晚播晚栽機(jī)插水稻群體生長特征及其調(diào)控策略

仇景濤 任曉佳 蔣天昊 顧雪怡, 張祖建,*

(1揚(yáng)州大學(xué) 江蘇省作物遺傳生理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育點(diǎn)/糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心, 江蘇 揚(yáng)州 225009；2常熟市人民政府虞山街道辦事處，江蘇 常熟 215501；*通信聯(lián)系人，E-mail：zzj@yzu.edu.cn)

水稻機(jī)械化育苗移栽作為一種高效豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的現(xiàn)代化栽培模式，已經(jīng)逐漸成為我國水稻生產(chǎn)的主要種植模式之一，特別是在水稻規(guī)?；a(chǎn)中占有重要地位[1-2]。目前大面積成功應(yīng)用的機(jī)插秧模式為盤育毯苗機(jī)插技術(shù)體系，于20世紀(jì)70年代在日本開發(fā)并成功應(yīng)用，已經(jīng)形成了成熟的作業(yè)及技術(shù)管理模式[3-5]。21世紀(jì)以來經(jīng)過引進(jìn)吸收與創(chuàng)新開發(fā)結(jié)合，不但研發(fā)出性能穩(wěn)定、本土適用性強(qiáng)、價(jià)格適中的高效插秧機(jī)，同時(shí)在育苗、移栽以及大田管理等方面進(jìn)行了一系列技術(shù)攻關(guān)，逐漸形成了適合我國水稻生產(chǎn)特征的技術(shù)體系[6-10]。

江蘇省糧食生產(chǎn)以稻麥兩熟為主要種植制度，維持了較高的土地生產(chǎn)力[11-12]。水稻和小麥的種植必須適期栽種，才能充分利用光熱資源，獲得稻麥周年高產(chǎn)[13-14]。江蘇省機(jī)插水稻一般以在 6月 20日前移栽為宜，然而每年均有不少地塊因?yàn)楦鞣N原因不能及時(shí)播栽[15-16]。這種晚播晚栽水稻甚至成為江蘇省特別是蘇南和蘇中地區(qū)較為普遍的現(xiàn)象，但也表明晚播晚栽機(jī)插水稻在該地區(qū)具有存在的自身意義[17]。遲栽機(jī)插水稻帶來的直接后果是產(chǎn)量的降低，很多播期試驗(yàn)以及生產(chǎn)實(shí)踐證明了這一規(guī)律[18-23]。因此，在依然存在的晚播晚栽水稻栽培中，如何減少產(chǎn)量損失，提高種植效益就成為必須面對(duì)的問題。然而對(duì)晚播晚栽機(jī)插水稻的專項(xiàng)研究少有開展，對(duì)其群體生產(chǎn)特征及其高產(chǎn)形成的限制因素等方面的研究還很缺乏，對(duì)晚播機(jī)插水稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)調(diào)控也缺少較為適用的專項(xiàng)栽培技術(shù)。本研究以江蘇省蘇南地區(qū)晚播晚栽機(jī)插水稻為研究對(duì)象，設(shè)置密度和穗肥施用水平處理，解析晚播晚栽機(jī)插水稻的產(chǎn)量表現(xiàn)及其群體生產(chǎn)特征，尋求改善晚播晚栽機(jī)插水稻產(chǎn)量限制因子的栽培調(diào)控策略。結(jié)果將為相關(guān)地區(qū)稻麥兩熟種植的周年高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培模式的創(chuàng)新以及機(jī)插水稻的抗逆栽培提供必要的理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2016-2017連續(xù)兩年在江蘇省常熟市尚湖鎮(zhèn)羅墩村揚(yáng)州大學(xué)常熟現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院試驗(yàn)基地實(shí)施(31°37' N, 120°39' E)。供試品種為鎮(zhèn)稻 11。稻麥兩熟種植，前茬為小麥，地力為當(dāng)?shù)匾话闼?。耕作層含有機(jī)質(zhì)20.12 g/kg，速效氮82.43 mg/kg，速效磷25.01 mg/kg，速效鉀54.21 mg/kg。圖1給出了當(dāng)?shù)貎赡觊g水稻生長季的氣溫表現(xiàn)。

