周麗慧， 孫凱文， 朱 鎮(zhèn)， 趙 凌， 陳 濤， 趙慶勇， 張亞?wèn)|， 王才林

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所/江蘇省優(yōu)質(zhì)水稻工程技術(shù)研究中心/國(guó)家水稻改良中心南京分中心，江蘇南京210014；2.江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院，江蘇鹽城224624)

近年來(lái)隨著全球氣候變暖，氣象因素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用越來(lái)越重要，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣候變化的響應(yīng)及應(yīng)對(duì)氣候變化的措施已經(jīng)成為作物科學(xué)的研究熱點(diǎn)[1-2]。江蘇水稻單產(chǎn)居全國(guó)首位，生產(chǎn)水平高，其可持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)于保證地區(qū)乃至全國(guó)糧食安全至關(guān)重要，如何合理利用溫光資源，形成高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的種植技術(shù)是當(dāng)前糧食生產(chǎn)的重點(diǎn)[3-4]。

水稻播期影響到不同生育階段的溫光資源配置，通過(guò)影響水稻光合生產(chǎn)能力進(jìn)而影響水稻物質(zhì)生產(chǎn)及產(chǎn)量構(gòu)成因素等，最終對(duì)水稻產(chǎn)量產(chǎn)生影響。王夫玉等研究表明，水稻播期明顯影響籽粒充實(shí)度，充實(shí)度隨成熟期的推遲而降低[5]。也有研究發(fā)現(xiàn)，播期對(duì)結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量沒(méi)有明顯影響，但顯著影響水稻穗數(shù)和每穗粒數(shù)[6]。李秀芬等研究顯示，隨著播期的推遲，水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期縮短，籽粒充實(shí)度變差，空秕粒數(shù)增加，結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量均下降[7]。邢志鵬等研究不同類(lèi)型水稻后認(rèn)為，播期顯著影響水稻每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，對(duì)穗數(shù)和千粒質(zhì)量的影響較小[8]。季紅娟等對(duì)揚(yáng)粳805的研究結(jié)果表明，播期對(duì)水稻產(chǎn)量有顯著影響，隨著播期的推遲，穗數(shù)有增加趨勢(shì)，每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率呈下降趨勢(shì)，千粒質(zhì)量的變化不明顯[9]。綜上所述，不同研究者對(duì)水稻播期影響產(chǎn)量以及產(chǎn)量構(gòu)成因素做了大量的研究，但是結(jié)果不完全一致，總體上適宜播期有利于提高水稻產(chǎn)量，其產(chǎn)量構(gòu)成因素更為協(xié)調(diào)。

外觀好、易加工、食味佳是優(yōu)質(zhì)食用稻米的特點(diǎn)。眾多研究顯示，稻米品質(zhì)性狀既由品種自身遺傳控制，又受水稻生長(zhǎng)期間的氣候條件、農(nóng)藝措施等的影響，稻米品質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期是水稻灌漿結(jié)實(shí)期[10]。前人對(duì)于播期影響稻米品質(zhì)的研究結(jié)果，與播期對(duì)水稻產(chǎn)量的影響一樣，由于試驗(yàn)地點(diǎn)、水稻品種、農(nóng)藝措施等不同，其結(jié)果不盡相同[9，11-15]。趙慶勇等發(fā)現(xiàn)，整精米率和直鏈淀粉含量隨著播期的推遲呈增高趨勢(shì)，蛋白質(zhì)含量呈下降趨勢(shì)，食味值隨著播期的推遲變優(yōu)[11]。姚義等認(rèn)為，外觀品質(zhì)隨著播期的推遲有變優(yōu)趨勢(shì)，但是蒸煮與食味品質(zhì)呈變劣趨勢(shì)[12]。也有研究指出，播期對(duì)外觀品質(zhì)的影響最大，隨著播期的推遲，堊白米率和堊白度等外觀品質(zhì)明顯變優(yōu)，糙米率、精米率和整精米率等加工品質(zhì)隨著播期的推遲有提高趨勢(shì)，而蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量等指標(biāo)呈下降趨勢(shì)[15]。季紅娟等研究顯示，隨著播期的推遲，加工品質(zhì)變差，糙米率、精米率和整精米率等呈下降趨勢(shì)，外觀品質(zhì)(堊白率和堊白度)呈先下降后增加的趨勢(shì)[9]。

