覆膜直播與常規(guī)手栽種植方式對水稻光合物質(zhì)生產(chǎn)特征的影響

郭　慧,李樹杏,楊占烈,何　強(qiáng),甘　雨,張武漢,向關(guān)倫,孫平勇,舒　服,鄧華鳳1,

(1.中南大學(xué) 研究生院 隆平分院,湖南 長沙　410125;2.貴州省水稻研究所,貴州 貴陽　550006;3.湖南雜交水稻研究中心 雜交水稻國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 長沙　410125)

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覆膜直播與常規(guī)手栽種植方式對水稻光合物質(zhì)生產(chǎn)特征的影響

郭慧1,2,李樹杏2,楊占烈2,何強(qiáng)3,甘雨2,張武漢3,向關(guān)倫2,孫平勇3,舒服3,鄧華鳳1,3

(1.中南大學(xué) 研究生院 隆平分院,湖南 長沙410125;2.貴州省水稻研究所,貴州 貴陽550006;3.湖南雜交水稻研究中心 雜交水稻國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 長沙410125)

為了探討水稻在覆膜直播和常規(guī)手栽2種不同種植方式下干物質(zhì)以及光合生產(chǎn)特征,以早熟型雜交秈稻安優(yōu)136、香早優(yōu)2017,遲熟型雜交秈稻金優(yōu)785、Ⅱ優(yōu)838這2種類型4個水稻品種為試驗(yàn)材料,對覆膜直播濕潤栽培和常規(guī)手栽水作栽培2種種植模式下水稻的干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)、分配及葉面積、群體生長率、光合勢、凈同化率等方面進(jìn)行了比較試驗(yàn)。結(jié)果顯示:在2種不同種植方式下主要生育期(孕穗期、抽穗期、蠟熟期、成熟期)單株莖干物質(zhì)量、群體干物質(zhì)量,以及各主要生育階段群體干物質(zhì)積累量,單株葉、莖、鞘干物質(zhì)的表觀輸出量、輸出率、轉(zhuǎn)化率均表現(xiàn)為覆膜直播高于常規(guī)手栽。遲熟型品種的干物質(zhì)量和群體干物質(zhì)積累量占成熟期總干物質(zhì)積累量的比例都略高于早熟型品種。葉、鞘干物質(zhì)比例在孕穗期達(dá)到最大值,成熟期降為最低;莖干物質(zhì)比例在抽穗期達(dá)到最高,蠟熟期降為最低,之后又會出現(xiàn)一個短暫的回升，所以莖干物質(zhì)表觀輸出量、輸出率以及轉(zhuǎn)化率都表現(xiàn)為負(fù)值。2種不同種植方式下,在光合生產(chǎn)上,葉面積指數(shù)、光合勢、凈同化率都表現(xiàn)為覆膜直播比常規(guī)手栽高,由于覆膜直播后期灌漿速度較快,造成衰減率也同樣表現(xiàn)為覆膜直播略高于常規(guī)手栽。說明不同種植方式下水稻干物質(zhì)和光合生產(chǎn)均有各自的特征。

水稻;種植方式;干物質(zhì)生產(chǎn);光合生產(chǎn)

我國是一個農(nóng)業(yè)大國,同時也是一個缺水大國,水資源短缺對農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約逐年嚴(yán)重,因此,加強(qiáng)節(jié)水型農(nóng)業(yè)的研究是確保農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)[1]。水稻作為需水量最多的農(nóng)作物,在實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上做到節(jié)水、降耗、增效是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。覆膜直播濕潤栽培在確保水稻正常生長發(fā)育的前提下,實(shí)現(xiàn)合理節(jié)水,使光合物質(zhì)最大能力的積累與轉(zhuǎn)運(yùn),從而在降低生產(chǎn)成本的前提下獲得高產(chǎn)[2]。覆膜直播濕潤栽培作為一種節(jié)水、節(jié)支、增產(chǎn)、增效的輕型簡化栽培技術(shù)已經(jīng)在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用[3-4]。水稻產(chǎn)量主要源于光合物質(zhì)的生產(chǎn),然而不同的種植方式其干物質(zhì)和光合生產(chǎn)也有各自的特征[5]。水稻乳苗拋栽[6]、小苗機(jī)栽、水直播[7]、缽苗機(jī)插[8]、膜下滴灌[9]等種植方式下的光合物質(zhì)生產(chǎn)特征研究已見報道,但對于覆膜直播栽培條件下的物質(zhì)生產(chǎn)、運(yùn)轉(zhuǎn)以及光合特征研究鮮有報道。本試驗(yàn)以2個早熟型雜交秈稻、2個遲熟型雜交秈稻,2種類型4個水稻品種作為試驗(yàn)材料,分別對覆膜直播及常規(guī)手栽的物質(zhì)生產(chǎn)、運(yùn)轉(zhuǎn)以及光合特征進(jìn)行了比較研究,探索覆膜直播栽培方式下水稻的光合物質(zhì)生產(chǎn)特征,以期為水稻輕簡化栽培提供理論依據(jù)。

