“减穴稳苗”田间配置对西南...稻冠层结构和光能分布的影响_李博.pdf
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1、第 41 卷 第 2 期2023 年 4 月四川农业大学学报Journal of Sichuan Agricultural UniversityVol.41 No.2Apr.2023“减穴稳苗”田间配置对西南稻区水稻冠层结构和光能分布的影响李博1,2,袁玉洁1,何辰延1,周星1,李秋萍1,朱莜芸1,何宇欣1,黄小凡1,艾小凤1,陈勇1,周伟1,程红1,王丽1,肖洪3,任万军1*,邓飞1*(1.四川农业大学/农业农村部西南作物生理生态与耕作重点实验室/西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室,成都 611130;2.安康学院/艺术学院,陕西 安康 725000;3.汉源县农业农村局,四川 汉源
2、625300)摘要:【目的】明确“减穴稳苗”田间配置对西南稻区杂交籼稻冠层结构和光能分布特征的影响,从而为“减穴稳苗”田间配置在西南稻区的推广应用提供理论和实践依据。【方法】在温江和汉源2个生态点设置田间试验,采用单因素随机区组设计,设常规密植田间配置(THDP,行穴距30.0 cm12.0 cm,每穴1.5苗,单、双苗错穴移栽)和“减穴稳苗”田间配置(ISRH,行穴距30.0 cm 24.0 cm,每穴3苗)两种配置,研究了不同田间配置对水稻冠层结构、冠层光能分布以及光合特性的影响。【结果】较常规密植,减穴稳苗显著提高了两生态点单穴茎蘖数,使抽穗期水稻上三叶的叶倾角下降了0.93%3.97%
3、,进而使单穴叶面积和冠层幅度显著增加80.39%和28.99%。减穴稳苗改善了水稻冠层中下部通透性,使温江生态点冠层340 cm处的透光率提高了18.08%42.55%,汉源生态点冠层3100 cm处的透光率提高了 5.49%44.22%,进而使抽穗至成熟期冠层底部的日辐射量和光照度分别提高 46.74%和 11.54%75.63%。较常规密植,减穴稳苗有效提高了水稻上三叶的光合能力,剑叶、倒2叶和倒3叶的净光合速率分别提高了16.96%30.33%、9.35%16.62%和12.93%32.76%。【结论】采用减穴稳苗田间配置可有效改善宜香优2115的冠层结构,使冠层中下部的透光率明显提高,
4、进而增加冠层底部光能供给,显著提升水稻上三叶的净光合速率。关键词:水稻;田间配置;西南稻区;冠层结构;光能分布中图分类号:S511.21 文献标志码:A 文章编号:1000-2650(2023)02-0266-09Effects of Field Configuration of Increasing the Number of Seedlings Per Hill with Reduced Number of Hills on Rice Canopy Structure and Light Energy Distribution Characteristics of Indica Hybri
5、d Rice in the Southwest ChinaLI Bo1,2,YUAN Yujie1,HE Chenyan1,ZHOU Xing1,LI Qiuping1,ZHU Youyun1,HE Yuxin1,HUANG Xiaofan1,AI Xiaofeng1,CHEN Yong1,ZHOU Wei1,CHENG Hong1,WANG Li1,XIAO Hong3,REN Wanjun1*,DENG Fei1*(1.College of Agronomy,Sichuan Agricultural University/Key Laboratory of Crop Eco-Physiol
6、ogy,and Farming System in Southwest China/State Key Laboratory of Crop Gene Exploration and Utilization in Southwest China,Chengdu 611130,China;2.Ankang University/School of Arts,Ankang 725000,Shaanxi,China;3.Hanyuan Agricultural and Rural Bureau,Hanyuan 625300,Sichuan,China)Abstract:【Objective】The
7、current study was conducted to clarify the effect of the field configuration of increasing the number of seedlings per hill with reduced number of hills(ISRH)on the canopy structure and light energy distribution characteristics of indica hybrid rice in the southwest China,and provide theoretical and
8、 practical basis for the popularization and application of ISRH field configuration in southdoi:10.16036/j.issn.1000-2650.202207161收稿日期:2022-07-24基金项目:国家自然科学基金项目(U20A2022、31901442);四川省科技计划项目(2021YJ0492)。作者简介:李博,硕士研究生。*责任作者:任万军,教授,博士,主要从事作物高产优质高效栽培理论与技术研究,E-mail:;邓飞,讲师,博士,主要从事作物高产优质高效栽培理论与技术研究,E-mail
9、:。第 2 期李博,等:“减穴稳苗”田间配置对西南稻区水稻冠层结构和光能分布的影响west rice area.【Method】A single-factor randomized field experiment was conducted to study the effects of different field configurations on canopy structure,light energy distribution,and photosynthetic characteristics of rice at Wenjiang and Hanyuan in Sichuan
