機(jī)插方式和密度對(duì)不同穗型水稻品種生產(chǎn)力及其形成的影響.pdf

1、追求機(jī)插水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)對(duì)保障我國(guó)糧食安全和提升水稻全程機(jī)械化水平具有重要意義。當(dāng)前，水稻機(jī)械化移栽是制約我國(guó)水稻實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化重要瓶頸，主要是由于生產(chǎn)上主體機(jī)插方式即毯苗機(jī)插水稻還存在亟待攻克的難題。一是毯苗機(jī)插行距與不同類型品種特性不配套，即因種合理定量栽插規(guī)格不明確。二是毯苗機(jī)插特定的育秧方式與特定的栽插方式造成苗小苗弱、大田植傷重、緩苗期長(zhǎng)，制約水稻產(chǎn)量潛力發(fā)揮，亟待探求新的機(jī)械化高產(chǎn)栽培途徑例如缽苗機(jī)插，然而缽苗機(jī)插如何因水稻品種

2、合理確定相適宜的高產(chǎn)栽插規(guī)格更不清楚，同時(shí)缽苗機(jī)插水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)形成優(yōu)勢(shì)及其特征也待進(jìn)一步研明。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本試驗(yàn)通過(guò)設(shè)置不同機(jī)插方式和不同栽插密度進(jìn)行研究，以期研明不同機(jī)插方式水稻合理選用不同穗型品種和配置適宜栽插規(guī)格，并闡明不同機(jī)插方式下不同穗型水稻品種高產(chǎn)形成及其相關(guān)生理生態(tài)特征。試驗(yàn)于2013-2014年在揚(yáng)州大學(xué)校外試驗(yàn)基地興化進(jìn)行。選用大穗型品種甬優(yōu)2640和甬優(yōu)8號(hào)，中穗型品種武運(yùn)粳24號(hào)和寧粳3號(hào)，小穗型品種

3、淮稻5號(hào)和淮稻10號(hào)為試驗(yàn)材料。設(shè)置3種機(jī)插方式，分別為行距33 cm缽苗機(jī)插、行距30 cm毯苗機(jī)插和行距25 cm毯苗機(jī)插，記為A、B、C。缽苗機(jī)插方式設(shè)置3種株距，分別為12 cm、14 cm和16 cm，記為1、2、3;2種行距毯苗機(jī)插方式同設(shè)置5種株距，分別為10 cm、11.7 cm、13.3 cm、14.8 cm、16 cm，記為1、2、3、4、5。主要研究機(jī)插方式和密度對(duì)不同穗型水稻品種產(chǎn)量及其形成、穗部性狀、莖蘗動(dòng)態(tài)、

4、光合物質(zhì)生產(chǎn)、株型、抗倒伏、氮素吸收與利用和稻米品質(zhì)的影響。主要結(jié)果如下:
　　1.產(chǎn)量及其形成特征方面:(1)缽苗機(jī)插方式，隨著密度降低，大穗型品種產(chǎn)量呈先增后減，以A2處理最高;中、小穗型品種產(chǎn)量呈遞減，以A1處理最高。毯苗機(jī)插方式，隨著密度降低，大穗型品種行距30 cm毯苗機(jī)插產(chǎn)量呈先增后減，以B4處理最高，行距25 cm毯苗機(jī)插呈遞增，以C5處理最高;中穗型品種行距30 cm毯苗機(jī)插和行距25 cm毯苗機(jī)插產(chǎn)量均呈先增后減

5、，分別以B3和C4處理最高;小穗型品種行距30 cm毯苗機(jī)插產(chǎn)量呈遞減，以B1處理最高，行距25 cm毯苗機(jī)插呈先增后減，以C2處理最高。同一密度條件下，缽苗機(jī)插產(chǎn)量顯著高于毯苗機(jī)插，增產(chǎn)幅度表現(xiàn)為大穗型＞中穗型＞小穗型，2種行距毯苗機(jī)插差異不顯著。對(duì)2種行距毯苗機(jī)插而言，同一株距條件下，大穗型品種行距30 cm毯苗機(jī)插產(chǎn)量高于行距25 cm毯苗機(jī)插;中穗型品種株距為10 cm、11.7 cm、13.3cm，行距30 cm毯苗機(jī)插產(chǎn)量高

