水稻有序擺拋栽超高產(chǎn)形成及其生理生態(tài)特征的研究.pdf

1、試驗(yàn)于2010-2011年在揚(yáng)州大學(xué)海安試驗(yàn)基地及揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)農(nóng)場進(jìn)行。以粳型超級稻品種武運(yùn)粳24、南粳44為研究材料，用434單孔塑盤和新型3連孔、2連孔塑盤早育秧，分別設(shè)置擺栽、點(diǎn)拋、常規(guī)撒拋等拋栽方式，并以盤育毯狀苗機(jī)插作為對照。秧齡均為25d，單孔秧盤每孔3苗，2連孔秧盤每連孔4苗，3連孔秧盤每連孔6苗，機(jī)插秧秧齡20d，每穴4苗。就不同拋栽方式水稻產(chǎn)量形成及光合物質(zhì)生產(chǎn)特征、分蘗特性、根系形態(tài)生理特征、氮素吸收利用、株型

2、特征、抗倒伏能力和稻米品質(zhì)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的比較研究，以明確水稻有序擺拋栽的超高產(chǎn)形成及其生理生態(tài)優(yōu)勢，探索拋秧稻超高產(chǎn)新模式，為促進(jìn)拋秧輕簡化超高產(chǎn)栽培提供理論和實(shí)踐依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.不同拋栽方式的產(chǎn)量表現(xiàn)為擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋、機(jī)插，有序擺拋栽顯著高于撒拋和機(jī)插。不同連孔處理間則為2連孔＞3連孔＞單孔。2連孔、3連孔有序擺拋栽產(chǎn)量超過11t hm-2，單孔撒拋和機(jī)插稻產(chǎn)量只有10-10.5 t hm-2。就不同拋栽

3、方式而言，有序擺栽和點(diǎn)拋群體起點(diǎn)質(zhì)量高，發(fā)棵快，各生育時期群體葉面積、粒葉比、光合勢、物質(zhì)生產(chǎn)、積累、后期劍葉光合速率和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)均優(yōu)于撒拋，后期通風(fēng)透光性好，仍能保持較強(qiáng)的物質(zhì)生產(chǎn)和抗倒伏能力，最終產(chǎn)量高。就不同結(jié)構(gòu)秧盤處理而言，2連孔、3連孔擺栽次數(shù)較單孔減少1/3～1/2，提高了擺栽速度。2連孔稻株中、后期表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢，能保持較強(qiáng)抗倒伏和群體物質(zhì)生產(chǎn)能力，最終產(chǎn)量大于3連孔和單孔，3連孔和單孔稻株間差異不顯著。有序擺拋栽稻群體起

4、點(diǎn)質(zhì)量高，活棵快，前期有著適宜的光合物質(zhì)積累和葉面積，后期保持較強(qiáng)的光合物質(zhì)生產(chǎn)、積累和轉(zhuǎn)運(yùn)能力，是實(shí)現(xiàn)超級稻穩(wěn)定超高產(chǎn)的基礎(chǔ)，2連孔稻株整個生育時期均表現(xiàn)出較強(qiáng)的物質(zhì)生產(chǎn)和生長優(yōu)勢，3連孔稻株也具有一定優(yōu)勢。因此，2連孔、3連孔有序擺拋栽是一種水稻省工超高產(chǎn)栽培新模式。
　　2.(1)分蘗發(fā)生葉位和成穗:①有序擺栽和點(diǎn)拋稻的一次分蘗發(fā)生在主莖1-6葉位，二次分蘗發(fā)生在1/1、1/2、1/3，優(yōu)勢分蘗發(fā)生和成穗是主莖3-5葉位的一

5、次分蘗，一次分蘗占總莖蘗比例為65-70％;撒拋稻分蘗的發(fā)生葉位比擺栽和點(diǎn)拋高兩個葉位，一次分蘗葉位也是1-6，二次分蘗發(fā)生在1/1、1/2、1/3、2/1、2/3，優(yōu)勢分蘗發(fā)生和成穗為主莖3-6葉位，一次分蘗比例60％多點(diǎn)，二次分蘗比例比擺栽、點(diǎn)拋稍高些。機(jī)插稻的一次分蘗葉位3-7，優(yōu)勢分蘗葉位4-7;南粳44一次分蘗比例介于點(diǎn)拋處理之間，武運(yùn)粳24的一次分蘗比例高于拋栽培處理，二次分蘗比例與一次分蘗趨勢相反。不同拋栽方式間一次分蘗比

6、例均表現(xiàn)為擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋，二次分蘗呈現(xiàn)相反趨勢。②同種栽插方式下不同連孔處理間分蘗發(fā)生葉位和成穗葉位相同，一次分蘗各葉位上分蘗發(fā)生率、成穗率和成穗數(shù)基本表現(xiàn)為2連孔＞3連孔＞單孔，二次分蘗則表現(xiàn)為2連孔、單孔＞3連孔。不同連孔處理間一次分蘗比例、二次分蘗比例均表現(xiàn)為2連孔＞3連孔、單孔。(2)分蘗對產(chǎn)量貢獻(xiàn)及穗部性狀:①有序擺拋栽水稻一次分蘗與主莖對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率90％左右，撒拋稻主莖和一次分蘗對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率85％左右，機(jī)插稻主莖對產(chǎn)量