1.1 處理設(shè)置

采用高速乘坐式插秧機(jī)(30 cm行距，6行，久保田公司)進(jìn)行毯苗機(jī)插移栽操作。常規(guī)硬盤基質(zhì)育秧，3葉1心期移栽。

1.1.1 播期處理

2016年設(shè)置常規(guī)播期和晚播兩個(gè)處理，常規(guī)播期(NS)：6月1日播種，6月16日機(jī)插移栽；晚播晚栽(LS)：6月17日播種，7月2日機(jī)插移栽。2017年共設(shè)置三個(gè)播期，分別為正常播期(S1)：6月 3日播種，6月18日機(jī)插移栽；偏遲播期(S2)：6月10日播種，6月25日機(jī)插移栽；晚播晚栽(S3)：6月17日播種，7月2日機(jī)插移栽。

圖1 試驗(yàn)所在地水稻生長季的日平均氣溫Fig. 1. Daily average temperature of rice growing season in the experimental site.

1.1.2 密度和肥料處理

針對(duì)晚播晚栽機(jī)插水稻實(shí)施。通過株距和取秧量的調(diào)節(jié)設(shè)置密度處理，設(shè)置3個(gè)水平(記為LD、MD、HD)，2016年度設(shè)置基本苗分別為90、120、150×104株/hm2，2017年度設(shè)置基本苗分別為95、143、200 ×104株/hm2。肥料處理為穗肥處理，以尿素施用。設(shè)置 4個(gè)水平，分別以 P0、P1、P2、P3表示，以純氮計(jì)算，P0，不施穗肥；P1，60 kg hm-2；P2，120 kg/hm2；P3，180 kg/hm2。小區(qū)面積13.25m×12 m=159 m2，設(shè)置3次取樣重復(fù)。按當(dāng)?shù)仄骄芾硭浇y(tǒng)一施用基肥和分蘗肥(施用尿素，折合純氮200kg/hm2)。磷、鉀肥以基肥一次施用，用量(以 P2O5和 K2O 計(jì))分別為 48 kg/hm2和 120 kg/hm2。水分管理及病蟲害防治同當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田。

表1 播期對(duì)機(jī)插水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 1. Effect of seeding date on yield and its components of mechanically transplanted rice.

1.2 測(cè)定項(xiàng)目

1.2.1 群體莖蘗動(dòng)態(tài)與葉片SPAD值

在各個(gè)小區(qū)內(nèi)選取長勢(shì)較為平均的兩個(gè)觀察點(diǎn)，每點(diǎn)標(biāo)記1行中連續(xù)10穴，從移栽后7 d起定期調(diào)查莖蘗數(shù)。在各關(guān)鍵生育期另取4點(diǎn)普查莖蘗(穗)數(shù)。

從抽穗期開始，使用葉綠素儀(SPAD-502型，日本)每隔7 d測(cè)定一次劍葉的SPAD值，每次測(cè)定20張葉片，取平均值。

1.2.2 葉面積指數(shù)

在抽穗期和成熟期，各處理取代表性植株4株，數(shù)其全部綠色葉片數(shù)，并測(cè)量全部綠色葉片的葉長和葉寬(葉片最寬處的寬度)。以葉片長寬計(jì)算單株葉面積和群體葉面積。

1.2.3 地上部干物質(zhì)量

在抽穗期、抽穗后20 d和成熟期，每處理取具有平均分蘗數(shù)的稻株4穴，洗凈，去除根部，按莖鞘、葉、穗分開，在105℃下殺青30 min后，再在80℃恒溫下烘干至恒重，稱取各部位干物質(zhì)量。

1.2.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

每小區(qū)取3個(gè)重復(fù)的考種樣本，每個(gè)樣本5穴，脫粒，區(qū)分實(shí)粒和空秕粒(水漂法)，并計(jì)測(cè)各產(chǎn)量構(gòu)成因素。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析

用Microsoft Excel軟件整理數(shù)據(jù)，用Sigmaplot 10.0繪圖，用DPS 7.05進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，多重比較的顯著性測(cè)驗(yàn)采用最小顯著差數(shù)法(PLSD)進(jìn)行。

莖蘗成穗率(%)=有效穗數(shù)/最高苗(莖蘗)數(shù)×100；

莖鞘物質(zhì)輸出率(%)=[抽穗期莖鞘干質(zhì)量(A)－成熟期莖鞘干質(zhì)量(B)]/A×100；

莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率(%)= [(A－B) / (成熟期穗干質(zhì)量－抽穗期穗干質(zhì)量)]×100；