6、，而株距為14.8 cm、16 cm，行距25 cm毯苗機(jī)插產(chǎn)量高;小穗型品種除株距為10 cm外，行距25 cm毯苗機(jī)插均具有增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。(2)隨著密度降低，不同機(jī)插方式下不同穗型水稻品種穗數(shù)減少，每穗粒數(shù)增加，群體穎花量變化趨勢(shì)與產(chǎn)量一致，結(jié)實(shí)率和千粒重變化不一。同一密度條件下，機(jī)插方式間穗數(shù)相當(dāng)，缽苗機(jī)插每穗粒數(shù)顯著高于毯苗機(jī)插，每穗粒數(shù)增加幅度表現(xiàn)為大穗型＞中穗型＞小穗型，結(jié)實(shí)率和千粒重差異不顯著。對(duì)2種行距毯苗機(jī)插而言，同一株距

7、條件下，行距30 cm毯苗機(jī)插穗數(shù)低于行距25 cm毯苗機(jī)插，而每穗粒數(shù)呈相反趨勢(shì)，結(jié)實(shí)率和千粒重互有高低。(3)隨著密度降低，不同機(jī)插方式下不同穗型水稻品種穗長(zhǎng)、著粒密度、單穗重、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)和二次枝梗粒數(shù)呈增加趨勢(shì)，一、二次枝梗數(shù)比值和一、二次枝梗粒數(shù)比值呈減少趨勢(shì)。同一密度條件下，缽苗機(jī)插水稻穗長(zhǎng)、著粒密度、單穗重、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)和二次枝梗粒數(shù)高于毯苗機(jī)插，一、二次枝梗數(shù)比值和一、二次

8、枝梗粒數(shù)比值呈相反趨勢(shì)。
　　2.光合物質(zhì)生產(chǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)特征方面:(1)莖蘗動(dòng)態(tài)方面，隨著密度降低，不同機(jī)插方式下不同穗型水稻品種分蘗中期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期莖蘗數(shù)呈遞減。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻栽后分蘗早生快發(fā)，有效分蘗期莖蘗數(shù)多，拔節(jié)期高峰苗數(shù)量少，拔節(jié)后莖蘗數(shù)平穩(wěn)消減，最終成穗率高。(2)物質(zhì)生產(chǎn)上，隨著密度降低，不同機(jī)插方式下不同穗型水稻品種拔節(jié)前干物質(zhì)積累量呈遞減，而生育中、后期物質(zhì)生產(chǎn)對(duì)密度變化響應(yīng)

9、不同。對(duì)缽苗機(jī)插而言，大穗型品種配置中等密度和中、小穗型品種配置高密度利于增加拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期干物質(zhì)積累量，提高最終干物質(zhì)重;對(duì)毯苗機(jī)插而言，大穗型品種降低密度、中穗型品種配置中等密度、小穗型品種增加密度，利于增強(qiáng)生育中、后期物質(zhì)生產(chǎn)能力和提高成熟期干物質(zhì)積累量。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻分蘗中期干物質(zhì)積累量較多，拔節(jié)期積累量相當(dāng)，拔節(jié)后物質(zhì)生產(chǎn)能力增強(qiáng)，生育中、后期干物質(zhì)積累量顯著提高，且抽穗后單莖葉的輸出

10、量、表觀輸出率和表觀轉(zhuǎn)化率較高，而單莖莖鞘的輸出量、表觀輸出率和表觀轉(zhuǎn)化率較低。(3)光合生產(chǎn)上，隨著密度降低，不同機(jī)插方式下不同穗型水稻品種拔節(jié)前葉面積指數(shù)、群體生長(zhǎng)率和凈同化率均減少，而生育中、后期光合生產(chǎn)對(duì)密度變化響應(yīng)不同。對(duì)缽苗機(jī)插而言，大穗型品種配置中等密度和中、小穗型品種配置高密度利于增大抽穗期和成熟期葉面積指數(shù)，提高生育中、后期光合勢(shì)、群體生長(zhǎng)率和凈同化率;對(duì)毯苗機(jī)插而言，大穗型品種配置低密度、中穗型配置中等密度和小穗型配

