为揭示不同播量和栽插深度对超级杂交籼稻根系生长特性及其与地上部和产量的关系,于2015~2016年在贵州省遵义市绥阳县银堡村秦家坝秦家坝进行试验。试验以准两优527为试验材料,采用裂区设计,设播量(B)、栽插深度(S)两个因素,主区处理为播量B,设3种不同播量水平,分别为B1(40 g干谷/盘)、B2(60 g干谷/盘)、B3(80 g干谷/盘);副区处理为栽插深度S,采用SPW-28C久保田步行式插秧机设置3种不同的栽插深度水平,分别为S1(浅栽)、S2(中栽)、S3(深栽)。于4月中旬使用钵形毯状秧盘进行播种,秧苗三叶一心时采用插秧机移栽。主要对对机插水稻产量及其构成、叶面积指数、干物质积累量、光合势、叶面积比率、净同化率、作物生长率,对机插水稻根系相关性状,包括冠根比、根系活力、总吸收面积、活跃吸收面积、比表面积、总根长、根长密度、根直径、比根长、根尖数、根分枝数进行了分析。试验结果表明:1、不同播量和栽插深度对机插水稻产量及其构成的影响不同播量处理大田实际产量平均为8536.8 kg/hm2,且随着播量增加产量表现为先降低后增加。成熟期有效穗数随播量增加而呈现先降低后增加的变化,表现为B3(80 g干谷/盘)>B1(40 g干谷/盘)>B2(60 g干谷/盘),均达到显著差异水平。粒数随播量增加而逐渐减少,即B1>B2>B3。结实率随播量增加而先减少后增加,即B1>B3>B2。千粒重表现为随播量和栽插深度增加而逐渐降低,即B1>B2>B3。不同栽插深度大田最高实际产量平均为8563.4 kg/hm2,而随深度增加产量逐渐降低。有效穗数随机插深度的增加而逐渐减少,即S1(浅栽)>S2(中栽)>S3(深栽),均存在显著差异水平。每穗总粒数随机插深度增加而逐渐增加,即S1<S2<S3,未达5%显著差异水平。结实率随深度增加而逐渐减少,表现为S1>S2>S3。千粒重表现为随栽插深度增加而逐渐降低,S1>S2>S3。2、不同播量和栽插深度对机插水稻叶面积指数的影响不同播量处理下,拔节期和抽穗期的叶面积指数均随播量递增而逐渐增大,表现为B1>B2>B3,抽穗期均达显著差异水平。孕穗期随播量增加表现为先增加后降低,表现为B2>B1>B3,其中B2播量处理叶面积指数均显著大于B3处理,B1和B2处理之间差异不显著。不同机插深度处理下,叶面积指数均随深度增加表现为先增大后减小,即S2>S1>S3,除2016年拔节期外,均存在明显差异。3、不同播量和栽插深度对机插水稻干物质积累量的影响拔节期至抽穗期,随着播量增加干物质积累量逐渐降低,表现为B1>B2>B3,均存在明显差异,其中B1处理均显著高于B3处理;成熟期时,随播量增加而表现先降低后增加的变化特征,即B1>B3>B2,达到显著差异水平。不同栽插深度处理下,随着深度增加,拔节期至成熟期的生物积累量不断降低,表现为S1>S2>S3,其中孕穗期差异不显著。4、不同播量和栽插深度对机插水稻光合势、叶面积比率、净同化率、作物生长率的影响光合势随着播量增加而逐渐增大,随着深度的增加先增加后降低,分别表现为B3>B2>B1,S2>S1>S3,均达到显著差异水平,叶面积比率随着播量增加而逐渐降低。净同化率随着播量增加先增加后减少,于中间播量处理达到最大值,即B2>B1>B3;作物生长率随着播量增加呈现逐渐降低的变化趋势,表现为B1>B2>B3,播量处理均未达5%显著差异水平。光合势随深度增加表现为先增后减,于中间深度处理达到最大值,表现为S2>S1>S3,存在明显差异。净同化率表现为随深度增加而逐渐降低,即S1>S2>S3,其中S1处理净同化率平均值显著高于S2、S3处理24.75%和33.57%,且S2、S3处理之间差异不显著。作物生长率机插深度增加呈现逐渐降低的变化趋势,表现为S1>S2>S3,深度处理均存在明显差异。5、不同播量和栽插深度对机插根系生理特性的影响(1)不同播量处理下,冠根比和单蔸根干重在拔节期至孕穗期随播量增加而逐渐减小,均达到显著差异水平;抽穗期时,冠根比随播量增加而先增后减,单蔸根干重随播量增加而表现为先降低后增加。拔节期至孕穗期,播量处理总根重和根重密度表现为随着播量增加而逐渐增大,抽穗期则表现为B3>B1>B2。拔节期根系活力随着播量增加表现为先增加后降低,孕穗期播量处理根系活力表现为B1>B3>B2;抽穗期随着播量的增加根系活力逐渐增强。总吸收面积在拔节期表现为B1>B3>B2,而抽穗期表现为B3>B1>B2,孕穗期随着播量增加而表现为逐渐降低。