李 超,肖小平,湯文光,唐海明,汪 柯,程凱凱,郭立君,楊光立
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受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻的生物學(xué)特性及救災(zāi)效益*
李 超,肖小平**,湯文光,唐海明,汪 柯,程凱凱,郭立君,楊光立
(湖南省土壤肥料研究所,長(zhǎng)沙 410125)
以抽穗期受澇雜交早稻(陵兩優(yōu)211)和常規(guī)早稻(中早39)割穗留樁苗為研究對(duì)象,未割穗處理為對(duì)照,2016年在湖南株洲開展田間試驗(yàn),測(cè)定受澇早稻割穗留樁(20cm)蓄留再生稻的生物學(xué)指標(biāo),并計(jì)算其救災(zāi)效益,以期為湖南洪澇災(zāi)害后早稻的救災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明:陵兩優(yōu)211割穗蓄留再生稻的產(chǎn)量較中早39割穗處理增加6.4%,陵兩優(yōu)211及中早39割穗處理的實(shí)際產(chǎn)量較未割穗處理分別極顯著(P<0.01)增加115.4%、125.0%,其稻米外觀品質(zhì)及加工品質(zhì)也顯著優(yōu)于未割穗處理(P<0.05);割穗留樁處理再生稻齊穗期的作物生長(zhǎng)率、凈同化率、SPAD值、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率均顯著大于未割穗處理(P<0.05),成熟期葉片正常褪色,割穗留樁處理再生稻生育期顯著短于未割穗處理(P<0.05);割穗留樁處理與不割穗對(duì)照處理相比,其投入產(chǎn)出比增加117.1%,經(jīng)濟(jì)虧損降低57.3%??梢?jiàn),受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量較高,損失降低,救災(zāi)效益顯著,可在洪澇多災(zāi)區(qū)推廣應(yīng)用。
早稻;洪澇;再生稻;救災(zāi)效益;產(chǎn)量;稻米品質(zhì);生物學(xué)特性
隨著全球變暖日漸加劇,極端降水事件的變率及頻次呈增加趨勢(shì)[1],導(dǎo)致洪澇災(zāi)害發(fā)生越發(fā)頻繁。湖南省位于長(zhǎng)江中游南岸,地勢(shì)南高北低,東西南三面環(huán)山,構(gòu)成“馬蹄”形地形格局,是洪澇災(zāi)害多發(fā)的省份之一[2],同時(shí)也是中國(guó)重要的雙季稻主產(chǎn)區(qū)之一[3]。
洪澇對(duì)水稻各生育時(shí)期所造成的經(jīng)濟(jì)損失會(huì)不同,徐富賢等[4]認(rèn)為,洪水淹沒(méi)對(duì)產(chǎn)量損失度的影響表現(xiàn)為抽穗期>孕穗期>乳熟期,水稻不同生育時(shí)期遭受洪澇災(zāi)害后的災(zāi)后補(bǔ)救措施也不同,梅少華等[5]認(rèn)為,翻秋(早稻品種作直播栽培)種植是中稻分蘗期受澇后的重要補(bǔ)救措施,白文波等[6-7]認(rèn)為,中稻受澇后的救災(zāi)補(bǔ)救措施應(yīng)分類進(jìn)行:(1)孕穗初期或在此之前,洪水退后能繼續(xù)正常生長(zhǎng)的則保留;(2)孕穗中期-灌漿期,洪水退后3d,葉片腐爛,稻株受害嚴(yán)重,則直接割苗蓄留再生稻;(3)灌漿期,洪水退后5~7d,有20%以上稻穗能夠繼續(xù)灌漿結(jié)實(shí)的則保留,適期早收后再蓄留再生稻,低于20%則直接割苗蓄留再生稻;(4)受洪水沖毀,稻株死亡的田塊應(yīng)改種其它作物。目前,有關(guān)水稻受澇后的研究主要是通過(guò)盆栽試驗(yàn)?zāi)M淹澇環(huán)境,針對(duì)淹水深度及淹水持續(xù)時(shí)間對(duì)水稻不同生育時(shí)期處理后的農(nóng)藝性狀[8-10]、抗逆生理生化[11-13]等特性進(jìn)行,而對(duì)洪澇災(zāi)后田間水稻的生物學(xué)特性及救災(zāi)效益尚缺乏系統(tǒng)研究報(bào)道。