有關(guān)播期影響水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、品質(zhì)等方面的報(bào)道較多，而關(guān)于播期對(duì)溫光資源利用影響的報(bào)道較少[16]。本試驗(yàn)以中熟中粳南粳2728和遲熟中粳南粳9108為材料，設(shè)置5個(gè)播期，研究播期對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及溫光資源利用效率的影響，以期為確定江蘇淮北地區(qū)優(yōu)良食味粳稻合理播期提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年在江蘇農(nóng)墾集團(tuán)黃海農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)示范基地進(jìn)行，該區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫約14 ℃，年均降水1 000 mm，無(wú)霜期209 d。試驗(yàn)土壤為黏土，肥力中等，0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)含量20.1 g/kg、全氮含量1.80 g/kg、速效磷含量13.64 mg/kg、速效鉀含量120.8 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試水稻品種為中熟中粳南粳2728和遲熟中粳南粳9108，采用二因素裂區(qū)試驗(yàn)，以播期為主區(qū)，設(shè)5月11日(S1)、5月18日(S2)、5月25日(S3)、6月1日(S4)和6月8日(S5)5個(gè)播期，以水稻品種為裂區(qū)，小區(qū)面積60 m2，重復(fù)2次，共20個(gè)小區(qū)。塑盤(pán)育秧，機(jī)插秧齡統(tǒng)一為22 d，行株距為25 cm和11.5 cm，每穴4苗。所有處理均施純氮300 kg/hm2和75 kg P2O5/hm2；氮肥按基肥 ∶分蘗肥 ∶穗肥=3 ∶4 ∶3 施用，磷肥全部基施。

1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

生育期：田間觀察記載抽穗期和成熟期時(shí)間，計(jì)算播種至成熟的全生育期。

產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素：每小區(qū)在水稻成熟期調(diào)查100穴植株的穗數(shù)，取代表性植株5穴，調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率(水漂法)和飽粒千粒質(zhì)量，以14%含水量折算水稻產(chǎn)量。

稻米品質(zhì)：糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、堊白度等指標(biāo)的測(cè)定參照GB/T 17891-2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》，直鏈淀粉含量測(cè)定采用碘藍(lán)比色法，蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用半微量凱氏定氮法，食味值測(cè)定采用STA1A食味儀(日本佐竹)。

氣象數(shù)據(jù)：氣象數(shù)據(jù)(≥10 ℃積溫和太陽(yáng)總輻射量)來(lái)自江蘇省響水縣氣象站。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對(duì)優(yōu)良食味粳稻生育期的影響

播期對(duì)中熟中粳南粳2728和遲熟中粳南粳9108生育期有明顯影響(表1)，隨著播期推遲，2個(gè)品種的抽穗期和成熟期也相應(yīng)推遲、播種至抽穗天數(shù)縮短而抽穗至成熟天數(shù)增加、全生育期略有減少。南粳2728在6月中旬移栽(即5月25日播種、 6月16日移栽)，可以在10月19日成熟，對(duì)應(yīng)南粳9108的成熟期在10月27日；2個(gè)品種在6月下旬(6月23日)移栽，則南粳2728的成熟期在10月25日、南粳9108的成熟期在11月3日。以上結(jié)果說(shuō)明，淮北地區(qū)水稻早播種早收獲，早播生育期較長(zhǎng)，主要是抽穗前生育天數(shù)增加所至。

