不同播期对直播稻植株干物质积累和转运的影响

2019-09-17江晓东吕润金志凤

江苏农业科学 2019年7期

江晓东吕润金志凤

摘要：以甬优15为材料，通过田间分期播种试验，对不同播期直播稻植株干物质积累及其产量进行比较研究。结果表明，播期推迟使直播稻拔节至抽穗期发育时间明显缩短，抽穗至成熟期发育时间随播期推迟延长;随着播期的推迟，叶面积明显降低，单茎干物质积累量显著下降，拔节至抽穗期的干物质积累量下降最大;随播期推迟，叶、茎的物质输出量和转换率均呈显著下降趋势，产量构成因素及产量均下降，产量构成因素受播期影响由大到小依次为穗粒数、结实率、有效穗数和千粒质量。

关键词：播期;直播稻;单茎干物质;产量

中图分类号： S511.04 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）07-0072-04

随着灌溉条件的改善以及劳动力成本的提高，许多国家都改变了对水稻传统移栽的种植方式，逐渐开始采用直播方法：在美国和澳大利亚已全部改用机械直播，在意大利直播稻面积占水稻种植面积比例达98%，马来西亚50%以上，葡萄牙有3.4万hm2灌溉的水稻均为直播稻[1]。隨着我国农村劳动力的紧张，直播稻相较于移栽稻具有劳动强度小、操作简单、节约成本的优势，近些年其种植面积有加速扩大发展的趋势[2]。水稻是我国的主要粮食作物，目前我国直播稻种植面积比例已超过15%[3]，浙江水稻播种面积占粮食播种面积的70%，直播稻面积占水稻面积的36%[4-5]。但由于直播稻自身生长发育特点的限制，相较于移栽稻而言，直播稻播种期迟，生育期较短，使得直播稻温光资源利用少，易造成群体偏大、单茎生长量小、根系分布较浅、易倒伏等，而不利于直播稻高产的形成[6-9]。因此，研究直播稻在不同播期的干物质积累动态，有利于明确水稻产量形成规律，对指导当地水稻生产具有现实意义。

有大量研究表明，播期对直播稻有显著影响，如随播期推迟地上部干物质积累量明显下降[10]，全生育天数明显缩短[11];随着播期的推迟，单茎叶片质量、茎秆质量和穗质量均呈显著的下降趋势[12]，同时迟播将导致营养生长期缩短，群体生长量变小，穗型减小，结实率降低，造成产量的降低，适宜期播种直播稻可以取得较为理想的产量[13]。因此，研究直播稻在不同播期的干物质积累动态，有利于明确直播稻产量形成规律，对指导水稻生产具有现实意义。鉴于此，笔者在浙江龙游开展了直播稻分期播种试验，观测了直播稻的生长发育、干物质积累和产量等指标，探讨直播稻的生长发育规律，以期为直播稻的栽培管理措施提供相关的科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2017年在浙江省龙游县农业气象试验站（119.02°E、28.44°N）内进行。试验地属亚热带季风气候，年平均气温17.1 ℃，年平均降水量1 602.6 mm。试验期间的逐日温度和降水情况见图1。

1.2 试验设计

供试品种为当地种植面积比较大的晚熟籼稻甬优15。

试验设置5月5日（S1）、5月15日（S2）、5月25日（S3）、6月4日（S4）、6月14日（S5）5个播期。采用人工撒播方式进行直播，播种量为26 kg/hm2。氮肥施用量为300 kg/hm2，钾肥和磷肥施用量各为150 kg/hm2，其中氮肥和钾肥分基肥和拔节肥2次施用，各施50%，磷肥作为基肥一次性施用。裂区设计，播期为主区，品种为裂区，小区面积为36 m2（6 m×6 m），3次重复。其他田间管理同当地高产田。

1.3 测定项目与方法

气象要素观测：试验期间的温度、气温等气象要素数据来自于龙游县农业气象试验站。

叶面积测定：采用LI-3000型叶面积仪（Li-COR，USA）测定。

干物质积累量、分配和转运：将取回的样品用烘箱105 ℃杀青30 min，再用75 ℃烘干，分别测定叶片、茎秆和穗的干物质质量，并计算各生育期干物质分配，相关计算公式如下：

单茎叶片（茎秆）物质输出量（g/茎）=[抽穗期单茎叶片（茎秆）干质量-成熟期单茎叶片（茎秆）干质量];

单茎叶片（茎秆）物质转换率=[（抽穗期单茎叶片（茎秆）干质量-成熟期单茎叶片（茎秆）干质量）/单穗籽粒干质量]×100%。

1.4 数据处理

试验数据采用DPS 7.05软件和Excel 2003处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同播期对直播稻生育期影响

