水稻是中国三大粮食作物之一，近5年水稻播种面积和总产分别占全国粮食总播种面积和总产的27%和34%^[1]。东北地区是我国粳稻主产区和商品粮基地，粳稻播种面积和产量占全国粳稻的50%以上，东北水稻在我国粮食生产安全保障体系和农业生产中占有重要地位^[2]。松嫩平原位于我国东北地区，面积约1.87×10⁵ hm²，是我国苏打盐碱地的主要分布区域，合理开发和利用松嫩平原西部苏打盐碱地，提升苏打盐碱稻区水稻总体产量，对保证国家粮食生产安全具有重要意义^[3-4]。

苏打盐碱土壤养分匮乏，并且盐分离子与养分间存在竞争作用，这抑制了植物对养分的吸收^[5]。研究表明盐碱胁迫抑制氮在植物体内的积累^[6]，合理施氮不仅促进作物生长还可以提高作物耐盐碱性。种植水稻是改良和利用苏打盐碱地的重要途径，合理的栽培技术是提升苏打盐碱地水稻产量的重要手段。盐碱地种植水稻后，土壤中无机氮含量每年可以增加9.0~13.5 kg·hm⁻²，有利于改善盐碱土氮素匮乏的状况^[7]。王学君等^[8]发现在农民习惯施肥基础上增施有机肥、氮肥、锌肥可使轻度盐碱地玉米产量提高28.39%。孙永健等^[9]在黑土稻田发现适当的水肥管理和合理的磷钾肥配施措施可以提高水稻剑叶光合速率，促进养分积累，提高产量。在盐碱地稻田提高移栽密度和合理增施氮肥可以增加水稻有效穗数、穗粒数，提高产量；氮磷钾肥合理配施可使轻度盐碱化稻田水稻产量较不施肥处理提高95.5%^[10-11]。目前，提升水稻产量的研究多偏重于栽插密度、施肥方式及灌溉方式^[12-15]等单因子效应的研究，针对苏打盐碱稻区栽培技术多因子集成与优化，提升不同产量层次水稻群体物质生产和产量的研究鲜有报道。本试验设置4种栽培模式，研究苏打盐碱地稻区不同栽培模式下水稻干物质积累与转运、产量及其构成因素差异，探讨不同栽培模式水稻群体干物质生产特征，为确定苏打盐碱稻区水稻高产栽培策略提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料与试验地

供试品种为‘吉粳88’，生育期143~145 d。试验于2017—2018年进行，4月15—17日播种，5月17—20日移栽，9月27—30日收获。试验地为吉林省白城市农业科学院水稻试验基地(E122°53′1.98″，N45°30′14.57″)，热带大陆性季风气候，年平均气温5 ℃，年平均降雨量394 mm。耕层(0~20 cm)土壤理化性质：pH 8.13，电导率212.30 µS·cm⁻¹，有机质31.2 g·kg⁻¹，全氮1.99 g·kg⁻¹，碱解氮208.27 mg·kg⁻¹，速效磷75.33 mg·kg⁻¹，速效钾148.17 mg·kg⁻¹。

1.2 试验设计

试验设4种栽培模式。

不施肥(基础)。肥料施用量为0。机插秧盘(规格：30 cm × 60 cm)育秧，每盘播种量100~150 g，栽插密度30 cm × 20 cm，每穴4~5株苗。生育中期排水搁田，其余时期保持5 cm水层，至收获前1周断水。

当地农户栽培(对照)。育秧方式、栽插密度及水分管理方式同不施肥处理。氮肥施用量为175 kg·hm⁻²，按基肥∶返青分蘖肥为7∶3施入；磷肥施用量为60 kg·hm⁻²，作为基肥一次性施入；钾肥施用量为50 kg·hm⁻²，按基肥∶返青分蘖肥为7∶3施入。生育中期排水搁田，其余时期保持5 cm水层，至收获前一周断水。

高产高效栽培。稀播育壮秧。营养钵育苗，播种量较不施肥处理减少15%。移栽时秧苗带2~3个分蘖，栽插密度同不施肥处理。氮肥施用量为175 kg·hm⁻²，按基肥∶返青分蘖肥∶调节肥为6∶2∶2施入；磷肥施用量为60 kg·hm⁻²，作为基肥一次性施入；钾肥施用量为50 kg·hm⁻²，按基肥∶调节肥为6∶4施入。插秧后3~5天保持3 cm水层，分蘖末期适当撤水，出穗期保持3~5 cm水层，灌浆期间歇灌溉，提高根部透气性，同时保证灌浆所需水分，以湿为主。