拔节期和抽穗期活跃吸收面积表现为随着播量增加而先降低后增加。拔节期和孕穗期,播量处理比表面积随着播量增加而呈现想降低后增加的变化趋势,于B3处理达到最大值,即B3>B1>B2;抽穗期随着播量增加,比表面积逐渐增大。(2)不同栽插深度处理下,拔节期和抽穗期冠根比随深度增加而逐渐变小,孕穗期冠根比随深度增加而逐渐变大。拔节期单蔸根干重随着深度增加表现为先增加后降低,孕穗期至抽穗期单蔸根干重均随着深度增加而逐渐减少。拔节期,栽插深度处理根重和根重密度表现为S2>S1>S3,孕穗期至抽穗期均随着深度增加而逐渐减少。拔节期至抽穗期,栽插深度处理根系活力随着深度增加根系活力先增加后降低;抽穗期随着深度增加,根系活力逐渐加强。拔节期根系总吸收面积随着深度增加而先增加后减少,而孕穗期和抽穗期随深度增加而均减少。拔节期和孕穗期活跃吸收面积随深度进一步增加而表现为先增加后减少,抽穗期随深度增加而逐渐降低。随机插深度增加,拔节期比表面积先增加后降低,于中间播量处理达到最大值,孕穗期随着深度增加而逐渐增大,抽穗期随着播量增加而逐渐减小。5、不同播量和栽插深度对机插根系形态特性的影响(1)不同播量处理下,拔节期总根长和根长密度随着播量增加而逐渐减少,均未达显著差异水平;孕穗期和抽穗期,随着播量增加而先减少后增加。拔节期根体积表现为随播量增加而先降低后增加。孕穗期和抽穗期根体积则表现为B3>B1>B2,其中抽穗期达到显著差异水平,孕穗期并未出现明显差异。拔节期比根长随着播量增加而逐渐降低,其中B1处理平均值均显著高于B3处理31.90%;抽穗期比根长则随着播量增加而逐渐降低,其中B1处理均分别显著高于平均值B2、B3处理31.53%、31.17%,B2、B3处理无明显差异。拔节期和抽穗期,随着播量的增加,根直径先减少后增加,均达到5%显著差异水平。拔节期,随着播量增加,水稻根尖数先增加后减少,表现为B2>B1>B3,存在明显差异;孕穗期,根尖数表现为B3>B1>B2;抽穗期根尖数即表现为B1>B3>B2,存在一定显著差异。播量处理拔节期根分枝数随播量增加而逐渐减少,即B1>B2>B3;孕穗期和抽穗期低、高播量均显著高于中间播量,均存在一定显著差异水平。(2)不同机插深度处理下,总根长和根长密度随着深度增加而逐渐减少;孕穗期随着深度增加,总根长和根长密度呈现先增加后减少的变化特征。处理间机插深度在拔节期和抽穗期单蔸根体积均随着深度增加而逐渐降低的趋势,具有一定显著性差异;而孕穗期随着深度增加而先增加后减少。拔节期至孕穗期,栽插深度处理比根长随着深度增加而逐渐降低;抽穗期比根长随深度增加而先增加后降低,均达到显著差异水平。拔节期根直径随深度增加而表现为先增加后减少,其中2016年达到显著差异水平;孕穗期至抽穗期,根直径随着深度增加,根系直径呈现逐渐加粗,其中抽穗期深度对根直径影响不显著。拔节至抽穗期栽插深度处理下,根尖数随深度增加而逐渐而呈现先增加后降低,表现为S2>S1>S3,拔节期均未产生显著影响,孕穗期和抽穗期均存在明显差异,其中抽穗期S1和S2处理之间无明显差异。拔节期栽插深度处理下根分枝数随着深度增加而逐渐减少,随着生育进程,孕穗期和抽穗期根分枝数均表现为S2>S1>S3,拔节期未达5%显著差异水平,孕穗期和抽穗期均存在一定显著差异水平。5、水稻根系特性与产量的相关性及模拟模型(1)水稻根系特性与产量的相关性产量与拔节期根系活力呈现显著或者极显著的正相关,相关系数达到0.4832。孕穗期单蔸根干重和根尖数与有效穗数呈现显著或者极显著的负相关,而冠根比、比表面积与呈现显著或者极显著的负相关;孕穗期根系活力与千粒重呈现极显著的正相关;孕穗期冠根比与干物质积累量呈现显著或者极显著的正相关;孕穗期活跃吸收面积与叶面积指数有着显著正相关。抽穗期总根长和根尖数与有效穗数呈现明显正相关,活跃吸收面积和单蔸根体积与抽穗期叶面积呈现显著正相关。(2)水稻根系特性与产量的模拟模型拔节期根系活力、总吸收面积、活跃吸收面积与产量构建多元非线性回归方程,回归方程拟合度达到0.5469,模型达到显著水平。拔节期总根长、根直径、根尖数与产量的回归方程拟合度达到0.6873,模型达到显著水平。拔节期至抽穗期,冠根比、单蔸根干重、根体积与产量回归方程模型均不显著,拟合度为0.2841、0.3473、0.2046。抽穗期根分枝数、比表面积、比根长与产量的回归模型达到显著水平,拟合度为0.4309。