李興華,蔡星星,王 歡,張 盛,周 強(qiáng),周 楠
(黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,湖北 黃岡 438000)
水稻(Oryza sativa L.)是中國(guó)65% 以上人口的主食,其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)糧食安全具有十分重要的意義[1]。過去50 年間,隨著品種改良和栽培措施的改進(jìn),中國(guó)水稻單產(chǎn)顯著提高[2],但有研究發(fā)現(xiàn),近年來中國(guó)水稻產(chǎn)量增長(zhǎng)減緩,突破水稻增產(chǎn)瓶頸是應(yīng)對(duì)未來糧食需求增加的關(guān)鍵[3]。雙季稻是中國(guó)水稻增產(chǎn)最直接有效的方式,但有研究表明,近年來由于自然干旱、茬口銜接、勞動(dòng)力不足等原因?qū)е滤居绕涫峭矶i稻無法及時(shí)移栽,致使早穗嚴(yán)重、產(chǎn)量下降[4]。
秧齡對(duì)水稻生長(zhǎng)、農(nóng)藝性狀以及產(chǎn)量等影響顯著,適宜秧齡移栽是水稻高產(chǎn)栽培的關(guān)鍵因子,也是充分發(fā)揮水稻產(chǎn)量潛力的前提[5]。研究發(fā)現(xiàn),秧齡對(duì)水稻株高、分蘗及干物質(zhì)積累的影響趨勢(shì)基本一致,隨著秧齡的延長(zhǎng)株高、分蘗數(shù)和干物質(zhì)積累量逐漸下降[6-8]。詹文忠等[9]研究表明,在生產(chǎn)中短秧齡更容易獲得高產(chǎn);Ramasamy 等[10]研究也發(fā)現(xiàn),隨著移栽秧齡的延長(zhǎng)水稻產(chǎn)量顯著下降,25 d 秧齡移栽較15 d 秧齡移栽減產(chǎn)16%。但是,也有研究指出,水稻產(chǎn)量隨秧齡的延長(zhǎng)呈先增后降的趨勢(shì),滇雜35產(chǎn)量以40~45 d 秧齡移栽產(chǎn)量最高,而短秧齡(30~35 d)和超長(zhǎng)秧齡(50~60 d)都不利于其產(chǎn)量的形成[11]。王冉等[12]研究表明,秧齡顯著調(diào)控水稻各產(chǎn)量構(gòu)成因素,且隨著秧齡延長(zhǎng)有效穗數(shù)、每穗穎花數(shù)和結(jié)實(shí)率等均呈下降趨勢(shì)。然而,也有研究指出,秧齡對(duì)水稻部分產(chǎn)量構(gòu)成因素具有顯著的正效應(yīng),如45 d 秧齡下水稻單位面積有效穗數(shù)顯著高于25 d秧齡處理[13]。以上研究結(jié)果說明,水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素隨秧齡的變化存在明顯的品種和環(huán)境差異。
生產(chǎn)中通常采用適當(dāng)推遲播種期的方式以縮短秧齡,從而減輕秧齡過長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量的影響[14]。但魯昕等[15]研究認(rèn)為,生育期長(zhǎng)的品種不能推遲播種期,水稻適宜播種期在不同品種存在較大的差異。凌啟鴻[16]認(rèn)為,通過調(diào)整播種期使水稻結(jié)實(shí)期處于較佳溫光條件是水稻栽培管理的關(guān)鍵技術(shù),也是水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)。有研究表明,適宜播種期可調(diào)節(jié)水稻生育進(jìn)程,保證個(gè)體正常發(fā)育和安全成熟[17],也可有效利用溫光資源,發(fā)揮產(chǎn)量潛力[18]。