1　材料和方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計

本試驗(yàn)于2012-2014年在貴州省水稻研究所(貴州 貴陽)試驗(yàn)田進(jìn)行,3年數(shù)據(jù)變化趨勢一致,以2013年數(shù)據(jù)為例進(jìn)行分析。試驗(yàn)地肥力中等、沙壤黃土、土壤全氮含量為1 128.25 mg/kg、速效磷含量為45.38 mg/kg、速效鉀含量為116.92 mg/kg、堿解氮含量為83.69 mg/kg。

供試材料為香早優(yōu)2017、安優(yōu)136(中秈早熟雜交稻);金優(yōu)785、Ⅱ優(yōu)838(中秈遲熟雜交稻)。起廂后在廂面上按照每公頃用40%辛硫磷乳油1.2 kg、20%的敵稗7.5 L加50%的禾草丹3.0 L稀釋后噴灑。施碳銨475.00 kg/hm2、二銨125.00 kg/hm2、硫酸鉀205 kg/hm2、硫酸鋅25.0 kg/hm2和50%尿素175.00 kg/hm2做底肥。覆膜后打孔,株行距19.8 cm×26.4 cm,4月9日室內(nèi)催芽,4月11日覆膜直播,每穴2顆芽谷;同時常規(guī)廂播,5月28日移栽,每穴2株,與覆膜直播栽培施肥相同。另外50%尿素作為分蘗肥和穗肥,比例為1∶1。小區(qū)面積為12.0 m2、設(shè)置3次重復(fù)。

1.2測定項(xiàng)目與方法

1.2.1干物質(zhì)和葉面積分別在孕穗期、抽穗期、蠟熟期、成熟期4個生育時期進(jìn)行抽樣,每個小區(qū)按照分蘗數(shù)的平均數(shù)取代表性植株5株,分葉、莖、鞘、穗四部分單獨(dú)分裝。用CL-203激光葉面積儀,分上三葉和其余葉測量葉面積,并把各部分在105 ℃下殺青30 min,然后80 ℃烘干至恒重,測定各部分的干物質(zhì)量。

1.2.2生育期和產(chǎn)量測定記錄播種期、移栽期、孕穗期、抽穗期、成熟期等各個生育時期,在成熟期每個小區(qū)測量20穴株高、有效穗,按照平均分蘗數(shù)取5株室內(nèi)考種,調(diào)查穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量,計算理論產(chǎn)量,小區(qū)測產(chǎn),計算實(shí)際產(chǎn)量。

1.3數(shù)據(jù)計算與處理

表觀輸出量=孕穗期葉(莖、鞘)干物質(zhì)量-成熟期葉(莖、鞘)干物質(zhì)量;

表觀輸出率=表觀輸出量/孕穗期葉(鞘)干物質(zhì)量(或抽穗期莖干物質(zhì)量)×100%;

表觀轉(zhuǎn)化率=表觀輸出量/成熟期籽粒干物質(zhì)量×100%;

葉面積衰減率(LAI/d)=(LAI2-LAI1)/(t2-t1)。

式中：LAI1和LAI2為前后2次測定的葉面積指數(shù),t1和t2為前后2次測定的時間;

