不同播期对水稻生育进程及灌浆速率的影响

姚正兰， 周博扬， 汪圣洪， 张 皓

(1.贵州省贵阳市气象局， 贵州 贵阳 550001； 2.贵州省清镇市气象局， 贵州 清镇 551400)

水稻是我国主要的粮食作物，据统计，在我国约有2/3的人口以稻米为主食[1-2],其产量关系到我国的粮食安全问题[3]。水稻为高温短日照作物，其穗部发育进程受播期的影响较大，确定合理的播期是水稻种植的关键环节，也是水稻高产、优质的基础[4-6]。适宜播期不仅能够提高水稻生育期热量资源的利用率，调节水稻生育进程，保证水稻个体正常生长发育和安全成熟，提高成穗率，利于产量的形成[7-11]，还能够有效避开或减轻夏旱、秋风等气候风险[12-14]。有关播期对水稻特性影响的研究已有许多报道[15-18]，取得许多研究成果，但播期对水稻生长发育及产量形成的影响，由于试验地点、参试品种、栽培方式及播期设置的不同，研究结果也不尽相同[4，19]。光温水是影响生长发育和产量形成的重要气象因素，目前，温光资源对水稻生育进程影响的研究大多通过分期播种试验来进行[20]。为研究黔中地区水稻的生育进程，笔者等以杂交水稻品种香早优2017为试验材料，通过分期播种移栽试验，结合生育期的温度和日照等气象要素，对水稻生育进程及灌浆速率开展研究，以期为该区域水稻适宜播期的选择及产量进一步提升提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018年3月至10月在清镇市暗流镇关口村“贵阳国家一级农业气象试验站”进行。试验田地理位置26°21′N，106°35′E，海拔1 122 m左右，属亚热带湿润季风气候，年平均气温14.3℃，年平均降水量1 144.6 mm，年平均日照时数1 146.2 h。试验地土壤肥力为中上等，前茬空闲。

1.2 试验材料

1.2.1 供试品种 供试品种为中早熟籼型杂交水稻品种香早优2017，贵州省黔南州农业科学研究所选育，该品种抗寒性较强，米质优良。

1.2.2 温光资料 温度资料来源于农业气象试验站内的自动气象站2018年逐日气象观测资料，包括逐日平均气温、最高气温、最低气温。日照资料参考清镇市气象局的逐日观测资料。

1.3 试验设计

以分期播种为试验因子，设定4个播种期(次)，每相邻期(次)间隔10 d。第1期(I期)比常规播期提前10 d, 3月25日播种；第2期(Ⅱ期)为常规播期，4月4日播种；第3期(Ⅲ期)和第4期(Ⅳ期)分别比常规播期晚10 d和20 d，播期分别为4月14日和4月24日。各播期均按35 d秧龄进行移栽。移栽时各播期分别进行4个重复，小区面积50 m2，小区间留0.5 m保护间隔，株行距为20 cm×18 cm。田间管理同当地大田生产。9月30日统一收割。

1.4 测定指标

按生长顺序观测记录各播期的生育特征，包括播种期、出苗期、三叶期、移栽期、返青期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、乳熟期和成熟期。在水稻籽粒形成至成熟期间，开展水稻灌浆速度的测定。于水稻开花始期，每个试验处理区选择同日开花、穗大小相近的200个穗挂牌，注明日期，供灌浆速率测定用。在开花后的第10天开始每5 d取样1次，直到成熟。每个处理每次取20穗(每小区取5穗)，计总粒数，籽粒放入铝盒称鲜重，烘干后称干重。灌浆速率测定方法按《农业气象观测规范》[21]要求进行。

2 结果与分析

2.1 播期对水稻生育进程的影响

2.1.1 生育时期对播期的响应 不同播期处理水稻各生育时期的光照、温度等条件存在差异，导致水稻生育进程也不同。从表1看出，随着播期推迟，水稻各生育时期也相应顺延，全生育期相应缩短，全生育期Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期处理的较Ⅰ播期分别缩短4 d、5 d和10 d。