近年來(lái),湖南洪澇災(zāi)害發(fā)生更加頻繁,且多集中在5-6月[14],此時(shí),正值早稻孕穗-乳熟期,是產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期,同時(shí)也是最容易受外界環(huán)境變化影響的時(shí)期[4],洪澇頻發(fā)嚴(yán)重影響了湖南的早稻生產(chǎn)。因此,本研究針對(duì)湖南早稻生長(zhǎng)期洪澇災(zāi)害發(fā)生頻繁、早稻損失嚴(yán)重的現(xiàn)狀,開展受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻的生物學(xué)特性及救災(zāi)效益研究,以期為湖南早稻遭遇洪澇災(zāi)害后的防災(zāi)減災(zāi)提供一定理論支撐。
1.1 試驗(yàn)區(qū)概況
試驗(yàn)區(qū)位于湖南中部的株洲縣龍船鎮(zhèn),早稻生長(zhǎng)期間極易發(fā)生洪澇災(zāi)害。2016年6月13-14日發(fā)生特大暴雨,降水量超過(guò)250mm。據(jù)調(diào)查,以龍船鎮(zhèn)為中心的7個(gè)重災(zāi)鄉(xiāng)鎮(zhèn),洪水淹沒(méi)面積達(dá)18300hm2,其中河灘兩側(cè)的低洼地帶被淹沒(méi)30h以上,淹沒(méi)區(qū)域農(nóng)作物遭受毀滅性破壞,其中以早稻受災(zāi)最嚴(yán)重,此時(shí)正值早稻抽穗揚(yáng)花-灌漿期,河灘兩側(cè)近萬(wàn)公頃稻田由于長(zhǎng)時(shí)間淹水損失嚴(yán)重,絕收面積達(dá)1016hm2,受災(zāi)損失產(chǎn)量達(dá)6100t,直接經(jīng)濟(jì)損失1900多萬(wàn)元。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
選取當(dāng)?shù)刂髟噪s交稻陵兩優(yōu)211和常規(guī)稻中早39兩個(gè)品種,以抽穗不久且能夠繼續(xù)灌漿結(jié)實(shí)的籽粒低于20%的稻田作試驗(yàn)田,稻田被淹沒(méi)時(shí)間超過(guò)48h。每個(gè)品種選3塊田塊,每塊面積200m2左右。為便于田間管理,每個(gè)田塊分割穗留樁及不割穗(CK)兩個(gè)處理,以不割穗為對(duì)照。當(dāng)年洪水于2016年6月15日消退,6月19日將稻穗割穗留樁20cm,秸稈均勻覆蓋于水稻行間,不遮蓋稻樁,不割穗處理任其直接發(fā)出再生苗。假設(shè)同一品種不同田塊早稻季的施肥、密度、灌溉等條件一致,即將每個(gè)品種的3塊田塊作為3次重復(fù)。
1.3 試驗(yàn)管理
割穗前1d,稻田施入150kg·hm-2的尿素及75kg·hm-2的鉀肥作為促芽肥,割穗后稻草覆蓋還田,田面保持3cm左右水層,孕穗期干濕交替灌溉,抽穗-灌漿期保持3cm左右淺水灌溉,蠟熟-黃熟期干濕交替灌溉,收獲前一周斷水。6月28日,噴施6g×hm-2井岡霉素用于防治紋枯病,150mL×hm-2康寬(200g×L-1氯蟲苯甲酰胺)及6g×hm-2井岡霉素用于防治二化螟、卷葉螟及稻曲病,10%的可濕性粉劑吡蟲啉300g×hm-2及25%的噻嗪酮用于防治褐飛虱;7月28日用10%的可濕性粉劑吡蟲啉300g×hm-2及25%的噻嗪酮再防治褐飛虱1次,由于試驗(yàn)田上一季稻田已除草,且割穗后有秸稈覆蓋,有一定防雜草效果,故本季無(wú)需進(jìn)行草害防治。對(duì)照處理除不割穗外,其它管理措施同割穗處理。
1.4 測(cè)定項(xiàng)目
最高苗數(shù)及有效穗數(shù):2016年6月27日,每個(gè)小區(qū)按5點(diǎn)取樣法取樣,每點(diǎn)選取1m2,調(diào)查各節(jié)位的最高苗數(shù);8月21日以此方法調(diào)查有效穗數(shù)。