“四特”晚秈稻系列組合是由黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院近年來培育而成的一批生育期特短、產(chǎn)量特高、抗性特好、米質(zhì)特優(yōu)的新組合,其應(yīng)用對(duì)長(zhǎng)江流域乃至全國(guó)水稻生產(chǎn)意義重大[19]。但該類組合播始?xì)v期短,秧齡彈性差,秧齡偏長(zhǎng)容易早穗,難以發(fā)揮產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)。因此,確定該類組合適宜移栽秧齡和播種期對(duì)其高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和大面積推廣具有重要意義。本研究通過對(duì)3 個(gè)“四特”晚秈稻組合進(jìn)行不同移栽秧齡和播種期處理,評(píng)價(jià)其在各處理下生育進(jìn)程、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)等的差異,以探索其高產(chǎn)栽培特性,明確其最適移栽秧齡和播種期,可為該類新組合大面積生產(chǎn)提供參考。
試驗(yàn)于2018 年6—10 月在黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院梅家墩農(nóng)場(chǎng)(30°27′N,114°05′E)進(jìn)行,氣候?yàn)榈湫偷膩啛釒Т箨懶约撅L(fēng)氣候。試驗(yàn)地前茬空閑,土壤為沙壤土,地勢(shì)平坦,排灌方便。0~20 cm 耕層土壤含有機(jī)質(zhì)24.43 g/kg、總氮0.48 g/kg、全磷1.04 g/kg、全鉀9.20 g/kg、堿解氮80.49 mg/kg、速效磷8.03 mg/kg、有效鉀81.29 mg/kg、pH 7.15。試驗(yàn)期間日平均氣溫26.4 ℃(10.4~37.6 ℃)。
試驗(yàn)選用3 個(gè)“四特”晚秈稻組合益33 優(yōu)441、益33 優(yōu)442 和益133 優(yōu)651 為材料,均由黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻所中稻室提供。據(jù)2018 年湖北省多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,3 個(gè)“四特”晚秈稻組合平均全生育期為108.0 d,比對(duì)照金優(yōu)207 短3.6 d;平均產(chǎn)量為8 995.8 kg/hm2,比對(duì)照金優(yōu)207 增產(chǎn)3.57%;中感至中抗稻瘟病,抗稻曲??;米質(zhì)達(dá)國(guó)標(biāo)2~3 級(jí)。
1.3.1 適宜移栽秧齡試驗(yàn) 試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì),以5 個(gè)移栽秧齡為處理,隨機(jī)排列,3 次重復(fù),小區(qū)面積13.34 m2(2.00 m×6.67 m)。設(shè)置5 個(gè)移栽秧齡,分別為15、20、25、30、35 d。
試驗(yàn)于2018 年6 月20 日播種育秧,分別于7月5 日(15 d 秧齡)、7 月10 日(20 d 秧齡)、7 月15日(25 d 秧齡)、7 月20 日(30 d 秧齡)和7 月25 日(35 d 秧齡)移栽,株行距16.7 cm × 20.0 cm,密度約30 萬穴/hm2,每穴1 粒谷苗。
1.3.2 適宜播種期試驗(yàn) 采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì),以3 個(gè)播種期為處理,隨機(jī)排列,3 次重復(fù),小區(qū)面積13.34 m2(2.00 m×6.67 m)。設(shè)置3 個(gè)播種期,分別為6 月20 日、25 日和30 日。
試驗(yàn)于2018 年6 月20 日、25 日和30 日播種育秧,移栽秧齡20 d,株行距16.7 cm × 20.0 cm,密度約30 萬穴/hm2,每穴1 粒谷苗。
播種前1 天,施水稻專用復(fù)合肥(含N 15%,含P2O57%,含K2O 8%)300 kg/hm2作底肥,播種后第10天和第20 天分別追施尿素(含N 46%)112.5 kg/hm2。移栽后施肥管理按照總施氮(N)量180 kg/hm2,分基肥(60%)、返青肥(20%)和分蘗肥(20%)3 次施入;磷肥按照P2O5120 kg/hm2作為基肥一次性施入;鉀肥按照K2O 150 kg/hm2,分基肥(70%)和分蘗肥(30%)2 次施入。試驗(yàn)期間適時(shí)進(jìn)行除草和防治蟲害,不進(jìn)行病害防治,其余管理措施按照常規(guī)高產(chǎn)栽培方式進(jìn)行。