11、置高密度利于增強(qiáng)生育中、后期光合生產(chǎn)能力。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻分蘗中期葉面積指數(shù)和分蘗中期之前光合勢(shì)具有一定優(yōu)勢(shì)，拔節(jié)后葉面積指數(shù)和生育后期光合勢(shì)顯著增加，群體生長(zhǎng)率和凈同化率表現(xiàn)為“前小、中強(qiáng)、后高”特點(diǎn)。
　　3.隨著密度降低，不同機(jī)插方式下不同穗型水稻品種上三葉葉長(zhǎng)、葉寬、比葉重、葉基角、葉開(kāi)角和披垂度增加，抽穗后劍葉SPAD值和植株透光率提高。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻上三葉葉長(zhǎng)、

12、葉寬和比葉重增加，葉基角、葉開(kāi)角和披垂度減小，抽穗后劍葉SPAD值和植株透光率較高，而2種行距毯苗機(jī)插互有高低。就2種行距毯苗機(jī)插而言，同一株距條件下，不同穗型水稻品種劍葉、倒二葉和倒三葉的葉長(zhǎng)行距30 cm毯苗機(jī)插高于行距25 cm毯苗機(jī)插，但差異不顯著，上三葉的葉寬、比葉重兩者相當(dāng)。相關(guān)分析表明，上三葉的葉長(zhǎng)、葉寬和比葉重與不同穗型品種每穗粒數(shù)均呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，與大、中穗型品種產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)，而與小穗型水稻品種產(chǎn)

13、量呈負(fù)相關(guān)。上三葉的葉基角、葉開(kāi)角與大、中穗型水稻品種產(chǎn)量呈正相關(guān)，與小穗型品種產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān);上三葉的披垂度與不同穗型品種產(chǎn)量均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。因此，不同機(jī)插方式水稻降低密度利于增加上三葉的葉長(zhǎng)、葉寬和比葉重，提高抽穗后劍葉SPAD值和植株透光率，也使得植株趨披散。增加上三葉的葉長(zhǎng)、葉寬和比葉重，適度增加葉角度，利于提高大、中穗型水稻品種產(chǎn)量，而小穗型品種較小的葉長(zhǎng)、葉寬和葉角度利于增產(chǎn)。同一密度條件下，水稻缽苗機(jī)插較毯苗機(jī)插具有冠層葉片

14、質(zhì)量高、葉面積大，穗后劍葉SPAD值和透光率高的優(yōu)勢(shì)。
　　4.植株莖稈抗倒性狀特征方面:(1)隨著密度降低，不同機(jī)插方式下不同穗型水稻品種莖稈抗折力和彎曲力矩均增加，且抗折力增幅大于彎曲力矩，倒伏指數(shù)下降，莖稈抗倒伏能力增強(qiáng)。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插基部節(jié)間抗折力、彎曲力矩增加，倒伏指數(shù)較低，且N2、N3節(jié)間差異達(dá)顯著水平，而2種行距毯苗機(jī)插處理間抗折力、彎曲力矩和倒伏指數(shù)差異不顯著。(2)隨著密度降低，不同機(jī)插

15、方式下不同穗型水稻品種基部N1、N2、N3節(jié)間長(zhǎng)度減少，穗下節(jié)間長(zhǎng)度、稈長(zhǎng)和株高增加，基部節(jié)間N1、N2、N3莖粗、莖壁厚度、單位節(jié)間干重增加。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插株高和重心高度較高，而相對(duì)重心高度較低，穗下節(jié)間長(zhǎng)度和植株稈長(zhǎng)較長(zhǎng)，穗下節(jié)間與稈長(zhǎng)比例較高，基部N1、N2、N3節(jié)間長(zhǎng)度較短、莖稈較粗、莖壁較厚、充實(shí)度大，而2種行距毯苗機(jī)插處理上述植株莖稈指標(biāo)互有高低。(3)抗倒伏指標(biāo)與植株莖稈特性相關(guān)分析表明，不同穗型