生育期:割穗-收獲的天數(shù),80%以上谷粒變黃,米質(zhì)變硬時(shí)即可收獲。
地上部干物重:為便于干物重的分析比較,兩個(gè)品種均分別于6月27日(發(fā)苗期)、7月27日(抽穗期)、8月26日(成熟期),每個(gè)小區(qū)按5點(diǎn)取樣法取樣,每點(diǎn)取代表性植株1穴,去除母莖莖葉,將再生苗莖、葉、穗分開,105℃殺青30min,75℃下烘干至恒重,測(cè)量干物質(zhì)重。
葉面積指數(shù)(LAI):各時(shí)期所取植株樣測(cè)干物重之前,將有效葉片摘下,直接測(cè)量葉片的長(zhǎng)、寬,再乘以系數(shù)(0.75),計(jì)算葉面積指數(shù)。
作物生長(zhǎng)率(Crop growth rate,簡(jiǎn)稱CGR,g×m-2×d-1):?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位土地面積上作物群體干物質(zhì)增長(zhǎng)率,即
CGR=(M1-M2)·[(T1-T2)×S]-1(1)
式中,T1、T2代表第1、2次取樣的時(shí)間,分別為距離6月19日割穗的天數(shù),M1、M2分別代表T1、T2時(shí)期取樣的平均每穴干物重(g),S代表每穴水稻所占的稻田面積(m2)。
凈同化率(Net assimilation rate,簡(jiǎn)稱NAR,g×m-2×d-1):?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位葉面積干物質(zhì)量的增加速率,即
NAR= CGR/LAI (2)
葉綠素相對(duì)含量(SPAD):選取有代表性的10穴再生稻進(jìn)行定點(diǎn),在齊穗期及成熟期對(duì)每一穴選取一片有代表性的倒數(shù)第一片完全葉,用日本產(chǎn)SPAD-502對(duì)葉片基部、中部、尖部進(jìn)行測(cè)量,并取平均值。
用SPAD值衰減率表征齊穗期后劍葉葉綠素含量的衰減幅度。計(jì)算式為
SPAD值衰減率=(齊穗期SPAD值-成熟期SPAD值)/(齊穗期SPAD值) (3)
用Pn衰減率表征齊穗期后劍葉凈光合速率的衰減幅度。計(jì)算式為
Pn衰減率=(齊穗期Pn-成熟期Pn)/齊穗期Pn(4)
光合參數(shù):光合速率、氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率的測(cè)量于齊穗期(7月27日)、成熟期(8月26日)采用美國(guó)產(chǎn)LI-6400便攜式光合作用測(cè)定儀對(duì)劍葉進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定時(shí)間選晴天9:00-11:30,測(cè)定部位為劍葉,重復(fù)3次,測(cè)定時(shí)設(shè)定系統(tǒng)內(nèi)氣流速度為500μmol·s-1,溫度為30℃,齊穗期、成熟期光合、測(cè)定時(shí)LI-6400葉室光照強(qiáng)度依據(jù)所檢測(cè)到的外界光強(qiáng)分別設(shè)定為1000、800μmol·m2·s-1,同時(shí)測(cè)定劍葉氣孔導(dǎo)度(Gs)及蒸騰速率(Tr)。
產(chǎn)量:在成熟期,每個(gè)小區(qū)按5點(diǎn)取樣法,每點(diǎn)選擇1m2作為測(cè)產(chǎn)小區(qū),單打單曬,風(fēng)干后稱取干重,計(jì)算稻谷實(shí)際產(chǎn)量,同時(shí),每個(gè)點(diǎn)取5穴,考察各節(jié)位水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子,包括每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重,計(jì)算理論產(chǎn)量。
