抛秧是一项水稻轻简化栽培技术, 有序化栽插是抛秧稻稳定高产和进一步超高产的基础。本试验通过摆栽、点抛、撒抛3种抛栽方式以及新型秧盘培育稻株的光合物质积累特性的比较, 旨在研明水稻有序化栽插超高产的光合物质积累特性, 并探索水稻超高产新模式。有序摆栽和点抛群体起点质量高, 发棵快, 各生育时期群体叶面积、粒叶比、光合势、物质生产、积累、后期剑叶光合速率和物质转运均优于撒抛, 后期通风透光性好, 仍能保持较强的物质生产和抗倒伏能力, 最终产量高。二连孔、三连孔栽插较单孔减少1/3~1/2, 提高了栽插速度。三连孔稻苗前期活棵较快, 二连孔稻株中、后期表现出较强的优势, 能保持较强抗倒伏和群体物质生产能力, 最终产量表现为二连孔稻株大于三连孔和单孔, 三连孔和单孔稻株间差异不显著。有序摆抛栽稻群体起点质量高, 活棵快, 前期有着适宜的光合物质积累和叶面积, 后期保持较强的光合物质生产、积累和转运能力, 是实现超级稻稳定超高产的基础, 二连孔稻株整个生育时期均表现出较强的物质生产和生长优势, 三连孔稻株也具有一定优势, 二连孔、三连孔有序摆抛栽是一种水稻省工超高产栽培新模式。
Rice seedling broadcasting is a technique of light and simple cultivation method in China and the stable super high yield from using the method relies on the ordered plantation of rice. Three planting methods including ordered transplanting (OT), optimized broadcasting (OB) and cast transplanting (CT) using dry-raising seedlings in plastic plates were compared with mechanical transplanting (MT) to investigate the photosynthetic productivity and matter accumulation characteristics during the formation of super high yield in respect of seedling establishment, tillering, LAI, grain-leaf ratio, photosynthetic potential, matter production, accumulation and translocation in late stages. Using methods of ordered transplanting and optimized broadcasting rice seedlings had the better population quality with earlier seedling establishment at the beginning, and their LAI, leaf area duration, grain-leaf ratio, matter production, accumulation in each growing stage, and net photosynthetic rate and matter translocation in later growing stages were all significantly or very significantly superior to those of cast transplanting. Moreover, in late growing stages, they showed comparatively better population light transmittance and ventilation, slower senescence, and higher matter production and lodging resistance as well. The transplanting hill number for of 3- and 2-hole closely gathered plates were 30-60 percent less than that for single-hole ones, which improved transplanting speed. Although 3-hole seedlings had earlier seedling establishment in early growing stage, 2-hole seedlings kept higher matter production and lodging resistance in middle and late growing stages. Eventually, two hole seedings had higher yield than 3-hole seedlings and 1-hole seedlings. With their higher population starting point, earlier seedling establishment, proper matter accumulation in early growing stage as well as higher matter production, accumulation and translocation ability in later growing stages, ordered transplanting and optimized broadcasting methods were capable of leading to the stable super high yielding cultivation of super rice. Two-hole plate transplanting seedlings showed better matter production and obvious growth superiority during the whole growth stage, and 3-hole one also showed growth superiority in some aspects, which could lead us to the conclusion that 2- and 3-hole plate seedlings ordered transplanting are new-typed cultivation patterns of super high yielding in super rice.
