不同播期對水稻生育進程及灌漿速率的影響

姚正蘭， 周博揚， 汪圣洪， 張 皓

(1.貴州省貴陽市氣象局， 貴州 貴陽 550001； 2.貴州省清鎮市氣象局， 貴州 清鎮 551400)

水稻是我國主要的糧食作物，據統計，在我國約有2/3的人口以稻米為主食[1-2],其產量關系到我國的糧食安全問題[3]。水稻為高溫短日照作物，其穗部發育進程受播期的影響較大，確定合理的播期是水稻種植的關鍵環節，也是水稻高產、優質的基礎[4-6]。適宜播期不僅能夠提高水稻生育期熱量資源的利用率，調節水稻生育進程，保證水稻個體正常生長發育和安全成熟，提高成穗率，利于產量的形成[7-11]，還能夠有效避開或減輕夏旱、秋風等氣候風險[12-14]。有關播期對水稻特性影響的研究已有許多報道[15-18]，取得許多研究成果，但播期對水稻生長發育及產量形成的影響，由于試驗地點、參試品種、栽培方式及播期設置的不同，研究結果也不盡相同[4，19]。光溫水是影響生長發育和產量形成的重要氣象因素，目前，溫光資源對水稻生育進程影響的研究大多通過分期播種試驗來進行[20]。為研究黔中地區水稻的生育進程，筆者等以雜交水稻品種香早優2017為試驗材料，通過分期播種移栽試驗，結合生育期的溫度和日照等氣象要素，對水稻生育進程及灌漿速率開展研究，以期為該區域水稻適宜播期的選擇及產量進一步提升提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018年3月至10月在清鎮市暗流鎮關口村“貴陽國家一級農業氣象試驗站”進行。試驗田地理位置26°21′N，106°35′E，海拔1 122 m左右，屬亞熱帶濕潤季風氣候，年平均氣溫14.3℃，年平均降水量1 144.6 mm，年平均日照時數1 146.2 h。試驗地土壤肥力為中上等，前茬空閑。

1.2 試驗材料

1.2.1 供試品種 供試品種為中早熟秈型雜交水稻品種香早優2017，貴州省黔南州農業科學研究所選育，該品種抗寒性較強，米質優良。

1.2.2 溫光資料 溫度資料來源于農業氣象試驗站內的自動氣象站2018年逐日氣象觀測資料，包括逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫。日照資料參考清鎮市氣象局的逐日觀測資料。

1.3 試驗設計

以分期播種為試驗因子，設定4個播種期(次)，每相鄰期(次)間隔10 d。第1期(I期)比常規播期提前10 d, 3月25日播種；第2期(Ⅱ期)為常規播期，4月4日播種；第3期(Ⅲ期)和第4期(Ⅳ期)分別比常規播期晚10 d和20 d，播期分別為4月14日和4月24日。各播期均按35 d秧齡進行移栽。移栽時各播期分別進行4個重復，小區面積50 m2，小區間留0.5 m保護間隔，株行距為20 cm×18 cm。田間管理同當地大田生產。9月30日統一收割。

1.4 測定指標

按生長順序觀測記錄各播期的生育特征，包括播種期、出苗期、三葉期、移栽期、返青期、分蘗期、拔節期、孕穗期、抽穗期、乳熟期和成熟期。在水稻籽粒形成至成熟期間，開展水稻灌漿速度的測定。于水稻開花始期，每個試驗處理區選擇同日開花、穗大小相近的200個穗掛牌，注明日期，供灌漿速率測定用。在開花后的第10天開始每5 d取樣1次，直到成熟。每個處理每次取20穗(每小區取5穗)，計總粒數，籽粒放入鋁盒稱鮮重，烘干后稱干重。灌漿速率測定方法按《農業氣象觀測規范》[21]要求進行。

2 結果與分析

2.1 播期對水稻生育進程的影響

2.1.1 生育時期對播期的響應 不同播期處理水稻各生育時期的光照、溫度等條件存在差異，導致水稻生育進程也不同。從表1看出，隨著播期推遲，水稻各生育時期也相應順延，全生育期相應縮短，全生育期Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期處理的較Ⅰ播期分別縮短4 d、5 d和10 d。

