播期對豫南粳稻產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

段斌 李杰 何世界 李慧龍 宋曉華 方玲 胡楊 肖本潮

摘要：為了探索品種、年份和播期對豫南粳稻產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響，以生產(chǎn)上引進(jìn)應(yīng)用的5個品種為試驗材料，連續(xù)3年進(jìn)行分期播種試驗，研究產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)不同年份和播期間的變化。結(jié)果表明，隨著播種期推遲，有效穗數(shù)、結(jié)實率和千粒質(zhì)量以及最終產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，穗粒數(shù)隨著播種期推遲而減少。產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與播期、有效穗數(shù)，穗粒數(shù)與播期至始穗期日平均氣溫、結(jié)實率和千粒質(zhì)量與灌漿期日平均氣溫呈一元二次函數(shù)變化。產(chǎn)量結(jié)構(gòu)中受播期影響最大的是有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，結(jié)實率次之，千粒質(zhì)量受播期影響最小，年份間有效穗數(shù)變化最大，其次是結(jié)實率和千粒質(zhì)量，對穗粒數(shù)影響較小。綜合產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)隨著播期變化來看，將雜交粳稻9優(yōu)418和18優(yōu)75播期安排在5月中上旬、常規(guī)粳稻南粳44、寧粳3號和鄭稻18安排在5月中下旬，產(chǎn)量結(jié)構(gòu)較為合理，產(chǎn)量水平較高。

關(guān)鍵詞：播期;產(chǎn)量;產(chǎn)量結(jié)構(gòu);粳稻

中圖分類號： S511.04 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）24-0086-05

豫南稻區(qū)作為河南的水稻主產(chǎn)區(qū)，水稻種植面積占全省的75%，常年種植面積53.3萬hm2左右，素有“魚米之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，豫南稻區(qū)水稻既屬于“華南、華中中秈型”，又屬于“華北、華中中粳型”，是典型的秈粳交叉地帶，稻作歷史達(dá)5 000年之久。新中國成立以來，豫南稻作經(jīng)歷了“高改矮”“單改雙”“常改雜”“秈改粳”等幾大發(fā)展歷程[1]，其中“秈改粳”發(fā)展歷程最為曲折，從20世紀(jì)50年代開始研究，經(jīng)歷三起三落，終因沒有考慮到粳稻的生理特性，將其按秈稻種植，抽穗灌漿期的高溫高濕使粳稻結(jié)實率、千粒質(zhì)量低，病蟲害重，產(chǎn)量降低，品質(zhì)下降，導(dǎo)致“秈改粳”失敗。近年來，科技人員根據(jù)粳稻的生長發(fā)育特性，結(jié)合豫南的氣候特點，提出推遲粳稻播種期和灌漿成熟期的栽培技術(shù)對策[2-3]，提高氣候資源利用率，使氣候綜合適宜度較高[4-5]，實現(xiàn)了豫南粳稻的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，促進(jìn)了豫南粳稻發(fā)展。

由于不同水稻品種的適應(yīng)性不同，播種期對水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響也不同。科研人員對此進(jìn)行了大量研究，趙新華等研究發(fā)現(xiàn)，播期對不同類型粳稻品種產(chǎn)量構(gòu)成因素影響首先表現(xiàn)為結(jié)實率，其次是千粒質(zhì)量，再次是每穗穎花數(shù)，而穗數(shù)受影響甚小[6]。李秀芬等對遼寧省的部分水稻品種進(jìn)行分期播種研究，發(fā)現(xiàn)隨播栽期推遲，水稻產(chǎn)量有所降低，每穗成粒數(shù)減少是推遲播栽期引起水稻減產(chǎn)的主要原因，其次是千粒質(zhì)量的下降和成穗數(shù)的降低[7]。王夫玉等對淮北粳稻的研究發(fā)現(xiàn)，播期對不同類型粳稻品種產(chǎn)量形成的影響首先表現(xiàn)為每穗結(jié)實粒數(shù)或結(jié)實率，其次是千粒質(zhì)量，再次是每穗穎花數(shù)，而穗數(shù)受影響甚小[8]。姚義等在江蘇省姜堰市進(jìn)行試驗研究，發(fā)現(xiàn)隨著播期的推遲，3種熟期類型水稻品種產(chǎn)量均顯著下降，且變化程度不一，產(chǎn)量的下降主要在于每穗穎花數(shù)和結(jié)實率的降低，穗數(shù)和千粒質(zhì)量變化不大[9]。杜斌等在江蘇省以不同類型水稻品種為試驗材料，研究直播稻播期與生育期及產(chǎn)量構(gòu)成的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)水稻直播播期對產(chǎn)量有顯著影響，播種期是獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)[10]。這些研究雖然由于利用品種、試驗地點和氣候條件以及播期設(shè)置不同，試驗結(jié)果不盡相同，但都為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了技術(shù)指導(dǎo)作用。由此可見，播期會對產(chǎn)量構(gòu)成因素產(chǎn)生重要影響，從而最終影響產(chǎn)量。豫南地處我國南北過渡帶，四季氣候變化明顯，是典型的稻麥（油）兩熟區(qū)，本研究從傳統(tǒng)的水稻播種期（4月下旬）開始設(shè)置播期，直至6月上旬（小麥騰茬時期）結(jié)束，研究播期對粳稻產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響，對于進(jìn)一步明確粳稻的適宜播種期，進(jìn)而促進(jìn)豫南粳稻安全生產(chǎn)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)支撐具有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗品種