抛秧是我国20世纪80年代从日本引进的轻简栽培技术, 随着农村劳动力的转移与结构的老化以及塑盘旱育技术的完善, 抛秧稻作方式在我国面积逐渐扩大, 目前已接近6.67×106hm2。当前生产上主要采用的撒抛是一种无序抛栽, 秧苗分布不均, 平躺苗比例较高, 活棵立苗慢。一般密度控制不准确, 易造成群体物质积累量过大而倒伏或过小而严重制约高 产, 不能充分发挥抛秧稻个体优势, 后期通风透光性差, 群体早衰, 后期光合物质生产能力弱, 这些均不同程度影响抛秧稻的高产或超高产形 成[1,2,3,4,5]。超级稻具有超高产的潜力, 为进一步促进抛秧稻超高产栽培, 针对性地研究有序化程度高的超级稻抛秧栽培及其光合物质生产, 解决无序抛秧的弊端, 探明超级稻超高产的物质积累特性, 对挖掘抛秧稻产量潜力, 实现超级稻超高产栽培具有重要意义。
稻谷产量随干物质积累总量的增加而提高, 产量主要取决于生物产量, 而收获指数对稻谷产量的贡献较小。水稻超高产栽培各时期物质积累不是越多越好, 超高产水稻干物质生产优势在中期和后期, 产量随中期和后期干物质净积累量的增加而提高。中期和后期的群体生长率与产量呈高度正相关, 而前期群体生长率与产量的关系不密切。茎叶干物质输出量和抽穗后干物质积累量均与稻谷产量呈极显著正相关[6]。籽粒中干物质主要来源于抽穗前营养器官中的贮藏物质和抽穗后的光合作用。肖应辉等[7]认为抽穗前较多的干物质积累、抽穗后穗部较高的干物质分配比例、中后期较高的籽粒灌浆速率是水稻超高产的机制。稻谷产量的40%~60%来自剑叶的光合作用[8]。超高产的实现在于后期较高的物质积累, 源自其剑叶具有较强的光吸收、转化和利用能力, 为籽粒充实提供了充足的物质基础[9,10]。有关钵苗有序摆抛栽, 任万军[11]、费震江等[12]认为其增产机制在于有序抛栽处理变无序为有序, 改善了个体发育空间和生长发育条件, 促进了根系和分蘖的早生快发, 提高了每穴植株总干重, 促进了养分供应集中向茎和穗转移, 协调了强弱势粒的灌浆, 显著提高了有效穗, 且穗粒结构协调, 提高了水稻的成穗率和产量。有关抛栽栽培理论及技术研究较多, 其研究多是单球秧苗, 单孔摆抛栽费工大, 耗时多, 对有序摆栽和定点抛栽多集中技术层面或农艺性状上[13,14,15], 而对其超高产水平下的形成特征及光合物质积累特性缺乏系统研究, 另外水稻有序摆抛植尚待进一步挖掘产量潜力[16,17], 加强有序摆抛栽高产向超高产的研究很有必要。本文以新型的三连孔、二连孔塑盘育秧, 减少栽插穴数, 提高每穴苗数, 并通过与单孔塑盘栽培及机插秧的比较明确有序摆栽超高产的光合物质生产与积累特性, 探索其新型轻简栽培模式, 发挥其轻简栽培的技术优势, 为我国抛秧稻作的发展和水稻超高产栽培的实现奠定理论基础。
试验于2010—2011年在江苏省海安县扬州大学试验基地进行, 本文数据为2年的平均值。试验田前茬为小麦, 土壤质地为沙壤土, 地力中等, 含全氮0.16%、碱解氮87.2 mg kg-1、速效磷30.1 mg kg-1、速效钾84.6 mg kg-1。
选用粳型超级稻品种武运粳24、南粳44。采用434单孔和由此改进而来的新型三连孔、二连孔塑盘育秧, 三连孔由3个单孔以正三角形式组成, 中间连接处相通, 二连孔由2个单孔组成, 连接处相通。由于各孔相通处根系串联, 使得三连孔秧苗和二连孔秧苗成为一个整体, 便于栽插。单孔秧盘每孔3苗, 二连孔秧盘每孔4苗, 三连孔秧盘每孔6苗(图1), 机插每穴4苗。播种时每张秧盘施15 g壮秧剂(江苏省海安县达丰壮秧剂厂生产的“龙祺”牌新型水稻育苗壮秧剂), 二叶一心期每50张秧盘喷多效唑4 g, 秧龄25 d。
 | 图1 三连孔、二连孔和单孔秧苗示意图Fig. 1 3-hole, 2-hole, and 1-hole seedling |
