“早蓄晚灌”節(jié)水條件下輕簡栽培模式對雙季晚稻產(chǎn)量與物質(zhì)轉(zhuǎn)運特性的影響

戴煒，龍文飛，唐志偉，傅志強

（湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院／農(nóng)業(yè)部華中地區(qū)作物栽培科學觀測實驗站，長沙 410128）

水稻傳統(tǒng)的栽培模式耗水量高達1.05～1.35×104m3／hm2，甚至高達 3.00×104m3／hm2。在水資源十分緊缺的情況下，水稻節(jié)水灌溉具有非常重要的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益［1］。南方稻區(qū)降水充足，但由于降水時空分布不勻，季節(jié)性干旱相對嚴重，同時節(jié)水意識淡薄，干旱影響的范圍不斷擴大，影響程度也在不斷加深，季節(jié)性干旱成為了南方稻區(qū)穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)的主要限制因子［2］。因此，我國南方稻區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉有利于水稻增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。關于水稻不同種植方式的比較研究較多。水稻直播、拋栽、機插和人工移栽對產(chǎn)量及其構成因素影響不同［3～8］，但節(jié)水條件下輕簡栽培模式對雙季晚稻產(chǎn)量形成與物質(zhì)轉(zhuǎn)運特性的影響研究不多。

湖南南部稻區(qū)光溫水資源豐富，適于雙季稻種植。但由于降水分配不均，雨熱不同步，導致季節(jié)性干旱頻發(fā)，制約雙季晚稻穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)［9，10］。本研究針對湖南南部丘陵山區(qū)梯沖田傳統(tǒng)的節(jié)水栽培模式，結合當前規(guī)?；a(chǎn)的實際需求，在早稻生育后期加高加固田埂蓄積雨水，解決晚稻移栽返青期因無降水可能導致無法栽插的難題，滿足晚稻正常需水，結合不同耕作方式和種植方式，研究節(jié)水輕簡栽培模式對雙季晚稻產(chǎn)量及其構成因素、物質(zhì)轉(zhuǎn)運特性的影響，探索最優(yōu)的輕簡栽培模式，為形成“早蓄晚灌”節(jié)水輕簡栽培技術體系提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2016年3～11月在永州市冷水灘區(qū)糧豐工程示范試驗基地進行，土壤類型為壤土，肥力中等。試驗采用隨機區(qū)組設計，3次重復，每個區(qū)組一丘田，每個小區(qū)面積0.02 hm2，小區(qū)田埂覆膜，高約10 cm，單排單灌。在早稻后期蓄水（5～10 cm）的條件下，設置5個處理：

處理1：早稻旋耕機插機收＋晚稻免耕機插機收；

處理2：早稻旋耕拋栽機收＋晚稻免耕機插機收；

處理3：早稻旋耕拋栽機收＋晚稻免耕人栽機收；

處理4：早稻旋耕人插人收＋晚稻免耕拋栽機收；

處理5（CK）：早稻旋耕人插人收＋晚稻免耕人插人收。

機插田采用大田硬盤育秧方式育秧；機收用小型輪式收割機收割；拋栽采用軟盤育秧方式；早稻機收或人收均留低樁，高度＜3 cm。采用“增苗節(jié)氮”方式：按比常規(guī)處理（CK）“增加10%的苗，減少20%N”來操作。常規(guī)處理（CK）氮肥早稻按純N 150 kg／hm2施入，晚稻按純 N 180 kg／hm2施入，每公頃30萬穴，常規(guī)稻每穴3苗，雜交稻每穴2苗。供試的早稻品種為‘中嘉早17’，晚稻品種為‘豐源優(yōu)299’。早稻：手栽和拋栽于3月20日播種，4月21日移栽，7月11日收獲；機插育秧4月5日播種，4月22日機插。晚稻：手栽和拋栽6月23日播種，7月25日移栽，10月27日收獲；機插育秧6月20日播種，7月20日機插。肥料施用按N∶P2O5∶K2O＝1∶0.5∶1.2進行，N肥按基肥∶分蘗肥 ＝1∶1施入，其他肥料作為基肥一次性施入。