表1 播期對(duì)優(yōu)良食味粳稻生育期的影響

2.2 播期對(duì)優(yōu)良食味粳稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可知，隨著播期的推遲，優(yōu)良食味粳稻品種產(chǎn)量明顯降低，與播期S1相比，南粳2728的S2～S5播期分別減產(chǎn)0.2、1.7、2.2、3.4 t/hm2，南粳9108的S2～S5播期分別減產(chǎn)0.3、1.9、2.5、3.8 t/hm2，播期S1和S2處理間產(chǎn)量無(wú)顯著差異，但均顯著高于其他處理，其他處理間的產(chǎn)量差異均達(dá)顯著水平。南粳9108的產(chǎn)量水平高于南粳2728，平均增產(chǎn)0.4 t/hm2，但品種間的產(chǎn)量差距隨著播期的推遲有減少趨勢(shì)，從0.6 t/hm2減少到 0.2 t/hm2。說(shuō)明淮北地區(qū)水稻提早播種有利于提高產(chǎn)量，尤其是可以發(fā)揮生育期較長(zhǎng)的遲熟中粳南粳9108的產(chǎn)量潛力。

表2 播期對(duì)優(yōu)良食味粳稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

南粳2728和南粳9108的有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率均隨著播期推遲呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，而每穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量呈降低的趨勢(shì)。相同播期下，南粳9108的每穗粒數(shù)高于南粳2728，而結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量低于后者。南粳2728和南粳9108的有效穗數(shù)均以播期S2為最高，分別為426.4萬(wàn)/hm2和416.0萬(wàn)/hm2，其次是S1、S3、S4和S5。每穗粒數(shù)播期S1和S2間無(wú)顯著差異，但均高于其他播期，南粳2728播期S3、S4和S5處理間每穗粒數(shù)無(wú)顯著差異，南粳9108播期S3和S4的每穗粒數(shù)顯著高于播期S5處理。結(jié)實(shí)率均以播期S2為最高，顯著高于播期S5處理，其他播期間結(jié)實(shí)率均無(wú)顯著差異。千粒質(zhì)量播期S1和S2均顯著高于S5處理，2個(gè)品種表現(xiàn)一致。以上結(jié)果說(shuō)明，提早播種有利于爭(zhēng)取大穗、提高千粒質(zhì)量，能獲得較高的有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率，產(chǎn)量構(gòu)成更為協(xié)調(diào)，表現(xiàn)為水稻高產(chǎn)。

2.3 播期對(duì)優(yōu)良食味粳稻米質(zhì)的影響

由表3可知，隨著播期的推遲，中熟中粳南粳2728和遲熟中粳南粳9108的加工品質(zhì)指標(biāo)(糙米率、精米率、整精米率)有輕度下降趨勢(shì)，但相鄰播期間的差異不大。從整精米率來(lái)看，南粳2728播期S2、S3、S4較播期S1分別下降0.3、0.8、1.6百分點(diǎn)，播期S5較播期S1顯著下降4.1百分點(diǎn)。2個(gè)品種的外觀品質(zhì)指標(biāo)(堊白粒率和堊白度)隨著播期的推遲表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，南粳2728和南粳9108播期S5較播期S1的堊白粒率分別下降15.3和12.6百分點(diǎn)，降幅明顯。隨著播期的推遲，直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量均小幅增加。南粳2728和南粳9108的食味值分別為71.8～82.3、75.0～85.4，均隨著播期的推遲呈下降趨勢(shì)，播期S1和S2的食味值均顯著高于S4和S5處理。由表3還可以看出，南粳9108的加工品質(zhì)不如南粳2728，而外觀品質(zhì)和食味值優(yōu)于南粳2728。說(shuō)明水稻品種和播期的優(yōu)選對(duì)于提高稻米品質(zhì)相當(dāng)重要，推遲播種使直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量增加、外觀品質(zhì)變優(yōu)、加工品質(zhì)和食味值變劣。