利用近年來在豫南稻區(qū)生產(chǎn)上引進(jìn)利用的品種，選擇2個雜交粳稻品種（9優(yōu)418、18優(yōu)75）和3個常規(guī)粳稻品種（鄭稻18、寧粳3號和南粳44）為試驗材料。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2016—2018年在河南省信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗園區(qū)（114°05′E、32°07′ N）進(jìn)行，該地區(qū)海拔75.9 m，前茬為白茬，多年種植一季水稻，土壤類型為白散土，土壤肥力中等。試驗在自然條件下連續(xù)3年分期播種，每5 d為1個播期，設(shè)置10個播種期：4月25日（Ⅰ）、4月30日（Ⅱ）、5月5日（Ⅲ）、5月10日（Ⅳ）、5月15日（Ⅴ）、5月20日（Ⅵ）、5月25日（Ⅶ）、5月30日（Ⅷ）、6月4日（Ⅸ）、6月9日（Ⅹ），秧齡30 d，每期每個品種栽10 m2。

1.3 測定項目及數(shù)據(jù)處理

在成熟收獲前，每個處理取10穴進(jìn)行室內(nèi)考種，其余收獲后曬干擇凈后計產(chǎn)，計算每個處理的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素。氣象資料來源于河南省信陽地區(qū)氣象局觀測站，相關(guān)數(shù)據(jù)使用Excel、DPS和SPSS軟件進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)以及不同生長發(fā)育時期日平均氣溫變異來源的方差分析

分別對參試品種的產(chǎn)量、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)以及播種至始穗日平均氣溫和灌漿期日平均氣溫進(jìn)行方差分析，從表1分析結(jié)果來看，產(chǎn)量在年份間、播期間和年份×播期互作效應(yīng)上存在極顯著差異，年份×品種互作效應(yīng)上存在顯著性差異，品種間以及品種×播期互作效應(yīng)上無顯著性差異;產(chǎn)量結(jié)構(gòu)中，有效穗數(shù)、結(jié)實率和千粒質(zhì)量在年份間、品種間、播期間以及年份×品種互作效應(yīng)上存在極顯著差異，其中有效穗數(shù)在品種×播期互作效應(yīng)、結(jié)實率在年份×播期和品種×播期互作效應(yīng)、千粒質(zhì)量在年份×播期互作效應(yīng)上差異不顯著，穗粒數(shù)在年份間差異不顯著，其余變異來源均存在極顯著差異;播種至始穗日平均氣溫品種間、灌漿期日平均氣溫品種×播期互作效應(yīng)上存在顯著性差異，其余變異來源均存在極顯著差異。

2.2 產(chǎn)量隨播期的變化

由表2可見，參試品種3年平均產(chǎn)量隨著播種期推遲先增加后降低，品種之間存在差異，9優(yōu)418、寧粳3號產(chǎn)量播期間存在顯著性差異，其余品種產(chǎn)量播期間存在極顯著差異。雜交粳稻9優(yōu)418和18優(yōu)75分別以第Ⅴ期和第Ⅳ期產(chǎn)量最高，從第Ⅲ期至第Ⅵ期，產(chǎn)量均維持在較高水平，播種期推遲到第Ⅶ期以后，產(chǎn)量明顯下降;常規(guī)粳稻南粳44、寧粳3號和鄭稻18均以第Ⅵ期產(chǎn)量最高，其次為第Ⅴ期，從第Ⅳ期至第Ⅶ期，產(chǎn)量維持在較高水平，播種期太早或太晚產(chǎn)量水平均較低。從變異系數(shù)來看，18優(yōu)75產(chǎn)量變異系數(shù)最大，受播期影響也最大，其次為9優(yōu)418、寧粳3號和南粳44，鄭稻18最小。