试验设置摆栽、点抛、常规撒抛等抛栽方式。摆栽即行株距固定的精确摆植, 行距为30 cm, 株距视基本苗调节, 点抛即将带土秧苗控距向下投掷, 秧苗分布均匀, 是一种有序化程度高的抛秧方法。在基本苗一致的情况下, 三连孔、二连孔和单孔秧盘对应的密度分别为每公顷12.0万穴、18.0万穴和24.0万穴, 分别采用摆栽、点抛、撒抛等3种抛栽方式, 对照为机插每公顷25.5万穴(表1)。小区面积20 m2, 3次重复。
分别以尿素、过磷酸钙和氯化钾的形式施入氮肥(纯氮) 270 kg hm-2, 磷肥(P2O5) 112.4 kg hm-2, 钾肥(K2O) 112.4 kg hm-2。其中, 氮肥的基肥∶糵肥∶穗肥=3∶3∶4, 穗肥分别于倒四叶和倒二叶等量施入, 磷肥全做基肥, 钾肥的50%做基肥, 50%于倒五叶施入。
1.3.1 叶面积指数、干物质积累量的测定 栽后7 d和15 d取代表性植株10穴, 用长宽系数法测定叶面积, 并测定地上部干物重; 于有效分蘖临界叶龄期、拔节期、抽穗期、成熟期每处理取代表性植株3穴, 用长宽系数法测定植株叶面积, 并将叶和茎鞘分开。以上所有样品均于105℃杀青30 min, 80℃烘箱烘至恒重后, 测定干物重。
有效叶面积率(%)=有效LAI/抽穗期LAI×100; 高效叶面积率(%)＝高效LAI/抽穗期LAI×100
物质最大输出率(%)=(抽穗期茎鞘物质积累量-乳熟期茎鞘物质积累量)/抽穗期茎鞘物质积累量×100
物质表观输出率(%)=(抽穗期茎鞘物质积累量-成熟期茎鞘物质积累量)/抽穗期茎鞘物质积累量×100
转运率(%)=(抽穗期茎鞘物质积累量-成熟期/乳熟期茎鞘物质积累量)/成熟期籽粒干重×100
 | 表1 各处理栽插规格Table 1 Transplanting specification |
1.3.2 剑叶光合速率 分别于抽穗期、抽穗后20 d、35 d、50 d用LI-6400型光合测定仪(Li-Cor, 美国)测定剑叶光合速率。
1.3.3 透光率测定 在水稻齐穗期, 用LP-80植物分层分析仪测定光照强度。首先测定无遮挡的冠层顶部的自然光照强度I0, 然后将田间作物群体每20 cm分为一层测定各层的光照强度。透光率=I/I0。
1.3.4 单穴物理学指标测定 将取回的植株茎 秆, 保留叶鞘、叶片和穗子, 并保持不失水。将基部10 cm置于测定器上, 令其中点与测定器中点对应, 在中点挂一盘子, 逐渐加入砝码至茎秆要折断还没折断时, 向盘中加入沙子直至茎秆折断, 此时砝码、 沙子及盘子的重量即为该茎秆的抗折力(g)。每处 理连续选5株, 用拉力计测定拔起单穴所用力量。成熟期连续压10穴稻株至0°、30°、60°后测定其恢复度。
1.3.5 产量的测定 成熟期选取有代表性的植株5穴考种, 并以小区实收测量。
用DPS软件和Microsoft Excel软件分析和处理所测数据, 方差分析采用LSD多重比较。
2.1.1 栽后秧苗分布 机插和摆栽秧苗栽后直立性好, 直立苗比例几乎100%, 故表中只列出点抛和撒抛。就栽插方式而言, 栽插当天秧苗的立苗角度、立苗比例、分布均匀度均表现点抛>撒抛(表2)。同种栽插方式下, 不同连孔稻苗的平均角度、立苗比例表现为三连孔>二连孔>单孔。摆栽、点抛活棵立苗快, 三连孔和二连孔秧苗栽后直立苗比例大, 活棵快。
2.1.2 栽后稻苗素质 栽后7 d和15 d, 塑盘旱育稻苗单株叶面积和干物重均高于机插稻苗, 且表现为摆栽>点抛>撒抛。其中, 栽后7 d叶面积和干物重不同秧盘处理间表现为三连孔>二连孔>单孔, 而栽后15 d的, 表现为二连孔>三连孔>单孔(表3)。摆栽稻苗生长优势显著且稳定, 三连孔稻苗栽插时生长优势明显, 之后因穴内竞争而稍受抑制, 而二连孔稻苗生长优势开始加强。
| 表2 点抛和撒抛栽插当天的秧苗分布状况Table 2 Seedling distribution under different transplanting methods |