表3 播期對(duì)優(yōu)良食味粳稻米質(zhì)的影響

2.4 播期對(duì)優(yōu)良食味粳稻資源利用效率的影響

水稻全生育期有效積溫(≥10 ℃)和總輻射量隨播期的推遲呈逐漸減少的趨勢(shì)(表4)，相同播期南粳9108的有效積溫和總輻射量高于南粳2728。南粳2728播期S1的有效積溫和總輻射量分別為 2 221.7 ℃ 和2 445.8 MJ/m2，比播期S2～S5增加43.6～244.3 ℃和 116.7～340.5 MJ/m2；南粳9108播期S1的有效積溫和總輻射量分別為2 275.8 ℃和2 505.7 MJ/m2，比播期S2～S5增加51.7～ 276.3 ℃ 和 70.1～332.6 MJ/m2。由表4可知，南粳2728的積溫生產(chǎn)效率以播期S1最高，為5.32 kg/(hm2·℃)，與播期S2 [5.31 kg/(hm2·℃)]差異不大，二者均顯著高于其他處理，播期S3、S4顯著高于播期S5處理；南粳9108的積溫生產(chǎn)效率播期S1[5.41 kg/(hm2·℃)]和S2[5.43 kg/(hm2·℃)]差異不大，但均顯著高于其他處理，播期S3、S4顯著高于播期S5處理。南粳2728和南粳9108的輻射生產(chǎn)效率均表現(xiàn)為播期S2>S1>S3>S4>S5，總體上呈下降趨勢(shì)。相關(guān)分析表明，全生育期有效積溫、總輻射量、積溫生產(chǎn)效率、輻射生產(chǎn)效率與水稻產(chǎn)量均呈極顯著線性正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r分別為0.986**、0.959**、0.997**、0.975**。由此說(shuō)明，早播有利于增加中熟中粳南粳2728和遲熟中粳南粳9108全生育期有效積溫和總輻射量，同時(shí)提高積溫生產(chǎn)效率和輻射生產(chǎn)效率，進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量。

