不同播期對(duì)直播稻植株干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

江曉東 呂潤(rùn) 金志鳳

摘要：以甬優(yōu)15為材料，通過(guò)田間分期播種試驗(yàn)，對(duì)不同播期直播稻植株干物質(zhì)積累及其產(chǎn)量進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明，播期推遲使直播稻拔節(jié)至抽穗期發(fā)育時(shí)間明顯縮短，抽穗至成熟期發(fā)育時(shí)間隨播期推遲延長(zhǎng);隨著播期的推遲，葉面積明顯降低，單莖干物質(zhì)積累量顯著下降，拔節(jié)至抽穗期的干物質(zhì)積累量下降最大;隨播期推遲，葉、莖的物質(zhì)輸出量和轉(zhuǎn)換率均呈顯著下降趨勢(shì)，產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量均下降，產(chǎn)量構(gòu)成因素受播期影響由大到小依次為穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、有效穗數(shù)和千粒質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：播期;直播稻;單莖干物質(zhì);產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)： S511.04 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2019）07-0072-04

隨著灌溉條件的改善以及勞動(dòng)力成本的提高，許多國(guó)家都改變了對(duì)水稻傳統(tǒng)移栽的種植方式，逐漸開(kāi)始采用直播方法：在美國(guó)和澳大利亞已全部改用機(jī)械直播，在意大利直播稻面積占水稻種植面積比例達(dá)98%，馬來(lái)西亞50%以上，葡萄牙有3.4萬(wàn)hm2灌溉的水稻均為直播稻[1]。隨著我國(guó)農(nóng)村勞動(dòng)力的緊張，直播稻相較于移栽稻具有勞動(dòng)強(qiáng)度小、操作簡(jiǎn)單、節(jié)約成本的優(yōu)勢(shì)，近些年其種植面積有加速擴(kuò)大發(fā)展的趨勢(shì)[2]。水稻是我國(guó)的主要糧食作物，目前我國(guó)直播稻種植面積比例已超過(guò)15%[3]，浙江水稻播種面積占糧食播種面積的70%，直播稻面積占水稻面積的36%[4-5]。但由于直播稻自身生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)的限制，相較于移栽稻而言，直播稻播種期遲，生育期較短，使得直播稻溫光資源利用少，易造成群體偏大、單莖生長(zhǎng)量小、根系分布較淺、易倒伏等，而不利于直播稻高產(chǎn)的形成[6-9]。因此，研究直播稻在不同播期的干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)，有利于明確水稻產(chǎn)量形成規(guī)律，對(duì)指導(dǎo)當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。

有大量研究表明，播期對(duì)直播稻有顯著影響，如隨播期推遲地上部干物質(zhì)積累量明顯下降[10]，全生育天數(shù)明顯縮短[11];隨著播期的推遲，單莖葉片質(zhì)量、莖稈質(zhì)量和穗質(zhì)量均呈顯著的下降趨勢(shì)[12]，同時(shí)遲播將導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期縮短，群體生長(zhǎng)量變小，穗型減小，結(jié)實(shí)率降低，造成產(chǎn)量的降低，適宜期播種直播稻可以取得較為理想的產(chǎn)量[13]。因此，研究直播稻在不同播期的干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)，有利于明確直播稻產(chǎn)量形成規(guī)律，對(duì)指導(dǎo)水稻生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。鑒于此，筆者在浙江龍游開(kāi)展了直播稻分期播種試驗(yàn)，觀測(cè)了直播稻的生長(zhǎng)發(fā)育、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量等指標(biāo)，探討直播稻的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，以期為直播稻的栽培管理措施提供相關(guān)的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2017年在浙江省龍游縣農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站（119.02°E、28.44°N）內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)地屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫17.1 ℃，年平均降水量1 602.6 mm。試驗(yàn)期間的逐日溫度和降水情況見(jiàn)圖1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試品種為當(dāng)?shù)胤N植面積比較大的晚熟秈稻甬優(yōu)15。

