《Frontiers in Plant Science》：Mechanized wide narrow row densification configuration enhances japonica rice yield and head rice quality in Northern China
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本综述系统解析了机械化宽窄行密植配置(WNDM)对北方粳稻产量形成与品质调控的协同增效机制。研究表明，WNDM通过优化群体结构(提高光合有效辐射捕获)、增强灌浆后期可溶性糖积累(25-35 DAF)，在提升单位面积总粒数(/m2)与千粒重协同性的同时，维持较高整精米率(Head Rice Rate)，为粳稻机械化生产实现"增产提质"提供创新路径。
引言
作为世界最大的水稻(Oryza sativa L.)生产国，中国水稻产量已连续14年超过2亿吨。北方粳稻产区凭借独特的气候土壤条件，在食味品质、外观品质等方面表现突出，国内市场对优质粳稻的需求逐年增长。然而在耕地资源有限的背景下，如何在保持或提升稻米品质的同时提高产量，已成为农业研究的重要课题。行穴距配置作为关键农艺措施，直接影响水稻生长发育与群体建成，进而调控产量品质形成。传统等行距模式(如30×18 cm)难以协调群体光能利用与个体发育矛盾，而单纯增加密度的常规密植易导致籽粒灌浆不充分、淀粉分布不均等问题。本研究针对北方主栽粳稻品种辽粳419，通过比较当地农户模式(LFM)、常规密植(CDM)、窄行密植(NDM)和宽窄行密植(WNDM)四种配置，系统解析种植模式对产量形成、加工品质及淀粉特性的调控机制。
材料与方法
试验于2022-2023年进行，采用随机区组设计。四种处理行穴距分别为：LFM(30×18 cm)、CDM(30×14 cm)、NDM(25×17 cm)、WNDM(36+14 cm×16 cm)。测定指标包括产量及其构成因素、干物质积累、籽粒可溶性糖含量、加工品质(整精米率)、食味品质以及米粉淀粉颗粒形态等。数据采用SPSS进行方差分析，Origin制图。
结果
产量与构成因素
两年田间实际产量表现为WNDM>NDM>CDM>LFM。WNDM产量最高(11693.56和11823.59 kg/ha)，显著高于NDM(p<0.05)，极显著高于LFM和CDM(p<0.01)。产量构成分析表明，NDM的有效穗数最高，但WNDM通过协调总粒数(/m2)与千粒重的乘积优势实现增产。LFM的千粒重最高(25.04和25.18 g)，但总粒数最低。
群体动态与生物量
分蘖动态显示NDM的茎蘖数始终最高，但WNDM在成熟期生物量积累最大(2368.50和2379.44 g/m2)。灌浆期碳水化合物测定发现，WNDM在花后15、25、35天的籽粒可溶性糖含量均最高，且25与35天含量与整精米产量呈极显著正相关(p<0.01)。
品质特性
加工品质方面，LFM的整精米率最高(67.66%和68.66%)，垩白率和垩白度最低；WNDM整精米率次之，但整精米产量最高(7895.51和8066.34 kg/ha)。扫描电镜显示LFM的米粉颗粒表面最光滑，WNDM次之，而CDM和NDM出现孔隙与皱缩。食味品质中LFM的食味值最高(79.33和82.33)，WNDM与LFM无显著差异，但显著优于CDM和NDM。
讨论
行穴距配置通过调控群体冠层结构影响光合同化产物积累与分配。WNDM的宽窄行交替布局形成"通风透光走廊"，改善中下层叶片光照条件，延缓后期叶片衰老，从而维持灌浆后期较强的源供应能力。相关性分析表明，花后25-35天籽粒可溶性糖含量与整精米产量极显著相关，说明后期同化物供应是保障籽粒充实度的关键。过度密植(如NDM)虽提高有效穗数，但导致个体生长空间受限，引起淀粉颗粒排列疏松、蛋白质代偿性增加，最终降低食味值。
结论
机械化宽窄行密植配置(WNDM)通过优化群体空间结构，协调了产量构成因素(穗数、粒重)与品质形成(整精米率、食味值)的平衡。其核心机制在于增强灌浆后期同化物供应能力，减少垩白形成，在实现增产的同时维持较高加工品质与食用品质，为北方粳稻机械化高产优质生产提供了有效技术路径。