1.2 測定指標與方法

1.2.1 產(chǎn)量及其構成

成熟期各小區(qū)調(diào)查60株計算有效穗。按平均取樣法各小區(qū)取5株用于考察株高、穗長、每穗總粒數(shù)、實粒數(shù)和千粒重。

1.2.2 莖鞘、葉片物質(zhì)輸出率及物質(zhì)轉(zhuǎn)換率

抽穗期、成熟期分別于各小區(qū)取樣3株，分莖鞘、葉片、穗烘干測定干物質(zhì)量。

莖鞘（葉片）表觀輸出量（t／hm2）＝抽穗期莖鞘（葉片）干重－成熟期莖鞘（葉片）干重；

莖鞘（葉片）表觀輸出率（%）＝（抽穗期莖鞘（葉片）干重－成熟期莖鞘（葉片）干重）／抽穗期莖鞘（葉片）干重×100%；

莖鞘（葉片）物質(zhì)轉(zhuǎn)換率（%）＝（抽穂期莖鞘（葉片）干重－成熟期莖鞘（葉片）干重）／籽粒干重×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003、DPS軟件進行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析，方差分析采用Duncan新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同輕簡栽培模式對晚稻產(chǎn)量的影響

2.1.1 產(chǎn)量及其構成因素

由表1可知，不同處理產(chǎn)量差異顯著。以處理5產(chǎn)量最高，較其他處理高1.03%～24.15%，處理1最低，其中處理5和處理4顯著高于其他3個處理。穗長以處理2最高，較其他處理高0.96%～9.70%，處理1最低，其中處理2和處理5均顯著高于其他3個處理；單株有效穗數(shù)以處理1最高，顯著高于其他處理4.76%～23.82%，處理3最低；穗總粒數(shù)以處理5最高，且顯著高于其他處理5.06%～28.82%，處理1最低；結實率以處理5最高，較其他處理高出了0.91%～18.67%，與處理3、處理4差異不顯著，但3者顯著高于處理2和處理1；千粒重以處理2最高，且顯著高于其他處理13.43%～20.77%，處理1次之，顯著高于處理3、處理4和處理5，處理3、處理4和處理5之間差異不顯著。

表1 各種植方式的晚稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構成Table 1 Grain yield and yield com ponents of late rice under different planting patterns

2.1.2 水稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構成因素的相關分析

由表2可知，產(chǎn)量與結實率、穗長、穗總粒數(shù)以及株高均呈不顯著正相關，且相關性呈逐漸遞減的趨勢，與千粒重（0.82）和株有效穗（0.75）呈顯著正相關；千粒重與株高、穗長和株有效穗呈逐漸遞減的不顯著正相關，與穗總粒數(shù)（－0.69）、結實率（－0.62）呈不顯著負相關；結實率與穗總粒數(shù)呈極顯著正相關（0.93**），與穗長和株高呈不顯著正相關，與株有效穗則呈不顯著負相關（－0.57）；穗總粒數(shù)與株高、穗長呈不顯著正相關，與株有效穗呈不顯著負相關（－0.62）；株有效穗與株高和穗長呈不顯著負相關；穗長與株高二者呈顯著正相關（0.87*）。

表2 產(chǎn)量及其構成因素的相關系數(shù)Table 2 Correlation analysis of yield and its components

2.2 水稻物質(zhì)輸出及物質(zhì)轉(zhuǎn)換率

由表3可知，不同處理莖鞘表觀輸出量達3.39～5.94 g／株，以處理4輸出量最高，較其他處理高2.44%～74.86%，與處理3差異不顯著，二者較其他3個處理差異顯著，處理1、處理2和處理5差異不顯著，其中以處理1莖鞘表觀輸出量最低，較其他處理低11.99%～42.81%；不同處理莖鞘物質(zhì)輸出率達22.56%～36.56%，以處理3物質(zhì)輸出率最高，較其他處理高0.11%～14.00%，與處理4差異不顯著，二者與其他3個處理均差異顯著，處理1、處理2和處理5均差異不顯著，以處理1莖鞘物質(zhì)輸出率最低，較其他處理低0.64%～14.00%；不同處理莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率達13.57%～25.40%，以處理3物質(zhì)轉(zhuǎn)換率最高，較其他處理高3.21% ～11.83%，以處理5最低，較其他處理低2.52%～11.83%。

不同處理葉片表觀輸出量達1.52～4.13 g／株，以處理2輸出量最高，較其他處理高20.08%～171.02%，與處理3差異不顯著，二者顯著高于其他處理，以處理5最低，較其他處理低20.53% ～63.10%；不同處理葉片物質(zhì)輸出率達18.19%～42.98%，以處理2葉片物質(zhì)輸出率最高，較其他處理高2.95%～24.79%，與處理3差異不顯著，二者較其他處理差異顯著，以處理5最低，較其他處理低3.94%～24.79%；不同處理葉片物質(zhì)轉(zhuǎn)換率達5.25%～17.21%，總體較莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率低，以處理2葉片物質(zhì)轉(zhuǎn)換率最高，較其他處理高2.14%～11.96%，以處理5最低，較其他處理低1.92%～11.96%。

