播期及覆膜處理對旱稻養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的影響

范曉芳，索常凱，褚 璇，王露霞，冶 軍 ，竇 浩，王蔚銘

(1. 石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院資環(huán)系，新疆石河子 832003；2. 新疆禾伯農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834000)

0 引 言

【研究意義】我國每年的消費(fèi)量為1.88×108t左右[1]，水稻耗水耗能[2]。旱稻能充分利用自然降水，節(jié)約大量的農(nóng)業(yè)用水，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。種植旱稻對節(jié)約水資源具有重要意義[3]。【前人研究進(jìn)展】播期是影響作物生產(chǎn)最主要的栽培因素之一，適宜的播期是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)的必要條件[4-7]。在同一年份內(nèi)，播期不同，旱稻產(chǎn)量也有一定的變化。播期過早或過晚導(dǎo)致生育期平均溫度偏低而減產(chǎn)，在適宜的播期范圍內(nèi)才能獲得高產(chǎn)[8-10]。地膜覆蓋是保持最佳土壤水熱條件，降低蒸騰提高水分利用效率及獲得高產(chǎn)的有效措施之一[11]。地膜覆蓋在西北旱作區(qū)應(yīng)用較廣泛，可提高作物根層土壤含水量，有利于作物生長發(fā)育，同時能夠提高作物產(chǎn)量和水分利用效率[12]。有研究表明，旱稻覆膜具有提高地溫、保濕、保肥等作用[13]。播期的選擇和覆膜處理是影響旱稻生長、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的重要因素。【本研究切入點(diǎn)】新疆的水資源較貧乏，旱稻的種植有很大的發(fā)展?jié)摿Γ瑫r相關(guān)研究較少，播期及覆膜處理對旱稻養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的研究還鮮有報道。研究播期、覆膜處理對旱稻生長、養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響。【擬解決的關(guān)鍵問題】選取2個旱稻品種，采用田間小區(qū)試驗(yàn)，探討播期及覆膜對旱稻養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量的影響，提出研究區(qū)旱稻種植適宜的播期，為旱稻在干旱區(qū)種植和推廣提供一定的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于2019年在石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)站進(jìn)行，前茬作物為棉花。土壤類型為灰漠土，質(zhì)地為中壤土。耕層土壤pH 7.96，有機(jī)質(zhì)18.66 g/kg，堿解氮22.73 mg/kg，速效磷19.64 mg/kg，速效鉀294.82 mg/kg。供試作物為旱稻品種旱香1號和旱香2號。

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

旱香1號、旱香2號分別用U1、U2表示。每個品種設(shè)2個覆膜處理：裸地(M0)，覆膜(M1)；3個播期：4月15日(早播T1)、5月1日(適播T2)、5月15日(晚播T3)。試驗(yàn)共12個處理，每個處理重復(fù)3次，36個試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)面積為17.6 m2。

旱稻采用滴灌，1膜6行，20 cm等行距，穴距11 cm，播種密度34.1×104穴/hm2。采用“干播濕出”方式，即播種后滴出苗水30 mm。旱稻生長期間T1共灌水17次、T2共灌水16次、T3共灌水15次，灌溉定額675～720 mm，灌水周期7～12 d。各處理的肥料施用量相同，全部作追肥隨水滴施。純氮施用量為276 kg/hm2(尿素，磷酸一銨)、P2O578 kg / hm2(磷酸一銨)、K2O 51 kg / hm2(硫酸鉀)。

1.2.2 測定指標(biāo)

干物質(zhì)重：在旱稻收獲期，每個小區(qū)隨機(jī)選取10株旱稻，將植株莖葉和穗分開，在105℃下殺青30 min，然后在70℃ 下烘干至恒重稱重。

全氮、全磷、全鉀含量：植株樣品粉碎過1 mm篩，經(jīng)H2SO4-H2O2消煮后，分別用凱氏定氮法、釩鉬黃比色法和火焰光度法測定全氮、全磷和全鉀含量[14]。

產(chǎn)量：在旱稻黃熟期，每個小區(qū)選擇長勢均勻的1個點(diǎn)，每個點(diǎn)面積為1.6 m2，測定穴數(shù)、穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重，并計(jì)算產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010制作圖表，SPSS 21.0 進(jìn)行分析，處理間多重比較采用Duncan法 (P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期及覆膜處理對旱稻干物質(zhì)重的影響

