播期与品种类型对水稻产量、生育表现及温光利用的影响

播期与品种类型对水稻产量、生育表现及温光利用的影响

0播期与品种类型对水稻生育期和温光资源利用的影响根据联合粮农组织的统计数据，世界上约50%的人主要以水稻为食。随着农村经济的发展和产业结构的调整,水稻种植方式由单一的传统手栽发展为手栽、机插、直播等多种种植方式并存的新局面。在稻麦两熟条件下,水稻机插、直播等轻简栽培方式,因秧龄缩短或没有秧龄及小麦让茬的限制,生产上不得不推迟水稻播期。播期的改变,使得水稻品种类型必须作出相应调整。合理播期科学配套适宜水稻品种类型,对充分利用当地温光资源,充分发挥品种产量潜力,确保水稻高产稳产具有十分重要的意义。【前人研究进展】前人针对播期对水稻生育的影响,已进行了大量的研究。凌启鸿认为,合理确定播期使水稻结实期处于较佳光温状态是栽培管理中的关键技术,是水稻高产、优质的基础。适宜播期可以有效利用温光资源,充分发挥水稻品种的产量潜力。鲁昕等研究认为,品种选用应根据不同播期来确定,以求充分发挥品种的生产潜力,生育期越长的品种越应早播,反之则可适当迟播。谢正荣等研究表明,适宜播期可以调节水稻生育进程,使经济产量形成期与高效光合生产能力同步,保证个体正常发育和安全成熟。程方民等研究表明,播期对稻米品质形成有显著影响,晚播利于稻米品质的提高,但生育期较长的品种过晚播种则不利于优质。【本研究切入点】纵观以往研究发现,多数学者多针对单一品种或同一品种类型进行研究。在稻-麦两熟制条件下,尚缺乏针对种植方式进行播期及其配套水稻品种的系统研究。【拟解决的关键问题】本研究立足于里下河地区,以5个品种类型(中熟中粳、迟熟中粳、早熟晚粳、中熟晚粳、迟熟中籼)20个代表性水稻品种为供试材料,在高产栽培条件下,通过分期播种试验,研究播期与品种类型对水稻产量、生育期及温光资源利用的影响。旨在明确不同播期不同品种类型水稻产量、生育期及温光利用的差异,以期在水稻栽培方式多元化的新形式下,为不同播期科学配套水稻品种类型提供依据。1材料和方法1.1试验品种以近年来生产上种植面积较大并适于里下河地区的20个水稻品种为供试材料。参试水稻品种名称、类型如表1。1.2播期、栽培技术方案试验于2011—2012年在江苏省姜堰市河横村农业综合试验基地进行,前茬为小麦,土壤类型属潴育型亚类勤泥土,土壤有机质36.16g·kg-1,全氮2.15g·kg-1,速效磷5.80mg·kg-1,速效钾164.03mg·kg-1,pH值6.71。试验设置5/20(Ⅰ)、5/30(Ⅱ)、6/9(Ⅲ)、6/19(Ⅳ)(月/日)4个播期。按照品种、播期两因素裂区试验设计(播期为主区、品种为副区),3次重复,小区面积15m2。湿润育秧、手工移栽,每平方米播50克干种子。播前用浸种灵、咪鲜胺浸种,预防恶苗病;栽前3d喷施杀虫剂防稻蓟马、螟虫等。2叶1心至3叶期,秧田追施尿素75kg·hm-2。20d秧龄移栽,行株距30cm×13.5cm,常规稻插4本、杂交稻插2本。按施纯氮量225kg·hm-2(粳稻)、195kg·hm-2(籼稻)和基蘖穗肥比例为4﹕3﹕3,分别在移栽前、移栽后10d和倒3—4叶期施用;氮磷钾比例为1﹕0.5﹕0.5,磷肥全部基施,钾肥在移栽前和移栽后30d各施50%。其它措施均按高产栽培要求进行管理。1.3适时准确日期确定观测并记载供试水稻品种拔节、抽穗、成熟等主要生育时期对应的准确日期。成熟期选割每小区中央连续10行,每行10穴,测定籽粒含水量,去除杂质,折算实产。生育期逐日气温和日照时数等气象资料取自姜堰市气象局。1.4处理数据相关数据使用MicrosoftExcel2003录入和整理,用DPS软件进行统计分析。2结果2.1种类型水稻产量变化程度由表2可知,在本研究播期范围内,产量在播期间、品种类型间和播期与品种类型的互作效应上均存在极显著差异,年度间差异不显著。表3表明,随着播期推迟,所有品种类型水稻产量均呈逐渐下降趋势,第Ⅰ播期平均产量为9564.kg·hm-2,第Ⅳ播期平均产量为7885.5kg·hm-2。播期每推迟10d,平均产量下降559.3kg·hm-2。不同品种类型水稻产量下降幅度有所不同,表现为中熟晚粳>迟熟中籼>早熟晚粳>迟熟中粳>中熟中粳。各品种类型水稻产量表现为迟熟中粳>早熟晚粳>中熟中粳>迟熟中籼>中熟晚粳。