表4 播期對(duì)優(yōu)良食味粳稻資源利用效率的影響

3 結(jié)論與討論

本研究在江蘇淮北地區(qū)對(duì)中熟中粳南粳2728和遲熟中粳南粳9108的試驗(yàn)表明，隨著播期推遲，2個(gè)品種的抽穗期和成熟期推遲、抽穗前天數(shù)縮短而抽穗至成熟天數(shù)增加、全生育期略有減少。這與代金英等[6]、李秀芬等[7]、許軻等[10]、孫建軍[17]、董明輝等[18]對(duì)粳稻或秈稻品種的研究結(jié)果相同，與舒素芳等[19]以粳稻品種和馮向前等[20]以秈稻品種為材料的研究結(jié)論不一致，原因可能與研究者采用的水稻品種類(lèi)型、設(shè)置的播期以及試驗(yàn)所在地的氣候不同有關(guān)[16]。水稻播期影響不同生育階段溫光資源的配置，在葉片光合作用和干物質(zhì)生產(chǎn)等方面有著重要作用。適期播種可以保證水稻前期足夠的基本苗群體，為獲得充足的群體穎花量創(chuàng)造物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)避免抽穗期高溫?zé)岷τ绊戦_(kāi)花受精，給籽粒的灌漿結(jié)實(shí)提供有利的溫光條件，增加結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)[21]。Ohsumia等研究指出，過(guò)早或過(guò)遲播種移栽均會(huì)使與干物質(zhì)生產(chǎn)密切相關(guān)的葉片光合作用受到低溫限制，不利于水稻高產(chǎn)[22]。從本研究結(jié)果來(lái)看，提早播種有利于提高水稻全生育期有效積溫和總輻射量，同時(shí)也有利于提高積溫生產(chǎn)效率和輻射生產(chǎn)效率，提升了水稻高產(chǎn)潛力，全生育期有效積溫、總輻射量、積溫生產(chǎn)效率、輻射生產(chǎn)效率與水稻產(chǎn)量均呈極顯著線性正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r為0.959**～0.997**。隨著播期推遲，南粳2728和南粳9108的有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，而每穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量呈降低的趨勢(shì)。這與大多數(shù)研究的結(jié)論[5-10，13-15]較為一致，原因可能是隨著播期的推遲，導(dǎo)致水稻生育期縮短，降低了水稻生育期的光能截獲和光合物質(zhì)生產(chǎn)，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素造成不利影響，最終降低了水稻產(chǎn)量。在生產(chǎn)實(shí)踐中，各地首先要確定合理的水稻播期，以獲得高而穩(wěn)定的產(chǎn)量，另外也要和前后茬作物的播期相協(xié)調(diào)，從而獲得周年的高產(chǎn)。當(dāng)前江蘇淮北地區(qū)粳稻主推中熟中粳品種，稻田以稻麥輪作為主，小麥一般在10月下旬播種、次年6月中旬收獲，因此選擇中熟中粳南粳2728在5月25日播種，6月中旬移栽，能夠在10月中旬收獲，茬口略顯寬松，如果種植生育期較長(zhǎng)的遲熟中粳南粳9108，則在10月下旬收獲，茬口較為緊張。從本研究來(lái)看，南粳9108在5月中旬播種(6月上中旬移栽)，才能發(fā)揮高產(chǎn)潛力，又不影響下茬小麥播種，有利于稻麥周年高產(chǎn)。隨著近年來(lái)全球氣候變暖，江蘇遲熟中粳品種種植界限北移的趨勢(shì)愈發(fā)明顯，淮北地區(qū)的水稻產(chǎn)量潛力將進(jìn)一步得到提升。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，水稻種植主要依據(jù)歷史氣象資料或者生產(chǎn)者經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)播期來(lái)調(diào)控水稻的抽穗期，在灌漿結(jié)實(shí)階段獲得較為有利的溫光條件，通過(guò)優(yōu)化籽粒灌漿充實(shí)進(jìn)程，最終實(shí)現(xiàn)水稻產(chǎn)量與品質(zhì)協(xié)同提升[21]。Siddik等人工氣候室試驗(yàn)結(jié)果顯示，溫度影響稻米品質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期在抽穗后的第二周[23]。增溫提高了稻米蛋白質(zhì)含量，并且在降低水稻直鏈淀粉含量的同時(shí)增加了淀粉顆粒的粒徑[24]，導(dǎo)致在加工過(guò)程中稻米易碎，降低了糙米率、精米率和整精米率等加工品質(zhì)，也使稻米外觀品質(zhì)變差(堊白度提高)[25]。本研究對(duì)中熟中粳南粳2728和遲熟中粳南粳9108的播期試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著播期的推遲，稻米直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量增加、外觀品質(zhì)變優(yōu)、加工品質(zhì)和食味值變劣，這與前人的研究結(jié)果[9，11-16，24-25]不盡相同，原因可能是不同研究采用的水稻品種、播栽方式、密度肥料等農(nóng)藝措施不同，也可能是試驗(yàn)地的氣候條件、土壤肥力等環(huán)境條件的不同，即使在同一試驗(yàn)地，也可能因?yàn)槟觌H間天氣條件的變化導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不一致。綜合本研究結(jié)果來(lái)看，早播有利于提高江蘇淮北地區(qū)優(yōu)良食味粳稻的產(chǎn)量、加工品質(zhì)和食味值，利好稻米產(chǎn)業(yè)中的生產(chǎn)者、加工者及消費(fèi)者，但早播不利于外觀品質(zhì)的提高，而外觀品質(zhì)是目前制約江蘇優(yōu)質(zhì)稻米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素[26]。借鑒國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)稻米發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，品種改良是提高稻米外觀品質(zhì)的主要途徑。