光合勢(×104(m2·d)/hm2)=1/2(L1+L2)×(t2-t1)。

式中：L1和L2為前后2次測定的葉面積,t1和t2為前后2次測定的時間;

群體生長率(g/(m2·d))=(W2-Wl)/(t2-t1)。

式中：W1和W2為前后2次測定的干物質(zhì)量,t1和t2為前后2次測定的時間;

凈同化率(g/(m2·d))=((lnLAI2-lnLAI1)/(LAI2-LAI1))×((W2-W1)/(t2-t1))

式中：LAI1和LAI2為前后2次測定的葉面積指數(shù),W1和W2為前后2次測定的干物質(zhì)量,t1和t2為前后2次測定的時間[7]。

所有數(shù)據(jù)用Excel統(tǒng)計處理,用SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1兩種不同種植方式下的水稻干物質(zhì)生產(chǎn)特征

2.1.1主要生育期單株莖干物質(zhì)量和群體干物質(zhì)量如表1所示,2種不同種植方式下在主要生育期(孕穗期、抽穗期、蠟熟期、成熟期)單株莖干物質(zhì)量和群體干物質(zhì)量存在明顯差異,并且隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)這種差異呈現(xiàn)越來越明顯的趨勢。不論是單株莖干物質(zhì)量還是群體干物質(zhì)量在孕穗期、抽穗期、蠟熟期,成熟期所有試驗(yàn)品種都是覆膜直播高于常規(guī)手栽。從品種類型上來看,在上述4個主要生育時期遲熟型品種的干物質(zhì)量都比早熟型品種的干物質(zhì)量要略高一些。在成熟期群體干物質(zhì)質(zhì)量,覆膜直播與常規(guī)手栽分別為23.75～28.28，15.45～17.20 t/hm2,遲熟型品種覆膜直播比常規(guī)手栽平均高39.30%,早熟型品種覆膜直播比常規(guī)手栽平均高37.71%。

表1　不同種植方式水稻主要生育期單株莖干物質(zhì)量和群體干物質(zhì)量

注:DMWPSP.單株莖干物質(zhì)量;DMWP.群體干物質(zhì)量。

Note:DMWPSP.Dry matter weight of stem of per single plant;DMWP.Dry matter weight of population.

2.1.2主要生育期階段群體干物質(zhì)累積量及其比例如表2所示,在2種不同種植方式下,不論是在播種期-孕穗期、孕穗期-抽穗期、還是在抽穗期-蠟熟期、蠟熟期-成熟期,群體干物質(zhì)積累量占成熟期總干物質(zhì)積累量的比例基本表現(xiàn)為覆膜直播高于常規(guī)手栽的趨勢,并且遲熟型品種略高于早熟型品種。播種期-孕穗期，群體干物質(zhì)積累量覆膜直播平均值為10.86 t/hm2,占整個生育期干物質(zhì)量的41.33%;常規(guī)手栽平均值為6.52 t/hm2,占整個生育期干物質(zhì)量的40.25%；不同熟期不同品種群體干物質(zhì)積累量,覆膜直播比常規(guī)手栽高31.63%～50.70%。孕穗期-抽穗期，群體干物質(zhì)積累量覆膜直播平均值為4.63 t/hm2,占整個生育期干物質(zhì)量的17.60%;常規(guī)手栽平均值為3.86 t/hm2,占整個生育期干物質(zhì)量的23.92%；不同熟期不同品種群體干物質(zhì)積累量,覆膜直播比常規(guī)手栽高6.95%～22.70%。抽穗期-蠟熟期，群體干物質(zhì)積累量覆膜直播平均值為5.06 t/hm2,占整個生育期干物質(zhì)量的19.17%;常規(guī)手栽平均值為3.22 t/hm2,占整個生育期干物質(zhì)量的20.02%；不同熟期不同品種群體干物質(zhì)積累量,覆膜直播比常規(guī)手栽高7.38%～60.38%。蠟熟期-成熟期，群體干物質(zhì)積累量覆膜直播平均值為5.77 t/hm2,占整個生育期干物質(zhì)量的21.90%;常規(guī)手栽平均值為2.54 t/hm2,占整個生育期干物質(zhì)量的15.81%；不同熟期不同品種群體干物質(zhì)積累量,覆膜直播比常規(guī)手栽高45.74%～64.73%。

