行株距配置对三江6号产量和品质的影响.pdf

第 4 期doi:10.3969/j.issn.1002-2090.2023.04.002第 35 卷第 4 期2023 年8 月黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报Journal of Heilongjiang Bayi Agricultural University35（4）：1118Aug.2023收稿日期：2022-11-19基金项目：黑龙江省重点研发计划（GA21B002）；黑龙江省博士后基金（LBH-Z21195）；高校学成、引进人才科研启动计划（XYB201810）。作者简介：范名宇（1988-），女，讲师，沈阳农业大学毕业，现主要从事寒地粳稻品质改良方面的研究工作。通信作者：李红宇，男，副教授，硕士研究生导师，E-mail：。行株距配置对三江 6 号产量和品质的影响范名宇1，赵海成1，刘显爽2，郑桂萍1，李红宇1（1.黑龙江八一农垦大学/农业农村部东北平原农业绿色低碳重点实验室，大庆 163319；2.北大荒农垦集团有限公司建三江分公司创业农场有限公司）摘要：为探索不同行株距配置对寒地水稻产量和品质的影响，试验以三江 6 号为试材，在建三江创业农场进行不同行株距配置（行距：3030 cm，1733 cm；株距：10、12、14 cm）研究，测定水稻生育动态、产量和品质。研究结果表明：行距和株距互作对株高、茎数、SPAD 值、单位面积穗粒、穗粒数、理论产量、精米率、整精米率、直链淀粉和蛋白质含量影响均达显著水平。行距 1733 cm 水稻株高显著高于行距 3030 cm，株距 12 cm 的株高最矮，14 cm 的 SPAD 值和茎数最高。同行距 3030 cm 相比，行距1733 cm 处理单位面积穗数显著提高了 11.59%，穗粒数和千粒重分别显著降低了 5.07%和 4.41%，对理论产量影响不显著；株距 10 cm 的单位面积穗数、穗粒数和理论产量显著高于其他处理，结实率受行、株距影响较小。行距 1733 cm 的垩白度、垩白粒率和蛋白质含量较 3030 cm 分别显著提高了 8.78%、7.99%和 0.55%；随着株距的增加，加工、外观以及食味品质呈现先升高后降低的趋势，蛋白质含量呈现相反趋势；株距 12 cm 的加工、外观和蒸煮食味品质表现最优，蛋白含量最低；不同处理对直链淀粉含量影响较小。综合分析表明：三江 6 号在建三江地区采用（1733）伊10 cm 组合可获得高产，（3030）伊12 cm 组合品质最优。关键词：水稻；产量；品质；行距；株距中图分类号：S511.4+1文献标识码：A文章编号：1002-2090（2023）04-0011-08Effects of Row and Hill Spacing on Yield and Quality of Rice Sanjiang 6Fan Mingyu1，Zhao Haicheng1，Liu Xianshuang2，Zheng Guiping1，Li Hongyu1（1.Heilongjiang Bayi Agricultural University/Key Laboratory of Low-carbon Green Agriculture in Northeastern China，Ministry ofAgriculture and Rural Affairs P.R.China，Daqing 163319；2.Chuangye Farm，Jiansanjiang Branch of Heilongjiang Beidahuang Groupof State Farms and Land Reclamation）Abstract：In order to explore the effects of row and hill spacing on the yield and quality of rice in cold regions，rice Sanjiang 6 wasused as materials to study the spacing（row spacing 30-30 cm，17-33 cm；hill spacing 10，12 and 14 cm）in Chuangye Farm，andthe growth dynamics，yield and quality of rice were determined.The results showed that the interaction between row and hill spacinghad significant effect on plant height，stem number，SPAD value，panicle