救災(zāi)減災(zāi)效益:通過(guò)走訪農(nóng)戶對(duì)早稻季及再生季的育秧、耕地、施肥、農(nóng)藥、灌水、收獲及勞動(dòng)力等成本因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì),得出早稻季投入、再生季投入及總投入(早稻季投入+再生季投入),對(duì)澇后割穗留樁及未割穗的20個(gè)田塊進(jìn)行實(shí)地測(cè)產(chǎn),得出大面積再生季的實(shí)際產(chǎn)量,結(jié)合當(dāng)?shù)氐竟仁召?gòu)價(jià),得出
稻谷收入=產(chǎn)量×稻谷收購(gòu)價(jià) (5)
投入產(chǎn)出比=稻谷收入/總投入 (6)
虧損=稻谷收入-總投入 (7)
為便于計(jì)算與比較,地租、再生季施藥、施肥用工、農(nóng)藥及收割統(tǒng)一歸入早稻季計(jì)算。早稻季投入包括地租3750元·hm-2;整地1650元·hm-2;收割1650元·hm-2;常規(guī)稻用種量60.0kg·hm-2,按4.6元·kg-1計(jì),共276.0元·hm-2,雜交稻用種量22.5kg·hm-2,按40元·kg-1計(jì),共900元·hm-2,故平均用種成本計(jì)為588.0元·hm-2;用工按130元·d-1計(jì)算,平均30.0個(gè)工·hm-2,包括移栽、施藥、施肥、撿溝、灌水,計(jì)3900元·hm-2;化肥施用:基肥施水稻專用復(fù)合肥(N:P2O5:K2O=15:15:15)375kg·hm-2,2.2元·kg-1,追肥施尿素150kg·hm-2,1.7元·kg-1,鉀肥75kg·hm-2,4.0元·kg-1,共計(jì)1380元·kg-1hm-2;農(nóng)藥600元·kg-1·hm-2;育秧375元·hm-2,包括育秧盤、地膜及竹拱等;灌溉用水電費(fèi)225元·hm-2。早稻季投入為合計(jì)14118.0元·hm-2。再生季,割稻前施促芽肥,包括尿素150kg·hm-2,鉀肥75kg·hm-2,共計(jì)555元·hm-2;割稻用工1200元·hm-2,合計(jì)1755元·hm-2。稻谷均按2.6元·kg-1計(jì)算。
1.5 數(shù)據(jù)處理
采用DPS14.50及Excel 2007實(shí)用數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與作圖。
2.1 受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻的生物學(xué)特性
2.1.1 生育期
由表1可見(jiàn),兩個(gè)品種割穗留樁后蓄留再生稻的發(fā)苗期、始穗期、齊穗期及成熟期均比同品種未割稻再生發(fā)苗的各生育期提前,全生育期縮短。中早39品種分別提前3、4、4和5d,全生育期縮短了5d;陵兩優(yōu)211品種分別提前了2、4、3和5d,全生育期也縮短了5d。說(shuō)明早稻受澇后割穗留樁蓄留再生苗較未割穗處理可明顯縮短生育期,這在一定程度上可緩解季節(jié)矛盾。
表1 受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻(CP)與未割穗再生稻(CK)生育期的比較
注:ZZ39為“中早39”品種,LLY211為“陵兩優(yōu)211”品種。*、**分別表示處理間差異通過(guò)0.05、0.01水平的顯著性檢驗(yàn)。下同。
Note:*and**indicate the difference significance among treatments at 0.05 and 0.01 level, respectively. ZZ39 is “Zhongzao 39”, LLY211 is “Lingliangyou 211”. CP, GE, IH, FH, MA and DG is cutting panicles, germination, initial heading, full heading, maturity stage, respectively. DG is days of growth stage. The same as below.