2.1.3生育中后期葉、莖、鞘、穗所占的比例由表3所示,不論是覆膜直播還是常規(guī)手栽,在水稻整個生育期葉和鞘干物質(zhì)所占比例都是在孕穗期達(dá)到最高,隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)而后又逐漸減小直到成熟期達(dá)到最小值,葉的比例從34.32%～43.84%降到13.28%～17.36%,鞘的比例從35.33%～45.98%降到14.17%～15.68%;而莖干物質(zhì)所占比例,從孕穗到抽穗期間呈逐漸升高的趨勢,并在抽穗期達(dá)到最高(17.32%～21.78%),之后逐漸降低,在蠟熟期達(dá)到最低(11.34%～14.20%),然后在蠟熟期到完全成熟這一階段又出現(xiàn)短暫的回升;穗的比例隨著生育進(jìn)程的推進(jìn),呈現(xiàn)不斷升高趨勢,到成熟期占總干物質(zhì)量達(dá)到53.46%～57.23%。

2種不同種植方式相比較,葉干物質(zhì)量占總干物質(zhì)量的比例,在整個生育期都是覆膜直播高于常規(guī)手栽,隨著生育進(jìn)程的推進(jìn),兩者間的差異呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢,不同類型品種間這種差異大小略有起伏;在孕穗期，莖干物重量占總干物質(zhì)量的比例基本上是覆膜直播高于常規(guī)手栽，而鞘干物質(zhì)量占總干物質(zhì)量的比例反之，到抽穗以后不同品種覆膜直播和常規(guī)手栽莖干物質(zhì)量、鞘干物質(zhì)量占總干物質(zhì)重的比例表現(xiàn)為互有高低;穗干物質(zhì)量占總干物質(zhì)量的比例,在孕穗期和抽穗期都是常規(guī)手栽高于覆膜直播,蠟熟期以后不同類型品種這一比例的大小表現(xiàn)有所不同。

表2　不同種植方式水稻主要生育期階段群體干物質(zhì)累積量及其比例

表3　不同種植方式下水稻生育中后期葉、莖、鞘、穗所占的比例

2.1.4單株葉、莖、鞘干物質(zhì)的輸出和轉(zhuǎn)化特征水稻籽粒中積累的產(chǎn)量物質(zhì)一部分來源于抽穗前貯存于葉、莖、鞘的糖類、淀粉、纖維等物質(zhì)降解后轉(zhuǎn)運(yùn)至穗部,另一部分是抽穗后葉片光合作用的產(chǎn)物直接轉(zhuǎn)運(yùn)至穗部。由表4可見,不同種植方式的水稻貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)存在明顯不同,而且葉、莖、鞘各部分干物質(zhì)不論是表觀輸出量、輸出率還是轉(zhuǎn)化率都是覆膜直播高于常規(guī)手栽。從某一組織器官的物質(zhì)轉(zhuǎn)化特征來看,葉干物質(zhì)的輸出量、輸出率、轉(zhuǎn)化率,覆膜直播分別達(dá)到11.06%～13.80%,35.90%～39.54%,17.97%～19.12%,平均比常規(guī)手栽高66.55%,19.66%,48.17%;莖干物質(zhì)在蠟熟期后還有再次充實(shí)增量的過程,因此,表觀輸出量、輸出率以及轉(zhuǎn)化率都表現(xiàn)為負(fù)值;鞘干物質(zhì)的輸出量、輸出率、轉(zhuǎn)化率,覆膜直播分別達(dá)到7.01%～10.41%,30.06%～36.22%,11.39%～15.03%,平均比常規(guī)手栽高46.44%,9.63%,17.84%。

表4　不同種植方式水稻單株葉、莖、鞘干物重的輸出和轉(zhuǎn)化

注：ET.輸出量;ER.輸出率;TR.轉(zhuǎn)化率。

Note:ET.Exportation;ER.Export rate;TR.Transformation rate.

