劉 偉,林志清,陳江魯,段祥坤,張小偉*
(1.第六師農業(yè)科學研究所,新疆五家渠831301;2.新疆農業(yè)科學院糧食作物研究所,新疆烏魯木齊830091)
新疆是一季粳稻高產稻作區(qū),具有生產優(yōu)質稻米的獨特光、熱資源優(yōu)勢,是典型的天然有機稻米生態(tài)種植區(qū)域[1-2]。但近年來干旱天氣不斷增多、水資源量急劇下降、用水成本過高等因素,嚴重制約了新疆水稻的發(fā)展,現(xiàn)種植面積不足百萬畝,而且還有逐年減少的趨勢。隨著水資源的短缺,用水量最大的作物——水稻的節(jié)水就顯得更加重要[3-4]。膜下滴灌旱作栽培,是滴灌技術和覆膜技術的聚合。滴灌解決了作物對水的需求,覆膜解決了增溫及保墑,即水分的蒸發(fā)問題,能有效起到抗旱節(jié)水作用[5-7]。目前,膜下滴灌技術已廣泛應用于棉花、玉米、小麥以及番茄等作物,而應用于水稻則是傳統(tǒng)稻作技術的變革。更重要的是,它是未來水稻種植發(fā)展的一種趨勢,為未來綠色農業(yè)提供了發(fā)展方向,也為農民增收和新農村建設提供了一種新的有效途徑。本試驗利用膜下滴灌模式,對7個水稻品系進行品質和產量比較,以篩選出適宜北疆地區(qū)種植的旱作水稻品種(系)。
試驗于2017年5—10月在新疆五家渠市第六師農業(yè)科學研究所試驗地(87.5°E、44.16°N)開展。試驗地海拔420~530 m,無霜期161 d,有效活動積溫3 200~3 400℃,年平均降水量160~200 mm,年蒸發(fā)量2 000~2 200 mm。土壤主要為黃膠泥土,有機質含量低,干時像石頭,遇水變稀泥,播前對試驗地土壤進行測定,EC值為0.24 mS/cm,土壤全鹽含量10.4 g/kg,pH值8.1,全氮含量0.456 g/kg,有機質含量7.75 g/kg,速效氮含量60.1 mg/kg,速效磷含量18.8 mg/kg,速效鉀含量230 mg/kg。試驗地前茬為滴灌水稻。
供試水稻品種(系)為LH2、LH4、LH5、LH8、LH10、LH11、LH16、T4(CK),由第六師農業(yè)科學研究所及新疆農業(yè)科學院糧食作物研究所提供。
各供試水稻品種(系)種植面積均為1.5m×8m=12 m2,田間隨機區(qū)組排列,3次重復,共24個小區(qū)。試驗地4月25日整地,4月27日浸種,5月1日膜下滴灌機械直播,采用90 cm膜,1膜4行,行間距布置為15 cm-30 cm-15 cm-60 cm,穴距為10 cm,計33.3萬穴/hm2。施肥水平:N使用量為380 kg/hm2,P2O5使用量為270 kg/hm2,K2O使用量為190 kg/hm2。所有品種(系)耕地、施肥、灌溉、噴藥等進行統(tǒng)一管理。
苗情:在植株3葉1心時,每個品種(系)隨機取5個點進行調查。株高和莖蘗動態(tài):分別在播后40、60、80、100、120、140 d,每個品種(系)定點20穴調查。測產:在成熟期每個品系隨機取5點,測量其千粒質量、空秕率、穗長、穗粒數(shù)等,每點1 m雙行(0.6 m2)實際測產。加工和外觀品質:水稻收獲后由新疆農業(yè)科學院糧食作物研究所測定。調查記錄各品種(系)生育期、產量、品質等指標。
使用Excel 2007和SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計分析。
從表1可以看出,8個品種(系)生育期在140~152 d,其中:LH11最短,為140 d,比CK短5 d;LH16最長,達到152 d,多于CK 7 d。由于新疆北部平均氣溫較低,無霜期短,滴灌區(qū)域氣溫穩(wěn)定大于10℃期間為4月下旬至9月下旬。品種(系)LH10、LH16生育期在150 d以上,成熟期在9月27日以后,在當?shù)夭荒芡耆墒?。其他品種(系)均在9月25日前成熟,可以避開早霜,適宜在當?shù)胤N植。
表1 供試水稻品種(系)的生育進程
