播期與品種類型對水稻產量、生育表現及溫光利用的影響

0播期與品種類型對水稻生育期和溫光資源利用的影響根據聯合糧農組織的統計數據，世界上約50%的人主要以水稻為食。隨著農村經濟的發展和產業結構的調整,水稻種植方式由單一的傳統手栽發展為手栽、機插、直播等多種種植方式并存的新局面。在稻麥兩熟條件下,水稻機插、直播等輕簡栽培方式,因秧齡縮短或沒有秧齡及小麥讓茬的限制,生產上不得不推遲水稻播期。播期的改變,使得水稻品種類型必須作出相應調整。合理播期科學配套適宜水稻品種類型,對充分利用當地溫光資源,充分發揮品種產量潛力,確保水稻高產穩產具有十分重要的意義。【前人研究進展】前人針對播期對水稻生育的影響,已進行了大量的研究。凌啟鴻認為,合理確定播期使水稻結實期處于較佳光溫狀態是栽培管理中的關鍵技術,是水稻高產、優質的基礎。適宜播期可以有效利用溫光資源,充分發揮水稻品種的產量潛力。魯昕等研究認為,品種選用應根據不同播期來確定,以求充分發揮品種的生產潛力,生育期越長的品種越應早播,反之則可適當遲播。謝正榮等研究表明,適宜播期可以調節水稻生育進程,使經濟產量形成期與高效光合生產能力同步,保證個體正常發育和安全成熟。程方民等研究表明,播期對稻米品質形成有顯著影響,晚播利于稻米品質的提高,但生育期較長的品種過晚播種則不利于優質。【本研究切入點】縱觀以往研究發現,多數學者多針對單一品種或同一品種類型進行研究。在稻-麥兩熟制條件下,尚缺乏針對種植方式進行播期及其配套水稻品種的系統研究。【擬解決的關鍵問題】本研究立足于里下河地區,以5個品種類型(中熟中粳、遲熟中粳、早熟晚粳、中熟晚粳、遲熟中秈)20個代表性水稻品種為供試材料,在高產栽培條件下,通過分期播種試驗,研究播期與品種類型對水稻產量、生育期及溫光資源利用的影響。旨在明確不同播期不同品種類型水稻產量、生育期及溫光利用的差異,以期在水稻栽培方式多元化的新形式下,為不同播期科學配套水稻品種類型提供依據。1材料和方法1.1試驗品種以近年來生產上種植面積較大并適于里下河地區的20個水稻品種為供試材料。參試水稻品種名稱、類型如表1。1.2播期、栽培技術方案試驗于2011—2012年在江蘇省姜堰市河橫村農業綜合試驗基地進行,前茬為小麥,土壤類型屬潴育型亞類勤泥土,土壤有機質36.16g·kg-1,全氮2.15g·kg-1,速效磷5.80mg·kg-1,速效鉀164.03mg·kg-1,pH值6.71。試驗設置5/20(Ⅰ)、5/30(Ⅱ)、6/9(Ⅲ)、6/19(Ⅳ)(月/日)4個播期。按照品種、播期兩因素裂區試驗設計(播期為主區、品種為副區),3次重復,小區面積15m2。濕潤育秧、手工移栽,每平方米播50克干種子。播前用浸種靈、咪鮮胺浸種,預防惡苗病;栽前3d噴施殺蟲劑防稻薊馬、螟蟲等。2葉1心至3葉期,秧田追施尿素75kg·hm-2。20d秧齡移栽,行株距30cm×13.5cm,常規稻插4本、雜交稻插2本。按施純氮量225kg·hm-2(粳稻)、195kg·hm-2(秈稻)和基蘗穗肥比例為4﹕3﹕3,分別在移栽前、移栽后10d和倒3—4葉期施用;氮磷鉀比例為1﹕0.5﹕0.5,磷肥全部基施,鉀肥在移栽前和移栽后30d各施50%。其它措施均按高產栽培要求進行管理。