10、 Province.Two field configurations including the traditional high-density planting(THDP,row hole spacing 30.0 cm 12.0 cm,1.5 seedlings per hill,single and double seedlings staggered transplanting)and increasing the number of seedlings per hill with reduced number of hills(ISRH,row hole spacing 30.0
11、cm 24.0 cm,3 seedlings per hill)were set.【Result】Compared with THDP,ISRH significantly increased the number of tillers per hill and decreased the leaf inclination angle of the upper three leaves by 0.93%-3.97%at heading stage at both study sites,which significantly increased the leaf area and canopy
12、 amplitude of single hill by 80.39%and 28.99%,respectively.ISRH improved the permeability of the middle and lower parts of the rice canopy,which contributed to 18.08%-42.55%and 5.49%-44.22%increase in light transmittance of the canopy from 3 cm to 40 cm at Wenjiang and from 3 cm to 100 cm at Hanyuan
13、,respectively.This leaded to the 46.74%and 11.54%-75.63%significant increase the daily radiation and illumination at the bottom of the canopy after heding,respectively.Compared with THDP,ISRH effectively improved the photosynthetic capacity of the upper three leaves of rice.The net photosynthetic ra
14、tes of flag leaf,second leaf and third leaf increased by 16.96%-30.33%,9.35%-16.62%and 12.93%-32.76%,respectively.【Conclusion】ISRH improved the canopy structure of Yixiangyou 2115,thereby enhancing the light transmittance and light energy supply at the middle and lower parts of the canopy,which cont
15、ributed to greater net photosynthetic rate of the upper three leaves of rice.Keywords:rice;field configuration;rice region of southwest China;canopy structure;light energy distribution水稻产量和品质是由品种遗传特性、气候生态环境和栽培管理措施等因素共同作用的结果1-3。在自然条件难以改变的情况下,优良的品种是作物高产的基础,而与其配套的栽培技术是获得高产的前提4。合理的栽培调控技术有利于构建适宜的群体,促进个体与
16、群体的协调发展,提升群体光合生产能力,最终确保水稻的丰产优质5-6。优良的群体环境是水稻高产的基础,而合理的田间配置是构建优良群体质量的基础7-8。合理的田间配置可有效调节生育中后期阶段水稻群体冠层的空间构成,改善冠层内的光照、温度和CO2浓度等环境条件,从而提升群体的光合效率,促进作物产量的提升9-11。围绕西南稻区的水稻栽培调控措施,前人提出了“减穴稳苗”田间配置技术,即在保证基本苗不变的情况下,通过减少单位面积栽插穴数,增大每穴苗数和穴距来调整水稻的田间分布12。有研究表明,“减穴稳苗”技术在提高水稻栽插质量和栽插效率的同时,可减少水稻无效分蘖的发生,降低植株收敛指数,并增加粒叶比和上三
17、叶比叶重,从而改善冠层的微环境,提高冠层内部的昼夜温差和湿温差,最终增强水稻叶片的光合速率,确保水稻的高产稳产13-15。然而,“减穴稳苗”田间配置对水稻冠层结构和光能分布的影响仍需进一步研究。因此,本研究以近年来西南稻区的主推品种宜香优2115为试验材料,在四川温江和汉源开展不同田间配置试验,旨在明确“减穴稳苗”田间配置对水稻冠层结构和光能分布的影响,从而为“减穴稳苗”田间配置在西南稻区的推广应用提供理论和实践依据。1材料和方法1.1试验地点与材料田间试验于2021年分别在成都平原四川省成都市温江区公平镇(3043N,10352E)和攀西地区四川省雅安市汉源县九襄镇(2929N,10237E
18、)进行。供试品种为西南稻区主推的中籼迟熟优质杂交水稻宜香优2115,来源于四川省绿丹种业有限责任公司。尿素来产自四川泸天化股份有限公司(总N46.0%),氯化钾产自中化化肥有限公司(KCL60.0%),磷肥产自湖北丰乐生态肥业有限公司(P2O512.0%)。温江生态点试验地前茬作物为小麦,汉源生态点试验地前茬作物为大蒜,2个生态点的土壤基础肥力资料见表1,温江生态点水稻生长季平均气温 23.74,降雨量 639.30 mm,太阳辐射2 242.31 MJ/m2,汉源生态点水稻生长季平均气温22.57,降雨量517.75 mm,太阳辐射2 719.49 MJ/m2。267四川农业大学学报第 41
19、 卷 1.2试验设计前期,团队发明了“一种机插杂交稻减穴稳苗大穗栽培方法(ZL 2016 10435960.X)12”,在不改变单位面积基本苗的情况下,保持栽插行距不变,将穴距从1217 cm提高到2025 cm,穴苗数则从每穴12苗提高到34苗,实现“减穴稳苗”。两试验点均采用单因素随机区组设计,设常规密植田间配置(THDP),行穴距30.0 cm12.0 cm,每穴1.5苗,确保每10穴中5穴1苗,5穴2苗,错穴移栽;“减穴稳苗”田间配置(ISRH),行穴距 30.0 cm 24.0 cm,每穴3苗(图1)。各处理基本苗均为42104苗/hm2,重复3次,共6个小区,小区面积3.6 m9.