表1 不同播期水稻的生育期

2.1.2 生育进程对播期的响应 从表2看出，各个播期水稻返青-分蘖期和孕穗-抽穗期的历期较稳定，分别为2～4 d和7～8 d；其他阶段生育历期不同播期处理间的差异较大，其中差异较明显的是移栽-返青和拔节-孕穗阶段，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ播期的移栽-返青历期分别较Ⅰ播期短7 d、8 d和5 d，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期的拔节-孕穗历期分别较Ⅰ播期短5 d、10 d和6 d。迟播水稻，随着温度升高，营养生长期缩短，生育进程加快，导致生育阶段历期缩短。

表2 不同播期水稻各生长及生育阶段历期

2.2 不同播期水稻生长期间的温光条件

水稻播种-拔节期、拔节-抽穗期和抽穗-成熟期是其生长的重要阶段[10]，各阶段的温光条件对水稻生长和后期产量影响显著。由表3可知，播种-拔节期随着播期延迟平均气温逐渐上升，播期每推后10 d，该阶段的平均气温升高0.6～1.0℃，有效积温相应增加，而Ⅳ播期由于该阶段生长天数比Ⅲ播期缩短4 d，导致有效积温较Ⅲ播期减少29.2℃；4个播期在该阶段的日照时数变化不明显。拔节-抽穗期各播期的平均气温在23.7～24.4℃，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ播期差异不大，Ⅳ播期略偏低；有效积温随播期延迟而减少，以Ⅰ播期最高，Ⅲ播期最低，Ⅲ播期较Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ播期分别减少223.0℃、123.4℃和65.6℃，其原因主要是Ⅲ播期在该阶段的生长天数仅12 d，较其他播期缩短3～9 d；日照时数以Ⅱ播期最多，其他播期差别不大。抽穗-成熟期平均气温随播期延迟逐渐降低，Ⅰ、Ⅱ播期平均气温较接近，Ⅲ、Ⅳ播期较Ⅰ、Ⅱ播期偏低1～2℃；有效积温Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ播期差异不大，由于Ⅳ播期的抽穗-成熟期已进入夏末初秋，又正处于重级秋绵雨时期(2018年9月6日开始，暗流农业气象试验站连续出现24 d的重级秋绵雨天气)，导致Ⅳ播期的有效积温较前3个播期少100℃以上；随着播期的延迟日照时数逐渐减少，Ⅳ播期同样受秋绵雨的影响，日照时数较其他播期偏少35.8～80.9 h。

表3不同播期水稻主要生育阶段的平均气温、有效积温和日照时数

Table 3 Average temperature, effective accumulative temperature and sunshine duration during main rice growth period on different sowing dates

播期Sowing stage播种-拔节期 Sowing - jointing 平均气温/℃有效积温/℃日照时数/h天数/d拔节-抽穗期 Jointing - heading平均气温/℃有效积温/℃日照时数/h天数/d抽穗-成熟期 Heading - maturity平均气温/℃有效积温/℃日照时数/h天数/dⅠ19.01 749.8327.79224.4513.485.82123.21020.4241.144Ⅱ19.81 786.0323.99024.3413.8100.61723.11063.6221.146Ⅲ20.81 937.5332.79324.2290.486.91222.01036.0196.047Ⅳ21.41 908.3343.38923.7356.073.11521.4920.4160.243

2.3 不同播期水稻灌浆速率的变化

籽粒灌浆过程是水稻进入生殖生长后的重要生理过程，直接关系到水稻的结实和产量[22]。灌浆速率是反应灌浆特性的主要参数，也是关系到籽粒充实的重要因子，灌浆速率越快，籽粒越大，产量就越高[15]。从图1看出，在开花15 d(灌浆初期)，以Ⅰ播期灌浆速率最高，4个播期总体灌浆速率差异不大；开花20 d，Ⅱ、Ⅳ播期的灌浆速率明显高于Ⅰ、Ⅲ播期；开花25 d，同样以Ⅰ播期灌浆速率最高，各个播期在该阶段灌浆速率变化不大；在开花30 d(灌浆末期)，以Ⅲ播期灌浆速率最高。在整个灌浆期，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期的平均灌浆速率分别为0.930 g/(千粒·d)、1.009 g/(千粒·d)、0.868 g/(千粒·d)和 0.841 g/(千粒·d)，总体来看，Ⅱ播期灌浆速率最高，Ⅳ播期最低。从灌浆期各阶段看，4个播期在开花15 d、20 d、25 d和30 d的平均灌浆速率分别为1.116g/(千粒·d)、1.117 g/(千粒·d)、0.804 g/(千粒·d)和0.612 g/(千粒·d)，可见，开花前期的灌浆速率明显高于开花后期。