1.5.1 生育進(jìn)程 田間記錄各處理的始穗期、齊穗期和成熟期。
1.5.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成 收獲前1 天,每小區(qū)選取代表性植株15 株,對(duì)株高進(jìn)行測(cè)量并調(diào)查單株有效穗數(shù),之后取5 株分穗進(jìn)行考種,包括每穗總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)和千粒重等,并計(jì)算結(jié)實(shí)率。收獲時(shí),各小區(qū)單收單打,曬干后(14% 含水量)稱取稻谷產(chǎn)量,折算得到單位面積產(chǎn)量。
1.5.3 氣象資料 生育期逐日氣溫和日照時(shí)數(shù)等氣象資料取自黃岡市氣象局。
播期試驗(yàn)以最早播種時(shí)間(6 月20 日)為起點(diǎn)至最遲收獲時(shí)間(10 月19 日)為終點(diǎn)作為水稻生長(zhǎng)總的溫光資源,以各處理播始?xì)v期和全生育期內(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,公式如下:
積溫利用率=(全生育期積溫/總積溫)×100%;日照時(shí)數(shù)利用率=(全生育期日照時(shí)數(shù)/總?cè)照諘r(shí)數(shù))×100%。
應(yīng)用SPSS 20.0 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,采用Duncan’s 多重比較檢驗(yàn)處理間差異顯著性,數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
2.1.1 生育進(jìn)程 由表1 可知,隨著秧齡增長(zhǎng),3 個(gè)供試組合生育時(shí)期相應(yīng)延遲,本研究所設(shè)置秧齡條件下,當(dāng)秧齡小于25 d 時(shí),3 個(gè)供試組合齊穗期在8月27 日至9 月2 日、成熟期在9 月底至10 月上旬;而當(dāng)秧齡大于30 d 時(shí),3 個(gè)供試組合齊穗期延遲至9 月5 日至9 月10 日、成熟期延長(zhǎng)至10 月中旬。隨著秧齡增長(zhǎng),3 個(gè)供試組合播種至始穗和齊穗至成熟天數(shù)都明顯增多,全生育期延長(zhǎng)。
表1 不同移栽秧齡對(duì)“四特”晚秈稻系列組合生育進(jìn)程的影響
2.1.2 農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 由表2 可知,秧齡對(duì)3 個(gè)供試組合株高、穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重影響均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。隨著秧齡的增長(zhǎng),3 個(gè)供試組合株高總體呈下降趨勢(shì),但穗長(zhǎng)未呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律。秧齡對(duì)益33 優(yōu)441 和益33 優(yōu)442 單位面積有效穗數(shù)影響顯著(P<0.05),都以15 d 秧齡最多,與20 d 和25 d 秧齡之間未達(dá)顯著差異,但均顯著高于35 d 秧齡(P<0.05);而益133優(yōu)651 單位面積有效穗數(shù)在各秧齡之間差異不顯著。益33 優(yōu)441、益33 優(yōu)442 和益133 優(yōu)651 每穗總粒數(shù)分別以35、25、30 d 秧齡最多,且均顯著多于15 d 秧齡(P<0.05)。3 個(gè)供試組合結(jié)實(shí)率和千粒重在30 d 和35 d 秧齡之間未達(dá)到顯著差異,但大部分顯著低于15 d 和20 d 秧齡(P<0.05)。
