播期對直播稻甬優(yōu)15生長發(fā)育、產(chǎn)量和溫光利用的影響

毛智軍，葉飛，吳興，祝師

(龍游縣氣象局，浙江 衢州 324400)

水稻是全球最重要的糧食作物之一，我國有65%以上的人口以稻米為主食，其產(chǎn)量與品質(zhì)對保障國家的糧食安全具有舉足輕重的作用[1]。而水稻田間生長、發(fā)育和產(chǎn)量形成受到播期、品種等因素影響，確定合理的水稻播期是水稻種植的關(guān)鍵問題，也是水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)[2]。合理的播期能夠提高光溫資源的利用率，改善水稻的生育過程，提高成穗率，保證個體正常發(fā)育和完全成熟，提高抗倒伏能力和減輕病蟲害發(fā)生等。品種特性、光溫資源、生態(tài)環(huán)境、栽培措施和前后茬口等因子綜合影響著播種期的適宜性，前人已經(jīng)進(jìn)行了很多關(guān)于播期對水稻生長特性影響的研究，取得很多重要成果。朱紅霞等[3]以兩優(yōu)培九、6兩優(yōu)9386、Ⅱ優(yōu)084為研究對象，尋求這3種水稻的適宜播栽期，得出南京地區(qū)5月和6月適宜水稻播種，6月和7月下旬適宜水稻陸續(xù)移栽。陳林等[4]研究了播期氣象條件對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，認(rèn)為水稻安全播種期可適當(dāng)提前，使水稻成熟收獲期能夠提前至8月下旬，從而使灌漿成熟期避開或少受秋綿雨天氣危害。楊東等[5]對雜交稻宜優(yōu)673的分期播種進(jìn)行研究得出，隨水稻播期推遲，水稻生育期縮短，主莖葉片數(shù)減少，植株高度降低；從產(chǎn)量構(gòu)成因素看，隨水稻播期推遲，有效穗減少，結(jié)實(shí)率增加，穗粒數(shù)先增后減；宜優(yōu)673播種的最佳時(shí)期為5月20日，株葉形態(tài)好，穗大粒多，產(chǎn)量最高。

隨著農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移和土地流轉(zhuǎn)的加快，種糧大戶所承包的土地也越來越多，而直播稻具有省工省力、高產(chǎn)、生育期縮短等優(yōu)點(diǎn)，近些年直播稻種植面積在浙江地區(qū)逐漸擴(kuò)大，已占全部水稻播種面積的一半以上，且發(fā)展迅猛，移栽稻則越來越少。本研究設(shè)定5個播期，對甬優(yōu)15進(jìn)行播種試驗(yàn)，觀測水稻不同生育期的光合特性，探討不同播期對水稻生長的影響規(guī)律，結(jié)合實(shí)際產(chǎn)量為充分利用氣候資源、合理安排播栽期、提高水稻產(chǎn)量提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

甬優(yōu)15由浙江省寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院作物研究所培育，適宜在浙江省作單季稻種植，被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部確認(rèn)為超級秈粳雜交中稻，生育期為138 d。該品種在浙西地區(qū)得到較為廣泛的推廣種植，具有米質(zhì)優(yōu)、穩(wěn)定性好、產(chǎn)量高等優(yōu)良性狀。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)田位于浙江省龍游縣龍游農(nóng)業(yè)氣象觀測試驗(yàn)園區(qū)內(nèi)，設(shè)5個播期，每個播期間隔7 d，每個播期3次重復(fù)，每個小區(qū)單做田埂。每個播期的試驗(yàn)區(qū)面積為30 m×20 m，播期內(nèi)的試驗(yàn)小區(qū)面積為6 m×6 m。試驗(yàn)小區(qū)的田間管理與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植的水肥、病蟲等管理一致。