| 表3 不同栽插方式抛秧稻移栽后7 d和15 d的稻苗素质Table 3 Qualities of seedlings at 7 d and 15 d after transplanting |
2.2.1 各生育时期物质生产与积累 就各生育时期物质积累而言, 拔节及拔节前呈现撒抛、机插>点抛>摆栽的趋势(表4), 拔节呈现相反趋势。有效分蘖临界叶龄期各抛栽方式间差异显著; 拔节期, 两品种摆栽、点抛和撒抛间有显著或极显著差异; 抽穗及成熟期, 摆栽和点抛极显著高于撒抛。就不同连孔稻株而言, 拔节前物质积累表现为二连孔、三连孔<单孔, 拔节后呈现相反趋势。有效分蘖临界叶龄期不同连孔稻株间物质积累量均有极显著或显著差异; 拔节期, 除南粳44摆栽外, 二连孔和单孔间差异显著, 三连孔介于二连孔和单孔间; 抽穗期, 三连孔和单孔物质积累量均极显著低于二连孔; 成熟期, 摆栽和点抛方式下的不同连孔处理间的物质积累量均有极显著差异, 撒抛的三连孔和单孔处理的物质积累量显著低于二连孔, 且三连孔和单孔间无显著差异。对物质积累比例而言, 各生育阶段均表现摆栽>点抛>撒抛的趋势, 同种栽插方式下表现为二连孔>三连孔>单孔, 且三连孔和单孔间无显著 差异。
| 表4 不同栽插方式抛秧稻各生育时期物质积累Table 4 Dry matter accumulation of different transplanting rice plants in different growth stages |
2.2.2 抽穗期群体叶面积组成及粒叶比 不同 栽插方式间抽穗期叶面积指数、有效叶面积率、 高效叶面积率、粒叶比均表现为摆栽>点抛>撒抛, 除二连孔处理外, 摆栽、点抛与撒抛间叶面积指 数和粒叶比差异显著。不同连孔稻株间呈现二连 孔>三连孔>单孔的趋势(表5)。穗后叶面积衰减率 呈现相反的趋势, 机插各项指标介于撒抛和点抛 之间。
2.2.3 各生育阶段群体生长率和光合势 不同 栽插方式的群体生长率和后期光合势表现为摆栽>点抛>撒抛(表6), 各生育阶段群体生长率表现为 拔节—抽穗>临界—拔节>抽穗—成熟。拔节前 机插显著大于撒-3和撒-1, 极显著小于摆栽和 点-2。拔节后, 机插群体生长率显著低于摆栽和点抛, 介于撒抛处理之间。而不同连孔稻株间均表 现为二连孔>三连孔>单孔。对群体光合势而言, 拔节前摆栽<点抛、撒抛<机插处理, 拔节后表 现为摆栽>点抛>撒抛, 机插介于撒抛各处理 之间, 而不同连孔稻株间表现为二连孔>三连孔>单孔。
| 表5 不同栽插方式抛秧稻抽穗期叶面积组成及粒叶比Table 5 Leaf area composition of population and grain-leaf ratio of different transplanting rice plants in heading stage |
2.2.4 抽穗后茎鞘干重及物质转移 就后期茎鞘重而言, 各连孔稻株抽穗期、乳熟期和成熟期单蘖茎鞘重均呈现摆栽>点抛>撒抛>机插的趋势, 不同连孔稻株间呈现二连孔>三连孔>单孔>机插的趋势(表7)。就物质转运而言, 抽穗至乳熟期的物质转运量、输出率和转运率均表现为摆栽>点抛>撒抛、机插, 不同连孔间表现为二连孔>三连孔>单孔, 而抽穗至成熟期呈现相反的趋势。由此说明二连孔和三连孔稻株摆栽和点抛灌浆前期物质转运量大、转 运率高, 后期光合物质生产多, 利于大穗的形成和充实。
2.2.5 抽穗后剑叶光合速率 抽穗、抽穗后20 d、35 d、50 d三种秧盘处理的摆栽和点抛剑叶均保持较高的光合速率, 不同抛栽方式间光合速率表现为摆栽>点抛>撒抛, 衰减速率呈现相反的趋势。不同连孔稻株间则表现为二连孔>三连孔>单孔(图2)。有序摆抛栽稻穗后光合物质生产能力较强, 二连孔和三连孔稻株由于穴间空隙大, 利于保持较高的光合速率。
