機穴播模式對水稻群體生態特征及產量的影響

張 珍，顧春軍，王治雄，李逸龍，王冬翼，王建冬，聶元元

（1.上海市浦東新區農業技術推廣中心，上海 201201；2.上海市浦東新區老港農業農村服務中心，上海 201302；3.江西省超級水稻研究發展中心，江西 南昌 330200）

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，我國65%以上人口的糧食來源于水稻［1］。我國是水稻的主產大國，國內學者們一直把提高水稻的產量及品質作為一項重要研究任務。松早香1號（原名：松1013）于2014年通過上海市品種審定，是上海市松江區農業技術推廣中心培育出來的早熟水稻品種［2］。該品種具有全生育期短，植株形態緊湊，葉色深綠，葉片挺拔，莖葉夾角小，分蘗能力適中偏弱，成穗率適中偏高，收割時枝干綠色健壯，谷粒細長，少芒，米粒外觀好等特點，是上海地區早茬口品種的首選［3］。且其米質軟糯，深受市民喜愛，開展松早香1號種植是滬郊農業增效、農民增收的重要途徑［4-5］。

自20世紀90年代以來，氮肥的過量投入與利用效率低等問題在我國農作物生產中日益凸顯［5］。據世界糧農組織統計，我國單季稻田氮肥施用量高達180 kg/hm2，高出世界水稻氮肥平均施用量的75%，而氮肥利用率為30%左右，因大量的氮素流失［6－8］，不僅造成地下水污染、土壤酸化和板結，還會帶來種植成本增加和病蟲害加劇等問題［9－10］，對農業生產和人類生存造成不利影響。

水稻機穴播具有機械化程度高、節省人工、機械成本及維護費用低、綜合效益優等優勢，能省去育秧和移栽環節［11］。上海市奉賢區自2013 年引進水稻穴直播機進行試驗示范以來，推廣面積逐年增加，目前水稻機穴直播面積約占全區水稻種植面積的25%。董洋陽等［12-13］對松江區秀水114 機穴播最適施氮量與穴距進行了比較試驗。金山、崇明、青浦、浦東等上海郊區也開展了水稻機穴播不同密度試驗［14-16］。機穴播這種種植方式是當下輕簡化高效的種植模式，適合上?，F代農業發展的需求，具有廣闊的應用前景［17-20］。

為了探索上海地區早熟品種松早香1號的機穴播配套栽培技術，為推廣機穴播栽培技術提供實踐經驗，對該品種進行了不同種植時間、不同種植密度、不同用肥總純氮量、前后期施肥量配比與水稻群體特征及產量關系的研究。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

2020年在上海市浦東新區老港鎮中港村開展了松早香1號機穴播密度試驗，2021年分別在上海市浦東新區老港鎮中港村和宣橋鎮季橋村開展了松早香1號不同氮肥用量、氮肥前后期不同配比施用及不同播期試驗。所有試驗田平整前的土壤肥力均勻一致，前茬統一種植綠肥，后茬適時種植松早香1號。

1.2 試驗設計

1.2.1 密度試驗 密度試驗共設5個處理，行距統一為20 cm，株距分別設為10、12、14、16、18 cm，每個處理設3次重復，共有15個小區，每個小區面積為60 m2，采用隨機區組排列，各處理的用種量一致。全生育期施純氮270 kg/hm2，基蘗肥∶穗肥為8∶2。試驗播種方式及后期管理與大田生產模式統一。

1.2.2 播期試驗 試驗根據不同種植日期設置了5個處理，分別為5月1、5、10、15、20日，每個處理3次重復，每個小區的面積為60 m2。在試驗田的四周設有保護行，隨機區組排列。種植密度統一為行距20 cm、株距10 cm。試驗播種方式及后期管理與大田生產模式統一。

1.2.3 肥料試驗 在基蘗肥∶穗肥為8∶2的前提下，設總純氮量分別為210、240、270、300、330 kg/hm2這5個處理；另在總純氮量270 kg/hm2條件下，設置基蘗肥∶穗肥分別為7∶3、9∶1和10∶0這3個處理，每個處理3次重復，每個小區面積60 m2，采用隨機區組排列。試驗播種方式及后期管理與大田生產模式統一。

1.3 測定項目

1.3.1 苗情動態 2葉1心后調查基本苗情況，每個處理定10穴，考查水稻苗數。

1.3.2 產量及相關性狀 水稻成熟后調查產量及相關農藝和經濟性狀，每處理取3穴，農藝和經濟性狀主要包括株高、穗長、每穗粒數、千粒重等指標；收獲時，各小區單獨收割測產。

1.4 數據分析

試驗數據用Microsoft excel 2003和SPSS statistics 24版統計軟件進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 機穴播密度試驗結果與分析