經(jīng)濟(jì)系數(shù)=產(chǎn)量/成熟期干物質(zhì)量；

群體生長率[g/(m2·d)]=(W2－W1) / (t2－t1)。

式中，W1和W2為前后兩次測(cè)定的單位面積干物質(zhì)量，t1和t2為前后兩次測(cè)定的時(shí)間。

2 結(jié)果與分析

2.1 晚播晚栽機(jī)插水稻的產(chǎn)量表現(xiàn)及密肥處理效應(yīng)

不同播期對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響如表 1。2016年，晚播晚栽處理LS比常規(guī)播期處理NS產(chǎn)量減少0.36 t/hm2，減產(chǎn)幅度為4.02%。晚播晚栽處理的單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)明顯減少，而結(jié)實(shí)率和千粒重未見大的變化。2017年，晚播晚栽S3處理比正常播期S1處理產(chǎn)量下降了0.48 t/hm2，減幅為4.70%。偏遲播期S2處理則處于中間水平，可見，適栽期后的播期推遲使機(jī)插水稻產(chǎn)量出現(xiàn)下降。與2016年相似，晚播晚栽引起單位面積穗數(shù)和每穗粒數(shù)下降。播期范圍內(nèi)的產(chǎn)量降幅不大，也表明在蘇南地區(qū)晚稻晚栽機(jī)插稻的存在具備一定的合理性。

晚播晚栽條件下密度和穗肥處理對(duì)機(jī)插水稻產(chǎn)量的影響如表2所示。隨著密度的增加，產(chǎn)量總體表現(xiàn)出上升趨勢(shì)。在同一密度條件下，隨著穗肥施氮量水平的提高，產(chǎn)量表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)。2016年，低、中密條件下中肥處理(P2)產(chǎn)量最高，而在高密(HD)條件下，最高產(chǎn)量出現(xiàn)在低肥處理(P1)。2017年，高密中氮處理(HD、P2)下的產(chǎn)量最高，為10.00 t/hm2，其次為高密低氮(HD、P1)和中密中氮(MD、P2)，分別是 9.98 t/hm2和 9.73 t/hm2，低密不施穗肥處理(LD、P0)產(chǎn)量最低，僅為 7.44 t/hm2。兩年數(shù)據(jù)均顯示，密度增產(chǎn)效應(yīng)明顯，隨密度增加肥料的增產(chǎn)效應(yīng)降低。

分析各產(chǎn)量構(gòu)成因素，隨著密度的增加，穗數(shù)增加最為明顯，而每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率小幅下降。2016年在低密(LD)、中密(MD)條件下，隨著穗肥施氮量水平的提高，單位面積穗數(shù)略有升高趨勢(shì)。在高密(HD)條件下，單位面積穗數(shù)隨著穗肥施氮量水平的提高呈先升再降的趨勢(shì)，但下降趨勢(shì)不明顯。2017年，在同一密度條件下，隨著穗肥施氮量的提高，單位面積穗數(shù)表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，三個(gè)密度條件下均是中肥處理(P2)單位面積穗數(shù)最高。兩年內(nèi)同一密度條件下每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重隨穗肥水平的提高均表現(xiàn)出先增再降的趨勢(shì)?？梢?，晚播晚栽水稻表現(xiàn)較高產(chǎn)量的決定因素更多在于單位面積穗數(shù)的提高。

綜上所述，在蘇南地區(qū)，雖然晚播晚栽機(jī)插水稻的產(chǎn)量降低，但降幅不大。在晚播晚栽機(jī)插條件下，可以通過適當(dāng)提高栽插密度，并結(jié)合穗肥的適當(dāng)施用，減少穗數(shù)和每穗粒數(shù)的降幅，提升晚播晚栽機(jī)插稻的產(chǎn)量水平。

表2 密肥處理對(duì)晚播晚栽機(jī)插水稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Table 2. Effects of planting density and nitrogen level on yield and its components of mechanically transplanted rice in late seeding and late planting conditions.