图1 不同播期水稻籽粒的灌浆速率

2.4 温光因子与灌浆速率的相关性

各生育阶段温光因子与各播期水稻开花期灌浆速率的相关性分析表明，温光因子与水稻花期平均灌浆速率有较好的相关性。播种-拔节期温光因子对灌浆速率的影响表现为日照时数>有效积温>平均气温，其中日照时数与灌浆速率的相关系数为-0.901，相关性显著(P<0.05)；有效积温和平均气温与灌浆速率的相关系数分别为-0.783和-0.725。播种-拔节期温光因子与灌浆速率总体表现为负相关，表明在播种-拔节期，温光因子在保证水稻正常生长发育的前提下，气温以接近适温下限和少日照对籽粒灌浆速率有利。拔节-抽穗期温光因子对灌浆速率的影响表现为日照时数>平均气温>有效积温，其中，日照时数与灌浆速率的相关系数为0.909，相关性显著(P<0.05)，这是因为拔节-抽穗期水稻生长发育迅速增大，植株生长旺盛，充足的热量和光照利于籽粒灌浆。抽穗-成熟期温光因子对灌浆速率的影响表现为平均气温>有效积温>日照时数，其中，平均气温与灌浆速率的相关系数为0.875，相关性显著(P<0.05)。水稻抽穗-成熟期，其营养生长基本停止，生殖生长占主导地位，这个时期低温不利于水稻籽粒正常灌浆，还会导致茎叶干枯，粒重下降；光照不足将影响营养物质的积累，从而影响幼穗分化和发育，导致穗粒数减少，空壳率增加。因此，这一时期气温以接近适温上限和多日照有利于籽粒灌浆。

3 结论与讨论

在黔中地区进行中早熟籼型杂交水稻品种香早优2017分期播种试验，结果表明，水稻生育进程受温光因子影响明显，随着播期的延后，气温逐渐升高，水稻生长速度加快，生育期逐渐缩短，尤其是移栽-返青期和拔节-孕穗期的生长天数明显减少。播期推后，造成水稻生长期间平均气温增加，积温较早播减少，累积日照时数亦减少。Ⅳ播期(比当地常规播期迟20 d, 4月24日播种)水稻受到重级秋绵雨的影响，导致抽穗-成熟期的有效积温和日照时数显著偏少。

整个灌浆期平均灌浆速率以Ⅱ播期(当地常规播期，4月4日播种)最高，其次是Ⅰ播期(比当地常规播期提前10 d，3月25日播种)，Ⅳ播期最低。因此，播期延迟也会造成灌浆速率降低。灌浆速率在花期的各个阶段有所不同，开花前期的灌浆速率明显高于开花后期。温光因子与花期平均灌浆速率有较好的相关性，在播种-拔节期，温光因子与灌浆速率表现为负相关，表明这一阶段气温以接近适温下限和少日照对籽粒灌浆速率有利；在拔节-抽穗期和抽穗-成熟期，温光因子与灌浆速率表现为正相关，表明这一时期气温以接近适温上限和多日照有利于籽粒灌浆。

由于不同播期热量和光照因子的差异，导致播期在一定程度上影响水稻的生育进程和籽粒的灌浆速率。播期推后，造成水稻生育进程延迟，生育期缩短，全生育期积温和日照时数减少，造成灌浆速率降低。适期播种的水稻灌浆速率高，籽粒大，充实度高，这可能是播期影响水稻产量的重要机理之一[15]。

综合前述的分析，得出黔中地区Ⅰ播期(比常规播期提前10 d，3月25日播种)和Ⅱ播期(常规播期，4月4日)的温光因子较适宜水稻的生长发育，且这2期播种的水稻灌浆速率相对较高。因此，黔中地区种植中早熟杂交水稻品种，可选择在3月30日前后播种，按35 d左右秧龄移栽，这样既可避免前期倒春寒对秧苗的影响，又可避开或减轻后期秋风对籽粒灌浆的危害，利于提高水稻产量。