2.3 產(chǎn)量構(gòu)成因素隨播期的變化

從表3看出，隨播種期推遲，有效穗數(shù)、結(jié)實率和千粒質(zhì)量變化與產(chǎn)量變化一致，呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢。雜交粳稻9優(yōu)418和18優(yōu)75有效穗數(shù)和結(jié)實率在第Ⅳ期達(dá)最大值，常規(guī)粳稻的有效穗數(shù)和結(jié)實率， 除南粳44在第Ⅴ期達(dá)最大值、寧粳3號結(jié)實率在第Ⅴ期達(dá)到最大值外，其余均在第Ⅵ期達(dá)最大值。千粒質(zhì)量18優(yōu)75在第Ⅳ期達(dá)最大值， 其余品種均在第Ⅴ期達(dá)最大值。參試的5個粳稻品種穗粒數(shù)均隨著播種期推遲而減少，第Ⅹ期平均118.2粒，比第Ⅰ期少41.2粒。由此可以看出，雜交粳稻第Ⅵ期、常規(guī)粳稻第Ⅵ期有效穗數(shù)最多，結(jié)實率最高，千粒質(zhì)量較大。播期間變異系數(shù)有效穗數(shù)最大，穗粒數(shù)和結(jié)實率次之，千粒質(zhì)量最小。其中18優(yōu)75穗粒數(shù)變化系數(shù)為16.1%，遠(yuǎn)大于其他參試品種，說明播期對18優(yōu)75穗粒數(shù)影響較大。

2.4 產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素與播期和溫度的相關(guān)性

通過對參試品種不同播期的日平均氣溫變化來看，從播期至始穗期日平均氣溫隨著播種期推遲整體呈升高趨勢，而始穗至成熟期日平均氣溫則隨著播期推遲整體呈降低趨勢（表4）。將產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與不同時期日平均氣溫進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明，有效穗數(shù)與播期至始穗日平均氣溫正相關(guān)，穗粒數(shù)則與之負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.301 5* *和 -0.229 7* *（N=150，* *表示有極顯著差異，下同），均達(dá)到極顯著水平;結(jié)實率和千粒質(zhì)量與灌漿期日平均氣溫正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.317 3* *和0.033 2，結(jié)實率與之達(dá)極顯著水平，千粒質(zhì)量與之相關(guān)性不顯著。產(chǎn)量與穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量相關(guān)系數(shù)分別為0.168 8和-0.043 7，相關(guān)性不顯著，與播種至始穗期日平均氣溫、灌漿期日平均氣溫的相關(guān)系數(shù)分別為0.315 7* *、0.451 5* *，與有效穗數(shù)和結(jié)實率的相關(guān)系數(shù)分別為0.721 7* *和0.342 9* *，均達(dá)到極顯著水平，從相關(guān)系數(shù)大小也可以看出，有效穗數(shù)對產(chǎn)量正效應(yīng)最大。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，參試品種產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)隨播期以及相應(yīng)生育期內(nèi)的日平均氣溫變化趨勢符合一元二次函數(shù)變化（穗粒數(shù)隨著播種期推遲而下降，近似于線性回歸，一元二次函數(shù)擬合效果好于線性回歸），決定系數(shù)（R2）均達(dá)到極顯著水平。其中產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與播期的一元二次函數(shù)R2在0.961～0.993之間，根均方差（RMSE）在0.09～2.08之間，相對誤差在0.3%～0.9%之間，回歸方程擬合程度較高;有效穗數(shù)和穗粒數(shù)與播期至始穗期日平均氣溫、結(jié)實率和千粒質(zhì)量與灌漿期日平均氣溫，一元二次函數(shù)擬合的R2在0.805～0.938之間，RMSE在0.19～9.86之間，相對誤差在0.6%～2.9%之間，擬合程度也較高;產(chǎn)量與播期一元二次函數(shù)擬合相對誤差為1.8%，與播期至始穗期日平均氣溫和灌漿期日平均氣溫擬合相對誤差分別為3.8%和4.0%，回歸方程相對誤差較產(chǎn)量結(jié)構(gòu)大。