20、6 m。根据当地种植习惯进行播种,采用秧盘育秧,秧龄30 d时手插移栽。按照N P2O5K2O=2 1 2,每公顷施纯氮180 kg,按基蘖肥氮 穗肥氮=6 4施用,基蘖肥按基肥 分蘖肥=7 3施用,穗肥按促花肥 保花肥=6 4施用。过磷酸钙每公顷750 kg,作为底肥一次施用。氯化钾每公顷300 kg,按底肥穗肥(促花肥)=5 5比例施用。田间管理与病虫害防治等栽培措施均与当地高产栽培要求一致。1.3研究指标与方法1.3.1冠层结构研究分别在分蘖盛期(栽后20 d)、拔节期、抽穗期和成熟期,每小区连续调查30穴,测定水稻茎蘖变化情况。于抽穗期,每小区连续测定20穴稻株的株高,连续测定10穴稻
21、株田间自然状态下的冠层幅度,并在测定长势一致的5穴稻株主茎上三叶的叶基角(叶片与茎的夹角),计算叶倾角(叶基角的余角即为叶倾角)16。此外,按平均茎蘖法取样3穴,测定叶面积并计算叶面积指数16。1.3.2冠层内光合有效辐射(PAR)研究于水稻抽穗期在晴天11:0013:00使用SunScan冠层分析仪(英国Delta公司生产)进行冠层光合有效辐射(PAR)的测定。参考李艳大等17的测量方法,采用大田切片法进行测量:常规密植为水平方向测定距稻株0、6和12 cm处的光合有效辐射,并分别将探杆置于距地表3、20、40、60、80和100 cm表12个生态点试验田的土壤理化性质Table 1Phys
22、ical and chemical properties of the soil in the two ecological sites生态点Ecological location温江汉源有机质Organic matter/(gkg-1)22.2235.73全氮Total N content/(gkg-1)1.552.15全磷Total P content/(gkg-1)1.211.78全钾Total K content/(gkg-1)19.3630.28碱解氮Available N/(mgkg-1)95.84154.30速效磷Available P/(mgkg-1)59.08231.40速效
23、钾Available K/(mgkg-1)159.01481.02注:于移栽前取基础土样,采用重铬酸钾滴定法测定土壤有机质,采用凯氏定氮法测定土壤全氮,采用高氯酸-硫酸法测定土壤全磷,采用 NaOH-熔融火焰光度计法测定土壤全钾,采用碱解扩散法测定碱解氮,采用碳酸氢钠浸提-钼锑钪比色法测定速效磷,采用乙酸铵浸提-火焰光度计法测定速效钾。Note:Take basic soil sample before transplanting,soil organic matter was determined by potassium dichromate volumetric method,the t
24、otal nitrogen in soil was determined by Kjeldahl method,total phosphorus in soil was determined by perchloric acid-sulfuric acid method,total potassium in soil were determined by NaOH-melting flame photometer,the alkali-hydrolyzed nitrogen was determined by diffusion method,determination of availabl
25、e phosphorus by sodium bicarbonate extraction and molybdenum-Antimony scandium colorimetric method,the available potassium was determined by ammonium acetate-flame photometer.THDP:常规密植;ISRH:减穴稳苗。下同。THDP:traditional high-density planting;ISRH:increasing the number of seedlings per hill with reduced n
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