生重大影響［3-6］。目前，在超高產(chǎn)新品種插植密度栽培研究領(lǐng)域已開(kāi)展大量工作［3-11］。但是，該類研究大多在高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)品種領(lǐng)域，對(duì)超高產(chǎn)品種，特別是新育成的超高產(chǎn)、超級(jí)稻品種研究不多，這類品種在栽培研究和其在生產(chǎn)上的廣泛應(yīng)用需求仍有相當(dāng)?shù)牟罹唷４蠖鄶?shù)超高產(chǎn)品種在區(qū)試產(chǎn)量和實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)量水平差異巨大，在不同生產(chǎn)區(qū)域和不同氣候生態(tài)條件下表現(xiàn)不穩(wěn)定，一些基礎(chǔ)性問(wèn)題如插植密度、插植株數(shù)、品種間密度差異及其配套技術(shù)問(wèn)題仍困擾科研人員［12-17］。

【本研究切入點(diǎn)】本研究通過(guò)超高產(chǎn)品種湘兩優(yōu)900栽培密度試驗(yàn)，明確該品種在不同栽培密度條件下各農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)的差異，提出在超高產(chǎn)栽培水平上最適合該品種的栽培群體密度。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】研究團(tuán)隊(duì)從超級(jí)稻計(jì)劃實(shí)施伊始就參與計(jì)劃的育種和栽培研究，對(duì)以超高產(chǎn)為目標(biāo)的超級(jí)稻品種的最佳栽培密度，以及不同密度水平對(duì)產(chǎn)量的影響一直存在疑慮，希望能通過(guò)對(duì)超高產(chǎn)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(chǎn)品種在不同群體密度條件下產(chǎn)量及各主要農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)，為大面積生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017年早造在廣東省惠州市惠陽(yáng)區(qū)農(nóng)科中心進(jìn)行，試驗(yàn)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(zhì)一般代表性。試驗(yàn)地屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，常年雨量充沛，陽(yáng)光充足，年平均氣溫22℃，全年累計(jì)日照時(shí)數(shù)2 060 h，年均降雨量1 990 mm，是廣東大多數(shù)水稻種植區(qū)亞熱帶季風(fēng)氣候的典型特征。試驗(yàn)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(guó)家雜交稻工程技術(shù)研究中心（湖南）選育的超高產(chǎn)品種湘兩優(yōu)900。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用13、16、19、21、24 cm 5個(gè)株距密度群體（相當(dāng)于每667m2栽植3.07萬(wàn)、2.49萬(wàn)、2.10萬(wàn)、1.90萬(wàn)、1.66萬(wàn)穴），每個(gè)密度采用單株和多株插植兩種方式，共10個(gè)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(nèi)行距16.7 cm，3次重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積20 m2，區(qū)間過(guò)道40 cm，重復(fù)間過(guò)道50 cm，四周設(shè)保護(hù)行。

為確保田間試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)的一致性，采用以下田間管理方式：試驗(yàn)備秧采用尼龍薄膜覆蓋防寒塑料軟盤濕潤(rùn)育秧，覆蓋時(shí)間20 d；秧田每667 m2施高效復(fù)合肥20 kg、有機(jī)肥200 kg作基肥，于播種前7 d撒施并旋耕均勻，同時(shí)撒施茶麩粉4 kg，毒殺福壽螺；播種當(dāng)天每667 m2秧田用壯秧劑460 g（每盤10 g），撒施于畦溝營(yíng)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(chóng)防病。本田基礎(chǔ)肥為每667 m2施復(fù)合肥（N15P4K6）70 kg、腐稈靈2 kg；追肥為每667 m2復(fù)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(chóng)害防控及水分管理與一般生產(chǎn)大田相同。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

田間調(diào)查測(cè)定和室內(nèi)考種測(cè)量取得數(shù)據(jù)。田間測(cè)定項(xiàng)目每小區(qū)取樣10株，按照農(nóng)藝性狀測(cè)定方法人工田間調(diào)查測(cè)量基本苗數(shù)、苗峰數(shù)、株高、抽穗期、生育期。收獲定點(diǎn)單株后，分別測(cè)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(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 進(jìn)行整理，用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（V17.10高級(jí)版）進(jìn)行裂區(qū)方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 湘兩優(yōu)900在不同插植苗數(shù)和密度條件下的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)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(shì)，高低值有3 d的差異（133～136 d），變化明顯，各處理間差異均達(dá)到極顯著水平。可見(jiàn)，疏植顯著延長(zhǎng)湘兩優(yōu)900全生育期，而高密度插植會(huì)導(dǎo)致生育期縮短，有“催熟”效應(yīng)，導(dǎo)致早熟早衰退，不利于湘兩優(yōu)900正常生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高，田間也觀察到早熟、“早收尸”的現(xiàn)象。同時(shí)，疏植條件下植株周邊空間較大，有利植株“補(bǔ)償”生長(zhǎng)，提高分蘗的成穗效率，成穗率較高。單株植和多株植兩個(gè)副處理生育期差異達(dá)到極顯著水平，說(shuō)明插植苗數(shù)是引起全生育期變化的敏感因素，即插植苗數(shù)導(dǎo)致了全生育期的變化。

