朱海滨 俞航 马中涛 徐栋 凌宇飞 魏海燕 高辉 邢志鹏 胡群 张洪程

摘要：利用无人机进行水稻播种已成为一种新的水稻种植方式，但是目前业内鲜有对无人飞播水稻在产量、品质及抗倒伏特性方面的研究。选用2种类型水稻品种皖垦糯1号和Y两优17，分别设置3种无人飞播基本苗密度，前者基本苗密度分別为75.0万、105.0万、150.0万/hm2，后者则分别为60.0万、82.5万、105.0万/hm2，系统研究不同基本苗密度对无人飞播水稻生育期、茎蘖动态、干物质量、株型、抗倒性、产量与品质的影响。结果表明，基本苗密度对水稻生育进程没有显著影响;增加基本苗可以使无人飞播水稻增产，主要表现为单位面积穗数、总颖花量增加，其余产量因子减小;基本苗增加能够使关键时期茎蘖数增加，但成穗率下降;增加基本苗会使水稻各关键时期干物质量增加，但收获指数降低。随着基本苗增加，水稻株高增加，基部节间变细，上3叶叶片变小、叶基角和披垂度降低;水稻基部第1、2、3、4节间抗折力与弯曲力矩减小，倒伏指数增加。基本苗增加，无人飞播水稻加工品质降低，垩白增加，粒型减小，蛋白质和直链淀粉含量增加，米饭食味品质变劣，快速黏度分析仪（RVA）谱峰值黏度、热浆黏度以及崩解值下降，但消减值增加。说明无人飞播栽培体系降低基本苗密度可以改善水稻株型和抗倒性能，稻米品质亦会改善，但会减少有效穗数而不利于水稻高产;在一定范围内，适当增加基本苗有利于提高无人飞播水稻产量。

关键词：水稻;无人飞播;密度;产量;食味品质;株型;抗倒伏

中图分类号： S511.04文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2022）05-0050-10

收稿日期：2021-08-09

基金项目：国家重点研发计划（编号：2016YFD0300503）;国家现代农业产业技术体系专项（编号：CARS-01-27）;江苏水稻产业技术体系专项（编号：JATS[2020]432）;江苏省农业科技自主创新资金[编号：CX（20）1012];江苏省现代农机装备与技术示范推广项目（编号：NJ2020-58）;江苏省高校优势学科建设工程资助项目。

作者简介：朱海滨（1998—），男，江苏太仓人，硕士研究生，主要从事现代农田耕作栽培与无人化研究。E-mail： 13952421203@163.com。

通信作者：胡 群，博士，助理研究员，硕士生导师，主要从事现代农田耕作栽培与无人化研究，E-mail： huqun@yzu.edu.cn;张洪程，中国工程院院士，教授，博士生导师，主要从事作物优质高产高效栽培研究，E-mail： hczhang@yzu.edu.cn。

水稻是我国最重要的口粮作物，其稳产高产对我国粮食安全有重要影响[1]。但我国水稻生产的经济效益较低，这导致了农村年轻劳动力向城镇大量转移，对我国水稻机械化、轻简化提出了更高的要求。近年来不断蓬勃发展的无人机产业，为轻简化水稻种植技术提供了无人飞播水稻的新思路。由于没有覆土环节，无人飞播水稻比地面覆土直播水稻更容易发生鸟害和死苗现象，并且无人机撒播易造成丛籽，出苗率有一定程度下降[2]，故基本苗指标相较于用种量更能精准地反映无人飞播水稻田间群体数量。基于此，基本苗指标在智能农业图像分析技术的发展背景下地位显得更为重要[3-4]，与水稻无人飞播技术的发展目的相吻合。基本苗密度是协调水稻植株个体与群体生长发育矛盾的重要栽培措施。研究表明，适宜的密度能够在保持植株个体优良株型[5]与抗倒伏能力[6]的同时，协调个体与群体、群体单位面积穗数与每穗粒数间的矛盾，达到稳产高产与稻米优质的双重目标[7-8]。任海等以盐丰47为研究材料，发现相比84.0万苗/hm2密度处理，64.5万苗/hm2密度处理植株个体具有更多的分蘖、穗数和每穗粒数，水稻群体生长量更高，但收获指数、单位面积穗数降低[9]。吴培研究认为，南粳9108在 225 kg/hm2 施氮量条件下采用180.0万苗/hm2直播密度较好，凭借较低的结实期叶面积衰减率、较高的中后期干物质积累量，比其他密度处理增产至少4.36%，并且稻米品质也得到改良，仅次于 90.0万苗/hm2处理[10]。余佳佳等还发现，增大栽插密度会在一定程度上增加茎秆基部节间长度， 降低茎粗、壁厚以及茎秆淀粉、纤维素、木质素含量，从而影响茎秆的倒伏指数和抗倒能力[2]。前人主要针对机插稻、机直播稻开展密度试验研究，目前业内鲜有关于无人飞播基本苗密度与水稻产量、株型、抗倒性、品质关系的研究。为此，本研究立足长江中下游地区，以当地种植品种常规粳糯稻皖垦糯1号和杂交籼稻Y两优17为材料，探求无人飞播基本苗密度对水稻株型、抗倒特性、产量与品质的影响，以期为无人飞播栽培技术奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验地点及供试材料