試驗(yàn)設(shè)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個(gè)播期。采用人工撒播方式進(jìn)行直播，播種量為26 kg/hm2。氮肥施用量為300 kg/hm2，鉀肥和磷肥施用量各為150 kg/hm2，其中氮肥和鉀肥分基肥和拔節(jié)肥2次施用，各施50%，磷肥作為基肥一次性施用。裂區(qū)設(shè)計(jì)，播期為主區(qū)，品種為裂區(qū)，小區(qū)面積為36 m2（6 m×6 m），3次重復(fù)。其他田間管理同當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

氣象要素觀測(cè)：試驗(yàn)期間的溫度、氣溫等氣象要素?cái)?shù)據(jù)來(lái)自于龍游縣農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站。

葉面積測(cè)定：采用LI-3000型葉面積儀（Li-COR，USA）測(cè)定。

干物質(zhì)積累量、分配和轉(zhuǎn)運(yùn)：將取回的樣品用烘箱105 ℃殺青30 min，再用75 ℃烘干，分別測(cè)定葉片、莖稈和穗的干物質(zhì)質(zhì)量，并計(jì)算各生育期干物質(zhì)分配，相關(guān)計(jì)算公式如下：

單莖葉片（莖稈）物質(zhì)輸出量（g/莖）=[抽穗期單莖葉片（莖稈）干質(zhì)量-成熟期單莖葉片（莖稈）干質(zhì)量];

單莖葉片（莖稈）物質(zhì)轉(zhuǎn)換率=[（抽穗期單莖葉片（莖稈）干質(zhì)量-成熟期單莖葉片（莖稈）干質(zhì)量）/單穗籽粒干質(zhì)量]×100%。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS 7.05軟件和Excel 2003處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期對(duì)直播稻生育期影響

從表1可以看出，播期不同對(duì)直播稻生育期持續(xù)時(shí)間有明顯影響。從全生育期來(lái)看，S1～S5播期的全生育期持續(xù)天數(shù)分別為136、133、132、141、138 d，S1～S3隨播期推遲縮短，S4和S5有所延長(zhǎng)。播期對(duì)直播稻各個(gè)發(fā)育階段持續(xù)時(shí)間的影響也不同：在播種至拔節(jié)期S1～S5持續(xù)時(shí)間為54～57 d，無(wú)明顯差異;但拔節(jié)至抽穗期持續(xù)時(shí)間為23～35 d，隨播期推遲有明顯下降;而在抽穗至成熟期，S1～S5播期持續(xù)天數(shù)分別為37、35、36、46、49 d，S2比S5少14 d，隨播期推遲其抽穗至成熟期持續(xù)天數(shù)明顯增加。由此可見(jiàn)，播期的不同主要影響拔節(jié)后不同階段的持續(xù)時(shí)間，隨著播期的推后，拔節(jié)至抽穗期的發(fā)育時(shí)間變短，而抽穗至成熟期的發(fā)育時(shí)間變長(zhǎng)。

2.2 不同播期對(duì)直播稻單莖葉面積的影響

葉片的光合作用是光合產(chǎn)物的主要來(lái)源，合理的葉面積指數(shù)是水稻高產(chǎn)的重要保證[14]。從圖2可以看出，各個(gè)播期單莖葉面積呈先增后減的趨勢(shì)， 在分蘗期前各播期單莖葉面積無(wú)明顯差異，但拔節(jié)后各播期開(kāi)始出現(xiàn)明顯差異，各播期葉面積均在抽穗期達(dá)到最大值。S1～S5播期單莖葉面積分別為334.32、344.21、274.33、232.83、204.44 cm2/莖，葉面積最大的S2比最小的S5增加68.37%。在抽穗后，水稻葉面積開(kāi)始減小，在成熟期，各播期葉面積大小順序?yàn)镾2>S1>S3>S4>S5，S2比S5多152.58 cm2/莖，S2仍然保持最大的葉面積。