2.1.2 葉面積指數(shù)(LAI)、作物生長(zhǎng)率(CGR)、凈同化率(NAR)
表2表明,兩個(gè)品種的割穗、未割穗CK處理齊穗-成熟期的作物生長(zhǎng)率(CGR)、凈同化率(NAR)CGR及NAR較發(fā)苗-齊穗期均呈增加趨勢(shì),且兩個(gè)生育階段的CGR均表現(xiàn)為割穗處理顯著大于CK處理(P<0.05),表明割穗更有利于早稻再生稻干物質(zhì)的積累。從不同生育時(shí)期看,兩個(gè)品種發(fā)芽-齊穗期割穗處理的LAI大于CK,而齊穗-成熟期卻小于CK,這可能是因?yàn)楦钏胩幚硐掠捎跊](méi)有頭季稻老葉的遮蔭,冠層葉片對(duì)光照的利用率高,源庫(kù)流之間的運(yùn)轉(zhuǎn)流暢,葉片中的光合產(chǎn)物順利向籽粒中轉(zhuǎn)運(yùn),葉片褪色快,有效葉面積衰減快。而CK處理由于結(jié)實(shí)率低,葉片“源”生產(chǎn)的光合產(chǎn)物及積累的養(yǎng)分不能順利運(yùn)輸?shù)阶蚜!皫?kù)”,使葉片養(yǎng)分積累多而褪色慢,有效葉面積衰減慢。
表2 受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻(CP)與未割穗再生稻(CK)平均葉面積指數(shù)(LAI)、作物生長(zhǎng)率(CGR)、凈同化率(NAR)的比較
2.1.3 葉綠素含量(SPAD值)
表3表明,從不同節(jié)位來(lái)看,兩個(gè)品種的割穗與未割穗CK處理各節(jié)位由上而下其SPAD值均表現(xiàn)為遞增趨勢(shì)。從是否割穗來(lái)看,割穗與否對(duì)中早39及陵兩優(yōu)211其SPAD值的影響一致,均表現(xiàn)為齊穗期差異不顯著,而成熟期割穗處理的SPAD值分別顯著(P<0.05)低于CK13.3%、12.8%。同時(shí),中早39及陵兩優(yōu)211割穗處理齊穗-成熟期的SPAD值衰減率分別為44.7%、42.4%,而CK僅為38.7%、34.7%,這可能主要是因?yàn)镃K處理的頭季稻(早稻)老葉遮蔭,結(jié)實(shí)率低,葉片中的光合產(chǎn)物及積累的養(yǎng)分不能順利向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn),導(dǎo)致葉片褪色較慢。
2.1.4 光合特性
表4表明,從是否割穗來(lái)看,兩個(gè)品種割穗處理齊穗期的葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)及蒸騰速率(Tr)均顯著高于CK(P<0.05),而成熟期均低于CK,中早39及陵兩優(yōu)211割穗處理在齊穗-成熟期的Pn衰減率分別為52.9%、50.2%,而CK僅為34.9%、29.8%,這可能主要與未割稻處理籽?!皫?kù)”不能有效儲(chǔ)存葉片“源”生產(chǎn)的光合產(chǎn)物及積累的養(yǎng)分,從而導(dǎo)致葉片養(yǎng)分過(guò)剩,使成熟期葉片的光合出現(xiàn)無(wú)效增加現(xiàn)象,這與成熟期葉片光合本應(yīng)正常衰減的規(guī)律相違背。從不同節(jié)位看,兩個(gè)品種割穗處理基部節(jié)位再生苗的Pn、Gs、Tr均大于上部節(jié)位,而CK處理則表現(xiàn)出相反的趨勢(shì),這主要是因?yàn)榛抗?jié)位再生苗的生育期要遲于上部節(jié)位,使基部節(jié)位再生苗的葉片對(duì)光資源的吸收利用強(qiáng)于上部節(jié)位,且割穗處理不存在頭季稻老葉的遮擋,不同節(jié)位再生苗對(duì)各個(gè)空間的光資源利用效率高于未割穗處理。
表3 受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻(CP)與未割穗再生稻(CK)葉綠素含量(SPAD值)的比較
表4 受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻(CP)與未割穗再生稻(CK)葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)及蒸騰速率(Tr)的比較
2.1.5 產(chǎn)量