试验于2020年在扬州大学农学院校外试验基地江苏省溧阳市埭头镇进行，以当地种植品种皖垦糯1号（安徽皖垦种业有限公司育成的常规晚粳糯品种）和Y两优17（安徽袁粮水稻产业有限公司育成的籼型两系杂交水稻品种）为试验材料，2个品种均适宜在长江中下游流域稻区种植。种植方式为无人飞播。

1.2 试验设计

前茬小麦秸秆全量还田。水稻种子均在播种前1 d采用药剂浸种催芽至3 mm，于大田进行机械旋耕后，在灌水至土壤田间饱和含水量的条件下，采用大疆T20无人机无人飞播，飞行路径粳糯稻行距5.0 m、杂交稻行距为4.0 m，飞行高度2.5 m，作业飞行速度2 m/s。按照当地换茬时间，皖垦糯1号各处理均于5月15日进行无人飞播，用种量为675 kg/hm2;Y两优17各处理均于6月10日进行无人飞播，用种量为22.5 kg/hm2。

试验通过大量田间定点调查，选取皖垦糯1号和Y两优17，2个品种均设高、中、低3个基本苗密度田块，分别为75.0万、105.0万、150.0万/hm2和60.0万、82.5万、105.0万/hm2，每个处理重复3次，共18个小区，每个小区面积15 m2。各小区统一灌排水与施肥。

皖垦糯1号施氮量为285 kg/hm2，基肥 ∶蘖肥（质量比）=7 ∶9，基蘖肥 ∶穗肥（质量比）=6 ∶1;Y两优17施氮量为211.5 kg/hm2，基肥 ∶蘖肥（质量比）=8 ∶3。其中基肥为复合肥（纯N、P2O5、K2O含量分别为18%、10%、18%），在播种前7 d施入;分蘖肥为尿素，于移栽后7 d施入;穗肥为复合肥，于倒4叶期施入。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 生育期 准确记录各处理无人飞播水稻拔节期、抽穗期、成熟期日期。

1.3.2 产量及其构成因素

在收获前各小区普查5点（各1 m2）单位面积穗数;成熟期按单位面积平均穗数取0.09 m2为测定区域，3个重复，调查每穗粒数;用水漂法去除空瘪粒，求取结实率;以1 000实粒样本（干种子）称质量，重复3次（误差不超过0.05 g）求千粒质量，从而求取理论产量。成熟期各小区割取水稻（面积5 m2），脱粒、去杂晒干后称质量，以14.5%标准含水量折算求取实际产量。

结实率=每穗实粒数/每穗粒数×100%;

千粒质量=1 000粒实粒质量;

理论产量=单位面积穗数（万/hm2）×每穗粒数×结实率（%）×千粒质量（g）;

实际产量（t/hm2）=成熟期小区5 m2收获稻谷质量（kg/5 m2）/5/1 000×10 000。

1.3.3 茎蘖动态

每小区选择3个具有代表性的观测点，分别于拔节期、抽穗期和成熟期设1 m×1 m 的正方形框，测量框内茎蘖数，从而计算该生育期群体茎蘖数。

群体茎蘖数（万/hm2）=正方形框内茎蘖数×10 000/10 000。

1.3.4 干物质量

各小区分别于拔节期、抽穗期、抽穗后25 d和成熟期，按该生育期单位面积平均茎蘖数取0.09 m2为1个样本测定区域，每样本测定区域分叶、茎鞘和穗（抽穗后）测定干物质质量，重复3次。将各器官在105 ℃杀青30 min，以80 ℃烘干至恒质量后称得干物质质量。