2.1.1 不同機穴播密度對松早香1號苗情動態的影響 由表1可知，在松早香1號播種量一致的情況下，其基本苗、高峰苗數均隨株距的增大而減少。行距20 cm、株距10 cm處理松早香1號的基本苗、高峰苗均最多，分別為183.2萬、708.5萬株/hm2；株距18 cm處理的高峰苗出現時間在小暑，而其他株距處理的高峰苗出現時間均在大暑。

表1 不同處理下各時期松早香1號莖蘗數動態變化情況 萬株/hm2

2.1.2 不同機穴播密度對松早香1號穗粒結構的影響 由表2可知，在不同處理下，松早香1號的有效穗數隨株距的增大而減少，而總粒數、實粒數均隨株距的增大而增加，但結實率、千粒重、成穗率跟機穴播密度之間沒有明顯的變化規律。株距10 cm處理下，松早香1號的有效穗數最多，群體較大，但穗型較??；株距18 cm處理的總粒數、實粒數最多，結實率也最高，但有效穗數最少，因此該處理增產潛力相對較低。綜合來看，松早香1號由于生育期、營養積累時間和分蘗時間均較短，種植行距20 cm、株距10 cm處理的有 效穗數最多，千粒重最大，成穗率最高。

表2 不同機穴播密度對松早香1號穗粒結構的影響

2.1.3 不同機穴播密度對松早香1號產量的影響 由表3可知，隨著機穴播株距的增大，松早香1號的產量呈逐漸降低的趨勢，即種植行距20 cm、株距10 cm處理的折 合 產量最高，達8351.4 kg/hm2，較株距18 cm處理的產量提高了10.74%。由折合產量方差分析結果可知，株距10、12 cm處理的產量顯著高于株距18 cm處理的，但與株距14、16 cm處理的差異不顯著。

表3 不同機穴播密度處理松早香1號產量的方差分析

2.1.4 機穴播密度和穗粒結構的相關性分析 由表4可知，松早香1號的株距與其有效穗數呈極顯著負相關,與總粒數、實粒數呈極顯著正相關，與千粒重的相關性較弱。

表4 不同機穴播密度（株距）與穗粒結構間的相關性分析

2.2 播期試驗結果與分析

2.2.1 不同播期對松早香1號生育期的影響 由表5可知，隨著松早香1號的播種期的推遲，其成熟期并沒有表現出相應天數的延長。本試驗中，當播期推遲20 d至5月20日時，成熟期僅推后7 d，全生育期縮短了6 d。因此，播種越早，營養生長期越長，更利于水稻的生長。

表5 播期試驗中各處理松早香1號的生育期

2.2.2 不同播期對松早香1號穗粒結構的影響 表6結果顯示，松早香1號的有效穗數隨播種期的推遲而逐漸減少，每穗總粒數隨播種期的推遲逐漸增加，千粒重呈現出逐漸減輕趨勢，結實率沒有明顯的變化趨勢。綜合生產實際考慮，5月5日播種的松早香1號群體與個體生長最協調，穗數、粒數適宜，產量潛力最高。

表6 不同播期對松早香1號穗粒結構的影響

2.2.3 不同播期對產量的影響 由表7可知，松早香1號產量隨著播期的推遲呈現先增加后減少的變化趨勢，以5月5日播種的產量最高，達7315.8 kg/hm2，較其他處理增產1.17%~20.33%，且與5月15、20日播期處理的產量差異均達顯著水平，但未達到極顯著水平。而5月15日播種處理的產量最低，為6079.7 kg/hm2。因此，5月5日為松早香1號最適播種期。

表7 播期試驗各處理松早香1號產量的方差分析

2.3 肥料試驗結果與分析

2.3.1 不同氮肥用量及肥料運籌對松早香1號生長群體的影響 根據苗情考查結果可知，不同處理松早香1號的高峰苗均出現在7月30日，且隨著施氮量的增加高峰苗逐漸增多。由表8可知，施用總氮量210 kg/hm2處理的高峰苗達471.75萬株/hm2，而施用總氮量330 kg/hm2處理的高達563.40萬株/hm2，兩者相差91.65萬株/hm2。另在施用總純氮量270 kg/hm2條件下，基蘗肥、穗肥配比越大其基本苗及高峰苗的數量也越多，即前期氮肥投入量越多，越能促進分蘗的發生。

表8 不同氮肥用量及運籌對松早香1號生長群體的影響 萬株/hm2

2.3.2 不同氮肥用量及運籌對松早香1號生育期的影響 由表9可知，在播種期和基蘗肥:穗肥比例相同的前提下，松早香1號不同發育階段出現的時間隨著施氮量的增加推遲了1~2 d，全生育期也延長了1~2 d；在施用總純氮量270 kg/hm2的條件下，隨著穗肥施用比例提高，全生育期有所延長。