1.3適時準確日期確定觀測并記載供試水稻品種拔節、抽穗、成熟等主要生育時期對應的準確日期。成熟期選割每小區中央連續10行,每行10穴,測定籽粒含水量,去除雜質,折算實產。生育期逐日氣溫和日照時數等氣象資料取自姜堰市氣象局。1.4處理數據相關數據使用MicrosoftExcel2003錄入和整理,用DPS軟件進行統計分析。2結果2.1種類型水稻產量變化程度由表2可知,在本研究播期范圍內,產量在播期間、品種類型間和播期與品種類型的互作效應上均存在極顯著差異,年度間差異不顯著。表3表明,隨著播期推遲,所有品種類型水稻產量均呈逐漸下降趨勢,第Ⅰ播期平均產量為9564.kg·hm-2,第Ⅳ播期平均產量為7885.5kg·hm-2。播期每推遲10d,平均產量下降559.3kg·hm-2。不同品種類型水稻產量下降幅度有所不同,表現為中熟晚粳>遲熟中秈>早熟晚粳>遲熟中粳>中熟中粳。各品種類型水稻產量表現為遲熟中粳>早熟晚粳>中熟中粳>遲熟中秈>中熟晚粳。隨著播期推遲,不同品種類型之間水稻產量差異呈增大趨勢,第Ⅰ播期至第Ⅳ播期的變異系數分別為7.1%、8.4%、11.3%和14.2%。不同品種類型水稻在各播期內的產量表現存在差異,第Ⅰ至第Ⅳ播期產量最高的品種類型分別為早熟晚粳、遲熟中粳、遲熟中粳與中熟中粳,產量最低的均為中熟晚粳。遲熟中秈在不同播期中的產量僅高于中熟晚粳,產量變異系數也僅低于中熟晚粳。將遲熟中秈與類型相似的遲熟中粳比較發現,遲熟中秈在4個播期中的產量均低于遲熟中粳,且兩者的產量差異隨著播期的推遲呈增大趨勢。進一步分析產量構成因素(表4),隨著播期的推遲,5種類型水稻產量構成因素按變化系數大小可分為兩類,變化較小的一類為千粒重和穗數,平均變異系數分別為1.2%、1.9%;變化較大的一類為結實率和每穗穎花數,平均變異系數分別為2.9%、2.3%。播期對各品種類型水稻產量構成因素變化程度表現為中熟晚粳>遲熟中秈>早熟晚粳>遲熟中粳>中熟中粳,與前述的產量變化趨勢一致。2012年產量及其構成因素的變化趨勢與2011年一致。2.2不同品種類型水稻生育期比較由表5可知,隨著播期推遲,各品種類型水稻的生育時期相應延遲。相對早熟的中熟中粳、遲熟中粳、早熟晚粳與遲熟中秈,在本試驗所設置的所有播期中均能安全成熟;熟期較遲的中熟晚粳品種6月9日以后播種均不能正常成熟,生育安全性降低,說明播期對生育期的影響在水稻品種類型間存在差異。水稻生育時期可分為播種至拔節期、拔節至抽穗期與抽穗至成熟期3個重要生育階段。隨著播期推遲,不同品種類型水稻各生育階段顯著縮短,主要表現為播種至拔節期天數明顯減少,拔節至抽穗以及抽穗至成熟天數較穩定。不同品種類型水稻播種至拔節期天數變化大小表現為:遲熟中秈<中熟中粳<遲熟中粳<早熟晚粳<中熟晚粳,這與不同品種類型水稻的生育期變化趨勢基本一致。播期每向后推遲10d,遲熟中秈、中熟中粳、遲熟中粳、早熟晚粳、中熟晚粳生育期平均分別縮短5—6d、6d、6—7d、7d和8—9d。2.3不同品種生育期各品種對光照利用的影響由表6可知,生育期越長的水稻品種類型生育期積溫與光照時數越高,以第Ⅰ播期為例,生育期最長的中熟晚粳的積溫與光照時數分別為3983.9℃和828.0h,生育期最短的中熟中粳的積溫與光照時數分別僅為3615.8℃和727.9h。