| 表6 不同栽插方式抛秧稻各生育时期物质生产Table 6 Dry matter production of different transplanting rice plants in different growth stages |
按压恢复度可反映稻株的抗倒能力。有序摆栽和点抛的按压恢复度(按压至0°和30°)、茎秆抗折力、单穴固持力、单茎干重均大于撒抛, 机插介于撒抛各处理间(表8)。对不同连孔稻株而言, 三连孔、二连孔稻株的按压恢复度、茎秆抗折力、单穴固持力、单茎干重均高于单孔, 三连孔稻株的按压恢复度、单穴固持力高于二连孔和单孔, 而茎秆抗折力、单蘖茎干重则低于二连孔稻株。就差异显著性来说, 单穴固持力不同连孔间差异极显著, 茎秆抗折力在点抛和撒抛中表现为二连孔显著高于单孔, 撒抛处理的三连孔和单孔差异也达到显著水平, 单茎干重除南粳44点抛外, 二连孔与单孔差异显著, 但三连孔和单孔间大多差异不显著。
| 表7 不同栽插方式抛秧稻抽穗后单蘖茎鞘重的输出和转运Table 7 Exportation and translocation of dry matter per stem and sheath of different transplanting rice plants after heading |
 | 图2 不同栽插方式抛秧稻穗后剑叶光合速率变化栽插方式缩写同表1。Abbreviations of transplanting ways are the same as those in Table 1.Fig. 2 Net photosynthetic rate in different transplanting rice plants after heading |
| 表8 不同栽插方式抛秧稻成熟期按压恢复度及茎秆特性Table 8 Recovery after pushing stem over at different angles and stem physical characteristics of different transplanting rice plants in mature stage |
不连孔稻株间群体透光率均表现为三连孔>二连孔>单孔, 大的穴间距利于光线的透射。就不同栽插方式抛秧稻抽穗期群体透光率而言, 群体上部透光率表现为撒抛>点抛>摆栽>机插, 群体下部透光率表现为摆栽>点抛>撒抛>机插。可见栽插有序化有利于光能的高效利用(表9)。机插稻因分蘖数多, 群体生长量大, 透光率最低。
各连孔稻株不同栽插方式的产量均为摆栽、点抛显著或极显著高于撒抛。同种栽插方式下, 不同秧盘处理间的产量呈现二连孔>三连孔>单孔的趋势, 与机插相比, 除撒-3、撒-1处理低于对照外, 其余各处理均高于对照机插。不同栽插方式的有效穗数呈现摆栽<点抛<撒抛的趋势, 均极显著小于 机插稻, 而每穗粒数则呈现相反的趋势。同种栽 插方式下, 有效穗数均表现为二连孔>单孔>三连孔。三连孔和二连孔穗粒数无显著性差异, 除武 运粳24摆栽外, 均和单孔有显著差异。所有处理 结实率、千粒重无显著变化(表10)。产量的提高主要穗粒数与单位面积穗数乘积的增加, 即颖花量的提高。
| 表9 抽穗期不同栽插方式群体透光率Table 9 Population light transmittance characteristic of different transplanting rice plants in heading stage (%) |
| 表10 不同栽插方式抛秧稻的产量及其构成因素Table 10 Grain yield and its components of broadcasted rice under different transplanting methods |