1.3 測定項(xiàng)目和方法

觀測并記載供試水稻品種的葉面積指數(shù)、生物量、灌漿速率、生育期、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)等指標(biāo)，使用Li-6400測量甬優(yōu)15關(guān)鍵生育期的光合作用能力，逐日氣溫和日照時(shí)數(shù)等氣象資料取自龍游縣氣象局。綜合各播期水稻生長實(shí)際，以本試驗(yàn)第Ⅰ期播種時(shí)間為起點(diǎn)至第Ⅴ期最遲收獲時(shí)間為終點(diǎn)作為水稻生長總的溫光資源，以各播期處理生育期內(nèi)利用的溫光占總的溫光資源的比例計(jì)算其溫光利用率。積溫利用率(%)=(生育期積溫/總積溫)×100，日照時(shí)數(shù)利用率(%)=(生育期日照時(shí)數(shù)/總?cè)照諘r(shí)數(shù))×100[6]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

以數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的線性和非線性相關(guān)分析為主，利用SPSS19和Excel建立簡單的相關(guān)方程用以表征因素間的數(shù)量關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 光合特性

圖1顯示了甬優(yōu)15不同生育階段的凈光合作用。各生育階段的光響應(yīng)曲線存在一定的差異，尤其是在幼穗分化期前后差異明顯。圖中顯示，分蘗期、拔節(jié)初期和幼穗分化初期水稻凈光合速率水平明顯高于幼穗分化后期至乳熟期；在水稻生殖生長期，隨著生育期的推進(jìn)，水稻綠葉的光合能力變化微小，維持在相近的水平上，最大光合速率低于20 μmol·m-2·s-1。

圖1 甬優(yōu)15不同生育階段的凈光合作用

由圖2可知，甬優(yōu)15最大凈光合作用速率隨生育階段的變化趨勢，從幼穗分化期至乳熟期，綠葉最大光合作用速率基本上維持在相似的水平；光飽和點(diǎn)隨生育期的推進(jìn)逐漸降低。上述特征表明，隨著水稻葉片生理年齡的增大，綠葉光合能力減弱，但在產(chǎn)量形成階段，光合能力總體穩(wěn)定。

圖2 甬優(yōu)15最大凈光合作用速率和光飽和點(diǎn)強(qiáng)度隨生育階段的變化

由于在水稻生殖生長期綠葉的光合能力水平變化微小，因此將該時(shí)期觀測的綠葉最大凈光合作用速率與葉溫的變化進(jìn)行了分析，結(jié)果如圖3所示。葉片的最大凈光合作用速率隨溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，最高點(diǎn)約出現(xiàn)在32～34 ℃，兩端最大凈光合速率降低。由此可見，葉片光合能力隨葉溫的變化表現(xiàn)出明顯的非線性，存在最適光合作用溫度點(diǎn)，約33 ℃，這與長江中下游水稻兩優(yōu)培九品種的光合作用最適溫度點(diǎn)一致。

圖3 甬優(yōu)15最大凈光合作用速率隨溫度的變化關(guān)系

2.2 生育期

水稻生育時(shí)期可分為播種至拔節(jié)期、拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期3個重要的生育階段。水稻能否安全齊穗成熟主要取決于生育期的長短和氣候生態(tài)條件等影響因素，而播期對直播水稻的主要生育進(jìn)程和生育期有顯著的影響[7]。由表1可知，隨著播期的推遲全生育期天數(shù)沒有明顯的變化，在本試驗(yàn)所設(shè)置的播期中水稻均能安全抽穗、成熟。隨著播期推遲，水稻各個生育階段有不同的變化，主要表現(xiàn)為播種至拔節(jié)期天數(shù)較穩(wěn)定，而拔節(jié)至抽穗期天數(shù)逐漸縮短，抽穗至成熟天數(shù)逐漸增長。這表明播期對甬優(yōu)15生育期天數(shù)的影響主要是在拔節(jié)期之后，播期每推遲5 d，拔節(jié)至抽穗期縮短2～4 d，抽穗至成熟期增長1～3 d。