研究表明，覆膜處理、播期均顯著影響旱稻干物質(zhì)重。旱香1號(U1)，覆膜處理(M1)較裸地處理(M0)干物質(zhì)重增加19.5%。M0處理，T2(適播)和T3(晚播)處理干物質(zhì)重?zé)o差異且顯著高于T1(早播)。M1處理，T2處理干物質(zhì)重分別較T1和T3處理增加9.0%和11.3%。

旱香2號(U2)，M1處理較M0處理干物質(zhì)重增加14.7%。M0處理，T3處理干物質(zhì)重顯著高于T1、T2處理。M1處理中，T2處理干物質(zhì)重較T1和T3處理增加14.1%～18.0%。圖1

圖1 不同覆膜和播期處理下旱香1號(a)和旱香2號(b)干物質(zhì)重變化Fig.1 The dry matter weight of U1 (a) and U2 (b) affected by different plastic film mulching and sowing dates

2.2 播期及覆膜處理對旱稻養(yǎng)分吸收的影響

2.2.1 氮素吸收量

研究表明，旱稻氮素吸收量受覆膜處理、播期影響顯著。U1的M1較M0氮素吸收量增加39.4%。M0處理，T2和T3處理氮素吸收量無差異且顯著高于T1處理。M1處理，T2處理氮素吸收量分別較T1和T3處理增加22.1%和29.0%。

U2的M1較M0處理氮素吸收量增加47.5%。M0處理，T3處理氮素吸收量顯著高于T1和T2處理。M1處理，T2處理氮素吸收量分別較T1和T3處理高12.9%和7.5%。圖2

圖2 不同覆膜和播期處理下旱香1號(a)和旱香2號(b)氮素吸收變化Fig.2 The nitrogen uptake of U1 (a) and U2 (b) affected by different plastic film mulching and sowing dates

2.2.2 磷素吸收量

研究表明，覆膜處理和不同播期影響旱稻磷素吸收量。U1的M1較M0磷素吸收量增加54.2%。M0處理中，T3處理磷素吸收量較T1和T2處理分別增加55.0%和40.9%。M1處理中，T2處理磷素吸收量較T1和T3處理分別增加23.5%和10.5%。

U2的M1較M0磷素吸收量增加48.1%。M0處理中，T3處理磷素吸收量顯著高于T1、T2處理。M1處理中，T2處理磷素吸收量較T1和T3處理分別高出18.4%和21.6%。圖3

圖3 不同覆膜和播期處理下旱香1號(a)和旱香2號(b)磷素吸收變化Fig. 3 The phosphorus uptake of U1 (a) and U2 (b) affected by different plastic film mulching and sowing dates

2.2.3 鉀素吸收量

研究表明，覆膜處理、播期均顯著影響旱稻鉀素吸收量。U1的M1較M0鉀素吸收量增加46.2%。M0處理中，T2和T3處理鉀素吸收量無差異且顯著高于T1。M1處理中，T2處理鉀素吸收量較T1和T3處理分別增加30.3%和13.2%。

U2的M1較M0鉀素吸收量增加8.8%。M0處理中，T2和T3處理鉀素吸收量無差異且顯著高于T1處理。M1處理中，T2處理鉀素吸收量較T1和T3處理分別高出16.2%和30.3%。圖4

圖4 不同覆膜和播期處理下旱香1號(a)和旱香2號(b)鉀素吸收變化Fig.4 The potassium uptake of U1 (a) and U2 (b) affected by different plastic film mulching and sowing dates

2.3 播期及覆膜處理對旱稻產(chǎn)量的影響

研究表明，U1的覆膜處理(M1)對旱稻產(chǎn)量構(gòu)成因子及產(chǎn)量影響顯著，較裸地處理(M0)增產(chǎn)18.4%。M0處理中，T2(適播)和T3(晚播)處理穗數(shù)和千粒重?zé)o差異且顯著高于T1(早播),T3處理穗粒數(shù)顯著高于其余處理。T3處理產(chǎn)量較T1和T2處理分別高出71.7%和6.0%。M1處理中，T2處理穗數(shù)和穗粒數(shù)顯著高于T1和T3處理。各處理間千粒重?zé)o差異。T2處理產(chǎn)量較T1和T3處理分別高出12.6%和15.0%。表1

表1 不同覆膜和播期處理下U1品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子變化Table 1 The yield and yield components of U1 variety affected by different plastic film mulching and sowing