随着播期推迟,不同品种类型之间水稻产量差异呈增大趋势,第Ⅰ播期至第Ⅳ播期的变异系数分别为7.1%、8.4%、11.3%和14.2%。不同品种类型水稻在各播期内的产量表现存在差异,第Ⅰ至第Ⅳ播期产量最高的品种类型分别为早熟晚粳、迟熟中粳、迟熟中粳与中熟中粳,产量最低的均为中熟晚粳。迟熟中籼在不同播期中的产量仅高于中熟晚粳,产量变异系数也仅低于中熟晚粳。将迟熟中籼与类型相似的迟熟中粳比较发现,迟熟中籼在4个播期中的产量均低于迟熟中粳,且两者的产量差异随着播期的推迟呈增大趋势。进一步分析产量构成因素(表4),随着播期的推迟,5种类型水稻产量构成因素按变化系数大小可分为两类,变化较小的一类为千粒重和穗数,平均变异系数分别为1.2%、1.9%;变化较大的一类为结实率和每穗颖花数,平均变异系数分别为2.9%、2.3%。播期对各品种类型水稻产量构成因素变化程度表现为中熟晚粳>迟熟中籼>早熟晚粳>迟熟中粳>中熟中粳,与前述的产量变化趋势一致。2012年产量及其构成因素的变化趋势与2011年一致。2.2不同品种类型水稻生育期比较由表5可知,随着播期推迟,各品种类型水稻的生育时期相应延迟。相对早熟的中熟中粳、迟熟中粳、早熟晚粳与迟熟中籼,在本试验所设置的所有播期中均能安全成熟;熟期较迟的中熟晚粳品种6月9日以后播种均不能正常成熟,生育安全性降低,说明播期对生育期的影响在水稻品种类型间存在差异。水稻生育时期可分为播种至拔节期、拔节至抽穗期与抽穗至成熟期3个重要生育阶段。随着播期推迟,不同品种类型水稻各生育阶段显著缩短,主要表现为播种至拔节期天数明显减少,拔节至抽穗以及抽穗至成熟天数较稳定。不同品种类型水稻播种至拔节期天数变化大小表现为:迟熟中籼<中熟中粳<迟熟中粳<早熟晚粳<中熟晚粳,这与不同品种类型水稻的生育期变化趋势基本一致。播期每向后推迟10d,迟熟中籼、中熟中粳、迟熟中粳、早熟晚粳、中熟晚粳生育期平均分别缩短5—6d、6d、6—7d、7d和8—9d。2.3不同品种生育期各品种对光照利用的影响由表6可知,生育期越长的水稻品种类型生育期积温与光照时数越高,以第Ⅰ播期为例,生育期最长的中熟晚粳的积温与光照时数分别为3983.9℃和828.0h,生育期最短的中熟中粳的积温与光照时数分别仅为3615.8℃和727.9h。不同播期水稻由于生育进程不同,对温光资源的利用表现出较大差异。不同品种类型水稻生育期积温和光照时数表现为第Ⅳ播期<第Ⅲ播期<第Ⅱ播期<第Ⅰ播期的明显趋势。第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期分别较第Ⅰ播期全生育期积温和光照时数平均分别下降153.4℃和44.4h、328.5℃和85.6h、508.2℃和115.2h。由表7可知,各品种类型生育期间对积温利用的影响程度表现为拔节—抽穗期<抽穗—成熟期<播种—拔节期;各品种类型生育期间对光照利用的影响程度则随着品种生育期长短而变化,生育期较短的中熟中粳、迟熟中粳与迟熟中籼表现为抽穗—成熟期<拔节—抽穗期<播种—拔节期,生育期较长的早熟晚粳与中熟晚粳表现为拔节—抽穗期<抽穗—成熟期<播种—拔节期。因此,生育期积温和光照时数的差异主要源于水稻拔节前的营养生长期对温光资源利用效率的高低。以第Ⅰ播期对各生育阶段积温和光照时数的利用率为100%计,由表6可知,与第Ⅰ播期相比,第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ播期均未充分利用当地水稻生长季的有效温光资源,第Ⅱ播期对全生育期积温和光照时数的利用率分别为95.56%—96.38%和93.95%—94.67%,第Ⅲ播期分别为90.58%—92.05%和87.36%—90.36%,第Ⅳ播期分别为84.89%—87.92%和83.48%—87.52%。播期对不同品种类型水稻温光资源利用率的影响也不一致,可按生育期长短分为两类,对生育期较短的中熟中粳和迟熟中籼影响较小,对生育期较长的迟熟中粳、早熟晚粳和中熟晚粳影响较大。从各生育期阶段温光资源利用率来看,随着播期推迟,除中熟中粳在抽穗—成熟期外,各品种类型水稻温光资源利用率在播种至拔节期、拔节至抽穗期以及抽穗至成熟期均呈下降趋势,其中产量水平较高的中熟中粳、迟熟中粳与早熟晚粳均表现为拔节—抽穗期降幅最大。产量水平较低的迟熟中籼与中熟晚粳有所不同。