对两年产量及构成因素数据做方差分析。就年度间差异而言, 除武运粳24千粒重和南粳44结实率差异不显著外( P>0.05), 产量和其他构成因素年度间差异显著或极显著(表11), 就处理间差异而言, 除武运粳24千粒重外, 产量和其他构成因素处理间差异显著或极显著。年度和处理交互作用均不显著。
壮秧是水稻高产稳产的基础, 塑盘旱育秧在叶龄、干重、充实度、抗性及发根力方面拥有显著的优越性[18], 且移栽植伤轻、栽后无明显返青期、活棵快、出叶速度快, 塑盘育秧抛秧光合物质生产与积累在整个生育期中均较高[19]。
传统方式撒下的秧苗分布不均, 个体之间生长差异大, 群体内部生长不平衡, 因此实施有序化摆抛栽, 可提高群体起点质量, 较好地改变此弊端。摆栽和点抛是一种有序和半有序化栽培, 其直立苗比例较高, 这非常利于发挥水稻个体优势和群体的均衡生长以及高产潜力的发挥[2,20,21,22,23,24,25]。陈国建[15]认为钵育秧苗干物质积累多, 个体健壮, 构建了高产、超高产群体的基础。钵苗摆栽, 即带土直立苗, 不存在立苗问题, 生育时期茎蘖数、有效叶面积率、高效叶面积率、粒叶比、群体光合势、净同化率、阶段物质积累量和群体生长速率均较倾斜苗和平躺苗 高[26]。本试验通过研究新型二连孔、三连孔和单孔秧苗的3种抛栽方式, 发现有序摆栽和点抛, 特别是二连孔和三连孔稻苗的有序摆抛栽, 前期有着适宜的物质积累叶面积指数, 后期保持较高的LAI、光合速率, 叶面积衰减速率较低, 灌浆前期物质向籽粒的转运量、转运率也较多, 促进籽粒的灌浆充实, 灌浆后期仍具有较强的光合物质生产能力, 是实现超高产的物质和生理基础。张洪程等[27]认为要提高超高产水稻群体抽穗后的光合物质生产力, 需在稳定结实率、千粒重的基础上, 保足穗, 攻大穗, 即提高群体颖花量。本试验中各有序摆抛处理抽穗后均能保持较高物质积累量和物质生产能力、足量的群体穗数、更多的每穗粒数, 极大地提高了群体颖花量, 为超高产水稻“扩库容”, 并能保持较多的物质向“库”中转运, 充实度高, 最终获得超高产。可见水稻有序摆抛栽有着强大的生理生化优势, 利于协调水稻个体和群体生长, 特别是超级稻品种, 能充分发挥产量潜力, 增加有效穗, 提高成穗率, 促进后期高光效群体的形成, 并优化穗粒结构[28]。
为了提高有序摆抛栽水稻的光合物质生产能力和超高产潜力, 生产中要做好3个关键调控点: (1)培育旱育壮秧是基础和关键。可通过适当的化 控[29]培育叶宽苗健的矮壮秧。(2)提高抛秧稻栽插有序度。在壮秧和良好整地的基础上, 通过有序摆抛技术提高抛秧稻直立苗比例, 这样既使得横向的秧苗分布有序, 又能保持纵向秧苗根球较一致的入土深度, 全面提高了抛秧稻的群体起点质量, 促进了抛秧健壮立苗, 利于叶面积指数和群体干物质的稳步增长。(3)按照精确定量原理[30]进行科学的肥水管理。水稻群体库容充实的实质是一个物质积累与转运的过程, “强源”是其有效充实的重要保障, 有序摆抛稻在群体分布有序、生长均衡的基础上, 通过科学的肥水管理培育茎秆粗壮的高光效群体结构来支撑抽穗后较高的物质生产能力, 保证较多物质积累并转移到穗部, 促进大穗充实。
与毯状苗机插和直播稻相比, 钵苗秧龄弹性大, 能充分利用仅有的温光资源, 促进光合物质生产和积累, 挖掘高产潜力。钵苗有序摆抛栽, 秧苗健壮, 能发挥个体生长潜力, 促进群体适时够苗, 保持良好的高光效群体结构, 后期穗大粒多, 保证水稻的高产稳产、超高产[31], 是水稻超高产的基础。本试验中撒抛植株比摆栽的要松散, 上部利于光线透入, 下部因上部低位分蘖多则不利于光线透射, 不利于高效群体的建成和高效物质的积累。不同抛栽方式的抗倒伏性表现为摆栽>点抛>撒抛, 有序摆抛栽根球入土深度适宜, 群体有序化, 生长均衡化, 后期通风透光性好利于壮秆的形成、积累较多的物质和承载更多的库容量。抛秧稻由无序到有序是发展的必然趋势, 也是超高产下的必然要求[32,33]。