超高产栽培。育秧方法同高产高效栽培处理，栽插密度为30 cm × 13 cm，每穴4~5株苗。氮肥施用量为225 kg·hm⁻²，按基肥∶返青肥∶分蘖肥∶穗肥∶粒肥为5∶2∶1∶1∶1施入；磷肥施用量为90 kg·hm⁻²，作为基肥一次性施入；钾肥施用量为85 kg·hm⁻²，按基肥∶穗肥=6∶4施入；基肥增施“归福记”生物有机肥100 kg·hm⁻²，有效硅17~21 kg·hm⁻²。施水管理同高产高效栽培处理。

各处理施用氮肥为尿素，w(N)=46.4%，磷肥为过磷酸钙，w(P₂O₅)=12%，钾肥为硫酸钾，w(K₂O)=50%。试验采取随机区组设计，每个小区面积为200 m²，3次重复。小区间筑埂并用塑料薄膜包埂，区组间筑灌水沟便于单独排灌。

1.3 产量差的确定

4个处理种植2年的平均产量对应产生3级产量差：当地农户栽培和不施肥处理间的差值，高产高效栽培和当地农户栽培处理间的差值，超高产栽培和高产高效栽培处理间的差值。

1.4 取样与测定 1.4.1 产量及产量构成因素

成熟期每小区选择3个5 m²作为测产区，取样脱粒、自然晒干、风选后称干质量，按14%（w）水分折算实收产量。在取样测产的同时，每小区选择3个取样调查点，每点60穴计算单位面积有效穗数，按平均穗数取代表性样品10穴，考查穗粒数、结实率、千粒质量等产量构成因素。

1.4.2 干物质积累转运

每小区选择3个取样调查点，每点分别于分蘖盛期(移栽后20 d)、拔节期、齐穗期和成熟期连续数20穴植株的每穴茎蘖数，根据每点平均茎蘖数选取代表性样品5穴(小区边行不取)，分成叶片、茎、鞘和穗(抽穗后)等部分，于105 ℃杀青30 min，再经80 ℃烘干至恒质量，测定各处理干物质积累与分配情况。各项干物质积累与转运计算公式 ^[16] 如下：

干物质积累量=某生育期单位面积某器官干物质积累量；

干物质转运量=抽穗期某器官的干物质积累量−成熟期该器官的干物质积累量；

干物质转运率 =叶片、茎、鞘的干物质转运量/抽穗期叶片、茎、鞘的干物质积累量×100% 。

1.5 数据分析与处理

采用 Microsoft Excel 2013和DPS 9.01软件进行数据处理和统计分析，数据间的多重比较采用LSD法。

2 结果与分析 2.1 不同栽培模式下水稻产量及构成因素差异分析 2.1.1 产量与产量差

不施肥、当地农户栽培、高产高效栽培和超高产栽培2年的平均产量有显著差异。不施肥平均产量为5.02 t·hm⁻²，当地农户栽培平均产量为9.54 t·hm⁻²，2个处理2年的平均产量差为4.52 t·hm⁻²，不施肥平均产量占当地农户栽培的52.62%；高产高效栽培平均产量为10.34 t·hm⁻²，与当地农户栽培平均产量差为0.80 t·hm⁻²，提升了8.44%；超高产栽培产量为12.15 t·hm⁻²，与高产高效栽培的平均产量差为1.81 t·hm⁻²，提升了17.53%(图1)。

2.1.2 产量构成因素差异

由表1可知，高产高效栽培和超高产栽培2年的平均产量分别比当地农户栽培增加8.44%和27.48%。有效穗数和每穗粒数的增加是产量增加的主要原因。高产高效栽培和超高产栽培2年有效穗数分别较当地农户栽培增加3.03%和34.10%，每穗粒数分别较当地农户栽培增加4.06%和9.37%。当地农户栽培的结实率显著高于不施肥、高产高效栽培和超高产栽培。超高产栽培的千粒质量显著低于不施肥、当地农户栽培和高产高效栽培。

2.2 不同栽培模式下水稻干物质积累与转运 2.2.1 主要生育阶段干物质积累量及比例

水稻地上部总干质量在2年期间均表现为超高产栽培>高产高效栽培>当地农户栽培>不施肥(表2)。高产高效栽培不同生育阶段干物质积累量的变化趋势与当地农户栽培基本一致，均随生育进程的推进逐步增加，齐穗期至成熟期干物质积累量最高，2年平均值占干物质总量比例为36.66%。超高产栽培不同生育阶段干物质积累量先增高后降低，拔节期至齐穗期干物质积累量最高，2年平均值占干物质总量比例为36.47%，明显高于当地农户栽培(34.41%)。