2.2 密肥處理對(duì)晚播晚栽機(jī)插水稻群體建成特征的影響

2.2.1 莖蘗動(dòng)態(tài)和莖蘗成穗率

莖蘗動(dòng)態(tài)的變化是水稻群體建成特征的重要表現(xiàn)，圖2顯示了晚播晚栽對(duì)機(jī)插水稻移栽后群體莖蘗動(dòng)態(tài)及成穗率的影響。隨著播期的推遲，群體高峰苗出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)前移，這可能是由于晚播晚栽水稻前期溫度較高，分蘗發(fā)生加快，加之因移栽推遲，分蘗生長期變短。另外，晚播晚栽水稻莖蘗數(shù)在高峰苗后下降趨勢(shì)更快更明顯，表明其無效分蘗較多，而正常播期機(jī)插稻后期莖蘗數(shù)的下降較為平緩。群體最終穗數(shù)表現(xiàn)為S1＞S2＞S3。從莖蘗成穗率可見(圖2-B)，晚播晚栽水稻群體莖蘗成穗率明顯下降，這可能也是晚播晚栽機(jī)插水稻穗數(shù)下降的原因之一。

圖2 晚播晚栽對(duì)機(jī)插水稻移栽后莖蘗動(dòng)態(tài)的影響（2017）Fig. 2. Effect of late seeding and planting on the number of stems and tillers of mechanically transplanted rice(2017)

表3 密肥處理對(duì)晚播晚栽機(jī)插水稻莖蘗成穗率的影響（2017）Table 3. Effects of planting density and nitrogen level on productive tiller percentage of mechanically transplanted rice in late seeding and late planting conditions (2017). %

由表3可知，晚播晚栽條件下，移栽密度和穗肥處理影響水稻莖蘗成穗率，相同密度條件下，各穗肥處理的莖蘗成穗率均隨著穗肥水平的提高表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，于中肥水平(P2)表現(xiàn)最高。同一穗肥水平下，最高移栽密度處理可見莖蘗成穗率的明顯下降，結(jié)合最終成穗的結(jié)果(表2)，晚播晚栽機(jī)插稻高產(chǎn)群體的建立，可能需要更多地考慮在較高密度條件下，通過合理水平的穗肥施用，提高莖蘗成穗率，從而取得較高的生產(chǎn)效率和產(chǎn)量。

2.2.2 結(jié)實(shí)期群體葉片葉綠素含量的變化

圖3為播期和穗肥處理對(duì)機(jī)插水稻劍葉葉綠素含量(SPAD值)的影響。播期越遲，花后劍葉SPAD值下降速度越快，顯示晚播晚栽水稻后期葉片活性快速降低。結(jié)果也反映出晚播晚栽機(jī)插水稻抽穗期葉片功能期縮短，可能對(duì)結(jié)實(shí)后期物質(zhì)生產(chǎn)帶來不利影響。

穗肥施用顯著延緩了各密度群體花后劍葉SPAD的下降，特別是在結(jié)實(shí)中后期。同一密度條件下，各肥料處理劍葉 SPAD 值表現(xiàn)為 P3＞P2＞P1＞P0＞CK，穗肥水平越高，SPAD值下降速度越慢?？梢娡ㄟ^穗肥的施用，可以保持結(jié)實(shí)后期的葉片活力，顯著推遲結(jié)實(shí)后期葉片的衰老。但在遲播水稻中還要兼顧適期成熟，過度的穗肥施用易導(dǎo)致貪青而使結(jié)實(shí)率降低。

2.2.3 葉面積指數(shù)

抽穗期葉面積指數(shù)與群體生產(chǎn)力關(guān)系十分密切，是反映群體生長狀況的重要指標(biāo)。表4為不同播期對(duì)水稻葉面積指數(shù)的影響，可見，隨著播期的推遲，葉面積指數(shù)有稍許下降的趨勢(shì)但不顯著，但播期過遲會(huì)引起高效葉面積率降低。

由表5可見，隨著密度的增加，總?cè)~面積表現(xiàn)出上升趨勢(shì)，且高效葉面積率也有所提高。在同一密度條件下，總?cè)~面積隨著穗肥施氮量水平的提高呈先升后降的趨勢(shì)，均于中肥(P2)水平達(dá)到最高。在同一密度條件下，隨著穗肥施氮量水平的提高，高效葉面積表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，同樣于中肥(P2)水平達(dá)到最高?？梢娺m當(dāng)?shù)乃敕适┯脤?duì)擴(kuò)大上三葉葉面積，提高群體光合生產(chǎn)能力有明顯作用。相關(guān)分析表明，抽穗期和成熟期的水稻產(chǎn)量和葉面積指數(shù)極顯著正相關(guān)(r分別為0.9261和0.9770)，表明晚播晚栽機(jī)插水稻群體葉面積指數(shù)的增加有助于產(chǎn)量的提高，特別是成熟期保持較高的綠葉面積，是維持結(jié)實(shí)期較高物質(zhì)生產(chǎn)能力，取得較高產(chǎn)量的重要保障。

圖3 播期和穗肥處理對(duì)機(jī)插水稻劍葉SPAD值的影響（2017）Fig. 3. Effect of seeding and panicle-promoting fertilizer level on SPAD value of flag leaf of mechanically transplanted rice(2017).