number per unit area，spikelet number per panicle，theoretical yield，milled rice rate，head rice rate，amylose and protein content.Rice plant height of 17-33 cm row spacing wassignificantly higher than that of 30-30 cm.The plant height of 12 cm hill spacing was the shortest，and the SPAD value and stemnumber of 14 cm was the highest.Compared with the row spacing of 30-30 cm，the panicle number per unit area of 17-33 cm wassignificantly increased by 11.59%，and the spikelet number per panicle and 1000-grain weight were decreased by 5.07%and4.41%，respectively.The theoretical yield was not affected by the row spacing.The panicle number，spikelet number per panicle andtheoretical yield of 10 cm hill spacing were significantly higher than those of other treatments，and the seed setting rate was lessaffected by row and hill spacing.The degree and rate of chalkiness and protein content of 17-33 cm row spacing were significantlyincreased by 8.78%，7.99%and 0.55%，compared with 30-30 cm.With the increase of hill spacing，the processing，appearance andtaste quality showed a trend of first increasing and then decreasing，and the protein content had the opposite trend.The processing，黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报第 35 卷“民以食为天，食以稻为先”。水稻是中国第一大粮食作物，约 2/3 的人口以稻米为主食。随着国际贸易的增加和生活水平的提高，人们对主食的需求由“数量型”向“品质型”转变，迫切需要在稳定产量的同时提高稻米品质，以满足供给侧结构性改革的需求。黑龙江省是我国最大的优质粳稻主产区，享有“中华大粮仓”的盛誉。目前增产增效空间日益变小，在现有技术的基础上，改良栽培措施，充分发挥不同品种的优质高产特性，是建三江地区水稻生产的一个重要研究方向。栽培密度对稻米产量和品质具有重要的影响。相比于传统的均行种植，水稻宽窄行栽培是指插秧行距实行一宽一窄的栽培方式，在适宜范围内，宽窄行处理具有显著增产效果，归因于群体颖花量的增大，水稻中、后期群体生长率和净同化率相对较高，抽穗后群体光合势、干物质积累量及积累比例也明显提高1-2。研究发现，随株行距的增加，水稻单株分蘖数增加，单位面积分蘖数、抽穗期最大叶面积指数及其衰减率呈下降趋势3。适当降低水稻栽插密度，能有效增加单株成穗数和穗粒数，使个体与群体协调发展而获得高产4。但不同品种的最适种植密度不同5，常规粳稻产量以高密度处理最高，杂交籼稻、杂交粳稻以中密度处理产量最高6。赵海新等7利用不同穗型和分蘖力的品种研究发现，宽行距移栽有利于改善多蘖弯穗型品种的群体生态环境，窄行距有利于提高少蘖半直立穗型品种的空间利用。学者针对不同插秧密度对水稻品质的影响已开展了大量研究。有研究指出，在盐碱地条件下行距和株距的增加，可降低稻米的垩白度和垩白粒率，对蛋白质和直链淀粉影响较小8，也有学者认为不同行距处理对加工和食味品质未产生显著影响9。蒋鹏等10指出移栽密度对杂交稻糙米率、精米率和直链淀粉影响相对较小，对垩白粒率、垩白度、胶稠度影响较大。黄建鸿等11认为提高栽插密度，有利于提高杂交稻品种的糙米率、整精米率，降低垩白度。