从表1可以看出，播期不同对直播稻生育期持续时间有明显影响。从全生育期来看，S1～S5播期的全生育期持续天数分别为136、133、132、141、138 d，S1～S3随播期推迟缩短，S4和S5有所延长。播期对直播稻各个发育阶段持续时间的影响也不同：在播种至拔节期S1～S5持续时间为54～57 d，无明显差异;但拔节至抽穗期持续时间为23～35 d，随播期推迟有明显下降;而在抽穗至成熟期，S1～S5播期持续天数分别为37、35、36、46、49 d，S2比S5少14 d，随播期推迟其抽穗至成熟期持续天数明显增加。由此可见，播期的不同主要影响拔节后不同阶段的持续时间，随着播期的推后，拔节至抽穗期的发育时间变短，而抽穗至成熟期的发育时间变长。

2.2 不同播期对直播稻单茎叶面积的影响

叶片的光合作用是光合产物的主要来源，合理的叶面积指数是水稻高产的重要保证[14]。从图2可以看出，各个播期单茎叶面积呈先增后减的趋势，在分蘖期前各播期单茎叶面积无明显差异，但拔节后各播期开始出现明显差异，各播期叶面积均在抽穗期达到最大值。S1～S5播期单茎叶面积分别为334.32、344.21、274.33、232.83、204.44 cm2/茎，叶面积最大的S2比最小的S5增加68.37%。在抽穗后，水稻叶面积开始减小，在成熟期，各播期叶面积大小顺序为S2>S1>S3>S4>S5，S2比S5多152.58 cm2/茎，S2仍然保持最大的叶面积。

2.3 不同播期对直播稻单茎叶片干质量的影响

由图3可知，各个播期单茎叶干质量变化呈先增后减的趋势，播期推迟使叶片衰减严重。在拔节后各播期开始出现明显差异，各播期叶干质量均在抽穗期达到最大值，在抽穗期S1～S5播期单茎叶干质量分别为1.941、1.968、1.451、1.231、1.160 g/茎，S1、S3、S4、S5分别比最大值S2减少 1.37%、26.27%、37.45%、41.06%，S3、S4、S5与S2差异明显，S1和S2无明显差异。在抽穗后，水稻叶干质量开始减小，在成熟期，S1～S5分别为1.559、1.611、1.117、0.937、0.874 g/茎，S2播期叶片干质量仍为最大值。

2.4 不同播期对直播稻茎秆干质量的影响

由图4可知，各个播期茎秆干质量变化与叶片相似，在抽穗期干物质积累量达到最大，S1～S5干质量分别为4.207、4.487、3.041、2.552、 2.407 g/茎，播期提前有利于提高抽穗前茎秆干物质的贮存。抽穗后水稻茎秆干质量开始减少，在成熟期分别为3.412、3.883、2.462、2.112、2.027 g/莖，S1和S2茎秆干质量仍明显高于其他播期。

2.5 不同播期对直播稻穗干质量的影响

由图5可知，不同播期间穗干质量差异明显，在抽穗期 S1～S5播期单穗干质量分别为0.972、1.031、0.778、0.742、0.654 g/穗;在成熟期，分别为5.348、5.498、4.905、4.714、4.585 g/穗，各个播期的稻穗的增质量速率分别为0.122、0.130、0.118、0.081、0.080 g/（穗·d），播期推迟不利于穗质量的增加。

2.6 不同播期对直播稻干物质积累量的影响

表2表明，随播期的推迟，直播稻单茎干物质的积累量显著下降。在播种至拔节期，直播稻干物质积累量占全生育期19.07%～24.50%，S2为2.108 g/茎，显著大于其他播期（P<0.05），比最小的S5大0.274 g/茎;在拔节至抽穗期，单茎干物质积累量占全生育期31.88%～49.89%，随播期推迟下降显著，S2>S1>S3>S4>S5，S2比S5大2.990 g/茎;在抽穗至成熟阶段，干物质积累量占全生育期31.00%～43.62%，S1～S5的干物质积累量分别为3.199、3.567、3.166、3.238、3.266 g/茎，S2比S5大0.301 g/茎。可见，播期推迟对拔节至抽穗期干物质积累的影响程度明显高于播种至拔节期和抽穗至成熟期。

2.7 不同播期对直播稻干物质转运的影响

水稻籽粒的灌浆物质一部分来自抽穗后的光合产物，另外一部分来自叶茎物质的再分配。水稻的叶片物质输出量、茎秆物质输出量、叶片物质转换率和茎秆物质转换率主要反映叶、茎物质转运到水稻谷粒部分的特点。由表3可知，不同播期下直播稻茎秆和叶片的物质转运有明显差异，均随播期推迟显著下降（P<0.05），且茎秆的输出量和转换率均大于叶片。S1～S5茎秆物质转换率分别为14.89%、12.25%、11.95%、9.77%、8.58%，S5播期的茎秆物质输出量较S1下降52.20%;S1播期的叶片物质输出量为0.382 g/茎，显著高于其他播期。