表4 播期對(duì)抽穗期水稻葉面積指數(shù)的影響（2017）Table 4. Effects of seeding date on rice leaf area index at the heading stage(2017).

表5 密肥處理對(duì)抽穗期水稻葉面積指數(shù)的影響（2017）Table 5. Effects of planting density and nitrogen fertilizer level on rice leaf area index at the heading stage (2017).

2.3 晚播晚栽機(jī)插水稻物質(zhì)生產(chǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)特征

2.3.1 地上部干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)

播期對(duì)機(jī)插水稻地上部器官干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響如表6所示。分析兩年數(shù)據(jù)，可見隨著播期的推遲，抽穗期與抽穗后地上部干物質(zhì)積累量均有所下降，晚播晚栽處理的降幅達(dá)到顯著水平。莖鞘物質(zhì)輸出率和莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率也隨著播期的推遲呈下降趨勢(shì)。從經(jīng)濟(jì)系數(shù)可以看出，晚播晚栽處理的經(jīng)濟(jì)系數(shù)明顯小于適期播栽處理，2017年最晚播期 S3的經(jīng)濟(jì)系數(shù)更是顯著下降。晚播晚栽機(jī)插稻不論是結(jié)實(shí)前期還是結(jié)實(shí)后期物質(zhì)積累和運(yùn)轉(zhuǎn)均受到一定影響，這可能也是過度晚播導(dǎo)致產(chǎn)量下降的根本原因，提高其物質(zhì)生產(chǎn)能力也是提高晚播晚栽機(jī)插水稻產(chǎn)量潛力的關(guān)鍵。

表7表明密肥處理對(duì)晚播晚栽機(jī)插水稻干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響。隨著密度的提高，干物質(zhì)積累表現(xiàn)出上升趨勢(shì)，在高密處理(HD)下較大。在同一密度條件下，隨著穗肥施氮量水平的提高，地上部干物質(zhì)積累大致呈先升后降的趨勢(shì)。結(jié)實(shí)各時(shí)期干物質(zhì)量均在高密低氮(HD、P1)、高密中氮(HD、P2)水平下表現(xiàn)較高。表明過多穗肥施用不利于晚播晚栽機(jī)插稻結(jié)實(shí)期的物質(zhì)積累。隨著穗肥水平的提高，莖鞘物質(zhì)輸出率和轉(zhuǎn)換率表現(xiàn)出先增后降的趨勢(shì)，低密(LD)和中密(MD)條件下，莖鞘物質(zhì)輸出率和轉(zhuǎn)換率的最大值出現(xiàn)在中肥水平(P2)，在高密條件下，其最大值出現(xiàn)在低肥水平(P1)，表明適宜的群體條件才能有利于結(jié)實(shí)期的物質(zhì)積累和利用。另外，兩年試驗(yàn)均顯示高密低氮處理(HD、P1)和高密中氮處理(HD、P2)的經(jīng)濟(jì)系數(shù)最高，表明適當(dāng)施用穗肥有利于提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)但過高水平的穗肥施用又會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)系數(shù)的下降。

表6 播期對(duì)晚播機(jī)插水稻地上部干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響Table 6. Effects of seeding date on dry matter accumulation and translocation of above-ground part of mechanically transplanted rice in late seeding and late planting conditions.

表7 密肥處理對(duì)晚播機(jī)插水稻地上部器官干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響 (2017年)Table 7. Effects of planting density and nitrogen level on dry matter accumulation and translocation of above-ground part of mechanically transplanted rice in late seeding and late planting conditions.