程效义等12认为栽培密度对外观品质未产生显著影响，随着栽插密度的增加，两个品种食味值均显著提高，蛋白质含量显著下降，不同品种的直链淀粉含量对栽插密度的响应有所不同。由此可见，栽培密度对穗型、分蘖力、遗传背景不同品种的影响存在差异。如何合理安排不同品种的株行距配置，进而协调群体与个体、群体内环境与外环境、地上部分与地下部分、根系行间与株间分布的关系，是值得探讨的问题13。目前研究多集中在插秧密度对高产水稻品种的影响方面，而对优质稻品种的研究较少，随着宽窄行插秧机的示范应用，机插密度对优质稻品种产量和品质的影响及适宜行株距配置还缺乏理论依据与技术指导。研究以建三江主栽优质粳稻品种三江 6 号为材料，研究不同行株距对优质稻品种产量和品质的影响，探索三江 6 号最适行株距配置，以期为优质稻品种机械化高产栽培提供理论与实践参考，为实现“藏粮于地、藏粮于技”的战略目标提供技术支撑。1材料与方法1.1 试验材料供试品种为三江 6 号，香稻，主茎 12 片叶，株高94 cm 左右，生育期 136 d，需逸10 益活动积温 2 500 益左右，分蘖力强，株型收敛，抗倒伏性强。1.2 试验设计试验于 2021 年在建三江创业农场进行，采用二因素随机区组试验设计，于 4 月 16 日播种，5 月 18日插秧。A 因素为行距，B 因素为株距，共 6 个处理组合，每穴 68 苗，具体处理如表 1 所示。A1 采用久保田等距侧深施肥插秧机，A2 采用沃德宽窄行侧深施肥插秧机，供试肥料均为中化（N颐P颐K=21颐15颐16）侧深施肥专用肥，其他管理措施同当地生产田。appearance and taste quality of 12 cm hill spacing performed the best，and the protein content was the lowest.Different treatmentshad less effect on the amylose content.Comprehensive analysis indicated that Sanjiang 6 could achieve high yield by using（17-33）伊10 cm combination and obtain the best quality by using（30-30）伊12 cm combination in Jiansanjiang area.Key words：rice；yield；quality；row spacing；hill spacing表 1行株距配置Table 1Row and hill spacingA 因素A1A2行距/cm30301733B 因素B1B2B3B1B2B3株距/cm10121410121412第 4 期1.3 测定项目与方法1.3.1 生育动态及 SPAD 值测定于分蘖盛期以及灌浆期在田间长势均匀处取两点，每点调查 20 穴，测定株高、茎数以及功能叶的SPAD 值。1.3.2 产量及产量构成因素调查成熟期于田间长势均匀处进行取样，每个处理选两点，每点连续调查 20 穴穗数，按平均穗数取植株 4 穴，带回室内进行考种，测定穗数、穗粒数、结实率以及千粒重，计算理论产量。理论产量=单位面积穗数伊穗粒数伊结实率伊千粒重。1.3.3 稻米品质测定成熟期每个处理选取长势均匀的两点，每点收获水稻 1 m2，脱谷后自然风干 3 个月，待理化性质稳定后进行品质分析。（1）加工品质。采用普通小型脱粒机进行脱粒，利用糙米机（FC2K，日本 YAMAMOTO 公司）和精米机（VP-32，日本株式会社）将稻谷加工成糙米和精米，计算糙米率、精米率和整精米率。（2）外观品质。采用大米外观品质辨别仪（EM-1000）测定外观品质，包括垩白粒率、垩白度。（3）营养品质。利用近红外分析仪（FOSS）分析糙米中的直链淀粉含量和蛋白质含量。（4）蒸煮食味品质。利用米饭食味计（STA-1A）测定稻米的蒸煮食味品质，包括香气、光泽、完整性、味道、口感以及综合评分。1.4 数据统计与分析试验数据采用 Excel 2003 和 DPS12.05 软件进行整理和分析，用 Duncan 新复极差法进行差异显著性检验。2结果与分析2.1 水稻生育动态及 SPAD 值的比较如表 2 所示，分蘖盛期和灌浆期 A2 处理的株高较 A1 分别显著提高了 14.86%和 1.12%，A1 处理的SPAD 值在分蘖盛期和灌期分别显著高于和低于 A2处理。不同株距处理下株高在分蘖盛期表现为 B1跃B3跃B2，在灌浆期表现为 B3跃B1跃B2；两个时期 B3 处理的 SPAD 值和茎数均高于其他处理。二因素互作表明（图 1），两个时期 A1 处理下，B3 的株高和 SPAD值均显著高于其他处理，B1 的茎数最少；A2 处理下，B1 的株高和茎数均显著高于其他处理，B2 处理的SPAD 值最低。