沈關(guān)新

（臨湘市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，臨湘市糧油作物技術(shù)推廣站，湖南 臨湘 414300）

水稻是我國主要的糧食作物，近5 a 中國農(nóng)業(yè)年鑒統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，水稻種植面積約占全國糧食作物種植面積的27.5%，而產(chǎn)量約占糧食總產(chǎn)量的37.3%，全國65%以上的人口以稻米為主食[1]，稻米供求的細(xì)小變化都可能導(dǎo)致糧食價(jià)格乃至整個(gè)物價(jià)波動(dòng)[2]。因此，水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)確保我國糧食安全具有極其重要的戰(zhàn)略意義。但由于水稻種植過程具有生產(chǎn)技術(shù)要求高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、種植效益低等特點(diǎn)，加快水稻機(jī)械化生產(chǎn)是保障我國糧食安全的重要手段[3-5]。秧苗素質(zhì)是限制水稻機(jī)械化生產(chǎn)的主要因子之一，直接影響水稻機(jī)械化精確栽培、高產(chǎn)群體的構(gòu)建及產(chǎn)量[6-7]。該研究擬通過探明不同秧苗素質(zhì)對(duì)水稻群體結(jié)構(gòu)及微環(huán)境的影響，以期為水稻機(jī)插高產(chǎn)群體構(gòu)建及水稻高產(chǎn)管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及供試材料

試驗(yàn)在湖南臨湘市江南鎮(zhèn)四合村水稻田（N 29°40'45"，E 113°23'3"）進(jìn)行，土壤pH 值5.3，土壤全氮2.17 g/kg，全磷0.92 g/kg，全鉀28 g/kg，有機(jī)質(zhì)41 g/kg，堿解氮122 mg/kg，有效磷38.2 mg/kg，速效鉀112 mg/kg。

供試水稻品種為國家雜交水稻工程技術(shù)研究中心清華深圳龍崗研究所選育的秈型兩系雜交水稻深兩優(yōu)5814。

1.2 試驗(yàn)方法

不同秧苗素質(zhì)秧苗的種植：選擇土壤肥力較好的田塊，分別按照1 500、1 200、900、600、300 kg/hm2的播種量進(jìn)行播種（分別編號(hào)為S1～S5），獲得不同秧苗素質(zhì)的秧苗，通常認(rèn)為播種量越小，秧苗素質(zhì)越好，秧齡25 d 時(shí)移栽。

試驗(yàn)設(shè)置：采用田間小區(qū)試驗(yàn)，每個(gè)處理設(shè)置3 次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列；小區(qū)面積30 m2，長6 m、寬5 m，行距28 cm、株距15 cm，單本栽插。移栽前施復(fù)合肥 375 kg/hm2，移栽后一周內(nèi)施尿素2 250 kg/hm2。水分管理和病蟲草害防治按照當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣進(jìn)行。

取樣分析：按期測定水稻分蘗數(shù)，前期每隔5 d一次，后期10～15 d 一次；水稻干物質(zhì)的測定則在水稻典型時(shí)期（苗期、分蘗初期、分蘗盛期、齊穗期、乳熟期、黃熟期）每個(gè)小區(qū)取樣3 株，測定地上部干物質(zhì)總重量。

冠層溫濕度測定：水稻灌漿期選擇連續(xù)晴好的5 d，采用溫濕度記錄儀（HABO MX2300）分別測定離地面20 cm（下層）、45 cm（中層）、70 cm（上層）處冠層溫濕度，溫濕度每1 h 記錄一次，以5 d 的平均溫濕度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

采用SPSS 17.0 及Microsoft excel 2003 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秧苗素質(zhì)對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

由圖1 可知，不同秧苗素質(zhì)的水稻產(chǎn)量差異顯著，水稻產(chǎn)量隨秧苗素質(zhì)的變化呈現(xiàn)先增后降的趨勢，中等秧苗素質(zhì)的S3 處理和秧苗素質(zhì)較好的S4、S5 處理水稻產(chǎn)量較高，而秧苗素質(zhì)較差的S1、S2 處理水稻產(chǎn)量顯著低于其他處理。由此可見，秧苗素質(zhì)過差顯著影響水稻產(chǎn)量，中等及較好的秧苗素質(zhì)有利于水稻產(chǎn)量的提高。