不同播期水稻由于生育進程不同,對溫光資源的利用表現出較大差異。不同品種類型水稻生育期積溫和光照時數表現為第Ⅳ播期<第Ⅲ播期<第Ⅱ播期<第Ⅰ播期的明顯趨勢。第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期分別較第Ⅰ播期全生育期積溫和光照時數平均分別下降153.4℃和44.4h、328.5℃和85.6h、508.2℃和115.2h。由表7可知,各品種類型生育期間對積溫利用的影響程度表現為拔節—抽穗期<抽穗—成熟期<播種—拔節期;各品種類型生育期間對光照利用的影響程度則隨著品種生育期長短而變化,生育期較短的中熟中粳、遲熟中粳與遲熟中秈表現為抽穗—成熟期<拔節—抽穗期<播種—拔節期,生育期較長的早熟晚粳與中熟晚粳表現為拔節—抽穗期<抽穗—成熟期<播種—拔節期。因此,生育期積溫和光照時數的差異主要源于水稻拔節前的營養生長期對溫光資源利用效率的高低。以第Ⅰ播期對各生育階段積溫和光照時數的利用率為100%計,由表6可知,與第Ⅰ播期相比,第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ播期均未充分利用當地水稻生長季的有效溫光資源,第Ⅱ播期對全生育期積溫和光照時數的利用率分別為95.56%—96.38%和93.95%—94.67%,第Ⅲ播期分別為90.58%—92.05%和87.36%—90.36%,第Ⅳ播期分別為84.89%—87.92%和83.48%—87.52%。播期對不同品種類型水稻溫光資源利用率的影響也不一致,可按生育期長短分為兩類,對生育期較短的中熟中粳和遲熟中秈影響較小,對生育期較長的遲熟中粳、早熟晚粳和中熟晚粳影響較大。從各生育期階段溫光資源利用率來看,隨著播期推遲,除中熟中粳在抽穗—成熟期外,各品種類型水稻溫光資源利用率在播種至拔節期、拔節至抽穗期以及抽穗至成熟期均呈下降趨勢,其中產量水平較高的中熟中粳、遲熟中粳與早熟晚粳均表現為拔節—抽穗期降幅最大。產量水平較低的遲熟中秈與中熟晚粳有所不同。2.4篩選適宜播期品種根據以上研究結果,綜合考慮里下河地區不同輕簡栽培方式的適宜播期,稻麥兩熟制小麥收獲讓茬時間以及熱量條件等因素,將水稻品種類型按照產量從高到低分為適宜(各播期的最高產量)、較適宜(各播期最高產量的90%—99%)、次適宜(各播期最高產量的80%—89%)與不適宜(各播期最高產量的80%以下)4個等級,對不同播期科學配套適宜品種類型進行了初步區劃。如表8所示,適宜手插的第Ⅰ播期,應選用早熟晚粳,搭配遲熟中粳、中熟中粳和遲熟中秈;適宜機插的第Ⅱ播期,應選用遲熟中粳,搭配早熟晚粳、中熟中粳和遲熟中秈;適宜直播的第Ⅲ播期,應選用遲熟中粳,搭配中熟中粳和早熟晚粳;第Ⅳ播期時間較晚,已不適宜水稻播種,若因特殊情況需要播種,應選用中熟中粳。3討論3.1播期對水稻產量的影響播期影響水稻發育速度,改變各生育階段的長短和所處的季節時段,進而決定了群體光合物質積累和產量形成。水稻產量形成存在最合適生育季節,前人關于播期對水稻產量影響的研究,由于試驗環境條件等差異,研究結果存在差異。楊稚愚等研究認為,早播和晚播均不利形成高產。