表5表明,雜交早稻陵兩優(yōu)211割穗蓄留再生稻的產(chǎn)量較常規(guī)早稻中早39增加6.4%,陵兩優(yōu)211及中早39割穗處理的實(shí)際產(chǎn)量均極顯著高于未割穗處理CK(P<0.01),分別增加115.4%、125.0%,表明割穗有利于實(shí)現(xiàn)澇后早稻再生稻的高產(chǎn),且雜交稻的增產(chǎn)潛力大。從產(chǎn)量構(gòu)成因子來(lái)看,有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)及結(jié)實(shí)率的提高是割穗處理獲得高產(chǎn)的重要原因,中早39割穗處理的有效穗、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率較CK分別顯著(P<0.05)增加15.7%、10.3%、61.1%,陵兩優(yōu)211分別增加11.3%、12.7%、69.9%,千粒重雖然差異不顯著,但亦分別增加1.3g、1.6g。從成穗率看,中早39、陵兩優(yōu)211割穗處理的最高苗數(shù)較CK分別低8.7%、8.0%,而成穗率卻顯著增加41.1%(P<0.01)、21.7%(P<0.05),表明割穗處理能夠顯著提高產(chǎn)量構(gòu)成的各項(xiàng)因子值,顯著提高成穗率,為實(shí)際產(chǎn)量的提高打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。從不同節(jié)位看,割穗及未割穗處理的基部節(jié)位的發(fā)苗數(shù)、成穗率及產(chǎn)量較大,表明早稻割穗留樁蓄留再生稻以基部節(jié)位(割稻處理的倒4、倒5)的芽萌發(fā)成穗為主;割穗及未割穗處理各節(jié)位由上而下的結(jié)實(shí)率均表現(xiàn)出遞減趨勢(shì),而每穗粒數(shù)則表現(xiàn)出遞增趨勢(shì)。
表5 受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻(CP)與未割穗再生稻(CK)不同節(jié)位產(chǎn)量的比較
Note: HS is highest seedlings, EP is effective panicle, SR is spike rate, GS is grain number per spike, SSR is seed-setting rate, TW is 1000-grain weight, TY is theoretical yield, AY is actual yield, M/S is mean/sum.
2.1.6 稻米品質(zhì)
表6表明,中早39割穗處理的惡白度及惡白粒率較未割穗處理CK分別顯著(P<0.05)降低25.3%、32.8%,糙米率、精米率及整精米率分別顯著增加(P<0.05)10.4%、19.4%、17.4%;陵兩優(yōu)211割穗處理的惡白度及惡白粒率較未割穗處理分別顯著(P<0.05)降低26.0%、34.5%,糙米率、精米率及整精米率分別顯著增加11.1%、22.9%、23.7%,兩個(gè)品種表現(xiàn)一致,表明割穗能顯著提高早稻的稻米品質(zhì)(外觀品質(zhì)、加工品質(zhì))。
表6 受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻(CP)與未割穗再生稻(CK)稻米品質(zhì)的比較
2.2 割穗留樁蓄留再生稻的救災(zāi)減災(zāi)效益分析
割穗留樁是早稻遭受洪澇災(zāi)害長(zhǎng)期淹水之后救災(zāi)減災(zāi)的主要措施之一,本調(diào)查研究表明,割穗處理的總投入與未割穗處理CK差異不顯著,稻谷收入(挽回經(jīng)濟(jì)損失)及投入產(chǎn)出比CK分別增加132.4%、117.1%。早稻遭遇洪水后再生稻作為一種減災(zāi)救災(zāi)方式,只能最大限度地降低經(jīng)濟(jì)損失。本調(diào)查研究表明:通過(guò)早稻蓄留洪水再生稻,經(jīng)濟(jì)虧損為3845元·hm-2,僅占未割穗的40.5%,較未割穗降低了57.3%,表明早稻割穗留樁蓄留洪水再生稻能夠較好地減少經(jīng)濟(jì)損失,可作為早稻遭遇洪災(zāi)后的一種重要減災(zāi)救災(zāi)方式進(jìn)行推廣應(yīng)用。
表7 受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻(CP)與未割穗再生稻(CK)的救災(zāi)效益比較
Note:EI is early rice input, RII is ratooning rice input, TI is total input, Y is yield, RI is rice income, IR is input-output ratio, D is deficit.