综合分析表明，两个时期 A2B1 的株高最高，分蘖盛期 A1B3 的茎数最多、SPAD 值最大，灌浆期 A1B2 的茎数最多，A2B1 的 SPAD 值最大。株高/cm48.24 b55.41 a215.23*53.81 a50.11 c51.56 b19.37*38.50*每穴茎数/个20.37 a19.04 a2.93 ns19.5 ab18.42 b21.19 a4.30*7.82*SPAD 值38.84 a37.64 b11.26*37.81 b37.93 b38.98 a4.28*4.22*株高/cm99.33 b100.44 a4.65*99.78 ab99.25 b100.64 a2.47 ns63.52*每穴茎数/个15.52 a14.37 a2.70 ns14.36 a14.67 a15.81 a1.58 ns7.11*SPAD 值29.48 b30.77 a6.06*30.37 ab29.23 b30.78 a3.13*5.92*表 2不同处理间生育动态及功能叶片 SPAD 值的比较Table 2Comparison of dynamics treads and SPAD values of functional leaves among different treatmentsABA1A2FAB1B2B3FBFA伊B处理分蘖盛期灌浆期*和*分别表示在 1%和 5%水平具有显著性；ns 表示无显著差异；同一列不同小写字母表示在 5%水平下差异显著，下同。2.2 水稻产量和产量构成因素的比较如表 3 所示，A2 处理单位面积穗数显著提高了11.59%，穗粒数和千粒重分别显著降低了 5.07%和4.41%，对结实率和理论产量影响不显著。不同株距下单位面积穗数、穗粒数和理论产量均表现为 B1跃B2跃B3，株距处理对结实率和千粒重未产生显著影响。株、行距互作对穗数、穗粒数以及理论产量的影响均达到了显著水平（图 2），A1 处理下 B2 的穗数和理论产量、B1 的穗粒数显著高于其他处理；A2 处理下 B1 处理的穗数、穗粒数和理论产量最高。综合分析表明：A2B1 的单位面积穗数和理论产量、A1B1 的穗粒数在处理组合中表现最优。范名宇等：行株距配置对三江 6 号产量和品质的影响13黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报第 35 卷注：A、B、C 代表的是分蘖盛期，D、E、F 代表的是灌浆期图 1行距和株距互作对生育动态及功能叶片 SPAD 值的影响Fig.1Effects of row and hill spacing interaction on dynamics treads and SPAD values of functional leaves1 m2穗数/个456.24 b509.13 a1 215.93*533.57 a470.08 b444.40 c1 220.96*1 217.12*穗粒数/个98.62 a93.62 b5.56*101.1 a96.82 a90.43 b8.55*4.79*结实率/%88.87 a86.49 a4.58 ns86.87 a88.12 a88.05 a0.53 ns3.11 ns千粒重/g23.83 a22.78 b33.58*23.42 a23.24 a23.25 a0.38 ns2.19 ns理论产量/kg hm-29 766.35 a9 358.35 a3.53 ns10 734.00 a9 183.00 b8 769.90 b30.36*25.36*表 3不同处理间产量和产量构成因素的比较Table 3Comparison of yield and components among different treatmentsABA1A2FAB1B2B3FBFA伊B处理图 2行距和株距互作对产量及构成因素的影响Fig.2Effects of row and hill spacing interaction on yield and components2.3 稻米品质的比较2.3.1 加工和外观品质分析如表 4 所示，不同行距处理对加工品质未产生显著影响，A2 处理的垩白粒率和垩白度显著提高了14第 4 期7.99%和 8.78%，说明均行种植的外观品质优于宽窄行种植。不同株距处理对加工和外观品质的影响均达到显著水平，随着株距的增加，糙米率、精米率和整精米率呈现先增加后降低的趋势；垩白粒率和垩白度呈相反趋势，表明随着株距的增加，加工和外观品质先提升后降低。株、行距互作对精米率和整精米率的影响均达显著水平（图 3），两种行距下 B2 处理的精米率和整精米率高于其他处理。综合分析表明：A1B2 处理的加工和外观品质表现最优。