16、水稻品種基部節(jié)間N1、N2、N3倒伏指數(shù)與節(jié)間長(zhǎng)度呈顯著或極顯著正相關(guān)，與節(jié)間粗度、莖壁厚度和單位節(jié)間干重呈負(fù)相關(guān)。因此，降低機(jī)插密度，不同機(jī)插方式水稻基部節(jié)間長(zhǎng)度減少，節(jié)間粗度、莖壁厚度、單位節(jié)間干重增加，利于增加抗折力和彎矩力矩，降低倒伏指數(shù)，提高抗倒伏能力。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻基部節(jié)間短而粗，充實(shí)度高，利于提高抗折力和彎曲力矩，從而降低倒伏指數(shù)。
　　5.氮素吸收與利用特征方面:(1)隨著密度降低，不

17、同機(jī)插方式下不同穗型水稻品種分蘗中期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期植株含氮率呈遞增趨勢(shì)。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻分蘗中期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期植株含氮率較高，而2種行距毯苗機(jī)插處理間互有高低。(2)隨著密度降低，不同機(jī)插方式下不同穗型水稻品種分蘗中期和拔節(jié)期植株吸氮量呈遞減;抽穗期和成熟期，大穗型品種A和B方式吸氮量先增后減，而C方式呈遞增趨勢(shì)，中穗型品種A方式吸氮量呈遞減，而B和C方式呈先增后減，小穗型品種3種機(jī)插方式

18、吸氮量均呈遞減。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻分蘗中期、抽穗期和成熟期植株吸氮量較高，拔節(jié)期相當(dāng)，而2種行距毯苗機(jī)插處理間差異不顯著。(3)隨著密度降低，不同機(jī)插方式下不同穗型水稻品種移栽至分蘗中期吸氮量及其比例、氮素吸收速率呈遞減;分蘗中期至拔節(jié)期吸氮量、氮素吸收速率相當(dāng);拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期吸氮量、氮素吸收速率，對(duì)大穗型品種而言，A和B方式呈先增后減，C方式呈遞增趨勢(shì)，對(duì)中、小穗型品種而言，A方式呈遞減趨勢(shì)，B和

19、C方式呈先增后減。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插移栽至分蘗中期、拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期吸氮量和氮素吸收速率均提高。(4)隨著密度降低，大穗型品種A和B方式氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率和氮肥偏生產(chǎn)力呈先增后減，C方式呈遞增趨勢(shì);中穗型品種A方式水稻氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率和氮肥偏生產(chǎn)力呈遞減，B和C方式呈先增后減;小穗型品種A和B方式氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率和氮肥

20、偏生產(chǎn)力呈遞減，C方式呈先增后減。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率和氮肥偏生產(chǎn)力顯著提高，而2種行距毯苗機(jī)插處理間差異不顯著。因此，缽苗機(jī)插應(yīng)用大穗型品種應(yīng)適當(dāng)降低密度，中、小穗型品種宜增加密度，利于增加抽穗期和成熟期吸氮量，提高氮肥利用率;毯苗機(jī)插應(yīng)用大穗型品種降低密度，應(yīng)用中穗型品種配置中等密度，小穗型品種配置高密度，利于提高最終總吸氮量和氮肥利用率。同一密度條件下，與毯苗機(jī)

21、插相比，缽苗機(jī)插水稻生育中、后期氮素吸收能力強(qiáng)，最終植株總吸氮量高，氮肥利用率顯著提高。
　　6.稻米品質(zhì)形成特征方面:(1)隨著密度降低，不同機(jī)插方式下大、中穗型水稻品種糙米率、精米率和整精米率增加，小穗型品種精米率和整精米率增加，而3種穗型品種堊白度、堊白率、直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量均呈遞減趨勢(shì)，膠稠度有變長(zhǎng)趨勢(shì)。說(shuō)明降低栽插密度利于改善不同機(jī)插方式水稻的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)，提高蒸煮食味品質(zhì)，但降低營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。同一密度條件下，與