2.3.2 莖鞘中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)的積累與轉(zhuǎn)運(yùn)

水稻莖鞘中儲(chǔ)藏的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)對(duì)產(chǎn)量形成，特別是對(duì)水稻庫的活性和緩沖逆境造成的同化物不足具有重要意義。表8顯示兩年內(nèi)不同播期對(duì)機(jī)插水稻莖鞘中NSC積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響，可見，隨著播期的推遲，抽穗后不同時(shí)期莖鞘NSC濃度呈下降趨勢(shì)，結(jié)實(shí)期的 NSC表觀轉(zhuǎn)運(yùn)量也相應(yīng)遞減，表明推遲播期不利于莖鞘 NSC的積累和轉(zhuǎn)運(yùn)利用。

表9是密肥處理對(duì)機(jī)插水稻莖鞘中NSC積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響，各密度處理對(duì)抽穗后莖鞘 NSC濃度的影響未見明顯趨勢(shì)，在同一密度條件下，隨著穗肥施氮量水平的提高，NSC濃度在三個(gè)時(shí)期均表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，顯示莖鞘 NSC含量受植株氮素狀況的顯著影響。NSC表觀轉(zhuǎn)運(yùn)量在三個(gè)密度條件下均隨著穗肥施氮量的提高表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)。低、中密度處理(LD、MD)的最大值在中肥水平(P2)，高密度處理(HD)下則出現(xiàn)在低肥處理(P1)，兩年趨勢(shì)一致，顯示出一定的密肥互補(bǔ)特性。

對(duì)密肥處理中物質(zhì)生產(chǎn)與產(chǎn)量的相關(guān)性分析顯示，產(chǎn)量與全生育期物質(zhì)生產(chǎn)積累量、抽穗期物質(zhì)積累量、結(jié)實(shí)期物質(zhì)積累量均呈顯著和極顯著相關(guān)(r值分別為0.9095**、0.9361**、0.7246**)，晚播晚栽水稻抽穗期的物質(zhì)積累量對(duì)產(chǎn)量的影響程度更大，表明晚播晚栽機(jī)插水稻更需要注重早發(fā)和前期積累，才有可能取得較高產(chǎn)量。

2.3.3 群體生長率

圖4是播期和密肥處理對(duì)機(jī)插水稻結(jié)實(shí)期群體生長率的影響。隨著播期的推遲(圖 4-A)，水稻結(jié)實(shí)期群體生長率表現(xiàn)出上升趨勢(shì)，這可能是由于晚播晚栽使水稻生育期縮短，需要相對(duì)較高的日生長量才能保證水稻的正常成熟，從而體現(xiàn)出較高的生產(chǎn)效率。隨著密度的增加(圖4-B)，結(jié)實(shí)期群體生長率總體表現(xiàn)出上升趨勢(shì)，在同一密度條件下，隨著穗肥施氮量水平的提高，總體呈現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，在高密低肥處理(HD、P1)、高密中肥處理(HD、P2)、中密中肥處理(MD、P2)下有較高的群體生長率，而高肥高密處理則表現(xiàn)下降趨勢(shì)，可見適度偏大的群體更利于晚播晚栽機(jī)插水稻后期物質(zhì)生產(chǎn)效率的提高。而結(jié)實(shí)期群體生長率與產(chǎn)量的高度相關(guān)(r=0.9098)，也表明結(jié)實(shí)期相對(duì)高效的物質(zhì)生產(chǎn)對(duì)產(chǎn)量形成不可或缺。

圖4 播期和密度對(duì)機(jī)插水稻結(jié)實(shí)期群體生長率的影響（2017）Fig. 4. Effects of seeding date and planting density on crop growth rate of ripening stage of mechanically transplanted rice(2017).