1.3.5 株型

各处理小区于抽穗期按单位面积平均茎蘖数选取0.09 m2为测定区域，选定主茎，测定株高、基部节间粗、单茎茎鞘质量、剑叶、倒2叶、倒3叶的长、叶基角、叶开角、披垂度以及3叶的平均厚度。

1.3.6 抗倒性

各处理小区于抽穗后25 d分别随机选取20个代表性单茎，测定株高、重心高度、穗长、各节间长度、节间中部粗度和茎壁厚度，以及基部第1、2、3、4节间的抗折力及节间基部稻穗顶的长度和鲜质量。

1.3.7 品质

籽粒收获后，按照GB/T 17891—1999《優质稻谷》测定稻米品质评价的各项指标内容，包括出糙率、出精率、整精米率、垩白粒率、垩白面积、垩白度、蛋白质含量、直链淀粉含量等。采用日本佐竹公司的STA1A型米饭食味计测得米饭的外观、硬度、黏度、平衡值以及食味值综合评分。采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司的Super3型RVA快速测定峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、峰值时间以及峰值温度等指标，用Thermal Cycle for Windows（TCW）配套软件分析数据。

崩解值（cP）=峰值黏度-热浆黏度;

消减值（cP）=最终黏度-峰值黏度。

1.4 数据与统计分析

用Excel 2010处理数据，用DPS V 7.05数据处理软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 生育期和产量及其构成因素

由表1可知，不同基本苗密度处理对试验品种生育进程未造成明显影响。皖垦糯1号各处理全生育期均为143 d，而Y两优17则为111 d，2个品种各处理间在各关键生育期未发现存在差异。

由表2可知，不同基本苗密度对试验品种的产量及其构成因素造成显著影响。从趋势上看，水稻实际产量随基本苗密度的增加而增加，皖垦糯1号高密度基本苗处理产量达到9.84 t/hm2，分别比低、中密度处理增加29.64%和11.82%;Y两优17高密度基本苗处理产量11.42 t/hm2，比低、中密度处理分别增加8.76%和4.48%。在产量构成因素方面，仅单位面积穗数随基本苗增加而增加，每穗粒数、结实率、千粒质量均随基本苗增加而减少，但总颖花量仍表现为增加趋势。在单位面积穗数指标上，2个试验品种各处理间均存在显著差异，同时皖垦糯1号各处理间在千粒质量指标上也存在显著差异，而Y两优17中密度处理千粒质量与低、高密度处理差异均不显著，仅随基本苗的增加略有减少。

2.2 茎蘖动态与成穗率

由表3可知，不同基本苗密度对试验品种各关键生育时期群体茎蘖数和成穗率造成显著影响。随着基本苗的增加，试验品种各关键生育时期茎蘖数呈上升趋势，成穗率呈降低趋势。皖垦糯1号高密度基本苗处理茎蘖数在拔节期、抽穗期和成熟期分别比其余处理增加22.41%～46.66%、21.76%～44.75%、19.46%～42.09%，成穗率则下降2.41%～3.11%;Y两优17茎蘖数则对应增加16.28%～3431%、16.80%～32.42%、15.11%～31.50%，成穗率降低1.02%～2.07%。

2.3 干物质积累与收获指数

由表4可知，不同基本苗密度对试验品种各生育阶段干物质量造成显著影响，但对收获指数的影响整体上不显著。从趋势上看，在相同生育阶段内，处理间干物质积累量均表现为低密度<中密度<高密度;在生育进程方面，植株关键生育期总干物质量表现为随生育期发展而增加，并且处理间总干物质量的差值随着生育进程而扩大，但拔节期—抽穗期、抽穗期—成熟期积累干物质比例降低，收获指数随基本苗密度增加而减小。皖垦糯1号高密度基本苗处理播种期—拔节期、拔节期—抽穗期、抽穗期—成熟期干物质量分别比其余处理高22.71%～6074%、7.21%～2000%、11.53%～30.19%，Y两优17则为7.93%～27.56%、6.21%～7.07%、595%～11.88%。在收获指数上，仅Y两优17的低、高密度基本苗处理间呈显著性差异，高密度基本苗处理相较于低、中密度处理分别降低3.47%和1.85%。

2.4 株型

由表5可知，试验品种的株高、基部节间粗度与上3叶叶片形态对不同基本苗密度整体上响应显著。在株高方面，基本苗密度越高其株高越高，皖垦糯1号的低密度基本苗处理株高显著低于中密度，但中、高密度基本苗处理间差异不显著;Y两优17的低、中密度处理间差异不显著。在基部节间粗度方面，增加基本苗会导致其变小，皖垦糯1号相邻处理间差异不显著;Y两优17处理间均存在显著性差异。在上3叶形态方面，各叶叶长、叶宽、叶基角、披垂度和平均厚度指标均随基本苗增加而减少。