2.3 不同播期對(duì)直播稻單莖葉片干質(zhì)量的影響

由圖3可知，各個(gè)播期單莖葉干質(zhì)量變化呈先增后減的趨勢(shì)，播期推遲使葉片衰減嚴(yán)重。在拔節(jié)后各播期開(kāi)始出現(xiàn)明顯差異，各播期葉干質(zhì)量均在抽穗期達(dá)到最大值，在抽穗期S1～S5播期單莖葉干質(zhì)量分別為1.941、1.968、1.451、1.231、1.160 g/莖，S1、S3、S4、S5分別比最大值S2減少 1.37%、26.27%、37.45%、41.06%，S3、S4、S5與S2差異明顯，S1和S2無(wú)明顯差異。在抽穗后，水稻葉干質(zhì)量開(kāi)始減小，在成熟期，S1～S5分別為1.559、1.611、1.117、0.937、0.874 g/莖，S2播期葉片干質(zhì)量仍為最大值。

2.4 不同播期對(duì)直播稻莖稈干質(zhì)量的影響

由圖4可知，各個(gè)播期莖稈干質(zhì)量變化與葉片相似，在抽穗期干物質(zhì)積累量達(dá)到最大，S1～S5干質(zhì)量分別為4.207、4.487、3.041、2.552、 2.407 g/莖， 播期提前有利于提高抽穗前莖稈干物質(zhì)的貯存。抽穗后水稻莖稈干質(zhì)量開(kāi)始減少，在成熟期分別為3.412、3.883、2.462、2.112、2.027 g/莖，S1和S2莖稈干質(zhì)量仍明顯高于其他播期。

2.5 不同播期對(duì)直播稻穗干質(zhì)量的影響

由圖5可知，不同播期間穗干質(zhì)量差異明顯，在抽穗期 S1～S5播期單穗干質(zhì)量分別為0.972、1.031、0.778、0.742、0.654 g/穗;在成熟期，分別為5.348、5.498、4.905、4.714、4.585 g/穗，各個(gè)播期的稻穗的增質(zhì)量速率分別為0.122、0.130、0.118、0.081、0.080 g/（穗·d），播期推遲不利于穗質(zhì)量的增加。

2.6 不同播期對(duì)直播稻干物質(zhì)積累量的影響

表2表明，隨播期的推遲，直播稻單莖干物質(zhì)的積累量顯著下降。在播種至拔節(jié)期，直播稻干物質(zhì)積累量占全生育期19.07%～24.50%，S2為2.108 g/莖，顯著大于其他播期（P<0.05），比最小的S5大0.274 g/莖;在拔節(jié)至抽穗期，單莖干物質(zhì)積累量占全生育期31.88%～49.89%，隨播期推遲下降顯著，S2>S1>S3>S4>S5，S2比S5大2.990 g/莖;在抽穗至成熟階段，干物質(zhì)積累量占全生育期31.00%～43.62%，S1～S5的干物質(zhì)積累量分別為3.199、3.567、3.166、3.238、3.266 g/莖，S2比S5大0.301 g/莖?？梢?jiàn)，播期推遲對(duì)拔節(jié)至抽穗期干物質(zhì)積累的影響程度明顯高于播種至拔節(jié)期和抽穗至成熟期。

2.7 不同播期對(duì)直播稻干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

水稻籽粒的灌漿物質(zhì)一部分來(lái)自抽穗后的光合產(chǎn)物，另外一部分來(lái)自葉莖物質(zhì)的再分配。水稻的葉片物質(zhì)輸出量、莖稈物質(zhì)輸出量、葉片物質(zhì)轉(zhuǎn)換率和莖稈物質(zhì)轉(zhuǎn)換率主要反映葉、莖物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到水稻谷粒部分的特點(diǎn)。由表3可知，不同播期下直播稻莖稈和葉片的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有明顯差異，均隨播期推遲顯著下降（P<0.05），且莖稈的輸出量和轉(zhuǎn)換率均大于葉片。S1～S5莖稈物質(zhì)轉(zhuǎn)換率分別為14.89%、12.25%、11.95%、9.77%、8.58%，S5播期的莖稈物質(zhì)輸出量較S1下降52.20%;S1播期的葉片物質(zhì)輸出量為0.382 g/莖，顯著高于其他播期。