2.2.2 齐穗期至成熟期各器官干物质转运

由表3可知，不同栽培模式不同年份水稻茎鞘干物质转运量无显著差异；与当地农产栽培或高产高效栽培相比，超高产栽培水稻齐穗期—成熟期叶片和穗部干物质积累量2年期间显著提高了，当地农户栽培和高产高效栽培无显著差异；不同栽培模式不同年份茎鞘干物质转运率和干物质转运对穗的贡献率均无显著差异。

3 讨论与结论 3.1 不同栽培模式对水稻产量的影响

盐碱地制约水稻产量的因素很多，前期抑制幼苗生长，导致有效分蘖数少，单位面积穗数不足；中期生长不旺盛，花粉活力下降，幼穗分化受阻，导致每穗粒数减少，结实率降低；后期容易早衰，千粒质量较小，最终影响水稻产量^[5]。陈海飞等^[17]认为适度增加施氮量与提高移栽密度可以提高水稻群体茎蘖数，减少无效分蘖，优化水稻群体结构，在保证茎蘖数的前提下提高成穗率；严凯等^[10]同样认为可以通过提高单位面积有效穗数来提高盐碱地水稻产量。本试验结果表明，栽培技术的集成与优化可以使水稻产量较当地农户栽培提高8.44%~27.45%。从产量构成因素分析，产量水平的提高主要得益于有效穗数和每穗粒数的提高。研究发现超高产(13.5 t·hm⁻²)群体在产量形成上具有“穗数足(适宜穗数)、穗型大(群体平均每穗粒数多)、结实率和千粒质量正常”的特征^[18]；潘博^[19]同样认为增加穗数是寒地水稻超高产栽培的主要措施。本试验中，高产高效栽培和超高产栽培采取精确灌溉的水分管理措施，有研究表明精确灌溉可以增强水稻根系活力，提高根系对水肥的吸收，促进地上部的生长发育^[20]。高产高效栽培通过增施穗粒肥和调控基蘖肥与穗粒肥比例，减少无效分蘖对群体的不良影响，促进大穗形成，同时促进水稻群体籽粒灌浆，提高千粒质量^[21]。超高产栽培在适当增加肥料施用量的基础上，进一步采取肥料分期调控和适量增施有机肥的优化管理措施，促进植株体内的氮素积累及转运，提高地上部生物量，最终协同提高水稻产量^[13]。综上，与当地农户栽培相比，高产高效栽培和超高产栽培均在增加穗数的同时，不同程度地提高了每穗粒数，使产量提高。因此，增加穗数和穗粒数，提高产量库容，是实现松嫩平原西部苏打盐碱稻区高产的主要栽培措施。

3.2 不同栽培模式对水稻干物质积累与转运的影响

水稻产量主要来源于抽穗前茎叶贮藏营养物质的转运和抽穗后的光合作用^[22]，80%以上籽粒灌浆物质来自抽穗后的光合同化物^[23]，提高抽穗后光合物质的同化量对水稻高产有重要意义。凌启鸿等^[24-25]研究证明水稻产量与抽穗期干物质积累量呈抛物线关系，与成熟期干物质积累量及抽穗期至成熟期干物质积累量呈线性关系，得出超高产水稻抽穗期的干物质量占成熟期总干质量的60%左右，抽穗至成熟期积累的干物质量约占总干物质量的40%。陈丽楠等^[26]发现水稻产量随抽穗后干物质的增加而显著增加，抽穗后干物质积累和水稻产量呈极显著正相关。本研究同样发现与当地农户栽培相比，高产高效栽培和超高产栽培显著提高了水稻干物质总积累量，特别是齐穗至成熟阶段的干物质积累量，使产量随干物质的增加而同步增加。高产高效栽培和超高产栽培促进水稻齐穗后的干物质转运，增强有机物向穗部的高效转运和积累，从而提高产量，与韩勇等^[27]研究结果相似。

3.3 结论

有效穗数低、穗粒数少是制约松嫩平原西部苏打盐碱稻区水稻产量的主要因素，不同栽培模式中有效穗数和每穗粒数与产量关系最为密切。通过栽培技术的集成和优化，高产高效栽培和超高产栽培促进水稻营养器官齐穗期积累的有机物向穗部的转运与积累，增加单位面积有效穗数，优化穗部结构，提高穗粒数，进而提高产量。盐碱地条件下可以通过提高移栽密度、适度增加肥料特别是氮肥的施用量和优化肥料配比等栽培措施提高水稻产量。