2.2兩種不同種植方式下水稻的光合生產(chǎn)特征

2.2.1葉面積指數(shù)、抽穗期葉面積組成及光合勢水稻籽粒產(chǎn)量物質(zhì)主要源于葉片的光合作用產(chǎn)物,因此,協(xié)調(diào)的株型和合理的葉面積是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的重要前提。如表5所示,水稻的葉面積指數(shù)不論是孕穗期、抽穗期還是蠟熟期、成熟期都是覆膜直播高于常規(guī)手栽稻,且呈現(xiàn)孕穗期>抽穗期>蠟熟期>成熟期,孕穗期的葉面積指數(shù)達(dá)到最大值。抽穗期高效葉面積率都表現(xiàn)為常規(guī)手栽高于覆膜直播,葉面積衰減率則表現(xiàn)為覆膜直播略高于常規(guī)手栽。

光合勢是單位土地面積的綠葉面積和光合時間的乘積。孕穗期-抽穗期、抽穗期-蠟熟期前2個生育階段光合勢呈現(xiàn)逐漸增高,蠟熟期以后到成熟期這一階段表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢。2種不同種植方式下各個生育階段光合勢基本表現(xiàn)為覆膜直播高于常規(guī)手栽。3個生育階段光合勢總和平均值覆膜直播為515.46 ×104(m2·d)/hm2,常規(guī)手栽為463.14×104(m2·d)/hm2,覆膜直播比常規(guī)手栽高10.15%。

2.2.2生育時期間隔、群體生長率和凈同化率表6所示,水稻整個生育進(jìn)程覆膜直播比常規(guī)手栽縮短5～10 d,特別是灌漿速度加快,覆膜直播比常規(guī)手栽縮短3～5 d。群體生長率是用來衡量群體干物質(zhì)日生產(chǎn)量的重要指標(biāo),從水稻整個生育進(jìn)程來看,在孕穗-抽穗這一生育階段,群體生長率達(dá)到最大值。從2種不同種植方式來看,都表現(xiàn)為覆膜直播高于常規(guī)手栽,孕穗-抽穗期群體生長率平均覆膜直播比常規(guī)手栽高16.25%。抽穗-蠟熟期群體生長率平均覆膜直播比常規(guī)手栽高11.98%。蠟熟-成熟期群體生長率平均覆膜直播比常規(guī)手栽高18.78%。凈同化率是指單位葉面積在單位時間內(nèi)所積累的干物質(zhì)量,是光合生產(chǎn)量與呼吸消耗量的差值。凈同化率從孕穗-抽穗期、抽穗-蠟熟期以及蠟熟-成熟期都表現(xiàn)為覆膜直播高于常規(guī)手栽,說明覆膜直播光合產(chǎn)物要明顯高于常規(guī)手栽。

表5　不同種植方式水稻葉面積指數(shù)、抽穗期葉面積組成和光合勢

注:LAI.葉面積指數(shù);LARFTH.高效葉面積率;DRLA.葉面積衰減率。

Note:LAI.Leaf area index;LARFTH.Leaf area rate from flag leaf to 3rd leaf;DRLA.Decreasing rate of leaf area.

表6　不同種植方式水稻生育期間隔、群體生長率和凈同化率

3　討論

水稻的一生就是其組織器官建成的過程,也是水稻產(chǎn)量形成的過程。水稻產(chǎn)量主要決定于物質(zhì)生產(chǎn)和光合特征,產(chǎn)量形成過程實(shí)際上是干物質(zhì)的積累與轉(zhuǎn)運(yùn)過程,而水稻各組織器官是干物質(zhì)形成和積累的基礎(chǔ),水稻經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的提高主要決定于水稻生物產(chǎn)量的提高[10]。顧掌根等[11]研究表明,直播稻營養(yǎng)生長期縮短,生育進(jìn)程加快,分蘗早生快發(fā),分蘗勢強(qiáng),低節(jié)位分蘗成穗多,易獲得足夠的穗數(shù)。水稻覆膜栽培條件下,前期保濕、保溫,促進(jìn)根系的生長,有利于營養(yǎng)生長與物質(zhì)積累[12-14]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,水稻在覆膜直播栽培條件下各生育時期的單莖干物質(zhì)量和群體干物質(zhì)量都比手栽稻高,原因是覆膜直播栽培在營養(yǎng)生長階段有利于保濕保溫,能夠促進(jìn)根的生長,為促進(jìn)莖稈和群體生長奠定基礎(chǔ),和前人研究的結(jié)論基本一致。