秧齡對(duì)3 個(gè)供試組合產(chǎn)量影響顯著(P<0.05)。隨著秧齡的增長(zhǎng),3 個(gè)供試組合產(chǎn)量均呈先升高后降低的趨勢(shì),都以20 d 秧齡最高且顯著高于35 d 秧齡(P<0.05)。3 個(gè)供試組合,15、25、30、35 d 秧齡移栽產(chǎn)量分別較20 d 秧齡移栽減產(chǎn)1.4%~10.8%、0.8%~6.1%、5.0%~9.9% 和13.6%~20.5%(圖1)。
表2 不同移栽秧齡對(duì)“四特”晚秈稻系列組合農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
圖1 不同移栽秧齡對(duì)“四特”晚秈稻系列組合產(chǎn)量的影響
2.2.1 生育進(jìn)程 由表3 可知,隨著播種期的推遲,3 個(gè)供試組合生育時(shí)期相應(yīng)延遲。隨著播種期的推遲,3 個(gè)供試組合播種至始穗天數(shù)明顯縮短,而齊穗至成熟天數(shù)都明顯增多,全生育期延長(zhǎng)。本研究條件下,播種期從6 月20 日推遲至6 月30 日,3 個(gè)供試組合播種至始穗減少4~6 d、齊穗至成熟增多10~12 d、全生育期增加4~6 d。
2.2.2 產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素 由表4 可知,隨著播種期的推遲3 個(gè)供試組合單位面積有效穗數(shù)呈下降趨勢(shì),每穗總粒數(shù)呈上升趨勢(shì),但播種期對(duì)二者影響均不顯著;播種期對(duì)益33 優(yōu)442 和益133 優(yōu)651 結(jié)實(shí)率影響顯著(P<0.05),而對(duì)益33 優(yōu)441 結(jié)實(shí)率影響較小,隨著播期的推遲3 個(gè)供試組合結(jié)實(shí)率都呈先升高后降低的趨勢(shì),以6 月25 日播種結(jié)實(shí)率最高;3 個(gè)供試組合千粒重和產(chǎn)量在各播種期之間差異未達(dá)顯著水平(P>0.05)。
表3 不同播種期對(duì)“四特”晚秈稻系列組合生育進(jìn)程的影響
2.2.3 溫光資源利用 不同播種期條件下,由于生育進(jìn)程不同,水稻對(duì)溫光資源的利用表現(xiàn)出較大差異。本研究條件下,3 個(gè)供試組合播始?xì)v期有效積溫及利用率表現(xiàn)為6 月20 日播種>6 月25 日播種>6 月30 日播種、全生育期有效積溫及利用率表現(xiàn)為6 月25 日播種>6 月30 日播種>6 月20 日播種的趨勢(shì);隨著播種期的推遲,益33 優(yōu)441 和益33 優(yōu)442 播始?xì)v期與全生育期日照時(shí)數(shù)及其利用率均呈下降趨勢(shì),而益133 優(yōu)651 播始?xì)v期日照時(shí)數(shù)及利用率呈上升趨勢(shì),全生育期日照時(shí)數(shù)及利用率未呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢(shì)(表5)。
表4 不同播種期對(duì)“四特”晚秈稻系列組合產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
表5 不同播種期對(duì)“四特”晚秈稻系列組合溫光資源利用的影響
適宜秧齡移栽是水稻高產(chǎn)栽培的關(guān)鍵因子,也是充分發(fā)揮水稻產(chǎn)量潛力的前提[5]。本研究發(fā)現(xiàn),隨著秧齡的增長(zhǎng),3 個(gè)“四特”晚秈稻組合產(chǎn)量均呈先升高后降低的趨勢(shì),這與楊慧菊等[11]的研究結(jié)論一致。本研究還發(fā)現(xiàn),3 個(gè)“四特”晚秈稻組合產(chǎn)量都以20 d 秧齡移栽最高,25 d 秧齡移栽次之,35 d秧齡移栽最低。