糙米率/%73.93 a73.66 a0.72 ns73.38 b74.40 a73.60 ab3.91*2.73 ns精米率/%63.30 a63.00 a0.99 ns62.61 b64.06 a62.79 b9.16*5.23*整精米率/%49.84 a49.42 a1.99 ns48.26 c50.84 a49.78 b14.94*20.70*垩白粒率/%10.01 b10.81 a5.65*10.91 a9.36 b10.97 a9.72*1.60 ns垩白度/%5.58 b6.07 a6.49*6.06 a5.13 b6.28 a13.52*1.91 ns表 4不同处理间加工和外观品质的比较Table 4Comparison of processing and appearance quality among different treatmentsABA1A2FAB1B2B3FBFA伊B处理加工品质外观品质图 3行距和株距互作对精米率和整精米率的影响Fig.3Effects of row and hill spacing interaction on rate of milled and head rice2.3.2 直链淀粉和蛋白质含量分析各处理糙米中直链淀粉和蛋白质含量间变异较小，A2 处理蛋白质含量较 A1 相比显著提高了0.55%，B2 处理的蛋白含量显著低于其他处理，行距和株距处理对直链淀粉含量均未产生显著影响。图 4所示，行、株距互作对直链淀粉和蛋白质含量的影响达显著水平，A1 处理下 B3 的直链淀粉含量以及 B1的蛋白质含量显著高于其他处理，A2 处理下 B2 的蛋白质含量显著低于其他处理。综合分析表明：A1B1的直链淀粉含量、A2B2 的蛋白含量表现最低。2.3.3 蒸煮食味品质分析利用香气、光泽、完整性、味道、口感以及综合评分来评价稻米的蒸煮食味品质（表 6）。A2 处理的口感较 A1 显著降低了 3.15%，其他性状处理间差异较小。不同株距处理对完整性影响较小，B2 处理的香气、光泽、味道，口感以及综合评分均高于其他处理，直链淀粉含量/%17.12 a17.27 a3.83 ns17.08 a17.23 a17.28 a2.46 ns5.25*蛋白质含量/%7.26 b7.30 a5.00*7.35 a7.16 b7.33 a39.79*12.20*表 5不同处理间直链淀粉和蛋白质含量的比较Table 5Comparison of amylose and protein content amongdifferent treatmentsABA1A2FAB1B2B3FBFA伊B处理范名宇等：行株距配置对三江 6 号产量和品质的影响15黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报第 35 卷即不同行距处理对食味品质影响相对较小，株距12 cm 的食味品质表现最优。图 4行距和株距互作对直链淀粉和蛋白质含量的影响Fig.4Effects of row and hill spacing interaction on content of amylose and protein香气7.34 a7.34 a0.04 ns7.29 b7.38 a7.35 ab5.29*1.71 ns光泽7.46 a7.33 a2.54 ns7.29 b7.58 a7.30 b5.59*2.70 ns完整性7.40 a7.43 a0.32 ns7.48 a7.37 a7.40 a2.74 ns1.92 ns味道7.85 a7.82 a1.12 ns7.77 b7.92 a7.81 b8.95*2.08 ns口感7.62 a7.38 b5.71*7.51 a7.76 a7.22 b10.02*1.56 ns综合评分78.57 a77.92 a1.54 ns78.13 b79.68 a76.93 b9.10*2.12 ns表 6不同处理间蒸煮食味品质的比较Table 6Comparison of taste quality among different treatmentsABA1A2FAB1B2B3FBFA伊B处理3讨论提高行株距、增加穴苗数使水稻抽穗期提前，群体分蘖数增加14。但种植密度高时，植物周围通风少、冠层密集为病虫害创造了良好的条件，使植物更容易倒伏15，同时导致分蘖数过多、无效分蘖率增加、小穗不育性高和穗粒数减少，从而导致产量下降16。水稻宽窄行种植形成合理有效的通风道，利用边际效应使通风、透光性增强，减轻病害，减少倒伏17。研究表明水宽窄行种植的株高显著高于均行种植，株距12 cm 的株高最矮，14 cm 的 SPAD 值和茎数最高。合理密植既能充分发挥水稻较强的分蘖与群体自身调节能力的特性，减少水稻群体内行间、株间生长竞争，避免前期生长过于繁茂，达到单位面积理想穗数，同时又保证稻田能充分利用光能，进行光合作用，积累较多的有机物质，从而提高水稻产量13。