2.5 抗倒

由表6可知，试验品种的株高、穗长、重心高度、相对重心高度对不同基本苗密度响应程度不同。皖垦糯1号各基本苗处理在株高、穗长、重心高度这3项指标上均存在显著性差异，但在相对重心高度指标上仅低、中密度处理间存在显著差异。Y两优17的低、中密度处理间除在穗长指标上存在显著性差异外，在株高、重心高度和相对重心高度指标上差异均不显著。整体上，株高、重心高度、相对重心高度均随基本苗密度的增加而增加，而穗长与之相反。

由表7可知，抗折力、彎曲力矩均随基本苗密度增加而减少，而倒伏指数整体上随基本苗密度的增加而增加，皖垦糯1号中、高密度处理各节间倒伏指数分别比低密度增加3.41%～18.13%、20.43%～2195%、11.06%～23.87%、12.90%～17.74%，而Y两优17对应增加1.55%～5.46%、0.47%～168%、122%～1.95%和3.91%～12.21%。

由表8可知，不同基本苗密度对试验品种的基部第1、2、3、4节间的长度、粗度和厚度有较大影响。随着基本苗密度的增加，试验品种的基部各节间长度普遍变长，仅皖垦糯1号的基部第4节间表现为略有缩短。而在节间粗度方面，除Y两优17的基部第3节间粗度不随基本苗密度增加而减小外，试验品种基部各节间均随基本苗密度增加而减小。并且水稻节间在粗度降低的同时，节间壁厚度也在降低。这种节间伸长且粗度与厚度降低的变化趋势说明了基部节间随基本苗密度增加而增加倒伏危险性，与表5、表7趋势相同。

2.6 稻米品质

2.6.1 加工品质

由表9可知，试验品种加工品质的3项指标均随基本苗密度的增加而降低。皖垦糯1号高密度基本苗处理比低、中密度在糙米率上降低了1.51%和0.32%，Y两优17则降低了0.59%和0.29%，在精米率上则分别降低了0.11%～1.18%和1.77%～2.71%;在整精米率上分别降低1.41%～3.75%和14.82%～17.67%。

2.6.2 外观品质 由表10可知，随着基本苗密度的增加，Y两优17垩白度、垩白粒率、垩白面积3项指标显著增加。Y两优17高密度基本苗处理垩白度比低、中密度分别增加了43.09%和12.09%。

粒型也是稻米外观品质的重要指标，不同试验品种类型粒长和粒宽均随着基本苗密度的增加而减小。皖垦糯1号高密度基本苗处理的粒长比低、中密度处理减小0.47%～2.07%，粒宽减小1.11%～1.47%;Y两优17粒长和粒宽分别减小1.35%～235%和193%～2.40%。

2.6.3 蒸煮食味和营养品质

由表11和表12可知，试验品种蛋白质含量随着基本苗密度的增加而增加，其中皖垦糯1号各处理间均有显著性差异，Y两优17仅高密度与低、中密度基本苗处理间有显著性差异。2个品种高密度基本苗处理比低、中处理蛋白质含量增加6.39%、4.00%和11.69%、8.10%。

皖垦糯1号高密度基本苗处理直链淀粉含量比低、中密度处理显著增加6.59%～899%，Y两优17显著增加7.44%～18.06%。食味品质各指标除硬度外均随基本苗增加而有所降低，皖垦糯1号高密度基本苗处理比低、中密度处理食味综合评分降低581%～8.99%，而Y两优17高密度处理的食味综合评分比低、中密度降低4.22%～6.37%。

2.6.4 淀粉RVA谱特征 由表13可知，不同基本苗密度对试验品种的峰值黏度、最终黏度均有显著影响，而对崩解值、峰值时间与糊化温度无显著影响。同时，皖垦糯1号各处理间热浆黏度、消减值差异显著，而Y两优17相邻处理间在热浆黏度指标上差异不显著。从数值上看，峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和崩解值均随基本苗密度增加而有不同程度降低，而消减值呈增加趋势。皖垦糯1号的高密度基本苗处理峰值黏度比低、中密度处理分别降低8.94%和539%，热浆黏度分别降低17.92%和10.91%，崩解值分别降低1.32%和102%，最终黏度分别降低3.32%和123%，消减值增加15.53%和10.49%。Y两优17峰值黏度分别降低8.20%和4.75%，热浆黏度分别降低1135%和7.17%，崩解值分别降低2.92%和077%，最终黏度分别降低6.46%和4.53%，消减值增加60.00%和16.28%。

