播期對寒地粳稻產量及溫光資源利用的影響

劉猷紅 張俊 唐傲 劉凱 張喜娟 董文軍 孟英* 來永才*

（1黑龍江省農業科學院 耕作栽培研究所，哈爾濱 150086；2國家耐鹽堿水稻技術創新中心 東北中心，哈爾濱 150086；3黑龍江省農業科學院，哈爾濱 150086；4黑龍江省作物分子設計與種質創新重點實驗室，哈爾濱 150086；5中國農業科學院 作物科學研究所，北京 100081；第一作者：liuyouhong1011@126.com；*通訊作者：18645146186@163.com；yame0451@163.com）

近年，受氣候的影響，我國北方地區春季低溫和干旱災害頻發，導致當地農民無法實現及時播種和泡田插秧，并且這種現象還有進一步加劇的可能[1-2]。調控播期是保證北方優質粳稻高產穩產的關鍵栽培技術手段之一。

黑龍江是我國重要的商品糧基地，同時也是優質粳稻生產區，其南部溫光資源豐富，是生產優質稻米條件最好的地區之一。合理播期有利于保證優質粳稻充分利用當地溫光資源[3-4]，發揮品種產量潛力[5-6]，同時還能避免災害造成的影響，對促進寒地優質粳稻高產穩產具有十分重要的意義。凌啟鴻[7]認為，選擇合適播期是栽培管理中的關鍵技術，同時也是水稻高產優質的基礎。關于分期播種對水稻生育期、產量的影響，前人已做了大量研究，但由于地理位置[8]、品種類型[9-10]、栽培方式[11-12]以及田間管理方式等諸多因素的不同，結果不盡相同。本研究立足于黑龍江省第一積溫帶優質稻區，以優質粳稻品種為材料，通過分期播種試驗，研究播期對優質粳稻生育期、產量及溫光資源利用的影響，以及探究影響優質粳稻產量的關鍵氣象因子，旨在為寒地稻區水稻生產充分利用溫光資源保證優質粳稻高產穩產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況

試驗于2018—2019年在黑龍江省農科院水田試驗基地（哈爾濱市道外區民主鄉，E 126°50′16″，N 45°51′5″）進行，試驗點屬中溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫5.6℃，日照時數2 669 h，無霜期短，年降水量508～583 mm，耕層土壤（0～20 cm）基本理化性質為：有機質含量27.4 g/kg，堿解氮92.7 mg/kg，有效磷322.2 mg/kg，速效鉀189.3 mg/kg，pH值8.02，土壤類型屬于黑鈣土。

1.2 試驗設計

以近年來黑龍江省生產上種植面積較大的、適宜黑龍江第一積溫區種植的3個優質粳稻品種龍稻18（全生育期140 d，需≥10℃活動積溫2 600℃）、松粳22（全生育期144 d，需≥10℃活動積溫2 700℃）、松粳9（全生育期140 d，需≥10℃活動積溫2 650℃）為試驗材料。試驗設3個處理：Ⅰ，4月13日播種；Ⅱ，4月25日播種；Ⅲ，5月7日播種。每個播期處理設3次重復，每個小區面積20 m2，共計27個小區。隨機區組排列，不同播期處理間用黑色塑料擋板隔開，保證單獨排灌，防止竄肥。秧苗長到4葉時人工栽插，插秧行株距為30.0 cm×13.3 cm，每叢插5～7株。

施用氮肥（尿素）、磷肥（磷酸二銨）、鉀肥（硫酸鉀），分別以N、P2O5和K2O計，N∶P2O5∶K2O=2∶1∶1。氮肥（純N）施用總量135 kg/hm2，基肥∶分蘗肥∶穗肥=4∶3∶3施用；磷肥作基肥一次性施用；鉀肥為基肥、穗肥各50%。水分管理及其他大田栽培均按當地高產栽培措施進行。

1.3 測定內容及方法

1.3.1 氣象數據來源

生育期內田間逐日溫度、濕度監測采用澤大ZDR-41型儀器記錄，監測時間間隔為20 min；日照時數和日降雨量氣象數據來源于黑龍江農業科學院民主園區氣象觀測站。太陽輻射則根據日照時數采用Angstrom計算公式計算獲得[13]，即太陽總輻射Q=Qa（a+b n/N），式中Qa為天文太陽輻射，n為當日實際日照時數，N為當日可能日照時數，a和b取0.25和0.50[14]。

1.3.2 生育期、產量及產量構成因素

生育期主要記載播種期、出苗期、移栽期、齊穗期及成熟期；在成熟期每個處理調查3次重復，每個重復調查連續50叢水稻的有效穗數。按平均有效穗數選取考種樣，每個小區分別取樣9叢，調查每穗粒數、結實率及千粒重；每個小區選擇中間位置5 m2實割測產。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2007整理和錄入數據，用SPSS 20.0軟件進行數據分析，用LSD法進行差異顯著性檢驗，用GraphPad Prism 8進行數據繪圖。