3.1 討論
3.1.1 受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻的產(chǎn)量及稻米品質(zhì)
水稻受澇后割穗留樁蓄留再生稻技術(shù)是指在水稻孕穗末-灌漿初期被洪水淹沒(méi)48h以上,導(dǎo)致不能正常抽穗、揚(yáng)花和繼續(xù)灌漿結(jié)實(shí)低于20%的田塊,且稻株基部莖、腋芽和根系尚具活力,待洪水退后采用割苗蓄留再生稻的措施。再生稻產(chǎn)量受品種影響較大[15],本研究表明,雜交早稻陵兩優(yōu)211割穗蓄留再生稻的產(chǎn)量較常規(guī)早稻中早39增加6.4%,每穗粒數(shù)是主要增產(chǎn)因子,因此,在洪澇災(zāi)害多發(fā)區(qū)域應(yīng)選擇種植產(chǎn)量潛力較大的雜交稻品種。張乃洪等[6-7]研究認(rèn)為,澇后割苗留樁蓄留再生稻有利于增加有效穗、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率及千粒重,從而顯著增加產(chǎn)量,本研究通過(guò)割稻留低樁(20cm)與未割稻相比,也表現(xiàn)出相同的趨勢(shì),且發(fā)現(xiàn)高成穗率是澇后早稻割穗留樁蓄留再生稻獲得高產(chǎn)的重要因子,其中基部節(jié)位(倒4節(jié)、倒5節(jié))的芽萌發(fā)成穗的貢獻(xiàn)最大。
稻米品質(zhì)受水稻品種和外界環(huán)境因素的影響,灌漿期籽粒的發(fā)育狀況決定了其外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)[16],本研究表明,早稻通過(guò)割穗留樁蓄留洪水再生稻的稻米外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)較未割稻顯著增加,這可能主要是因?yàn)槲锤钏胩幚泶嬖谠绲炯纠先~的遮擋,使齊穗期的作物生長(zhǎng)率、凈同化率及光合能力均顯著低于割穗處理,嚴(yán)重影響了干物質(zhì)生產(chǎn)及籽粒的灌漿結(jié)實(shí),導(dǎo)致未割穗處理的結(jié)實(shí)率及千粒重顯著低于割穗處理,未割穗處理較低的千粒重反應(yīng)其籽粒灌漿充實(shí)度較差,從而導(dǎo)致稻米外觀品質(zhì)及加工品質(zhì)變劣。
3.1.2 受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻的生物學(xué)特性
割穗留樁作為水稻受澇的一種重要災(zāi)后補(bǔ)救措施已有不少報(bào)道,但僅對(duì)其產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子進(jìn)行了初步研究[6-7,17-18],對(duì)割穗留樁蓄留再生稻的生物學(xué)特性方面還鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究表明,兩個(gè)品種割穗留樁處理齊穗期及成熟期的作物生長(zhǎng)率、凈同化率均高于未割穗處理,齊穗期凈光合速率、氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率均顯著高于未割穗處理,表現(xiàn)出“源”足的特征;割穗處理的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子均顯著大于未割稻處理,表現(xiàn)出“庫(kù)”大的特征;割穗處理的成熟期較未割穗提前5~6d,成熟期的SPAD值、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率略低于未割穗處理,表明割穗處理的“源”與“庫(kù)”之間運(yùn)轉(zhuǎn)協(xié)調(diào),而“流”是保證其順利運(yùn)轉(zhuǎn)的橋梁,表現(xiàn)為葉片中的光合產(chǎn)物及養(yǎng)分往籽粒中運(yùn)轉(zhuǎn)通暢,使結(jié)實(shí)率及千粒重增高,葉片正常褪色,籽粒正常成熟,呈現(xiàn)出“流”暢的特征,而未割穗處理的結(jié)實(shí)率及千粒重較低,籽粒“庫(kù)”不能有效儲(chǔ)存葉片“源”生產(chǎn)的光合產(chǎn)物及積累的養(yǎng)分,從而導(dǎo)致葉片SPAD值高,養(yǎng)分過(guò)剩,成熟期葉片的光合出現(xiàn)無(wú)效增加現(xiàn)象,這與成熟期葉片光合本應(yīng)正常衰減的規(guī)律相違背。
3.1.3 受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻的救災(zāi)減災(zāi)效應(yīng)
洪澇災(zāi)害所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失難以避免,通過(guò)救災(zāi)減災(zāi)措施盡量減少損失才是關(guān)鍵所在,水稻抽穗期受澇48h以上的主要災(zāi)后補(bǔ)救措施有翻秋[5]、改種一季晚稻[19]、改種其它作物[19-20]、割穗留樁蓄留再生稻[7,21],改種一季晚稻及其它作物需要再次投入一季生成的成本,比較效益低,而割穗留樁蓄留再生稻只需投入少量的化肥及農(nóng)藥即可,具有節(jié)約種子、化肥、農(nóng)藥、整地及勞動(dòng)力等成本的優(yōu)勢(shì),投入產(chǎn)出比高,能較好地減少虧損,降低農(nóng)戶損失,在湖南具有較好的救災(zāi)減災(zāi)效應(yīng),對(duì)于指導(dǎo)早稻抽穗期遭遇洪災(zāi)后的救災(zāi)減災(zāi)工作具有重大的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
3.2 結(jié)論
(1)早稻受澇后割穗留樁蓄留再生苗較未割穗處理明顯縮短生育期,有利于緩解季節(jié)矛盾。
(2)割穗留樁的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子均顯著高于未割穗,高成穗率是其獲得高產(chǎn)的重要因子;稻米外觀品質(zhì)及加工品質(zhì)顯著優(yōu)于未割穗,可作為早稻遭遇洪澇災(zāi)害后的一項(xiàng)重要補(bǔ)救措施。