3 討論

3.1 晚播晚栽機(jī)插稻群體生產(chǎn)特征與產(chǎn)量形成的關(guān)系

水稻機(jī)械化移栽目前普遍采用的技術(shù)模式是毯狀小苗機(jī)插，適期移栽是其建立高產(chǎn)群體和充分利用溫光資源的重要條件[24]。稻麥兩熟生產(chǎn)中晚播晚栽機(jī)插水稻往往是不得已而為之，有時(shí)也成為水稻抗災(zāi)生產(chǎn)的一種手段。本研究結(jié)果表明，晚播機(jī)插稻產(chǎn)量均出現(xiàn)一定程度的下降，晚播晚栽機(jī)插水稻在群體構(gòu)建和產(chǎn)量形成中存在不可避免的劣勢(shì)。許軻等的研究也顯示[16,25]，機(jī)插水稻產(chǎn)量隨播期推遲顯著下降，與研究結(jié)果趨勢(shì)一致。然而，兩年的試驗(yàn)均表明，晚播晚栽處理的產(chǎn)量降幅不大，均在5%以內(nèi)，表明在蘇南地區(qū)的晚播晚栽依然可以獲得較高的產(chǎn)量，這與蘇南地區(qū)晚秋具備較好的溫光資源有很大關(guān)系。從圖1可見，11月中旬該地區(qū)日平均溫度依然在10℃以上，日間溫度尚能夠維持結(jié)實(shí)后期的籽粒生長。這可能也是多年來該地區(qū)晚播晚栽現(xiàn)象依然存在的根本原因。在稻麥兩熟種植制度下，因?yàn)楦鞣N因素導(dǎo)致的不能按照適宜播栽期進(jìn)行耕種的田塊每年均有不少，如何提高這部分晚播晚栽田塊的生產(chǎn)力，減少因生育期縮短引起的產(chǎn)量損失有其特殊的意義。特別是在規(guī)模化種植條件下，如何科學(xué)實(shí)施晚播晚栽并保證較高水平的產(chǎn)出，從而提高機(jī)插水稻的抗災(zāi)減損能力，是亟需面對(duì)的實(shí)際問題。

產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)是光合產(chǎn)物的積累和有效利用。晚播晚栽機(jī)插稻因?yàn)樯诘目s短，在抽穗前和抽穗后的物質(zhì)積累量均出現(xiàn)一定程度的下降(表6)，同時(shí)，晚播晚栽也會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)系數(shù)降低，不利于同化物質(zhì)的有效利用。物質(zhì)積累和利用的劣勢(shì)可能是導(dǎo)致其產(chǎn)量降低的本質(zhì)原因。特別是在結(jié)實(shí)期，物質(zhì)生產(chǎn)能力直接關(guān)系到產(chǎn)量物質(zhì)的積累，因此在晚播晚栽機(jī)插稻的群體發(fā)育過程如何構(gòu)建高效生產(chǎn)群體，提高生產(chǎn)效率，減輕和克服物質(zhì)生產(chǎn)的劣勢(shì)，是取得高產(chǎn)高效生產(chǎn)的根本途徑。事實(shí)上，如何通過前期的群體構(gòu)建，獲得較高的結(jié)實(shí)期物質(zhì)生產(chǎn)能力，不僅僅是晚播晚栽機(jī)插稻的努力方向，與一般水稻高產(chǎn)和超高產(chǎn)創(chuàng)建的主攻目標(biāo)也是一致的[26-27]。密度和穗肥試驗(yàn)結(jié)果表明，增加密度有利于晚播晚栽機(jī)插稻群體的物質(zhì)積累，適宜的穗肥處理對(duì)提高結(jié)實(shí)期物質(zhì)積累有顯著作用，在較高密度下相對(duì)少施肥更有利于結(jié)實(shí)期的物質(zhì)積累和利用，達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)系數(shù)，從而獲得高產(chǎn)。對(duì)于晚播晚栽機(jī)插稻栽培，更需要重視密肥，重視中后期的高效物質(zhì)積累，從而提高因生育期變短而下降的物質(zhì)生產(chǎn)能力，減小與正常播栽期機(jī)插稻的產(chǎn)量差距。

3.2 晚播晚栽機(jī)插稻豐產(chǎn)高效群體構(gòu)建途徑與調(diào)控策略

合理的群體結(jié)構(gòu)是水稻豐產(chǎn)高效生產(chǎn)的基本保障和必備條件[28-29]，高效生產(chǎn)群體的構(gòu)建同樣是晚播晚栽機(jī)插稻提高物質(zhì)生產(chǎn)能力、獲得較高產(chǎn)量和效率的前提。本研究結(jié)果顯示，晚播晚栽機(jī)插水稻莖蘗數(shù)在生育前期迅速增長，高峰苗反而會(huì)提前到來，但高峰苗后莖蘗數(shù)大幅回落，莖蘗成穗率較正常播期有明顯下降。結(jié)合物質(zhì)積累表現(xiàn)，晚播晚栽機(jī)插稻抽穗前的物質(zhì)積累量有一定幅度下降，且抽穗期莖鞘可溶性碳水化合物的累積量明顯降低，表明有效分蘗在抽穗期的物質(zhì)積累有所不足，對(duì)結(jié)實(shí)期生長也會(huì)產(chǎn)生不利影響，這與許軻等的結(jié)果較為一致[25]。而晚播晚栽機(jī)插稻結(jié)實(shí)期相對(duì)較短，反而表現(xiàn)出較高的群體生長率，因此維持結(jié)實(shí)中后期的高效葉面積和植株活性，保證較高的物質(zhì)積累量，成為其豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的必要保證。鑒于這一特點(diǎn)，如何構(gòu)建一個(gè)有效抑制后期無效分蘗發(fā)生且物質(zhì)生產(chǎn)效率較高的優(yōu)質(zhì)群體成為晚播晚栽水稻生產(chǎn)中應(yīng)該重視的問題。