3 讨论

3.1 基本苗密度对无人飞播水稻产量形成的影响

茎蘖动态和茎蘖成穗率是重要的水稻群体形态质量指标，是适宜单位面积穗数的基础指标。栽培密度可以通过影响水稻茎蘖对养分和空间利用从而影响水稻的分蘖动态[11]。肖小军等研究认为，增加直播密度会使超级杂交稻五丰优T025前中期单位面积分蘖数增加，特别是高峰苗数的增加，但也会增加后期分蘖衰减速率[12]。吴霞等研究发现，水稻成穗率和单株有效穗数会随密度增加而降低[13]。本试验发现，各关键时期茎蘖数都随基本苗密度的增加而增加，但随着时期的后移，高密度基本苗处理茎蘖数的下降速度大于其他处理。这可能是因为高密度基本苗处理前期氮素养分尚且能够满足供应需求，但中后期过大的群体在更为密闭的空间下无法汲取生长所需的营养物质，导致水稻植株的动摇分蘖和无效分蘖大量死亡，使拔节期后分蘖数下降幅度大于其余处理，茎蘖成穗率较低，但仍能够保持较高的单位面积穗数。

干物质量特别是抽穗至成熟期所积累的干物质量是决定产量的基础[14]。而密度是调控水稻群体干物质积累量的重要栽培措施。赵黎明等研究发现，随着种植密度的增加，垦稻24在抽穗期—成熟期相邻处理间干物质积累量比例增加，处理间收获指数则升高[15]。而相关研究发现，不论在低施氮量条件下还是在高施氮量条件下，拔节期—抽穗期干物质积累量比例均随密度升高而下降，抽穗期—成熟期干物质积累量比例均表现为随着种植密度升高先增加后减少，且施氮量越高，拐点密度越小[7]。本试验研究表明，播种期—拔节期植株干物质积累量随基本苗密度的增加而增加，拔节期—抽穗期、抽穗期—成熟期植株干物质积累量均随基本苗密度的增加而减少。这可能因为本试验施氮量较高，高密度基本苗处理在前期肥料充分条件下发育较好，但中后期植株要消耗较多的养分以维持营养器官活动，只有较少的光合产物得到积累，使穗分化时每穗颖花数降低，灌浆时光合物质不充足，结实率与千粒质量降低。相较于旱直播稻、移栽稻，未覆土的飞播田块土壤含水率下降速度一般大于覆土的旱直播田块，松散和渗透性较强的土壤具有较低的氧化还原电位和较充足的氧气含量，能够促进种子发芽和幼苗快速生长[16]。且无人飞播水稻幼苗由于无需突破覆土消耗大量胚乳营养物质，在生长发育前期具有优势，使前期干物质积累量多于旱直播、机插稻[17-18]，但这种较高的早期干物质积累量并不一定能够促进高产，甚至会导致中后期群体质量变差[14]，此现象在高基本苗密度下可能更为明显。

现有关于种植密度影响水稻产量及其构成因子的研究较多，但结论不一致。尹明玄等研究发现，随着留苗密度的增加，单位面积穗数在整体上呈先增加后减少的趋势[19]。吴春赞等研究认为，适当减少密度可以有效增加每穗粒数，从而得到高产[20]。方宝华等研究认为，早籼稻湘早籼稻45号在中密度直播条件下能够协调单位面积穗数和每穗粒数的矛盾，通过获得较高的群体颖花量以实现高产，低密度处理下单位面积穗数较少，不利于高产，高密度处理下每穗粒數降低明显，亦不利于高产[21]。本试验研究表明，皖垦糯1号和Y两优17均在最高基本苗数量处理下达到最高产量，产量分别达到9.84、11.42 t/hm2。随着基本苗数量的增加，仅单位面积穗数增加，每穗粒数、结实率和千粒质量均呈降低趋势，但总颖花量仍呈现增加趋势，这是增产的主要原因。研究结果说明本试验所设置的最大密度尚未在种植密度方面把试验品种的增产潜力开发完全，所以单从产量角度看，试验品种的最大适宜种植密度仍有待后续研究发现。