22、毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻糙米率、精米率、整精米率有所提高，堊白度、堊白率、直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量較低，膠稠度較長(zhǎng)，2種行距毯苗機(jī)插方式間互有高低?？梢?jiàn)，缽苗機(jī)插較毯苗機(jī)插具有較好的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)。(2)對(duì)淀粉RVA譜分析結(jié)果表明，隨著密度降低，大穗型品種A、B、C機(jī)插方式峰值黏度和崩解值呈遞增，消減值呈遞減;中穗型品種A、B機(jī)插方式峰值黏度和崩解值呈先增后減，C機(jī)插方式峰值黏度呈遞增;A、B機(jī)插方式消減值呈先減后增

23、，C機(jī)插方式呈減少趨勢(shì);小穗型品種A、B、C機(jī)插方式峰值黏度和崩解值呈先增后減，消減值呈先減后增。說(shuō)明大穗型品種降低密度，中、小穗型品種配置中等密度，有利于增加不同機(jī)插方式峰值黏度和崩解值，降低消減值，改善稻米蒸煮食味品質(zhì)。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻峰值黏度和崩解值較高，消減值較低，2種行距機(jī)插處理間峰值黏度、崩解值、消減值互有高低。因此，同一密度條件下，缽苗機(jī)插水稻較毯苗機(jī)插具有較優(yōu)的稻米蒸煮食味品質(zhì)。
　　綜

24、上所述，缽苗機(jī)插方式，大穗型品種宜配置中等密度，利于足穗基礎(chǔ)上增加每穗粒數(shù)而高產(chǎn);中、小穗型品種宜配置較高密度，依靠增加穗數(shù)而增產(chǎn)。缽苗機(jī)插不同穗型品種的高產(chǎn)生理基礎(chǔ)為生育中、后期光合物質(zhì)生產(chǎn)能力和氮素吸收速率較強(qiáng)，最終干物質(zhì)積累量和總吸氮量較高。毯苗機(jī)插方式，大穗型品種宜采用行距30 cm，適當(dāng)增加株距，依靠提高每穗粒數(shù)而高產(chǎn);中穗型品種宜采用行距30 cm，配置中等密度，協(xié)調(diào)穗粒數(shù)而增產(chǎn);小穗型品種宜采用行距25 cm，適當(dāng)減小株距

25、，通過(guò)顯著增加穗數(shù)而增產(chǎn)。毯苗機(jī)插水稻應(yīng)用大穗型品種宜降低密度、中穗型品種配置中等密度和小穗型品種增加密度均利于增加生育中、后期干物質(zhì)積累量和氮素吸收量，最終提高總生物量和總吸氮量。不同機(jī)插方式水稻適當(dāng)降低密度，利于提高不同穗型品種抽穗期冠層葉片質(zhì)量，提高穗后劍葉SPAD值和植株透光率，但使得植株趨披散;利于縮短基部節(jié)間長(zhǎng)度，增加莖稈粗度和莖壁厚度，提高莖稈充實(shí)度，從而提高抗折力和彎曲力矩，降低倒伏指數(shù)，提高植株抗倒伏能力;還利于改善稻

26、米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)。同一密度條件下，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插產(chǎn)量顯著提高，大穗型品種增產(chǎn)幅度最大，中穗型品種次之，小穗型品種最小。其高產(chǎn)原因是由于獲得適宜穗數(shù)基礎(chǔ)上顯著增加每穗粒數(shù)，并保持正常的結(jié)實(shí)率和千粒重。缽苗機(jī)插水稻高產(chǎn)形成的生理基礎(chǔ)為栽后分蘗早生快發(fā)，低位分蘗多，高峰苗數(shù)量少，拔節(jié)后莖蘗消減緩慢，最終成穗率高;拔節(jié)后物質(zhì)生產(chǎn)能力和氮素吸收速率增強(qiáng)，抽穗期具有良好株型結(jié)構(gòu)，穗后植株透光率和劍葉SPAD值較高，光合