稀植有序化栽插立足于壮个体, 着眼于高光效, 协调双层库源关系, 培育有一定数量、质量的高光效群体, 其促控策略是“前期保稳发, 中期攻大穗, 后期高积累”。凡是过早地达到穗数苗的, 常因拔节期具有独立根系, 生存竞争力强的无效分蘖比重增大恶化了光照条件, 削弱有效分蘖的生长和有效物质积累, 反而难达到较高经济产量[34]。胡文河等[35]认为稀植群体, 叶片叶绿素含量增加, 比叶重加大, 光合速率提高, 净同化率下降速度慢, 下降时间短, 群体生长率最大值出现时间推迟, 植株内部通风透光好, 光合作用强。水稻稀植有序摆抛栽, 尤其是超级稻有序摆抛栽, 能充分发挥超级稻个体优势和群体产量潜力。前期促进分蘖早发快发, 充分利用早分蘖和低位分蘖成穗; 中期控制无效分蘖的发生, 确保群体平稳发展和单茎分蘖的干物质积累, 为后期成大穗和高产打基础。后期能保持较长时间的高光效群体, 有着良好强支撑能力以保证大穗的充实。稀植栽培的水稻, 耐肥抗倒性强, 稀植栽培的主茎基部第1节间长度均比常规栽培短[36], 从而为植株的个体生长和提高抗倒性奠定了良好的基础。与单孔栽培相比, 新型二连孔和三连孔栽培的稻株后期茎秆粗壮, 韧性较强, 茎秆抗折力强, 抗倒伏能力强。超稀植水稻根系入土深, 固持力强, 也是抗倒性强的原因[37]。本研究的创新和特色在于“密中有稀、稀中有密”的二连孔和三连孔壮秧有序摆抛栽, 单穴4~6株, 栽插穴数比常规栽插减少1/3~1/2, 提高了栽插速度, 强调大穴稀植, 单穴利用空间大, 使田间通风透光条件得以改善, 绿叶数多, 病虫害轻, 衰老慢, 茎秆粗壮, 抗倒伏能力强, 光合作用和光合势增强, 光合生产时间长, 光能利用率高, 成熟时青秆黄熟, 有利于增强光合作用, 充分发挥个体生长潜能, 保持较大穗型, 又能协调好个体与群体的关系, 达到较高的颖花量, 为超级稻穗大粒多的高产潜力得以充分发挥奠定基础, 以获得水稻稳定高产和超高产[38,39]。
二连孔、三连孔秧苗有序摆抛栽要注意以下两点: (1)大穴稀植栽培在于培育壮秧, 为保证二连孔、三连孔中秧苗的数量, 在育秧播种中要做到匀播, 即在匀播的基础上培育壮秧。(2)合适品种的选择是水稻超高产的重要环节。不同品种的生育特性不同, 适应的栽培法不同。有序稀植摆抛栽适合用个体生产能力强的超级稻品种、大穗型品种和杂交稻。新型三连孔栽培对植株有一定要求, 植株不宜过于紧凑, 适合用大穗型品种或杂交稻。在生产中可根据品种特性控制三连孔的苗数, 株型大的、分蘖性强的大穗型品种或杂交稻品种, 可控制在3~4苗, 每平方米栽12穴; 株型稍紧凑或分蘖性一般的大穗杂交稻或常规超级稻粳稻, 可控制每三连孔苗数4~6苗, 每平方米栽12~15穴左右; 而株型紧凑或分蘖性弱的品种如果采用三连孔栽插, 则需要适当增加穴数, 每平方米栽15~18穴, 以提高穴间的温光利用。新型二连孔栽培适应范围相对较广, 普遍适应各地超级稻品种或大穗型品种, 每平方米栽15~18穴, 各地应根据品种特性选择适宜的栽插穴数。实施精确定量的超高产稀植有序摆抛栽, 所选品种有一定分蘖性, 利于在足穗的同时, 主攻大穗, 这对单位面积穗数和每穗粒数的协调有着更高要求, 即加强个体与群体的协调尤为重要。
就不同栽插方式而言, 各生育时期生长优势和后期光合物质生产、积累量和最终产量均表现摆栽>点抛>撒抛。超级稻有序摆抛栽群体起点质量高, 中期能保持适宜的光合物质积累和光合源, 后期光合物质生产能力强, 持续时间长, 利于超高产的形成。就不同连孔处理而言, 三连孔稻苗前期生长发棵较快, 二连孔稻苗强化个体优势且个体与群体协调, 整个生育期均表现出较强的生长优势和光合物质生产能力, 最终产量二连孔>三连孔>单孔。水稻有序摆抛栽生长优势大, 群体结构协调, 穗大粒多, 产量潜力高。二连孔等大穴稀植有序栽插, 将是水稻轻简超高产栽培发展的新方向。
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