3 討論與結(jié)論

播種期對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響一直是水稻栽培的研究熱點。合理確定水稻播期是水稻栽培管理中的關(guān)鍵技術(shù)，適期播種是水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)[11]。有研究表明，在江蘇省以南粳44等粳稻品種為試驗材料，從5月27日開始分期播種試驗，隨著播期的推遲，產(chǎn)量顯著下降，產(chǎn)量的下降主要在于每穗穎花數(shù)和結(jié)實率的降低[9，12-13]。張在金等研究認(rèn)為，隨著播期的推遲，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量均逐漸降低[14]。因氣象要素時空分布不均，年份對水稻生產(chǎn)也會產(chǎn)生較大影響。楊艷斌等利用豐兩優(yōu)四號為試驗材料進(jìn)行分析播種試驗，發(fā)現(xiàn)不同年份其經(jīng)濟(jì)性狀差異是基于營養(yǎng)生長基礎(chǔ)上的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒質(zhì)量的變化[15]。敖和軍等研究發(fā)現(xiàn)，超級雜交稻同一品種同一地點不同年份種植的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子差異顯著，說明超級雜交稻有適宜的種植區(qū)域[16]。曾婷婷等研究結(jié)果表明，不同氣候年景條件下，超級稻雙季早稻產(chǎn)量波動明顯[17]。在本研究中，粳稻播種期由4月下旬推遲到6月上旬，產(chǎn)量和有效穗數(shù)、結(jié)實率、千粒質(zhì)量先增加后降低，符合一元二次函數(shù)變化。由此可見，推遲播種期，不利于穗粒數(shù)增加，適期播種，則有利于增加有效穗數(shù)，提高結(jié)實率和增加千粒質(zhì)量，彌補(bǔ)穗粒數(shù)減少造成的產(chǎn)量損失，仍會獲得較高的產(chǎn)量，而播期太早或太晚，均不利于提高產(chǎn)量水平。穗粒數(shù)年份間差異不顯著，結(jié)實率和千粒質(zhì)量雖然年份間差異極顯著，但變異系數(shù)較小。在本試驗設(shè)置范圍內(nèi)，年份對產(chǎn)量影響最大的是有效穗數(shù)，其次才是結(jié)實率和千粒質(zhì)量，對穗粒數(shù)影響較小。

因播期調(diào)整引起的氣象條件變化會對產(chǎn)量結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響，胡雪媛等研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量、結(jié)實率、千粒質(zhì)量與積溫及日照時數(shù)均為一元二次函數(shù)關(guān)系[18]。趙海燕等研究發(fā)現(xiàn)，中稻空殼率與開花期的氣象要素關(guān)系明顯，它隨著開花期平均最高氣溫的升高而升高，秕谷率都隨著乳熟后期平均最高氣溫的升高而減小;千粒質(zhì)量與乳熟后期的平均最高氣溫呈正相關(guān)關(guān)系[19]。在本研究設(shè)置的播期范圍內(nèi)，有效穗數(shù)和穗粒數(shù)與播期至齊穗期日平均氣溫、結(jié)實率和千粒質(zhì)量與灌漿期日平均氣溫以及產(chǎn)量與日平均氣溫之間符合一元二次函數(shù)關(guān)系，說明在豫南稻區(qū)，通過調(diào)整播種期，將粳稻安排在相對適宜的溫度范圍內(nèi)生長發(fā)育，有利于構(gòu)建合理的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高粳稻產(chǎn)量。

播期對產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響，歸根到底是生長發(fā)育階段氣象條件發(fā)生了變化，影響了產(chǎn)量結(jié)構(gòu)形成。豫南地處南北過渡地帶，要充分運用其豐富的氣候資源優(yōu)勢，結(jié)合實際，綜合考慮氣候條件對不同類型品種生育進(jìn)程的影響和豫南粳稻的安全齊穗期[20-21]，通過調(diào)整播種期，將不同類型的粳稻品種安排在適宜的溫度范圍內(nèi)生長發(fā)育，有利于構(gòu)建合理的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。由于有效穗數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)最大，正效應(yīng)明顯，可以通過插足基本苗，減少年份間氣候差異對分蘗成穗的影響。從本試驗結(jié)果來看，將雜交粳稻9優(yōu)418和18優(yōu)75播種安排在5月中上旬，常規(guī)粳稻南粳44、寧粳3號和鄭稻18安排在5月中下旬，產(chǎn)量水平較高，播期過早或過晚均不利于其產(chǎn)量水平的發(fā)揮。

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