2.2 秧苗素質(zhì)對(duì)水稻分蘗數(shù)的影響

從圖2 中可以看出，水稻分蘗數(shù)隨生育期的延遲呈先增后降趨勢，分蘗盛期（6 月25 日）達(dá)到最大值，之后水稻分蘗數(shù)逐漸下降，后趨于平穩(wěn)。秧苗素質(zhì)較好的S4、S5 處理，齊穗期（7 月15 日）以前的分蘗數(shù)皆顯著高于其他處理，表明較好的秧苗素質(zhì)有利于水稻分蘗數(shù)的增加；而秧苗素質(zhì)較差的S1、S2 處理，在齊穗期之前與秧苗素質(zhì)中等的S3 處理分蘗數(shù)無顯著差異，但在齊穗期之后，S1、S2 和S3 處理的分蘗數(shù)皆顯著低于其他處理；秧苗素質(zhì)中等的S3 處理在齊穗期之前，其分蘗數(shù)顯著低于秧苗素質(zhì)較好的S4、S5 處理，而在齊穗期之后其分蘗數(shù)顯著高于秧苗素質(zhì)較差的S1 處理。這表明秧苗素質(zhì)好的處理分蘗數(shù)較多，但其無效分蘗也多，齊穗期后無效分蘗死亡導(dǎo)致其后期分蘗數(shù)下降；而秧苗素質(zhì)較差的處理，則由于前期個(gè)體較弱，營養(yǎng)不足，雖然其分蘗能力并沒受太大的影響，但其分蘗苗弱，無效分蘗相對(duì)較多，齊穗期后無效分蘗死亡，導(dǎo)致分蘗總數(shù)下降；而秧苗素質(zhì)中等的處理，其分蘗總數(shù)雖少于秧苗素質(zhì)較好的處理，但由于其無效分蘗少，齊穗期后分蘗數(shù)并沒有太大的波動(dòng)。由此可見，較差和較好的秧苗素質(zhì)，皆可能出現(xiàn)無效分蘗過多的現(xiàn)象，而中等秧苗素質(zhì)可減少無效分蘗的產(chǎn)生，其總分蘗數(shù)與秧苗素質(zhì)較好的相當(dāng)。

2.3 秧苗素質(zhì)對(duì)水稻群體干物質(zhì)動(dòng)態(tài)的影響

如圖3 所示，水稻群體干物質(zhì)積累主要在分蘗初期至齊穗期，齊穗期生物量達(dá)到最大。分蘗盛期之后，不同秧苗素質(zhì)的水稻群體干物質(zhì)差異逐漸增大，秧苗素質(zhì)較好的群體生物量較高，而秧苗素質(zhì)較差的群體生物量較低，但到黃熟期時(shí)，秧苗素質(zhì)中等的S3 處理，與秧苗素質(zhì)較好的S4、S5 處理地上部群體干物質(zhì)重量相當(dāng)。這表明秧苗素質(zhì)直接影響水稻群體干物質(zhì)的積累，秧苗素質(zhì)較差的S1、S2 處理，其生物量始終難以達(dá)到其他處理的水平；而秧苗素質(zhì)較好的處理S4、S5 處理，由于受后期無效分蘗的影響，其成熟期生物量僅與中等秧苗素質(zhì)的S3 處理相當(dāng)。由此可見，中等秧苗素質(zhì)有利于水稻高產(chǎn)群體的形成。

2.4 秧苗素質(zhì)對(duì)灌漿期水稻冠層溫濕度的影響

由表1 可知，水稻冠層上層溫度低于中層和下層的溫度，而冠層相對(duì)濕度隨高度的增加而下降。水稻冠層中、下層溫度顯著高于上層，中層和下層冠層溫度分別平均比上層高1.03和0.96℃；S4和S5處理的上、中、下層溫度皆顯著高于S1、S2、S3 處理，表明秧苗素質(zhì)越好，群體越大，群體的溫度越高；水稻冠層中、下層相對(duì)濕度顯著高于上層，中層和下層冠層相對(duì)濕度分別平均比上層高5.56 和13.76 個(gè)百分點(diǎn)；不同高度冠層的相對(duì)濕度處理間也差異顯著，S5 處理的上、中、下層相對(duì)濕度皆顯著高于S1、S2 處理，冠層上、中、下層的相對(duì)濕度皆隨水稻群體生物量的增加而增加，表明秧苗素質(zhì)越好，群體越大，冠層的相對(duì)濕度也越高。

2.5 水稻有效穗數(shù)、群體干物質(zhì)動(dòng)態(tài)、灌漿期冠層溫濕度與水稻產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)分析