2.8 不同播期对直播稻产量及产量构成因素的影响

由表4可知，不同播期下，随播期推迟产量显著下降（P<0.05），与S2播期相比较，S3、S4和S5播期分别下降 8.98%、18.38%、20.46%。从产量构成因素来看，随着播期的推迟，有效穗数、穗粒数、结实率均有明显下降（P<0.05），千粒质量也有降低，但不显著，不同播期间产量构成要素的变异系数由大到小顺序为穗粒数>结实率>有效穗数>千粒质量，可见播期对穗粒数的影响最大，对千粒质量的影响最小。

3 结论与讨论

直播水稻生长季节的温光条件组合不同，改变了水稻的生育进程，进而影响了光合物质积累和产量的形成。生育期作为水稻品种的遗传属性，主要由自身的感温性、感光性和基本营养生长性决定[15]，同时也受播期[13]、栽培方式及生态环境条件[16]等因素的影响。水稻为高温短日照作物，其发育进程受播期影响较大，一般来说随着播期推迟，温度升高，在抽穗前生育进程加快，导致生育天数缩短，开花提前[17]。本研究结果表明，播期推迟对直播稻拔节前发育时间影响较小，拔节至抽穗期发育时间随播期推迟明显减少，S5减少天数最多，较S1少12 d;在抽穗至成熟期，S1～S3发育时间随播期推迟略有减少，分别为37、35、36 d，但S4和S5较前3期的发育时间有明显增大，分别为46、47 d，与前人研究结果[18-21]有所差异，这主要是由于S4、S5 2个播期在生育后期平均温度低于20 ℃，致使生育期延长。

光合产物的主要来源是叶片的光合作用，单茎叶面积的大小也是决定水稻产量的重要指标。张林青等认为，在拔节至抽穗期叶面积较大有利于产量的提高[22]。本研究结果表明，直播稻在拔节、孕穗、抽穗、乳熟以及成熟的单茎叶面积均随播期的推迟而递减，表明播期的推迟不利于直播稻的光合生产，对光合物质积累造成不利影响。

干物质生产是水稻产量形成的基础。吴文革等认为，水稻产量主要来源于抽穗前茎秆储藏物质的转运及抽穗后的光合产物[23];邹应斌等认为，协调水稻不同生长阶段干物质积累的比例是高产的前提[24];霍中洋研究指出，播期推迟将导致营养器官干物质输出量和转换率下降[12]。本研究结果表明，随播期推迟，直播稻干物质积累呈明显下降趋势，茎秆和叶片的输出量和转换率随播期推迟均显著下降。

不同学者的研究虽然试验地点、品种、栽培方式有所不同[25-26]，但在播期对水稻产量影响方面的结论几乎一致。张冬松等对两优2186研究表明早播产量比迟播高[27];李秀芬等认为，播期推迟对水稻产量构成因素均为负面影响，进而导致产量降低[13];王夫玉等也有相似结论，认为迟播对产量构成因素造成影响大小依次为结实率、千粒质量、穗粒数和有效穗数[28]。本研究表明，随播期的推迟，直播稻的产量显著降低，播期对产量构成因素影响大小依次为穗粒数>结实率>有效穗数>千粒质量。

参考文献：

[1]王洋，张祖立，张亚双，等. 国内外水稻直播种植发展概况[J]. 农机化研究，2007（1）：48-50.

[2]张涛，黄秀华，贾军. 江淮地区直播稻生产现状及高产栽培措施[J]. 农业科技通讯，2008（4）：91-93.

[3]金千瑜，欧阳由男，陆永良，等. 我国南方直播稻若干问题及其技术对策研究[J]. 中国农学通报，2001，17（5）：44-48.

[4]凌启鸿. 论水稻生产在我国南方经济发达地区可持续发展中的不可替代作用[J]. 中国稻米，2004（1）：5-7.

[5]王岳钧. 浙江省直播稻技术发展过程回顾与分析评价[J]. 中国稻米，2015，21（2）：1-3.

[6]蒋彭炎. 直播稻的生育特点和增产对策[J]. 中国稻米，1996（4）：30-33.

[7]张洪程，黄以澄，戴其根，等. 麦茬机械少（免）耕旱直播稻产量形成特性及高产栽培技术的研究[J]. 扬州大学学报（农业与生命科学版），1988，9（4）：21-26.

[8]顾掌根，杨志根，周海浪. 单季直播晚稻生育特点及“六改”高产配套栽培技术[J]. 福建稻麦科技，2001，19（2）：17-19.

[9]屈振国. 浅谈水稻轻简高产栽培中的品种应用问题[J]. 中国稻米，1998，4（4）：7-8.

[10]李建国，韩勇，解文孝，等. 播期及环境因子对水稻产量和品质的影响[J]. 安徽农业科学，2008，36（8）：3160-3162.

[11]陈金龙，陆凤珍，周纪平，等. 不同播期同期移栽对常优1号粳稻生长发育的影响[J]. 江苏农业科学，2003（5）：29-30.