(3)割穗留樁齊穗期的葉面積指數(shù)、作物生長(zhǎng)率、凈同化率、光合參數(shù)等均顯著大于未割穗,而成熟期則表現(xiàn)出正常衰減規(guī)律,具有“源”足“流”暢“庫(kù)”大的特點(diǎn),從理論上論證了早稻割穗留樁蓄留洪水再生稻的科學(xué)性。
(4)割穗留樁與不割稻相比,投入產(chǎn)出比高,能有效減少虧損,降低農(nóng)戶損失,在湖南洪澇多災(zāi)區(qū)適宜推廣應(yīng)用。
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Biological Characteristics and Relief Benefits of Early Rice of Ratooning Rice after Flood Disaster by Cutting Panicles
LI Chao, XIAO Xiao-ping, TANG Wen-guang, TANG Hai-ming, WANG Ke, CHENG Kai-kai, GUO Li-jun, YANG Guang-li
(Hunan Province Soil and Fertilizer Research Institute, Changsha 410125, China)
In order to provide some scientific basis for disaster relief of early rice after flood disaster in Hunan province, the biological characteristics and relief benefits of early rice of ratooning rice after flood disaster were studied by cutting panicles (20cm) in Zhuzhou country in 2016. The experiment by using the Lingliangyou 211 of hybrid early rice and Zhongzao 39 of conventional early rice as materials, and set cutting panicles as treatment at heading stage, by using the uncutting panicles as control.The results showed that the grain yield of Lingliangyou 211 with cutting panicles was 6.4% higher than that of the Zhongzao 39, the grain yield of Lingliangyou 211 with cutting panicles increased significantly (P<0.01) by 115.4% and 125.0% compared with the control, respectively. And the rice appearance quality and processing quality of cutting panicles treatments was better significantly (P<0.05) than that of the control. Ratooning rice by cutting panicles treatments appeared the crop growth rate of plant, net assimilation rate of leaves, SPAD value of leaves, net photosynthetic rate of leaves, stomatal conductance and transpiration rate of leaves were greater with cutting panicles treatments than that of the control at full heading stage, and the leaf with cutting panicles treatments showed normal discoloration at maturity stage. Meanwhile,thegrowth period of rice with cutting panicles treatments was shorter than that of the control. The input and output ratio of rice with cutting panicles treatment increased 117.1% and economic reduced 57.3% compared with the control. Therefore, it was had higher economic yield, lower farmers loss and significant disaster relief benefits by cutting panicles after flood disaster, which was suitable for popularization and application in Hunan province flood prone areas.
Early rice; Flood; Ratooning rice;Relief benefits; Yield; Rice quality; Biological Characteristics
10.3969/j.issn.1000-6362.2017.07.006
李超,肖小平,湯文光,等.受澇早稻割穗留樁蓄留再生稻的生物學(xué)特性及救災(zāi)效益[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2017,38(7):447-455
2016-11-28
。E-mail:hntfsxxping@163.com
國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD20B05)
李超(1989-),碩士,研究實(shí)習(xí)員,主要從事耕作生態(tài)與農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)研究。E-mail:hnchaoli0419@163.com