從表1可以看出，插植密度變化不會(huì)導(dǎo)致株高產(chǎn)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(cè)驗(yàn)也證實(shí)插植密度變化與株高沒(méi)有關(guān)系，差異不顯著。

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

單穴苗峰數(shù)受插植苗數(shù)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(méi)有顯著差異，即苗峰數(shù)與插植苗數(shù)沒(méi)有相關(guān)關(guān)系，但密度差異產(chǎn)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(dá)到峰值，且13 cm×13 cm處理由于插植密度過(guò)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(lái)看，田間觀察總生物產(chǎn)量在高密度（13 cm×13 cm）條件下，由于株穗間過(guò)于密集，易發(fā)生紋枯病導(dǎo)致生物量減少；低密度條件下雖然成穗率很高，但植株生長(zhǎng)量不足，總生物量也不高；19×19處理的生物量最大，說(shuō)明這一插植密度最適合湘兩優(yōu)900構(gòu)建最大生物量群體。無(wú)論多株植還是單株植，低密度插植能產(chǎn)生較好的群體生長(zhǎng)量（總生物量），最大達(dá)4 104 kg/667 m2，除13×13處理與其他密度差異達(dá)極顯著外，其他密度級(jí)差間均達(dá)差異顯著，說(shuō)明總生物量對(duì)插植密度敏感，但在本試驗(yàn)設(shè)置的密度處理差異間沒(méi)有達(dá)到極顯著水平。

2.2 湘兩優(yōu)900在不同插植苗數(shù)和密度條件下的生殖生長(zhǎng)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(fù)相關(guān)關(guān)系，且副處理間測(cè)驗(yàn)結(jié)果顯示，多株植更有利高成穗率，差異達(dá)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(chǎn)量性狀，產(chǎn)量主要構(gòu)成性狀是有效穗數(shù)，由于生產(chǎn)最終需要的是有效穗數(shù)最多，因而單穴插植苗數(shù)以適中為最好，最大的有效穗數(shù)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(shù)變化趨勢(shì)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(shù)最多。插植密度越低越有利每穗總粒數(shù)增長(zhǎng)，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(shù)各處理間均沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明低密度插植總體上有利提高每穗總粒數(shù)，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(rèn)為是試驗(yàn)誤差所致。

結(jié)實(shí)率的變化與每穗總粒數(shù)基本一致，較高的結(jié)實(shí)率出現(xiàn)在密度19×19處理到21×21處理之間，以19×19處理最高。結(jié)實(shí)率差異分為兩個(gè)群體，其中19×19處理與21×21處理的結(jié)實(shí)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(wú)顯著差異。可見(jiàn)，只有適合的插植密度（19 cm×19 cm、21 cm×21 cm）會(huì)產(chǎn)生較好的結(jié)實(shí)率。

表2 湘兩優(yōu)900在不同插植苗數(shù)和密度條件下的生殖生長(zhǎng)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(méi)有明顯變化趨勢(shì)與規(guī)律，包括多株植與單株植均未出現(xiàn)測(cè)驗(yàn)顯著性，說(shuō)明湘兩優(yōu)900這一品種田間可塑性較大，在本試驗(yàn)設(shè)置的密度處理范圍有種群自我調(diào)節(jié)生長(zhǎng)能力，能達(dá)到最佳自我均衡群體狀態(tài)，這是本試驗(yàn)對(duì)湘兩優(yōu)900最重要的發(fā)現(xiàn)。

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

從湘兩優(yōu)900產(chǎn)量及其構(gòu)成因子對(duì)密度的響應(yīng)顯著性測(cè)驗(yàn)結(jié)果（表3）來(lái)看，有效穗數(shù)隨著插植密度變化呈現(xiàn)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(nèi)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(duì)有效穗數(shù)影響均不顯著；副處理的單株植和多株植表現(xiàn)差異極顯著，多株植對(duì)有效穗數(shù)有明顯正向作用，而且差異均達(dá)極顯著，即多株植更易于獲得更多有效穗數(shù)。