3.2 基本苗密度对无人飞播水稻株型与抗倒的影响

种植密度是影响水稻株型与抗倒能力的重要调控因素。优良的株型和较强的抗倒能力是水稻实现高产和超高产的重要基础[6]。水稻株型也是重要的育种目标之一，国际水稻研究所在1986年提出了根系发达、茎秆粗壮、分蘖数适中、叶片较厚、阳光利用率高的新株型模式[22]。松岛省三等认为水稻叶片应具有直立、肉质厚的特点[23-24]。邢志鹏等研究发现，不同种植方式对水稻株型影响较大，直播稻株型和叶面积指数都逊色于钵苗机插稻和毯苗机插稻，这对无人飞播水稻的栽培管理提出了更高的要求[25]。前人研究还表明，随着种植密度的增加，水稻株型恶化，株高增加，上3叶的长、宽、夹角呈减小趋势[5，26]。本试验研究表明，随着基本苗密度的增大，株高增加，基部节间变细，上3叶叶片厚度、叶基角以及披垂度减小，这与前人研究结果[26]基本一致。这说明降低无人飞播水稻种植密度有利于增加上3叶叶片面积和厚度，加强植株光合能力，同时降低株高，提高基部节间粗度。

在密度影响抗倒性能方面，业界已经进行了较多的研究。胡雅杰等研究发现，随着密度增加，基部第1、2、3节间粗度、厚度与鲜质量均有所减少[6]。李小朋等还发现，在不同行穴距配置下，较密的行穴距会导致水稻节间抗折力下降、节间弯矩减小、倒伏指数增加[27]。本研究通过研究基部第1、2、3、4节间，发现大体上随密度增加其粗度、厚度减少，节间长度增加，从而导致抗折力、弯曲力矩下降，倒伏指数增加，增加植株倒伏风险，与前人结论[2，27]相似。这说明对于无人飞播水稻群体，降低其基本苗密度可以增加抗折力和抗倒伏能力。与旱直播相比，无人飞播水稻由于没有覆土处理，其基部节间整体上更长、更细、更薄，重心高度和倒伏指数增加[28]。相较于机插稻、条播稻和点播稻，无人飞播水稻群体内部分布不匀、生长不平衡，个体间生长矛盾激烈，田间透气透光性较差，更易发生病虫害，个体为获得更多光照而徒长，株型恶化、倒伏风险增加[29]。本试验2个品种的最高密度基本苗处理均未发生倒伏现象，所以本条件下最大基本苗密度属于无人飞播水稻抗倒的适宜密度。

3.3 基本苗密度对无人飞播水稻品质的影响

稻米品质主要包括加工品质、外观品质、蒸煮食味品质、营养品质以及卫生品质，是水稻重要的商品属性[30]。胡雅杰等研究表明，降低密度有利于稻米加工品质、外观品质的提高与改善，但是作为营养品质指标的蛋白质含量降低，直链淀粉含量也降低，而胶稠度变长，这说明稻米的蒸煮食味品质亦获得改善[31]。Hu等的研究结果[32]也与之相似。吴培研究发现，随着直播密度的减少，稻米RVA谱峰值黏度、热浆黏度和崩解值呈升高趋势，而消减值呈降低趋势[10]。本研究结果表明，随着密度的增加，稻米加工品质、外观品质变劣，直链淀粉含量上升，峰值黏度降低、崩解值减小、消减值增大，食味值降低，蒸煮食味品质变差，蛋白质含量升高，营养品质变好，和上述结论[10]一致。可能是因为基本苗密度增加，植株群体颖花量增大导致单个籽粒灌浆不充实，胚乳结构疏松不致密，降低了稻米加工品质，提高了垩白的发生率[33-35]。食味品质一般受蛋白质和直链淀粉含量的综合影响。随密度增加蛋白质含量和直链淀粉含量上升，通过淀粉粒吸水、糊化与膨胀，使淀粉不能充分糊化、米饭黏度低且松散，所以在食味品质上表现为黏性小、硬度大[36-38]。淀粉RVA谱特征值与食味品质具有高度相关性，也是反映稻米蒸煮品质的重要指标。较高的蛋白质含量会通过其完整二硫键增加或降低颗粒膨胀强度，使其不易破裂，从而降低峰值黏度、热浆黏度、崩解值和最终黏度[39]，增大消减值[40]。相较于常规直播稻、移栽稻，无人飞播水稻群体分布不匀，其透光性较差，叶片衰老加速，更容易导致稻米品质变劣[41];同时，其通风性也较差，灌浆结实期的高温会加剧稻米品质的下降[42-43]。上述情况在高基本苗密度处理下可能会更为严重。因此，仅从品质角度看，无人飞播水稻应在一定范围内适当减小基本苗密度以追求更优品质的稻米。