李秀芬等研究認為,推遲播期對產量各構成因素均為負面影響,造成子粒充實度差,空秕粒數增加,結實率和千粒重均下降,從而造成產量降低。張在金等研究認為,感光性較強的品種,播種推遲縮短了水稻營養生長期,水稻生長量變小,有效穗數減少,穗型變小,但因其能在正常生長季節抽穗,灌漿結實期氣候條件差異不大,使得其結實率和千粒重變化均較小。魯昕等研究認為,不同品種類型水稻由于感溫與感光性不同,適宜播期有一定差別。溫度與光照是影響水稻產量的重要限制因子。本研究中,播期不同,水稻品種類型對溫光資源利用存在極顯著差異。隨著播期推遲,各品種類型水稻品種生育期積溫和光照時數均表現出明顯下降的趨勢,第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期分別較第Ⅰ播期生育期積溫和光照時數平均分別下降153.4℃和44.4h、328.46℃和85.64h、508.2℃和115.2h,且各品種類型水稻又有自身的生育特征。播期每向后推遲10d,遲熟中秈、中熟中粳、遲熟中粳、早熟晚粳、中熟晚粳的生育期平均分別縮短5—6d、6d、6—7d、7d和8—9d。水稻為高溫短日作物,隨著播期的推遲,溫度升高,使播種至抽穗階段的生育進程加快,所需積溫較早播減少,導致生育天數縮短;日長逐漸縮短亦可使播種至抽穗階段的生育進程加快,所需累積日照時數減少,導致生育天數縮短。本研究中,隨著播期的推遲,各類型品種的千粒重和有效穗數表現相對穩定,下降幅度較小,結實率和每穗穎花數則下降幅度較大,導致產量表現出隨播期的推遲而顯著降低。從影響的程度來看,產量及其構成因素均表現為中熟晚粳>遲熟中秈>早熟晚粳>遲熟中粳>中熟中粳。在正常抽穗成熟條件下,水稻品種產量水平一般隨著生育期的縮短呈下降趨勢,故產量隨播期的推遲而下降。遲熟中秈生育期雖介于中熟中粳與遲熟中粳之間,但其產量水平低且在播期作用下產量變幅大,原因可能是里下河地區稻季溫光資源緊張,不適宜遲熟中秈生長。中熟晚粳水稻產量水平較低是由于生育期過長,導致了水稻抽穗期偏遲,開花授精及灌漿結實時溫度偏低,不能正常成熟或雖能成熟但結實率和千粒重明顯下降,嚴重制約水稻品種產量潛力的發揮。3.2水稻品種類型的確定中國水稻生產地域遼闊,隨著地理位置的不同、環境條件的變化,不同播期適宜的品種類型存在較大的差異,因而表現出較強的變動性和系統性。謝正榮等研究表明,昆山市乃至太湖農區在單季晚稻種植制度條件下,若5月10至20日播種,不宜選擇如鎮稻88等中粳類型品種種植,宜選擇如武運粳7號、蘇香粳1號等生育期較長的優質晚粳品種種植,既有利于促進穩產、高產,又有利于提高經濟系數、改善米質。翟超群等研究表明,淮北地區5月5至25日播種,應選擇中熟中粳品種,如徐稻3號。劉鑫等研究表明,浙江省每年6月下旬是梅雨、臺風暴雨高發期,若造成澇災,應選用特早熟晚粳品種與早稻品種,作為救災水稻品種。播期與品種類型的合理匹配有利于協調水稻生育進程,充分利用水稻生長季的有效溫光資源,獲得最大的光合生產量,從而最大限度挖掘優良品種高產潛力、形成足量壯稈大穗、提高結實率和千粒重,實現高產、優質、高效栽培。根據本文研究結果,里下河地區各品種類型水稻產量表現為遲熟中粳>早熟晚粳>中熟中粳>遲熟中秈>中熟晚粳。因此,綜合考慮不同輕簡栽培方式的適宜秧齡,稻麥兩熟