密度配置和肥料施用是作物栽培調(diào)控的最基本措施，也是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)群體建成的基本促控手段[30-32]。從晚播晚栽機(jī)插稻的產(chǎn)量分析可知，單位面積穗數(shù)和每穗粒數(shù)成為高產(chǎn)形成的限制因素。而密度對(duì)晚播晚栽機(jī)插水稻的有效穗數(shù)具有十分顯著的調(diào)節(jié)作用，增加密度的增產(chǎn)效應(yīng)甚至超過穗肥效應(yīng)，可見合理的增密移栽對(duì)晚播晚栽機(jī)插稻具有重要作用。合理的穗肥施用也能有效地增加每穗粒數(shù)，而表現(xiàn)最高產(chǎn)量的處理正是高密度基本苗和中度穗肥水平的結(jié)合，表明通過密度和穗肥的合理配合，能夠有效地提高晚播晚栽機(jī)插水稻的生產(chǎn)水平，特別是在蘇南地區(qū)，晚播晚栽機(jī)插水稻在合理的栽培措施保障下也有可能取得相對(duì)較高的產(chǎn)量和效益。其中，通過增加密度適當(dāng)提高群體起點(diǎn)，通過培育壯秧促進(jìn)群體早發(fā)，可能是構(gòu)建晚播晚栽機(jī)插稻優(yōu)質(zhì)群體，實(shí)現(xiàn)高效豐產(chǎn)栽培的關(guān)鍵因素。

鑒于以上認(rèn)識(shí)，初步形成了蘇南晚播晚栽機(jī)插水稻高產(chǎn)栽培的技術(shù)思路。通過相對(duì)較高的密度配置，獲取較多的基本苗，提高秧苗素質(zhì)爭取前期早發(fā)，獲得較多數(shù)量的有效分蘗，通過適當(dāng)減施氮肥，適時(shí)控制中后期無效分蘗的發(fā)生，輔之以適宜的穗肥水平，增加每穗粒數(shù)，同時(shí)改善群體質(zhì)量，獲得較好的結(jié)實(shí)期生長條件，從而形成穗數(shù)和粒數(shù)協(xié)同提高，結(jié)實(shí)期物質(zhì)積累量較高的晚播晚栽機(jī)插水稻高產(chǎn)群體。這一思路可以總結(jié)為“壯秧增密、減肥控苗”的晚播晚栽水稻豐產(chǎn)策略，在今后的研究和栽培實(shí)踐中還需要進(jìn)一步完善，形成有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的晚播晚栽機(jī)插稻的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)高效生產(chǎn)技術(shù)模式。

4 結(jié)論

蘇南地區(qū)晚播晚栽機(jī)插稻群體高峰苗出現(xiàn)時(shí)間有所提前，成穗率顯著降低，最終有效穗數(shù)與每穗粒數(shù)均明顯減少，致使產(chǎn)量一定程度降低。晚播晚栽同樣降低了水稻結(jié)實(shí)期的物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)，不利于產(chǎn)量形成，但提高栽培密度可有效增加單位面積有效穗以及群體干物質(zhì)積累，從而顯著提升產(chǎn)量。較高的栽插密度配合適宜的穗肥用量，可保障較高的莖蘗成穗率以及結(jié)實(shí)中后期的生產(chǎn)能力。晚播晚栽機(jī)插水稻可通過較高的栽植密度同時(shí)促進(jìn)前期早發(fā)，合理降低中后期肥料用量以控制無效分蘗發(fā)生，進(jìn)而提高結(jié)實(shí)期生產(chǎn)力，獲取相對(duì)較優(yōu)的產(chǎn)量及生產(chǎn)效率。