7、的貢獻(xiàn)率兩品種間有不同，南粳44介于撒拋和擺拋、點(diǎn)栽之間，武運(yùn)粳24高于拋栽處理。不同拋栽方式間穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率、單穗重和著粒密度、單株和群體產(chǎn)量表現(xiàn)為擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋、機(jī)插。②不同連孔處理間一次分蘗對產(chǎn)量貢獻(xiàn)無明顯變化規(guī)律，二次分蘗對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)表現(xiàn)為2連孔、單孔＞3連孔，不同連孔處理間穗粒數(shù)、單穗重表現(xiàn)為3連孔＞2連孔＞單孔，著生密度和單株產(chǎn)量、群體產(chǎn)量則為2連孔＞單孔、3連孔。所有處理的一次分蘗發(fā)生率、成穗率和的穗粒數(shù)、千粒重

8、、結(jié)實(shí)率、單穗重和著粒密度等均高于二次分蘗，主莖對產(chǎn)量貢獻(xiàn)率高于20％，可見水稻有序擺拋栽主莖和低位優(yōu)勢分蘗優(yōu)勢明顯。
　　3.水稻有序擺栽和點(diǎn)拋后秧苗根系長度、根數(shù)、單株根重高于撒拋和機(jī)插，栽后7d3連孔稻苗優(yōu)勢明顯，栽后15d2連孔秧苗表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢。各生育時期群體根干重、根系冠比、根系活力表現(xiàn)擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋＞機(jī)插，不同連孔稻株間表現(xiàn)為2連孔＞3連孔＞單孔，根系吸收總面積、活躍吸收表面積和吸收面積比與穗后根系傷流量亦呈現(xiàn)相

9、同趨勢。各生育時期的根系干重、根冠比、根系活力及抽穗期單莖根系傷流量、根系吸收表面積、活躍吸收表面積、活躍吸收比與產(chǎn)量極顯著相關(guān)。齊穗15d，70％上根系分布在0-5cm，90％以上根系分布在0-10cm，各層根干重、根體積、根重密度拋栽方式間表現(xiàn)為擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋，不同連孔處理間為2連孔＞3連孔＞單孔，5-10cm、10-15cm、15-20cm的根系比例亦呈現(xiàn)此趨勢。0-20cm內(nèi)，各層根系干重、根系體積、根重密度與產(chǎn)量極顯著相關(guān)，

10、上層根系對產(chǎn)量貢獻(xiàn)較大，0-10cm貢獻(xiàn)率達(dá)90％以上?？傊居行驍[拋栽根系發(fā)生快，各時期活力強(qiáng)，后期分布合理，其良好的根系特性是其超高產(chǎn)形成的地下部特征和生理基礎(chǔ)。
　　4.(1)水稻有序擺拋栽各生育時期全株含氮率低于撒拋，有效分蘗臨界葉齡期和拔節(jié)期吸氮量相對較低，拔節(jié)后吸氮量顯著或極顯著高于撒拋，階段吸氮量和階段吸收比例均表現(xiàn)為擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋。3連孔和2連孔植株各生育時期含氮率和階段吸氮比例較高，且前期能保持適宜的吸氮量

11、，拔節(jié)后吸氮能力顯著增強(qiáng)，各生育時期吸氮量、階段吸氮量和階段吸收比例表現(xiàn)為2連孔＞3連孔＞單孔。(2)氮素吸收利用率、農(nóng)學(xué)利用率、生理利用率、偏生產(chǎn)力、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、籽粒生產(chǎn)效率、氮素收獲指數(shù)和產(chǎn)量均表現(xiàn)為擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋、機(jī)插，氮素利用率各指標(biāo)、偏生產(chǎn)力、氮素收獲在不同連孔處理間均表現(xiàn)為2連孔＞3連孔＞單孔，百公斤籽粒需氮量、氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、籽粒生產(chǎn)效率呈現(xiàn)相反趨勢。(3)不同拋栽方式間抽穗及成熟期根系、莖鞘、葉、穗和總干重

12、均表現(xiàn)為擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋，不同連孔處理間均表現(xiàn)為2連孔＞3連孔＞單孔。不同拋栽方式處理穗后根系及穗部含氮率和吸氮量均表現(xiàn)為擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋、機(jī)插，莖鞘和葉片呈現(xiàn)相反的趨勢;不同連孔處理穗后葉片和穗中含氮率均表現(xiàn)為2連孔＞3連孔＞單孔，抽穗期莖鞘與成熟期根系的含氮率差異不顯著。各器官中的吸氮量亦表現(xiàn)為2連孔＞3連孔＞單孔。有序擺栽和點(diǎn)拋稻的莖鞘與葉向穗轉(zhuǎn)移的氮素量大、轉(zhuǎn)運(yùn)率高，且根系具有較強(qiáng)的吸收養(yǎng)分能力。莖鞘和葉的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率均表