表1 播期對甬優(yōu)15各生育期的影響

2.3 產(chǎn)量

分析產(chǎn)量與播期的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，一開始產(chǎn)量隨播期推遲而增加，5月18日后則隨播期推遲而下降。

5月18日播期產(chǎn)量最高，為9 820 kg·hm-2，比5月11日增加1 245 kg·hm-2；5月25日產(chǎn)量開始下降，此后每推遲1 d單產(chǎn)下降131 kg·hm-2，6月8日播期產(chǎn)量僅為7 331 kg·hm-2(表2)。圖3為甬優(yōu)15產(chǎn)量與播期距離5月11日天數(shù)的關(guān)系，從圖4可以看出，甬優(yōu)15產(chǎn)量隨播期距離5月11日天數(shù)呈拋物線型變化，二者決定系數(shù)為0.982 3。拋物線峰值即為產(chǎn)量最高的最佳播期，根據(jù)產(chǎn)量與播期關(guān)系式求導(dǎo)極值方法可得到5月29日為甬優(yōu)15最佳播期。

表2 不同播期甬優(yōu)15的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

圖4 甬優(yōu)15產(chǎn)量與成熟期距離5月11日天數(shù)的關(guān)系

2.4 溫光資源利用

表3和表4分別表示播期對甬優(yōu)15生育期間積溫和日照時(shí)數(shù)的影響，隨著播期的推遲，水稻全生育期的積溫、日照時(shí)數(shù)均呈減少趨勢，進(jìn)而對溫光利用率均有較大的影響。由表3可知，全生育期內(nèi)5月25日播種的積溫利用率最高，6月1日、6月8日播種最低；播期對生育期積溫的影響主要是在拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期，對播種至拔節(jié)期影響最小。從表4可以看出，甬優(yōu)15對日照時(shí)數(shù)的利用率表現(xiàn)為6月8日播種<6月1日播種期<5月11日播種<5月25日播種<5月18日播種，但各階段日照時(shí)數(shù)的利用率在不斷變化，播種至拔節(jié)期、拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期利用率最高的依次是6月8日播種、5月11日播種、6月1日播種/6月8日播種。播期對甬優(yōu)15日照時(shí)數(shù)的影響沒有對積溫的影響強(qiáng)。在生產(chǎn)實(shí)踐中，可以依據(jù)積溫及其利用率和氣象部門對未來氣候的預(yù)測來準(zhǔn)確估算水稻當(dāng)年的積溫和生育期。

表3 播期對甬優(yōu)15生育期間積溫的影響

表4 播期對甬優(yōu)15生育期間日照時(shí)數(shù)的影響

3 小結(jié)

甬優(yōu)15系列在浙西地區(qū)得到較為廣泛的推廣種植，具有較為優(yōu)良的性狀和較高的產(chǎn)量，其光合能力強(qiáng)，隨著生育期的推進(jìn)，水稻綠葉的光合能力變化微小，保證較高的產(chǎn)量。隨著播期的推遲，水稻全生育期沒有明顯變化，但是產(chǎn)量有明顯的拋物線型變化，根據(jù)產(chǎn)量與播期關(guān)系式求導(dǎo)極值方法可得到5月29日為甬優(yōu)15最佳播期。播期也會影響水稻的積溫和日照時(shí)數(shù)，通過分析各期關(guān)鍵階段積溫和日照時(shí)數(shù)的利用率，可知播期對甬優(yōu)15積溫的影響大于日照時(shí)數(shù)的影響。

本文主要通過大田試驗(yàn)，從甬優(yōu)15光合特性、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)、積溫和光照時(shí)數(shù)來分析播期的影響，從而確定甬優(yōu)15在浙西地區(qū)的最佳播種日期。但由于研究期限短，結(jié)論有待進(jìn)一步證明，為得出更加確切的最佳播種日期可進(jìn)行連續(xù)幾年的相關(guān)田間試驗(yàn)，為合理利用浙西地區(qū)的氣候資源提高水稻產(chǎn)量提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。