研究表明行距 1733 cm 显著提高了单位面积穗数，但穗粒数和结实率显著降低，对理论产量未产生显著影响，这与余贵龙等18研究结果一致。说明相比于均行距 3030 cm，宽窄行 1733 cm 种植密度增加，单位面积穗数的提高未能消除穗粒数和结实率对产量的负面影响，进而未能显著提高产量。研究结果还有待于用更多的品种加以验证。通过选择适宜株距，调整合理机插密度可改善产量构成因素间的关系进而实现水稻增产19。研究表明株距 10 cm 的单位面积穗数、穗粒数最高，进而理论产量显著高于其他处理。前人研究认为随着行株距减小，单位面积穗数增加，穗粒数减少，对结实率和千粒重影响不大20-21。研究中株距 10 cm 产量最高，主要由于密度增加，提高了单位面积穗数，这与其他学者研究较一致22-23，但是密度增加，穗粒数未减小，原因在于三江 6 号为优质长粒香稻品种，穗型弯曲，不属于大穗型品种，群体的穗数和穗粒数间未产生显著的矛盾。正如胡雅杰等24指出不同品种高产最适密度不同，机插大穗型品种宜适当降低密度，充分发挥大穗优势，提高群体颖花量而高产；小穗型品种宜采用高密度栽插，增加穗数以获得高产。同时研究发现结实率和千粒重受行株距影响相对较小，证16第 4 期实了前人的研究9，24-25。稻米品质主要受遗传基因控制，但是栽培技术、环境条件对米质的形成也有十分重要的影响26-27。适宜的密度能平衡水稻群体和个体生长之间的关系，协同提高群体数量和质量。目前，关于插秧密度对水稻品质的影响研究较多，多数研究认为随着栽植密度的增加，稻米垩白显著提高10，28-30，糙米率呈现先增加后降低的趋势31-33，但是龙文飞等31认为垩白粒率、胶稠度及直链淀粉含量有减少的趋势，蛋白质含量呈现先增加后降低；吴子帅等32认为整精米率呈下降趋势，对粒型和蛋白质含量影响不显著；也有学者表明密度增加提高了整精米率和蛋白质含量33。利用杂交稻作为试材研究发现种植密度对稻米加工、外观、营养品质均未产生显著影响34。造成试验结果不同的原因主要是水稻品种、气候条件、试验密度设计的差异，同时栽培密度与水肥等因素存在互作。试验表明不同种植密度对直链淀粉含量未产生显著影响，这与多数人的研究结果一致10，30，35。不同行距处理对加工和食味品质影响较小，行距 3030 cm 的垩白度、垩白粒率以及蛋白质含量显著低于 1733 cm；随着株距的增加（密度的降低），加工、外观、食味品质呈现先升高后降低的趋势，蛋白质含量呈现先降低后升高的趋势，即密度过大或者过小均对品质产生负面影响。所以在生产实践中，要根据品种的穗型大小、分蘖能力、遗传背景等特点，科学合理地制定与品种相匹配的最佳株行配置，协调好水肥等因素，构建高光效群体，充分发挥机插技术的增产增效优势。4结论行距和株距互作对株高、茎数、SPAD 值、单位面积穗粒、穗粒数、理论产量、精米率、整精米率、直链淀粉和蛋白质含量影响达显著水平。水稻行距 1733 cm 的株高显著高于行距 3030 cm，株距 12 cm的株高最矮，14 cm 的 SPAD 值和茎数最高。行距1733 cm 种植模式显著提高了单位面积穗数，显著降低了穗粒数和千粒重；株距 10 cm 的单位面积穗数、穗粒数和理论产量显著高于其他处理，结实率受株、行距影响较小。行距 1733 cm 的外观品质和蛋白含量分别显著低于和高于 3030 cm；株距 12 cm的加工、外观和蒸煮食味品质表现最优，蛋白含量最低。综合分析认为三江 6 号在建三江地区采用（1733）伊10 cm 组合可以获得高产，（3030）伊12 cm 组合品质最优。参考文献：1 张洪程，李杰，戴其根，等.机插稻“标秧/精插、稳发、早搁、优中、强后”高产栽培精确定量关键技术 J.中国稻米，2010，16（5）：1-6.2 王洁，周有炎，邢志鹏，等.南粳 9108 机插秧宽窄行种植方式适宜密度探讨 J.中国稻米，2016，22（6）：98-101.3 夏瑜，杨为芳，唐茂艳，等.不同耕作方式和栽培密度下强化栽培水稻的生长发育与产量形成 J.中国农学通报，2006，12（22）：144-147.4 吴春赞，叶定池，林华，等.栽插密度对水稻产量及品质的影响 J.中国农学通报，2005，21（9）：190-191.5 Zhou C，Huang Y，Jia B，et al.Optimization of nitrogen rateand planting density for improving the grain yield of differ原ent rice genotypes in northeast China J.Agronomy，2019，9（9）：555.6 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