每穗實(shí)粒數(shù)19×19、21×21處理差異不顯著，但它們與其他密度處理每穗實(shí)粒數(shù)差異極顯著；副處理單、多株植每穗實(shí)粒數(shù)除24×24密度處理差異極顯著外，其余均差異不顯著。說(shuō)明密度差異會(huì)影響每穗實(shí)粒數(shù)的多少，并且達(dá)到極顯著水平，但單、多株植間，在試驗(yàn)設(shè)定的所有密度都不會(huì)引起每穗實(shí)粒數(shù)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(cè)驗(yàn)證明與插植密度、苗數(shù)無(wú)關(guān)。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(cè)定性狀誤差許可范圍來(lái)看，屬于試驗(yàn)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(chǎn)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(guò)于密集，易發(fā)生紋枯病導(dǎo)致產(chǎn)量明顯減少；16×16處理也不理想，產(chǎn)量次低；19×19、21×21、24×24處理均獲得較好產(chǎn)量，以19×19處理產(chǎn)量最高。說(shuō)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(zhǎng)特性發(fā)揮。本試驗(yàn)的小區(qū)產(chǎn)量最優(yōu)密度處理為19×19，顯著性產(chǎn)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(chǎn)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(shù)情況（除較密植的情形外）下，不會(huì)導(dǎo)致小區(qū)產(chǎn)量水平的顯著性差異。

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

因此，研究插植密度對(duì)產(chǎn)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(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生差異性影響?？梢哉J(rèn)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(dá)到最高產(chǎn)量。

小區(qū)產(chǎn)量在不同密度下表現(xiàn)差異達(dá)到極顯著水平，說(shuō)明密度對(duì)小區(qū)產(chǎn)量具有決定性的意義。

3 討論

研究表明，湘兩優(yōu)900產(chǎn)量在不同栽植密度下差異達(dá)到極顯著水平，證明密度對(duì)產(chǎn)量具有決定性的意義［5，7，11］。本試驗(yàn)中，獲得最高產(chǎn)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(jì)這一密度之所以為最優(yōu)值與品種的株型、分蘗特性有關(guān)。湘兩優(yōu)900是超高產(chǎn)型品種，具有莖稈粗壯直立、大穗粒多、分蘗力適中的特點(diǎn)。因此，這一結(jié)論不一定對(duì)所有品種具有普遍性意義，需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)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(zhǎng)生育期條件下，可能還有產(chǎn)量潛力，可以在生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)的一季中稻區(qū)（云南省）試驗(yàn)其產(chǎn)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(shí)，過(guò)于密集的株穗容易導(dǎo)致病蟲(chóng)害發(fā)生，特別是在高溫高濕的南方稻區(qū)，而應(yīng)該適度疏植。試驗(yàn)證明，插植密度越低越有利每穗總粒數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)增長(zhǎng)。因此，建議以19 cm×19 cm為限，稍偏疏最好。這一結(jié)論與前人的研究結(jié)果相近［4-11，14，16-33］。

對(duì)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(yàn)設(shè)置的密度處理范圍有自我調(diào)節(jié)群體的現(xiàn)象。雖然在統(tǒng)計(jì)學(xué)上沒(méi)有意義，但生產(chǎn)上可以依據(jù)產(chǎn)量目標(biāo)調(diào)節(jié)生物產(chǎn)量，提高費(fèi)效比，以最小的投入獲得最佳收獲。

湘兩優(yōu)900對(duì)插植苗數(shù)不敏感，即單株植還是多株植都可以達(dá)到最高產(chǎn)量，因而研究數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步以單株植和多株植兩種類別進(jìn)行分析。

在所有研究性狀里，與產(chǎn)量關(guān)系密切的因子主要有苗峰值、有效穗數(shù)、總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)及結(jié)實(shí)率。

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

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，湘兩優(yōu)900在19 cm ×19 cm插植密度下可獲得最高產(chǎn)量。由于湘兩優(yōu)900莖稈粗壯占用空間較多，對(duì)插植苗數(shù)不敏感，建議疏植。同時(shí)，湘兩優(yōu)900具有較好的長(zhǎng)生育期產(chǎn)量潛力，可以在一季中稻區(qū)發(fā)揮高產(chǎn)潛力。湘兩優(yōu)900高產(chǎn)栽培應(yīng)重點(diǎn)促進(jìn)栽培群體形成高有效分蘗率（減少無(wú)效分蘗的損耗）、高有效穗數(shù)、高結(jié)實(shí)率、及大穗粒多（總粒數(shù)與實(shí)粒數(shù)）株型，這樣才能獲得高產(chǎn)。從單株的角度來(lái)看，較高的有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和總生物量有利產(chǎn)量潛力發(fā)揮。