13、現(xiàn)為2連孔、3連孔＜單孔。水稻有序擺拋栽前期有合理含氮量和積累量，各生育階段氮素吸收能力較強(qiáng)，抽穗后具有較高的氮素積累量、轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率，是水稻有序擺拋栽超高產(chǎn)形成的營養(yǎng)機(jī)理。
　　5.(1)不同拋栽方式水稻間的抗倒伏能力差異顯著，有序擺栽稻的莖稈倒伏指數(shù)和群體倒伏指數(shù)最小，抗倒伏能力最強(qiáng)，點(diǎn)拋稻抗倒伏能力其次，撒拋稻莖稈倒伏指數(shù)和群體倒伏指數(shù)最大，抗倒伏能力最差。就不同連孔稻株而言，各拋栽方式下均表現(xiàn)為2孔＞3連孔、單孔，2連孔

14、稻株抗倒伏能力優(yōu)勢明顯，3連孔和單孔互有高低。(2)抗折力與莖稈抗倒伏能力、群體抗倒伏能力極顯著正相關(guān)，是影響抗倒伏能力的重要因素。抗折力與株高、重心高度、莖稈粗度、莖壁厚度、莖稈干重、葉鞘干重、單位節(jié)間干重、節(jié)間基部至穗頂?shù)拈L度和鮮重及彎曲力矩呈顯著或極顯著正相關(guān)，與相對重心高度和節(jié)間長度呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。(3)2連孔、3連孔有序擺拋稻株，抗倒伏能力強(qiáng)，主要因?yàn)榛抗?jié)間短、粗、壁厚，后期莖稈充實(shí)度好。拋栽稻高產(chǎn)、超高產(chǎn)栽培中，2連

15、孔、3連孔有序擺拋稻株具有較強(qiáng)的抗倒伏能力，是一種抗倒伏能力較強(qiáng)的高產(chǎn)輕簡栽培方式。
　　6.有序擺拋水稻上三葉較長，葉片葉基角、葉開角與披垂度相對較小，上三葉葉長不同連孔處理間表現(xiàn)為2連孔＞3連孔＞單孔，葉片葉基角、葉開角與披垂度則為2連孔＜3連孔＜單孔，葉長與每穗粒數(shù)、單穗重及產(chǎn)量極顯著相關(guān)，與單位面積穗數(shù)顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，葉基角、葉開角和披垂度則呈現(xiàn)相反的相關(guān)趨勢，且部分差異極顯著或顯著。水稻有序擺拋栽穗后葉面積指數(shù)、高效

16、葉面積指數(shù)、劍葉SPAD值較高，且下降速度慢，不同連孔處理間表現(xiàn)為2連孔＞3連孔＞單孔，衰減速度表現(xiàn)為單孔＜3連孔＜2連孔。不同拋栽方式的葉位著生高度和相對著生高度均表現(xiàn)為擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋，不同連孔處理間表現(xiàn)為2連孔、3連孔＞單孔，上三葉葉片著生高度與相對著生高度、劍葉到倒2葉的葉枕距、與產(chǎn)量、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、單穗重極顯著或顯著相關(guān)，而與有效穗數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)。穗長、穗著生密度、抽穗后莖鞘重與每穗粒數(shù)、單穗重及產(chǎn)量極顯著或顯著正

17、相關(guān)，與有效穗數(shù)極顯著或顯著負(fù)相關(guān)。株高與產(chǎn)量和穗粒數(shù)顯著正相關(guān)，而與稈長與產(chǎn)量及構(gòu)成因素相關(guān)性均不顯著。
　　7.(1)加工品質(zhì)。不同拋栽方式水稻間的糙米率、精米率和整精密率表現(xiàn)為擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋、機(jī)插，不同連孔處理間2連孔＞3連孔＞單孔，稀植有序擺拋栽利于加工品質(zhì)的改善。(2)外觀品質(zhì)。不同拋栽方式間堊白率、堊白大小和堊白度呈現(xiàn)擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋、機(jī)插的趨勢;不同連孔處理間則表現(xiàn)為2連孔、3連孔＞單孔，3連孔、2連孔穴內(nèi)分蘗多且

18、競爭強(qiáng)，一定程度減少了穴內(nèi)空間，所以其外觀品質(zhì)較單孔稍差。(3)蒸煮食味品質(zhì)。不同拋栽方式水稻的膠稠度、峰值黏度、熱漿黏度和崩解值均表現(xiàn)為擺栽＞點(diǎn)拋＞撒拋、機(jī)插，而蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)相反趨勢。不同連孔處理間直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量變化較小，峰值黏度、崩解值表現(xiàn)為2連孔＞3連孔、單孔，最終黏度和回復(fù)則為3連孔、2連孔＜單孔。有序擺拋栽可在較多性狀上改善稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)，特別2連孔、3連孔有序栽插在稻米品質(zhì)上有明顯改善（除外觀品