由圖1可以看出,供試品種(系)株高變化一致,都是前快后慢,LH2、LH8在6月份株高增長速率超過了其他品種(系),LH11在6月份株高增長速率低于其他品種(系),到8月中下旬以后供試的品種(系)基本都趨于穩(wěn)定。LH11成熟期株高低于90 cm,LH4、LH5、LH10的成熟期株高低于100 cm,T4、LH2、LH8、LH16成熟期株高超過100 cm,其中成熟期株高最高的是LH16,達到104 cm。
圖2 顯示,除LH11達到總莖數(shù)最高值時間為60 d,其他品種(系)達到總莖數(shù)最高值時間為80 d左右。LH11前期分蘗最快,很快達到高峰期,其分蘗變化較為穩(wěn)定,后期穗數(shù)也都維持在較高的密度水平,達337萬株/hm2。其他品種(系)前期分蘗較慢,到后期消亡較多,很多形成無效分蘗,成穗率較低。其中LH5雖然總莖數(shù)最高,但無效分蘗也是最多的,成穗率最低。LH10的分蘗高峰期比其他品種(系)都晚,后期成穗數(shù)最低。
由表2可以看出,各品種(系)的有效穗數(shù)在168.9萬~337.3萬個/hm2,T4(CK)為226.0萬個/hm2。其中:LH11最多,為337.3萬個/hm2;LH10最少,為168.9萬個/hm2;除LH2、LH4和LH10外,其他品種(系)單位面積有效穗數(shù)均多于對照品種(系)。實踐證明,無論從品種(系)選育上還是栽培上均應保證適宜的有效穗數(shù),過多過少均不利于高產。在穗長方面,LH10穗長最長,達到24.3 cm,而LH11穗長最短,僅為17.7 cm,其他品種(系)的穗長均達到19.0 cm以上。在穗粒數(shù)和結實率方面,LH11穗粒數(shù)最低,為103.5粒/穗,但是其結實率最高,為90.3%;LH10穗粒數(shù)最高,達167.6粒/穗,但是其結實率最低,僅77.8%,說明其有很多空秕粒,可能是后期各方面因素影響了正常的灌漿。LH4、LH8這2個品種(系)穗粒數(shù)分別為150.1、157.2粒/穗,都高于對照,且結實率也高于對照,分別為87.2%、87.7%。這2個品種(系)在所有供試品種(系)中有較高的穗粒數(shù)和結實率,說明其后期灌漿速率快,很適合在六師墾區(qū)的條件下生長。通過千粒質量的比較可以看出,LH10最大,為26.9 g,LH2最低,為23.2 g,其他品種(系)都高于對照T4。實際測產結果顯示:LH11產量最高,為7635.0kg/hm2,而LH2最低,僅為5 405.7 kg/hm2;LH2、LH10低于對照T4,其他都高于對照。
表2 供試水稻品種(系)的經(jīng)濟性狀及實測產量
通過表3可以看出,供試品種(系)糙米率變幅為74.7%~80.4%,精米率變幅為61.5%~69.0%,整精米率變幅為53.4%~64.4%。LH16整精米率最高,LH5最低,除LH5以外其他品種(系)整精米率均超過對照。LH16、LH11、LH4相對于其他品種(系)而言具有較好的加工品質。供試品種(系)的堊白粒率大都低于3.5%,其中LH8堊白粒率僅為1.9%,供試品種(系)堊白度都在2.0%以內。長寬比變幅為1.7~2.3。外觀品質較好的為LH5、LH10。
表3 供試水稻品種(系)的加工和外觀品質表現(xiàn)
從膜下滴灌水稻株高與產量數(shù)據(jù)表現(xiàn)來看,并未發(fā)現(xiàn)二者具有相關性,說明株高不是直接影響產量的主要因素[8-10]。從莖蘗動態(tài)與有效穗數(shù)來看,前期莖蘗數(shù)對后期成穗率影響最大,是影響膜下滴灌水稻產量的主要因素之一。就生育期而言,生育期過長受環(huán)境因素的影響大,成穗率低[11-12]。
加工及外觀品質初步測定結果表明,通過膜下滴灌的方式,供試品種(系)加工及外觀品質較高,均達到優(yōu)質水稻要求。較高的品質與采用膜下滴灌栽培方式是否有關聯(lián),還需要進一步研究。
供試水稻前期分蘗速率快,分蘗變化較為穩(wěn)定,后期有效穗才能較好??梢姡痔Y較多、無效分蘗較少、成穗率高是水稻后期增產的重要保證。所以選擇生育期適中、分蘗集中、成穗率高的膜下滴灌水稻品種(系)為以后育種的方向。
本試驗結果顯示,LH8、LH11生育期適中,適合在新疆北部地區(qū)種植,并且其生長特性、結實率、產量均優(yōu)于其他品種(系),在當?shù)鼐哂惺痉锻茝V價值。