表9 總純氮量及肥料運籌試驗各處理松早香1號的生育期

2.3.3 不同氮肥用量及肥料運籌對松早香1號穗粒結構的影響 由表10可知，在播種期相同和基蘗肥∶穗肥=8∶2的前提下，松早香1號的有效穗數、千粒重隨著施氮量增加呈上升趨勢，每穗實粒數和總粒數隨著施氮量的增加而減少。在施用總純氮量270 kg/hm2的條件下，基蘗肥∶穗肥=10∶0下的有效穗最多，結實率最高，千粒重最重。

表10 不同氮肥用量及運籌對松早香1號產量構成的影響

2.3.4 不同氮肥用量及運籌對松早香1號產量的影響 由表11可知，在基蘗肥∶穗肥=8∶2的前提下，松早香1號的產量隨著施用總氮量的增加呈現先增加后減少的變化趨勢，以施用總氮量300 kg/hm2時的產量最高，達6385.05 kg/hm2，顯著高于施用總氮量210、240 kg/hm2時的，增幅分別達16.55%、13.73%。在施用總純氮量270 kg/hm2的條件下，產量隨著基蘗肥、穗肥配比的增大而增高，以基蘗肥∶穗肥=10∶0時的產量最高，達6307.20 kg/hm2，以基蘗肥∶穗肥=7∶3時的最低，為6018.75 kg/hm2，但此兩處理間差異不顯著。

表11 肥料運籌試驗各處理小區松早香1號產量的方差分析

3 結論與討論

不同播期、總純氮施用量和基蘗肥、穗肥配比對水稻生育期有影響。種植日期推遲導致營養生長期變短，不利于營養物質的積累，進而影響產量形成。本研究表明，隨著松早香1號的播種期的推遲，其成熟期并沒有表現出相應天數的延長。播期推遲20 d至5月20日播種時，松早香1號的成熟期僅推后7 d，全生育期縮短了6 d。隨著施用總純氮量的增加，水稻全生育期會相應延長。本試驗中，松早香1號不同發育階段出現的時間隨著施氮量的增加推遲了1~2 d，全生育期也延長了1~2 d；在施用總純氮量270 kg/hm2的水平下，隨著穗肥施用比例提高，全生育期有所延長，該結論與江健等［21］在花優14上的研究結論基本一致。

不同播期、機穴播密度、總純氮施用量和基蘗肥穗肥配比對水稻產量有一定影響。產量隨著播期的推遲呈現先增加后減少的變化趨勢，播種日期在5月1~10日之間，松早香1號的產量比較接近，且此3個播期處理間產量無顯著差異，但5月10日以后，隨著播期推遲水稻產量明顯下降。以5月5日播種的產量最高，達7315.8 kg/hm2，較其他處理增產1.17%~20.33%，且與5月15、20日播期處理的產量差異均達顯著水平，說明播種過早或太遲均不利于松早香1號產量的形成，即5月5日為松早香1號的最適播種期。

隨著機穴播株距的增大，松早香1號的產量呈逐漸降低的趨勢，即種植行距20 cm、株距10 cm處理的折 合 產量最高，達8351.4 kg/hm2。松早香1號的機穴播株距與其有效穗數呈極顯著負相關、與總粒數、實粒數呈極顯著正相關。由于松早香1號全生育期較短，低株距導致密度增加，有效穗明顯增多，雖然個體穗型明顯偏小，但總體上有助于提高產量。

本研究中，在基蘗肥∶穗肥=8∶2的前提下，松早香1號的產量隨著施用總氮量的增加呈現先增加后減少的變化趨勢，以施用總氮量300 kg/hm2時的產量最高，達6385.05 kg/hm2，顯著高于施用總氮量210、240 kg/hm2時的；在施用總純氮量270 kg/hm2的水平下，產量隨著基蘗肥、穗肥配比的增大而增高，以基蘗肥∶穗肥=10∶0時的產量最高，達6307.20 kg/hm2。在播種期相同和基蘗肥∶穗肥=8∶2的前提下，松早香1號的有效穗數、千粒重隨著施氮量增加呈上升趨勢，每穗粒數隨著施氮量的增加而減少。在施用總純氮量270 kg/hm2的水平下，基蘗肥∶穗肥=10∶0下的有效穗最多，結實率最高，千粒重最重。若施氮量過少，則水稻正常營養生長受到限制，導致株高不高，分蘗發生較少，進而造成有效穗減少、產量較低；若施氮量過多，則容易造成植株貪青晚熟、增加倒伏風險以及增加成本等不利情況，從而抑制產量形成。結合生產實際，在施用總氮量300 kg/hm2水平下，前期施用基蘗肥有利于分蘗的發生，穗數的增加，更易獲得高產，這與顧盈等［22］在松早香1號機插栽培試驗中得出的最佳施用總氮量270~300 kg/hm2的結果相似。

綜上所述，松早香1號作機穴播栽培，適宜播期為5月初，適宜播種行株距為20 cm×10 cm，適宜施用總氮量為300 kg/hm2，基蘗肥、穗肥配比以9∶1~10∶0為宜。在此條件下，松早香1號的有效穗多，易獲得較高產量。