表1 不同播期水稻的生育期

2.1.2 生育進程對播期的響應 從表2看出，各個播期水稻返青-分蘗期和孕穗-抽穗期的歷期較穩定，分別為2～4 d和7～8 d；其他階段生育歷期不同播期處理間的差異較大，其中差異較明顯的是移栽-返青和拔節-孕穗階段，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ播期的移栽-返青歷期分別較Ⅰ播期短7 d、8 d和5 d，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期的拔節-孕穗歷期分別較Ⅰ播期短5 d、10 d和6 d。遲播水稻，隨著溫度升高，營養生長期縮短，生育進程加快，導致生育階段歷期縮短。

表2 不同播期水稻各生長及生育階段歷期

2.2 不同播期水稻生長期間的溫光條件

水稻播種-拔節期、拔節-抽穗期和抽穗-成熟期是其生長的重要階段[10]，各階段的溫光條件對水稻生長和后期產量影響顯著。由表3可知，播種-拔節期隨著播期延遲平均氣溫逐漸上升，播期每推后10 d，該階段的平均氣溫升高0.6～1.0℃，有效積溫相應增加，而Ⅳ播期由于該階段生長天數比Ⅲ播期縮短4 d，導致有效積溫較Ⅲ播期減少29.2℃；4個播期在該階段的日照時數變化不明顯。拔節-抽穗期各播期的平均氣溫在23.7～24.4℃，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ播期差異不大，Ⅳ播期略偏低；有效積溫隨播期延遲而減少，以Ⅰ播期最高，Ⅲ播期最低，Ⅲ播期較Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ播期分別減少223.0℃、123.4℃和65.6℃，其原因主要是Ⅲ播期在該階段的生長天數僅12 d，較其他播期縮短3～9 d；日照時數以Ⅱ播期最多，其他播期差別不大。抽穗-成熟期平均氣溫隨播期延遲逐漸降低，Ⅰ、Ⅱ播期平均氣溫較接近，Ⅲ、Ⅳ播期較Ⅰ、Ⅱ播期偏低1～2℃；有效積溫Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ播期差異不大，由于Ⅳ播期的抽穗-成熟期已進入夏末初秋，又正處于重級秋綿雨時期(2018年9月6日開始，暗流農業氣象試驗站連續出現24 d的重級秋綿雨天氣)，導致Ⅳ播期的有效積溫較前3個播期少100℃以上；隨著播期的延遲日照時數逐漸減少，Ⅳ播期同樣受秋綿雨的影響，日照時數較其他播期偏少35.8～80.9 h。

表3不同播期水稻主要生育階段的平均氣溫、有效積溫和日照時數

Table 3 Average temperature, effective accumulative temperature and sunshine duration during main rice growth period on different sowing dates

播期Sowing stage播種-拔節期 Sowing - jointing 平均氣溫/℃有效積溫/℃日照時數/h天數/d拔節-抽穗期 Jointing - heading平均氣溫/℃有效積溫/℃日照時數/h天數/d抽穗-成熟期 Heading - maturity平均氣溫/℃有效積溫/℃日照時數/h天數/dⅠ19.01 749.8327.79224.4513.485.82123.21020.4241.144Ⅱ19.81 786.0323.99024.3413.8100.61723.11063.6221.146Ⅲ20.81 937.5332.79324.2290.486.91222.01036.0196.047Ⅳ21.41 908.3343.38923.7356.073.11521.4920.4160.243

2.3 不同播期水稻灌漿速率的變化

籽粒灌漿過程是水稻進入生殖生長后的重要生理過程，直接關系到水稻的結實和產量[22]。灌漿速率是反應灌漿特性的主要參數，也是關系到籽粒充實的重要因子，灌漿速率越快，籽粒越大，產量就越高[15]。從圖1看出，在開花15 d(灌漿初期)，以Ⅰ播期灌漿速率最高，4個播期總體灌漿速率差異不大；開花20 d，Ⅱ、Ⅳ播期的灌漿速率明顯高于Ⅰ、Ⅲ播期；開花25 d，同樣以Ⅰ播期灌漿速率最高，各個播期在該階段灌漿速率變化不大；在開花30 d(灌漿末期)，以Ⅲ播期灌漿速率最高。在整個灌漿期，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期的平均灌漿速率分別為0.930 g/(千粒·d)、1.009 g/(千粒·d)、0.868 g/(千粒·d)和 0.841 g/(千粒·d)，總體來看，Ⅱ播期灌漿速率最高，Ⅳ播期最低。從灌漿期各階段看，4個播期在開花15 d、20 d、25 d和30 d的平均灌漿速率分別為1.116g/(千粒·d)、1.117 g/(千粒·d)、0.804 g/(千粒·d)和0.612 g/(千粒·d)，可見，開花前期的灌漿速率明顯高于開花后期。