4 结论

皖垦糯1号在150.0万/hm2基本苗密度处理下能够获得较高产量，比其他处理增产1182%～2964%，而Y两优17取得高产其基本苗密度为 105.0万/hm2，增产4.48%～8.76%。

前者每穗粒数受基本苗密度影响较小，可以通过增加单位面积穗数获得高产;后者单位面积穗数与每穗粒数受基本苗密度影响较大，需要通过平衡二者矛盾，以增加群体颖花量的方式来提高产量。降低无人飞播水稻密度有利于改善株型，具体表现为控制株高、增加基部节间粗和上3叶叶面积、叶厚度，但上3叶叶基角和披垂度亦随之增加。低密度下的水稻植株节间长度减少、粗度和厚度增加，从而提高抗折力，降低倒伏指数。同时与中、高度密度相比，低密度水稻稻米品质获得提升，加工品质、外观品质和蒸煮食味品质改善，营养品质降低，RVA谱特征值变优。在本试验条件下，为了能够达到抗倒、食味品质和产量三者协同，则应保证最大基本苗密度。更适宜的基本苗密度可能通过增大无人飞播的播种量来实现，这有待后续研究。

参考文献：

[1]杨文钰，屠乃美. 作物栽培学各论：南方本[M]. 2版. 北京：中国农业出版社，2011：6-7.

[2]余佳佳，刘俊安，朱保雨，等. 覆土厚度对直播早稻全苗的影响[J]. 江西农业大学学报，2020，42（3）：419-428.

[3]刘 涛. 基于图像分析技术的小麦群体农学参数获取与群体质量评价研究[D]. 扬州：扬州大学，2016.

[4]Pearse G D，Tan A Y S，Watt M S，et al. Detecting and mapping tree seedlings in UAV imagery using convolutional neural networks and field-verified data[J]. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing，2020，168：156-169.

[5]郭保卫，朱聪聪，朱大伟，等. 钵苗机插密度对不同类型水稻齐穗期株型及冠层微环境的影响[J]. 生态学杂志，2015，34（1）：9-17.

[6]胡雅杰，曹伟伟，钱海军，等. 钵苗机插密度对不同穗型水稻品种产量、株型和抗倒伏能力的影响[J]. 作物学报，2015，41（5）：743-757.

[7]黄乾龙，王楚桃，欧阳杰，等. 施氮量及栽插密度对广适型杂交籼稻Q6优28产量和品质的影响[J]. 杂交水稻，2019，34（3）：39-43.

[8]蒋 鹏，熊 洪，张 林，等. 不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻旌优127产量及稻米品质的影响[J]. 核农学报，2017，31（10）：2007-2015.

[9]任 海，付立東，王 宇，等. 硅肥与基本苗配置对水稻生长发育、产量及品质的影响[J]. 中国土壤与肥料，2019（1）：108-116.

[10]吴 培. 施氮量和直播密度互作对优质食味水稻产量和品质的影响[D]. 扬州：扬州大学，2019.

[11]Huang M，Yang C L，Ji Q M，et al. Tillering responses of rice to plant density and nitrogen rate in a subtropical environment of southern China[J]. Field Crops Research，2013，149：187-192.

[12]肖小军，彭小松，刘小三，等. 施氮量和直播量对超级杂交稻五丰优T025产量及养分利用率的影响[J]. 杂交水稻，2016，31（3）：58-63.

[13]吴 霞，陶诗顺，钟 昀，等. 播种量对油后直播杂交稻产量及其构成因素的影响[J]. 杂交水稻，2014，29（4）：47-49.

[14]凌启鸿. 作物群体质量[M]. 上海：上海科学技术出版社，2000：44-50.

[15]赵黎明，李 明，郑殿峰，等. 灌溉方式与种植密度对寒地水稻产量及光合物质生产特性的影响[J]. 农业工程学报，2015，31（6）：159-169.

[16]Wang W X，Du J，Zhou Y Z，et al. Effects of different mechanical direct seeding methods on grain yield and lodging resistance of early indica rice in South China[J]. Journal of Integrative Agriculture，2021，20（5）：1204-1215.

[17]张 耗，余 超，陈可伟，等. 直播方式对水稻生理性状和产量的影响及其成本分析[J]. 农业工程学报，2017，33（13）：58-64.