2.8 不同播期對(duì)直播稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表4可知，不同播期下，隨播期推遲產(chǎn)量顯著下降（P<0.05），與S2播期相比較，S3、S4和S5播期分別下降 8.98%、18.38%、20.46%。從產(chǎn)量構(gòu)成因素來(lái)看，隨著播期的推遲，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率均有明顯下降（P<0.05），千粒質(zhì)量也有降低，但不顯著，不同播期間產(chǎn)量構(gòu)成要素的變異系數(shù)由大到小順序?yàn)樗肓?shù)>結(jié)實(shí)率>有效穗數(shù)>千粒質(zhì)量，可見(jiàn)播期對(duì)穗粒數(shù)的影響最大，對(duì)千粒質(zhì)量的影響最小。

3 結(jié)論與討論

直播水稻生長(zhǎng)季節(jié)的溫光條件組合不同，改變了水稻的生育進(jìn)程，進(jìn)而影響了光合物質(zhì)積累和產(chǎn)量的形成。生育期作為水稻品種的遺傳屬性，主要由自身的感溫性、感光性和基本營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)性決定[15]，同時(shí)也受播期[13]、栽培方式及生態(tài)環(huán)境條件[16]等因素的影響。水稻為高溫短日照作物，其發(fā)育進(jìn)程受播期影響較大，一般來(lái)說(shuō)隨著播期推遲，溫度升高，在抽穗前生育進(jìn)程加快，導(dǎo)致生育天數(shù)縮短，開(kāi)花提前[17]。本研究結(jié)果表明，播期推遲對(duì)直播稻拔節(jié)前發(fā)育時(shí)間影響較小，拔節(jié)至抽穗期發(fā)育時(shí)間隨播期推遲明顯減少，S5減少天數(shù)最多，較S1少12 d;在抽穗至成熟期，S1～S3發(fā)育時(shí)間隨播期推遲略有減少，分別為37、35、36 d，但S4和S5較前3期的發(fā)育時(shí)間有明顯增大，分別為46、47 d，與前人研究結(jié)果[18-21]有所差異，這主要是由于S4、S5 2個(gè)播期在生育后期平均溫度低于20 ℃，致使生育期延長(zhǎng)。

光合產(chǎn)物的主要來(lái)源是葉片的光合作用，單莖葉面積的大小也是決定水稻產(chǎn)量的重要指標(biāo)。張林青等認(rèn)為，在拔節(jié)至抽穗期葉面積較大有利于產(chǎn)量的提高[22]。本研究結(jié)果表明，直播稻在拔節(jié)、孕穗、抽穗、乳熟以及成熟的單莖葉面積均隨播期的推遲而遞減，表明播期的推遲不利于直播稻的光合生產(chǎn)，對(duì)光合物質(zhì)積累造成不利影響。

干物質(zhì)生產(chǎn)是水稻產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)。吳文革等認(rèn)為，水稻產(chǎn)量主要來(lái)源于抽穗前莖稈儲(chǔ)藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)及抽穗后的光合產(chǎn)物[23];鄒應(yīng)斌等認(rèn)為，協(xié)調(diào)水稻不同生長(zhǎng)階段干物質(zhì)積累的比例是高產(chǎn)的前提[24];霍中洋研究指出，播期推遲將導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)輸出量和轉(zhuǎn)換率下降[12]。本研究結(jié)果表明，隨播期推遲，直播稻干物質(zhì)積累呈明顯下降趨勢(shì)，莖稈和葉片的輸出量和轉(zhuǎn)換率隨播期推遲均顯著下降。

不同學(xué)者的研究雖然試驗(yàn)地點(diǎn)、品種、栽培方式有所不同[25-26]，但在播期對(duì)水稻產(chǎn)量影響方面的結(jié)論幾乎一致。張冬松等對(duì)兩優(yōu)2186研究表明早播產(chǎn)量比遲播高[27];李秀芬等認(rèn)為，播期推遲對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素均為負(fù)面影響，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量降低[13];王夫玉等也有相似結(jié)論，認(rèn)為遲播對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素造成影響大小依次為結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量、穗粒數(shù)和有效穗數(shù)[28]。本研究表明，隨播期的推遲，直播稻的產(chǎn)量顯著降低，播期對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素影響大小依次為穗粒數(shù)>結(jié)實(shí)率>有效穗數(shù)>千粒質(zhì)量。

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