圖1 不同播期水稻籽粒的灌漿速率

2.4 溫光因子與灌漿速率的相關性

各生育階段溫光因子與各播期水稻開花期灌漿速率的相關性分析表明，溫光因子與水稻花期平均灌漿速率有較好的相關性。播種-拔節期溫光因子對灌漿速率的影響表現為日照時數>有效積溫>平均氣溫，其中日照時數與灌漿速率的相關系數為-0.901，相關性顯著(P<0.05)；有效積溫和平均氣溫與灌漿速率的相關系數分別為-0.783和-0.725。播種-拔節期溫光因子與灌漿速率總體表現為負相關，表明在播種-拔節期，溫光因子在保證水稻正常生長發育的前提下，氣溫以接近適溫下限和少日照對籽粒灌漿速率有利。拔節-抽穗期溫光因子對灌漿速率的影響表現為日照時數>平均氣溫>有效積溫，其中，日照時數與灌漿速率的相關系數為0.909，相關性顯著(P<0.05)，這是因為拔節-抽穗期水稻生長發育迅速增大，植株生長旺盛，充足的熱量和光照利于籽粒灌漿。抽穗-成熟期溫光因子對灌漿速率的影響表現為平均氣溫>有效積溫>日照時數，其中，平均氣溫與灌漿速率的相關系數為0.875，相關性顯著(P<0.05)。水稻抽穗-成熟期，其營養生長基本停止，生殖生長占主導地位，這個時期低溫不利于水稻籽粒正常灌漿，還會導致莖葉干枯，粒重下降；光照不足將影響營養物質的積累，從而影響幼穗分化和發育，導致穗粒數減少，空殼率增加。因此，這一時期氣溫以接近適溫上限和多日照有利于籽粒灌漿。

3 結論與討論

在黔中地區進行中早熟秈型雜交水稻品種香早優2017分期播種試驗，結果表明，水稻生育進程受溫光因子影響明顯，隨著播期的延后，氣溫逐漸升高，水稻生長速度加快，生育期逐漸縮短，尤其是移栽-返青期和拔節-孕穗期的生長天數明顯減少。播期推后，造成水稻生長期間平均氣溫增加，積溫較早播減少，累積日照時數亦減少。Ⅳ播期(比當地常規播期遲20 d, 4月24日播種)水稻受到重級秋綿雨的影響，導致抽穗-成熟期的有效積溫和日照時數顯著偏少。

整個灌漿期平均灌漿速率以Ⅱ播期(當地常規播期，4月4日播種)最高，其次是Ⅰ播期(比當地常規播期提前10 d，3月25日播種)，Ⅳ播期最低。因此，播期延遲也會造成灌漿速率降低。灌漿速率在花期的各個階段有所不同，開花前期的灌漿速率明顯高于開花后期。溫光因子與花期平均灌漿速率有較好的相關性，在播種-拔節期，溫光因子與灌漿速率表現為負相關，表明這一階段氣溫以接近適溫下限和少日照對籽粒灌漿速率有利；在拔節-抽穗期和抽穗-成熟期，溫光因子與灌漿速率表現為正相關，表明這一時期氣溫以接近適溫上限和多日照有利于籽粒灌漿。

由于不同播期熱量和光照因子的差異，導致播期在一定程度上影響水稻的生育進程和籽粒的灌漿速率。播期推后，造成水稻生育進程延遲，生育期縮短，全生育期積溫和日照時數減少，造成灌漿速率降低。適期播種的水稻灌漿速率高，籽粒大，充實度高，這可能是播期影響水稻產量的重要機理之一[15]。

綜合前述的分析，得出黔中地區Ⅰ播期(比常規播期提前10 d，3月25日播種)和Ⅱ播期(常規播期，4月4日)的溫光因子較適宜水稻的生長發育，且這2期播種的水稻灌漿速率相對較高。因此，黔中地區種植中早熟雜交水稻品種，可選擇在3月30日前后播種，按35 d左右秧齡移栽，這樣既可避免前期倒春寒對秧苗的影響，又可避開或減輕后期秋風對籽粒灌漿的危害，利于提高水稻產量。