U2的覆膜處理(M1)對旱稻產(chǎn)量構(gòu)成因子及產(chǎn)量影響顯著，較裸地處理(M0)增產(chǎn)24.0%。M0處理中，T2和T3處理穗粒數(shù)和千粒重?zé)o差異且顯著高于T1處理,T3處理穗數(shù)顯著高于其余處理。T3處理產(chǎn)量較T1和T2處理分別高出85.1%和10.9%。M1處理中，T2處理穗數(shù)和穗粒數(shù)顯著高于T1和T3處理。T3處理千粒重顯著高于T1和T2處理。T2處理產(chǎn)量較T1和T3處理分別高出24.8%和3.6%。表2

表2 不同覆膜和播期處理下U2品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子變化Table 2 The yield and yield components of U2 variety affected by different plastic film mulching and sowing

3 討 論

研究表明，旱香1號和旱香2號2個品種的干物質(zhì)重、養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量表現(xiàn)出相似的趨勢。播期和覆膜處理對旱稻的干物質(zhì)重、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量影響顯著，且二者存在明顯的交互效應(yīng)。

綜合2個覆膜處理(裸地、覆膜)模式下，覆膜處理的干物質(zhì)重、養(yǎng)分吸收量和產(chǎn)量整體高于裸地處理。這與文獻(xiàn)[15-17]的研究一致。但是也有研究發(fā)現(xiàn)地膜覆蓋在作物生長發(fā)育后期的增溫效應(yīng)，不僅對作物養(yǎng)分吸收、生長發(fā)育和產(chǎn)量形成沒有多大實(shí)際意義，還會加速作物根系早衰，縮短根系和葉片等營養(yǎng)器官吸收同化光合產(chǎn)物的時間[18]。可能是由于作物在氣候溫暖、光照較充足、有水澆條件下的栽培而言，覆膜能加快早春播種的旱稻前期的生育進(jìn)程，導(dǎo)致后期地溫過高引起的根系早衰，對產(chǎn)量產(chǎn)生了一定的抑制作用。

不覆膜處理下(裸地)，適播、晚播旱香1號的干物質(zhì)重、氮素、鉀素吸收量均顯著高于早播。晚播磷素吸收量和產(chǎn)量顯著高于早播、適播。晚播旱香2號的干物質(zhì)重、氮素、磷素吸收量、產(chǎn)量顯著高于早播、適播。適播、晚播的鉀素吸收量顯著高于早播。結(jié)果顯示，旱稻裸地晚播可以提高干物質(zhì)重、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量。2個品種在覆膜處理中，總體表現(xiàn)為適播顯著高于早播、晚播的相關(guān)指標(biāo)。結(jié)果顯示，覆膜條件下以適播對旱稻的干物質(zhì)重、養(yǎng)分吸收量和產(chǎn)量提高更顯著。黃福心[19]研究認(rèn)為，播期會影響機(jī)直播稻生育進(jìn)程、群體性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成，機(jī)直播稻應(yīng)在適宜播期內(nèi)盡早播種，以延長水稻生育期，改善機(jī)直播稻產(chǎn)量構(gòu)成因子，最終實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)。金旭生等[20]研究表明，在適宜播期范圍內(nèi)播種的水稻植株高，葉片寬大、挺直，地上部干物質(zhì)積累多，源庫協(xié)調(diào)，產(chǎn)量較高。也有研究認(rèn)為在水稻直播生產(chǎn)過程中，提前播種，保證一定基本苗，協(xié)調(diào)好個體和群體干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)化，能獲得較高產(chǎn)量[21]。

4 結(jié) 論

覆膜或播期處理均能影響旱稻干物質(zhì)重、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量，播期及覆膜處理存在交互作用，覆膜處理旱稻干物質(zhì)重、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量顯著高于裸地。覆膜條件下，適播處理(5月1日)的產(chǎn)量顯著高于早播和晚播處理。覆膜處理增加了養(yǎng)分吸收量，尤其是氮素、磷素、鉀素的含量和比例。覆膜處理在不同的播期，各養(yǎng)分含量表現(xiàn)出相同的趨勢。其中，覆膜適播養(yǎng)分含量高于早播和晚播。覆膜處理和播期組合改變了植株干物質(zhì)重，覆膜適播可以顯著增加干物質(zhì)重。旱香1號和旱香2號品種在覆膜條件下5月1日播種，可以促進(jìn)植株生長和養(yǎng)分吸收，提高產(chǎn)量。