2 結果與分析

2.1 播期對優質粳稻生育期及溫光資源利用的影響

從表1可知，隨著播期推遲，出苗-齊穗期和出苗-成熟期的生育期天數縮短，而齊穗-成熟期的天數相差不大；從2年試驗可以看出，出苗-成熟期、出苗-齊穗期和齊穗-成熟期的日均光照時數分別為6.40～6.73 h、6.11～7.35 h、4.92～7.36 h；出苗期-齊穗期和出苗期-成熟期日均溫度隨著播期推遲逐漸升高，齊穗-成熟期日均溫度逐漸降低。

表1 不同播期優質粳稻主要生育階段的溫光特征

由表2可知，隨著播期推遲，優質粳稻的全生育期天數減少，與播期Ⅰ相比，2018年播期Ⅱ和播期Ⅲ減少天數分別為8～9 d、10～11 d，2019年減少天數分別為5～7 d、12～15 d。與播期I相比，播期II和播期III出苗-齊穗期（營養生長期和營養生長與生殖生長并進期）天數縮短明顯，而齊穗-成熟期（生殖生長期）天數相對穩定。隨著播期的推遲，優質粳稻全生育期積溫、各階段及全生育期光照時數均表現為降低趨勢，且光照時數利用率減少。

表2 播期對優質粳稻生育期及溫光資源利用的影響

由表3可知，生育期天數的長短與出苗-成熟期和出苗-齊穗期的日均光照時數呈極顯著正相關，與出苗-成熟期和出苗-齊穗期的日平均溫度呈極顯著負相關，說明齊穗前的日均溫度增加和全生育期的日均光照時數減少可使水稻生育期縮短。

表3 優質粳稻生育期與日均溫度和日均光照時數的相關性

2.2 播期對優質粳稻產量及其構成因素的影響

由表4可知，在保證水稻能正常成熟范圍內，產量在品種間及不同播期間存在極顯著差異，在年度間和品種與播期的互作效應上差異不顯著。由表5可知，隨著播期推遲，優質粳稻的產量逐漸降低，播期Ⅲ與播期Ⅰ差異顯著。進一步分析產量構成因素發現，不同播期處理間，優質粳稻的結實率和千粒重變異幅度較小，有效穂數和穗粒數的變異幅度相對較大。相關分析表明，產量與有效穂數和穗粒數呈顯著或極顯著正相關。以上結果說明，播期推遲不利于優質粳稻高產，產量下降原因主要與有效穂數和穗粒數的減少有關。

表4 產量在播期間與不同品種間的方差分析

表5 播期對優質粳稻產量及其構成因素的影響

2.3 產量與各生育階段氣象因子的相關性

為了分析評估水稻生長季氣候條件對水稻產量形成的影響，考慮到不同年份之間品種產量特性的差異，為了減小其他因素對產量的影響，本研究引入相對產量概念（相對產量=某一品種在一個播期和一個地區的產量/該品種所有播期和所有年份的平均產量）[15-16]。通過分析水稻不同生育階段平均溫度和平均太陽輻射與相對產量形成的關系，如圖1所示，優質粳稻的相對產量與出苗-成熟期的日均溫呈顯著負相關，與出苗-齊穗期的日均溫呈極顯著負相關，與齊穗-成熟期的日均溫呈正相關，說明齊穗前的日均溫降低和齊穗后的日均溫升高有利于增產。

圖1 水稻產量與各生育階段平均溫度和平均太陽輻射的相關性（n=18）

就太陽輻射而言，出苗-齊穗期的太陽輻射與相對產量呈正相關，出苗-成熟期的太陽輻射與相對產量呈極顯著的正相關，這說明在寒地稻區太陽輻射對產量形成有正向作用。

3 結論與討論

調控播期是水稻充分利用溫光資源最終獲得高產的栽培技術之一。楊稚愚等[17]研究表明，早播和晚播均不利于產量構成因素的形成與產量的提高。本研究結果表明，隨著播期推遲，水稻全生育期縮短，產量下降，產量下降的原因是由于有效穂數和穗粒數的減少。對于水稻溫光利用而言，隨著播期推遲，優質粳稻的全生育期有效積溫和光照時數利用率均呈下降趨勢，這與汪偉等[18-20]研究結果相同。本研究初步明確了出苗-齊穗期的日平均溫度是水稻產量形成關鍵氣象影響因子，而出苗-成熟期的太陽輻射對產量的影響也不能忽視。