由表2 可知，產(chǎn)量與地上部干物重、有效穗數(shù)兩兩之間極顯著正相關(guān)，表明有效穗數(shù)越多、地上部生物量越大，水稻產(chǎn)量越高；而產(chǎn)量、地上部干物重、有效穗數(shù)與冠層上、中、下層溫度皆呈正相關(guān)，除有效穗數(shù)和產(chǎn)量與下層溫度具有顯著正相關(guān)外，其余皆相關(guān)性不顯著，表明冠層下層較高的溫度有利于有效穗數(shù)的增加，進(jìn)而促進(jìn)水稻增產(chǎn)；冠層上、中、下層濕度之間兩兩相關(guān)極顯著，表明水稻群體內(nèi)部濕度主要受群體大小的調(diào)控；產(chǎn)量、地上部干物重、有效穗數(shù)與冠層上、中、下層濕度皆呈極顯著正相關(guān)，表明冠層較高的濕度有利于有效分蘗數(shù)、群體生物量和產(chǎn)量的增加。由此可見，適當(dāng)增加水稻群體，保持較好的群體濕度，提升冠層下層溫度，可有效提升水稻有效穗數(shù)，進(jìn)而獲得較高的水稻產(chǎn)量。

表1 各處理灌漿期水稻冠層不同高度的溫度和相對(duì)濕度

表2 水稻產(chǎn)量與有效穗數(shù)、地上部干物重，灌漿期溫濕度的相關(guān)系數(shù)

3 討 論

水稻高產(chǎn)需要有較合理的群體干物質(zhì)積累，而水稻群體干物質(zhì)的積累受生態(tài)環(huán)境條件、秧齡、移栽方式及其互作效應(yīng)共同影響[8]。該研究采用不同秧苗素質(zhì)的秧苗進(jìn)行單本移栽，其移栽密度、秧齡、移栽方式相同，水稻群體干物質(zhì)的積累主要受水稻秧苗素質(zhì)和群體生態(tài)環(huán)境的影響。不同秧苗素質(zhì)群體干物質(zhì)和分蘗動(dòng)態(tài)結(jié)果顯示，秧苗素質(zhì)過差的水稻因分蘗基數(shù)小，有效分蘗數(shù)不高，導(dǎo)致水稻群體小，產(chǎn)量不高；而秧苗素質(zhì)過好也存在無效分蘗增加、營養(yǎng)流失嚴(yán)重的現(xiàn)象，最終也可能導(dǎo)致減產(chǎn)；只有秧苗素質(zhì)中等及中等偏上，即播種量為600～900 kg/hm2時(shí)才能構(gòu)建較好的水稻高產(chǎn)群體，無效分蘗少，產(chǎn)量高。袁功平等[9]的研究也表明，水稻播種量60 g/m2（約600 kg/hm2）時(shí)水稻產(chǎn)量最高。由于該研究選擇的秧齡為25 d，對(duì)于手插秧來說是較好的秧齡時(shí)間[10]，秧齡對(duì)水稻產(chǎn)量也具有較大影響[11]，尤其是對(duì)機(jī)插秧來說，秧齡提前可能更有利于水稻高產(chǎn)[12]。因此，機(jī)插時(shí)應(yīng)通過改良育苗基質(zhì)[13]、調(diào)整播種密度[14]、肥料運(yùn)籌[15]等方式提升水稻秧苗素質(zhì)。

大量研究表明，水稻高產(chǎn)與水稻群體微環(huán)境關(guān)系密切[16]。該研究也表明，水稻冠層下、中、上層溫度和濕度隨群體的增加而呈增加趨勢；王建等[17]研究也得到類似結(jié)果，水稻群體內(nèi)部下部、中部、上部的溫度和濕度均隨著種植密度增加呈上升趨勢。水稻冠層濕度與水稻有效分蘗數(shù)、干物質(zhì)、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，且其影響高于溫度，表明水稻冠層小氣候直接影響了水稻的生長發(fā)育，且群體濕度的影響高于溫 度[18]。因此，適當(dāng)秧齡期移栽中等秧苗素質(zhì)的水稻，構(gòu)建較好的水稻群體，保持冠層較高的溫度和濕度，是實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)的重要途徑。

4 結(jié) 論

試驗(yàn)結(jié)果表明，水稻產(chǎn)量隨秧苗素質(zhì)的變化呈先增后降趨勢，以播種量中等偏下的水稻產(chǎn)量最高；不同秧苗素質(zhì)的水稻分蘗數(shù)、干物質(zhì)重量皆隨秧苗素質(zhì)提高呈增加趨勢，中等秧苗素質(zhì)有利于水稻高產(chǎn)群體的形成；秧苗素質(zhì)越好，群體越大，群體的溫度和濕度越高，且水稻冠層上層溫度低于中、下層溫度，相對(duì)濕度則隨高度的增加而下降；適當(dāng)增加水稻群體，保持較好的群體濕度，提升冠層下層溫度，可有效提升水稻有效穗數(shù)，促進(jìn)水稻高產(chǎn)。