2.4筛选适宜播期品种根据以上研究结果,综合考虑里下河地区不同轻简栽培方式的适宜播期,稻麦两熟制小麦收获让茬时间以及热量条件等因素,将水稻品种类型按照产量从高到低分为适宜(各播期的最高产量)、较适宜(各播期最高产量的90%—99%)、次适宜(各播期最高产量的80%—89%)与不适宜(各播期最高产量的80%以下)4个等级,对不同播期科学配套适宜品种类型进行了初步区划。如表8所示,适宜手插的第Ⅰ播期,应选用早熟晚粳,搭配迟熟中粳、中熟中粳和迟熟中籼;适宜机插的第Ⅱ播期,应选用迟熟中粳,搭配早熟晚粳、中熟中粳和迟熟中籼;适宜直播的第Ⅲ播期,应选用迟熟中粳,搭配中熟中粳和早熟晚粳;第Ⅳ播期时间较晚,已不适宜水稻播种,若因特殊情况需要播种,应选用中熟中粳。3讨论3.1播期对水稻产量的影响播期影响水稻发育速度,改变各生育阶段的长短和所处的季节时段,进而决定了群体光合物质积累和产量形成。水稻产量形成存在最合适生育季节,前人关于播期对水稻产量影响的研究,由于试验环境条件等差异,研究结果存在差异。杨稚愚等研究认为,早播和晚播均不利形成高产。李秀芬等研究认为,推迟播期对产量各构成因素均为负面影响,造成子粒充实度差,空秕粒数增加,结实率和千粒重均下降,从而造成产量降低。张在金等研究认为,感光性较强的品种,播种推迟缩短了水稻营养生长期,水稻生长量变小,有效穗数减少,穗型变小,但因其能在正常生长季节抽穗,灌浆结实期气候条件差异不大,使得其结实率和千粒重变化均较小。鲁昕等研究认为,不同品种类型水稻由于感温与感光性不同,适宜播期有一定差别。温度与光照是影响水稻产量的重要限制因子。本研究中,播期不同,水稻品种类型对温光资源利用存在极显著差异。随着播期推迟,各品种类型水稻品种生育期积温和光照时数均表现出明显下降的趋势,第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期分别较第Ⅰ播期生育期积温和光照时数平均分别下降153.4℃和44.4h、328.46℃和85.64h、508.2℃和115.2h,且各品种类型水稻又有自身的生育特征。播期每向后推迟10d,迟熟中籼、中熟中粳、迟熟中粳、早熟晚粳、中熟晚粳的生育期平均分别缩短5—6d、6d、6—7d、7d和8—9d。水稻为高温短日作物,随着播期的推迟,温度升高,使播种至抽穗阶段的生育进程加快,所需积温较早播减少,导致生育天数缩短;日长逐渐缩短亦可使播种至抽穗阶段的生育进程加快,所需累积日照时数减少,导致生育天数缩短。本研究中,随着播期的推迟,各类型品种的千粒重和有效穗数表现相对稳定,下降幅度较小,结实率和每穗颖花数则下降幅度较大,导致产量表现出随播期的推迟而显著降低。从影响的程度来看,产量及其构成因素均表现为中熟晚粳>迟熟中籼>早熟晚粳>迟熟中粳>中熟中粳。在正常抽穗成熟条件下,水稻品种产量水平一般随着生育期的缩短呈下降趋势,故产量随播期的推迟而下降。迟熟中籼生育期虽介于中熟中粳与迟熟中粳之间,但其产量水平低且在播期作用下产量变幅大,原因可能是里下河地区稻季温光资源紧张,不适宜迟熟中籼生长。中熟晚粳水稻产量水平较低是由于生育期过长,导致了水稻抽穗期偏迟,开花授精及灌浆结实时温度偏低,不能正常成熟或虽能成熟但结实率和千粒重明显下降,严重制约水稻品种产量潜力的发挥。3.2水稻品种类型的确定中国水稻生产地域辽阔,随着地理位置的不同、环境条件的变化,不同播期适宜的品种类型存在较大的差异,因而表现出较强的变动性和系统性。谢正荣等研究表明,昆山市乃至太湖农区在单季晚稻种植制度条件下,若5月10至20日播种,不宜选择如镇稻88等中粳类型品种种植,宜选择如武运粳7号、苏香粳1号等生育期较长的优质晚粳品种种植,既有利于促进稳产、高产,又有利于提高经济系数、改善米质。翟超群等研究表明,淮北地区5月5至25日播种,应选择中熟中粳品种,如徐稻3号。刘鑫等研究表明,浙江省每年6月下旬是梅雨、台风暴雨高发期,若造成涝灾,应选用特早熟晚粳品种与早稻品种,作为救灾水稻品种。播期与品种类型的合理匹配有利于协调水稻生育进程,充分利用水稻生长季的有效温光资源,获得最大的光合生产量,从而最大限度挖掘优良品种高产潜力、形成足量壮秆大穗、提高结实率和千粒重,实现高产、优质、高效栽培。根据本文研究结果,里下河地区各品种类型水稻产量表现为迟熟中粳>早熟晚粳>中熟中粳>迟熟中籼>中熟晚粳。因此,综合考虑不同轻简栽培方式的适宜秧龄,稻麦两熟