[18]刘 利，雷小龙，田青兰，等. 机械化播栽对杂交中稻干物质生产特性的影响[J]. 杂交水稻，2014，29（5）：55-64.

[19]尹明玄，陶诗顺，张荣萍，等. 留苗密度对直播杂交水稻有效穗数及成穗结构的影响[J]. 杂交水稻，2019，34（1）：40-43.

[20]吴春赞，赖联赛. 机插密度对连作晚稻“甬优6号”产量的影响[J]. 安徽农业科学，2013，41（4）：1484-1485.

[21]方宝华，张玉烛，何超.直播密度对常规早稻产量性状及冠层结构的影响[J]. 中国稻米，2015，21（4）：155-159.

[22]朱德峰，张玉屏，陈惠哲，等. 中国水稻高产栽培技术创新与实践[J]. 中国农业科学，2015，48（17）：3404-3414.

[23]松岛省三，杨春和. 理想水稻栽培技术概要[J]. 北方水稻，1978，8（1）：43-47.

[24]袁隆平. 超级杂交稻研究进展[J]. 农学学报，2018，8（1）：71-73.

[25]邢志鹏，吴 培，朱 明，等. 机械化种植方式对不同品种水稻株型及抗倒伏能力的影响[J]. 农业工程学报，2017，33（1）：52-62.

[26]胡雅杰. 机插方式和密度对不同穗型水稻品种生产力及其形成的影响[D]. 扬州：扬州大学，2016.

[27]李小朋，王 术，黄元财，等. 行穴距配置对不同穗型粳稻抗倒伏性的影响[J]. 华中农业大学学报，2016，35（2）：15-22.

[28]易艳红，王文霞，曾勇军，等. 人工模拟机械开沟穴直播提高早籼稻茎秆抗倒伏能力及产量[J]. 中国农业科学，2019，52（15）：2729-2742.

[29]王利强，吴崇友，高连兴，等. 我国水稻机械种植现状与发展机直播的研究[J]. 农机化研究，2006，28（3）：28-30.

[30]邓茹月，闫志强，朱速松，等. 贵州省不同籼稻品种稻米品质及风味物质分析[J]. 江苏农业科学，2021，49（11）：138-146.

[31]胡雅杰，吳 培，邢志鹏，等. 机插方式和密度对水稻主要品质性状及淀粉RVA谱特征的影响[J]. 扬州大学学报（农业与生命科学版），2017，38（3）：73-82.

[32]Hu Q，Jiang W Q，Qiu S，et al. Effect of wide-narrow row arrangement in mechanical pot-seedling transplanting and plant density on yield formation and grain quality of Japonica rice[J]. Journal of Integrative Agriculture，2020，19（5）：1197-1214.

[33]程金秋. 缓控释肥类型及运筹对早熟晚粳水稻产量及稻米品质的影响[D]. 扬州：扬州大学，2018.

[34]邵小龙，时小转，周立鸣. 不同收获期粳稻品质的变化[J]. 食品工业科技，2018，39（12）：11-15，20.

[35]杨 福，宋 惠，崔喜艳，等. 不同垩白度粳稻胚乳淀粉体发育的扫描电镜观察[J]. 作物学报，2004，30（4）：406-408，410.

[36]刘 奕，程方民. 稻米中蛋白质和脂类与稻米品质的关系综述[J]. 中国粮油学报，2006，21（4）：6-10，24.

[37]卢 毅，路兴花，张青峰，等. 稻米直链淀粉与米饭物性及食味品质的关联特征研究[J]. 食品科技，2018，43（10）：219-223.

[38]孙旭超，岳红亮，田 铮，等. 不同地域粳稻的稻米食味品质特性分析[J]. 江苏农业科学，2020，48（14）：215-221.

[39]胡 群. 中期氮肥调控对优良食味粳稻产量和品质的效应及其机理[D]. 扬州：扬州大学，2020.

[40]李 刚，邓其明，李双成，等. 稻米淀粉RVA谱特征与品质性状的相关性[J]. 中国水稻科学，2009，23（1）：99-102.

[41]郭保卫，朱大伟，朱聪聪，等. 有序摆抛栽对粳型超级稻稻米品质的影响[J]. 作物学报，2015，41（3）：487-498.

[42]杨 军，章毅之，贺浩华，等. 水稻高温热害的研究现状与进展[J]. 应用生态学报，2020，31（8）：2817-2830.

[43]龚金龙，张洪程，胡雅杰，等. 灌浆结实期温度对水稻产量和品质形成的影响[J]. 生态学杂志，2013，32（2）：482-491.