前人研究認(rèn)為水稻抽穗前適宜的物質(zhì)積累和莖葉配比,有利于形成適宜的群體,前期群體過大易造成后期通風(fēng)透光性差,群體過小易導(dǎo)致物質(zhì)積累不足[15-16]。吳文革等[17]研究表明,拔節(jié)前的物質(zhì)積累量對以后的物質(zhì)生產(chǎn)及產(chǎn)量形成影響不大,而拔節(jié)至抽穗階段的物質(zhì)積累量多有利于灌漿結(jié)實(shí)期的物質(zhì)積累并促進(jìn)最終的產(chǎn)量提高。本試驗(yàn)對于各生育期階段累積量而言,整體表現(xiàn)為覆膜直播栽培均高于常規(guī)手栽,而且在播種期-孕穗期干物質(zhì)積累覆膜直播遠(yuǎn)超過常規(guī)手栽,主要是覆膜直播分蘗早生快發(fā),分蘗多,形成的有效穗數(shù)多,增加了干物質(zhì)的有效積累,因此說明生育前期的生長環(huán)境對水稻群體質(zhì)量形成有較大的影響。

水稻籽粒灌漿產(chǎn)物有一部分是來自光合產(chǎn)物,一部分是來自前期營養(yǎng)生長積累,產(chǎn)量的形成過程實(shí)際上就是干物質(zhì)的積累、運(yùn)輸分配與轉(zhuǎn)化的過程[18]。有學(xué)者認(rèn)為[19-20]水稻抽穗期干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量形成沒有明顯關(guān)系,而抽穗后光合產(chǎn)物的積累、運(yùn)轉(zhuǎn)是產(chǎn)量形成的關(guān)鍵,水稻產(chǎn)量的高低最終決定于抽穗到成熟期的光合生產(chǎn)能力和運(yùn)轉(zhuǎn)。李樹杏等[21]則指出,水稻幼穗形成期莖鞘中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的累積較之抽穗至成熟期增加的干物質(zhì)對產(chǎn)量的作用更為主要。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,各器官隨著生育期的推進(jìn),所占比例各不相同,對于葉和鞘而言,所占比例變化基本呈現(xiàn)下降趨勢;而莖稈所占比例呈現(xiàn)雙波形式,這是水稻莖稈存在二次充實(shí)現(xiàn)象;對于穗而言,一直趨于上升,說明其是最終的庫。水稻在物質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)與輸出的過程當(dāng)中,覆膜栽培因?yàn)榍捌跍囟?、水分控制較好,促進(jìn)分蘗增多,從而導(dǎo)致莖、葉干物質(zhì)累積量較高,與常規(guī)手栽相比輸出量較大。

光合產(chǎn)物是水稻產(chǎn)量的主要源泉,葉面積、群體生長率、光合勢、凈同化率等指標(biāo)都是群體光合生產(chǎn)能力的重要表征指標(biāo)。Yang等[22]研究表明,超高產(chǎn)水稻群體的有效葉面積率和高效葉面積率均顯著高于高產(chǎn)群體。郭保衛(wèi)等[23]研究表明,凈同化率和群體生長率的差異主要表現(xiàn)在生長前期,前期有利于光合勢的累積。程等[24-25]研究表明,大幅度的擴(kuò)大產(chǎn)量庫容(增加總穎花量)是實(shí)現(xiàn)水稻超高產(chǎn)的前提,水稻產(chǎn)量庫容的擴(kuò)大主要在于穗數(shù)的增加,而擴(kuò)大庫容的前提必須有較高的群體生長率與光合產(chǎn)物的積累。沈康榮等[26]研究表明,水稻覆膜直播比常規(guī)水栽生育期要提前10 d左右,早播增溫、早發(fā)快發(fā)、早蘗大穗,一般比常規(guī)栽培增產(chǎn) 30%左右。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,葉面積指數(shù)在4個主要生育時期都是覆膜直播高于常規(guī)手栽，這是由于覆膜直播,根系發(fā)達(dá)、低位蘗多,沒有返青期分蘗增加,葉片增多,因而葉面積指數(shù)高,光合面積大,對營養(yǎng)生長光合物質(zhì)的積累以及生殖生長光合物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)有巨大的貢獻(xiàn)。同時由于覆膜直播早期保溫保濕分蘗中會產(chǎn)生部分無效葉,造成覆膜直播在生育后期葉面積衰減率也不同程度的高于常規(guī)手栽。覆膜直播栽培的光合勢、群體生長率等因素的優(yōu)勢促進(jìn)了有效產(chǎn)物的形成與積累,也是增加產(chǎn)量的重要前提因素。