水稻長(zhǎng)秧齡下產(chǎn)量下降的重要原因是秧齡增長(zhǎng)導(dǎo)致每穗總粒數(shù)的下降[20]。但本研究發(fā)現(xiàn),3 個(gè)“四特”晚秈稻組合每穗總粒數(shù)隨著秧齡增長(zhǎng)并未呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì),且35 d 秧齡下每穗總粒數(shù)顯著大于15 d 秧齡,可能的原因是試驗(yàn)材料和氣候差異或本研究所設(shè)置秧齡(15~35 d)范圍較窄所致。陳周前等[7]研究發(fā)現(xiàn),水稻單位面積有效穗數(shù)隨秧齡的增長(zhǎng)而顯著下降,本研究得到一致的結(jié)論,隨著秧齡的增長(zhǎng),3 個(gè)“四特”晚秈稻組合單位面積有效穗數(shù)呈下降趨勢(shì),益33 優(yōu)441 和益33 優(yōu)442 單位面積有效穗數(shù)都以15 d 秧齡最多,與20 d 和25 d 秧齡之間未達(dá)顯著差異,但顯著高于35 d 秧齡。
本研究發(fā)現(xiàn),隨著秧齡的增長(zhǎng),3 個(gè)“四特”晚秈稻組合結(jié)實(shí)率和千粒重都呈下降趨勢(shì),這與部分前人的研究結(jié)果一致[21]。研究表明,隨著秧齡增長(zhǎng),水稻灌漿時(shí)期推遲,灌漿期低溫降低了結(jié)實(shí)率[22]和灌漿速率,最終導(dǎo)致千粒重顯著下降[20]。分析本研究中3 個(gè)“四特”晚秈稻組合生育進(jìn)程和灌漿結(jié)實(shí)期溫度發(fā)現(xiàn),隨著秧齡延長(zhǎng),生育時(shí)期相應(yīng)延遲、灌漿結(jié)實(shí)期(齊穗至成熟)天數(shù)明顯增多,當(dāng)秧齡大于30 d 時(shí)灌漿結(jié)實(shí)期平均溫度較秧齡小于25 d 低2.2 ℃(數(shù)據(jù)未列出)。以上可能是本研究中3 個(gè)“四特”晚秈稻組合結(jié)實(shí)率和千粒重在30 d 和35 d 秧齡之間未達(dá)到顯著差異,但大部分顯著低于15 d 和20 d 秧齡的原因。
田間觀察發(fā)現(xiàn),在本研究所設(shè)置的各秧齡條件下,3 個(gè)“四特”晚秈稻組合均能安全齊穗成熟,但秧齡達(dá)到25 d 時(shí)已有早穗發(fā)生,秧齡大于30 d 時(shí)早穗嚴(yán)重。綜上所述,“四特”晚秈稻系列組合適宜移栽秧齡為15~25 d,最適移栽秧齡為20 d。
播種期不同,水稻生長(zhǎng)期間溫度、日照等氣象條件存在差異,進(jìn)而影響水稻生長(zhǎng)發(fā)育[23]。有研究表明,長(zhǎng)江中游地區(qū),雜交晚秈稻50% 保證率安全齊穗期平均在9 月10 日左右,50% 保證率安全成熟期平均在10 月27 日左右[24]。本試驗(yàn)所設(shè)置播種期條件下,3 個(gè)“四特”晚秈稻系列組合均能安全齊穗收獲,且播種期對(duì)產(chǎn)量影響不顯著。本研究還發(fā)現(xiàn),隨著播種期的推遲,3 個(gè)“四特”晚秈稻組合播始?xì)v期天數(shù)縮短,這是由于推遲播種期營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期間溫度提高所致,這與前人的研究結(jié)論一致[14]。根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果,在20 d 移栽秧齡條件下,3 個(gè)“四特” 晚秈稻組合播始?xì)v期和全生育期所需活動(dòng)積溫分別為1 839.8~2 048.9℃和2 963.5~3 043.7 ℃。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),湖北省日平均氣溫穩(wěn)定通過10 ℃即一般作物活躍生長(zhǎng)期多數(shù)始于3 月下旬,終于11 月中旬,但10 ℃以上活動(dòng)積溫各地存在差異,除鄂西北個(gè)別河谷地區(qū)外均在5 000 ℃[25]。依據(jù)安全齊穗成熟日期及生育期所需活動(dòng)積溫,“四特”晚秈稻系列組合可推遲至6 月30 日播種,以縮短秧齡,盡量減輕秧齡對(duì)產(chǎn)量的影響。