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Effect of Characteristics of Photosynthesis and Matter Production of Rice under Two Different Planting Methods with Film Mulching Way of Direct Seeding and Traditional Manual Transplanting

GUO Hui1,2,LI Shuxing2,YANG Zhanlie2,HE Qiang3,GAN Yu2,ZHANG Wuhan3,XIANG Guanlun2,SUN Pingyong3,SHU Fu3,DENG Huafeng1,3

(1.Longping Branch of Graduate School,Central South University,Changsha410125,China;2.Rice Research Institute of Guizhou Province,Guiyang550006,China;3.State Key Laboratory of Hybrid Rice,Hunan Hybrid Rice Research Center,Changsha410125,China)

In order to explore the characteristics of dry matter production and photosynthesis of rice under different planting methods in film mulching way of direct seeding and traditional manual transplanting.Four rice cultivars,two early maturing indica rices,Anyou 136 and Xiangzaoyou 2017,two late maturing indicarices,Jinyou 785 and Ⅱ you 838 were as materials.We compared the dry matter accumulation,distribution,translocation and leaf area,photosynthetic potenti,crop growth rate and net assimilation rate of rice under two different planting methods film mulching way of direct seeding and traditional manual transplanting,traditional manual transplanting were as CK.Results showed that:the main growth period (booting stage,heading stage,waxy stage and maturity stage)under two different planting methods,the dry matter weight per plant,dry matter weight of population,the dry matter accumulation at different stages,dry matter export and transformation,the export rate and transformation rate of leaf,stem and sheath for film mulching way of direct seeding were higher than traditional manual transplanting.The late matuing indica rice of dry matter accumulation and the radio of dry matter accumulation of population were slightly higher than the early maturing varieties in main growth period of rice.The dry matter ratio of leaf and sheath reach its maximum at booting,reached its minimum level at maturity stage,the dry matter ratio of stem reach its maximum at heading,the same as reached its minimum level at waxy stage,but stem′s dry matter rised a little again.So those physical signs showed negative,dry matter export and transformation,the export rate and transformation rate of stem.Under two different planting patterns,in the production of photosynthesis,leaf area index,photosynthetic potential,net assimilation rate with film mulching way of direct seeding were higher than traditional manual transplanting.Due to the effect of grain filling rate,the decreasing rate of leaf area for film mulching way of direct seeding are higher than traditional manual transplanting.The results suggested that dry matter and photosynthetic production of rice with different planting methods had their own characteristics.

Rice;Planting method;Dry matter production;Photosynthetic production

2016-04-21

貴州省農(nóng)科院基金項(xiàng)目(黔農(nóng)科合(基金)2011013);貴州省農(nóng)科院自主創(chuàng)新科研項(xiàng)目(黔農(nóng)科院自主創(chuàng)新科研專項(xiàng)字(2014)19號);比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會項(xiàng)目-二期子項(xiàng)目(51587-15);貴州省水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目(GZCYTX2015-0601);國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目(2016YFD0101100)

郭慧(1977-),男,內(nèi)蒙古烏蘭察布人,在讀博士,主要從事水稻雜種優(yōu)勢利用與栽培生理研究。

鄧華鳳(1963-),男,湖南沅陵人,研究員,博士,博士生導(dǎo)師,主要從事水稻雜種優(yōu)勢利用研究。

S511.01

A

1000-7091(2016)04-0146-07

10.7668/hbnxb.2016.04.024