不同處理水稻莖鞘和葉片物質(zhì)輸出率共計達23.62%～37.79%，物質(zhì)轉(zhuǎn)換率達18.82% ～40.47%，二者以處理3最高，處理5最低。通過F值比較可知，不同處理對水稻葉片轉(zhuǎn)運特性的影響要高于莖鞘，對物質(zhì)輸出率的影響要高于物質(zhì)轉(zhuǎn)換率，對表觀輸出量的影響相對最低。相關分析表明，水稻葉片轉(zhuǎn)運特性與產(chǎn)量呈不顯著負相關，說明存在葉片表觀輸出量、物質(zhì)輸出率和物質(zhì)轉(zhuǎn)換率越高產(chǎn)量反而降低的趨勢；莖鞘轉(zhuǎn)運特性中物質(zhì)轉(zhuǎn)換率與產(chǎn)量呈不顯著負相關，表觀輸出量和物質(zhì)輸出率與產(chǎn)量呈不顯著正相關。

表3 水稻干物質(zhì)轉(zhuǎn)運特性Table 3 Dry matter transport characteristics of rice

3 結論與討論

3.1 種植方式對水稻產(chǎn)量及構成因素的影響

國內(nèi)外學者對水稻不同種植方式進行過大量的研究［11～17］，但由于試驗所處環(huán)境的不同、研究方法等的差異，所得出結果并不一致。在產(chǎn)量方面，有認為人工移栽最高［13，14］，有認為機插秧最高［15，16］，有認為直播最高［13，15］，也有認為不同種植方式差異不大［12］。充分利用溫光資源是最大限度挖掘水稻產(chǎn)量潛力、形成足量壯稈大穗、提高千粒重和結實率的重要措施，從而提高產(chǎn)量［18～20］。本研究結果表明，早晚稻栽培的組合方式對晚稻產(chǎn)量產(chǎn)生影響，晚稻相同的栽培方式由于早稻栽培方式的不同產(chǎn)量也存在著差異，以早稻旋耕人插人收＋晚稻免耕人插人收種植模式產(chǎn)量最高。該種栽培方式下水稻具有一定的株高優(yōu)勢，穗長相對較長，雖然有效分蘗較少，但較高的穗總粒數(shù)和結實率以及千粒重，有效的彌補了有效穗數(shù)不足的劣勢，從而獲得高產(chǎn)。但由于農(nóng)村勞動力十分緊張，人力資源有限，且與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不匹配，此種種植方式不適應輕簡栽培的需要。

3.2 種植方式對水稻干物質(zhì)運輸與轉(zhuǎn)化的影響

有研究表明［21，22］，水稻高產(chǎn)源于前中期莖鞘、葉片等器官貯藏的光合產(chǎn)物多，穗后光合產(chǎn)物穗部分配的比例大，且莖鞘、葉片的貯藏物質(zhì)能夠較多的轉(zhuǎn)運到穗部。高產(chǎn)水稻灌漿前中期莖鞘物質(zhì)輸出較多，灌漿后期回升也較多，莖鞘物質(zhì)后期一致對外輸出是低產(chǎn)的表現(xiàn)。本研究表明，不同處理間莖鞘表觀輸出量、莖鞘物質(zhì)輸出率、莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率以及葉片表觀輸出量、葉片物質(zhì)輸出率、葉片物質(zhì)轉(zhuǎn)換率存在顯著差異。不同處理對水稻葉片轉(zhuǎn)運特性的影響要高于莖鞘，對物質(zhì)輸出率的影響要高于物質(zhì)轉(zhuǎn)換率，對表觀輸出量的影響相對較低。水稻葉片轉(zhuǎn)運特性與產(chǎn)量呈不顯著負相關，說明存在葉片表觀輸出量、物質(zhì)輸出率和物質(zhì)轉(zhuǎn)換率越高產(chǎn)量反而降低的趨勢；莖鞘轉(zhuǎn)運特性中物質(zhì)轉(zhuǎn)換率與產(chǎn)量呈不顯著負相關，表觀輸出量和物質(zhì)輸出率與產(chǎn)量呈不顯著正相關。

3.3 南方丘陵山區(qū)輕簡化栽培是適應規(guī)模化生產(chǎn)的必要條件

本研究結果表明，早稻旋耕人插人收＋晚稻免耕人插人收種植模式產(chǎn)量最高，與早稻旋耕拋栽機收＋晚稻免耕機插機收以及早稻旋耕機插機收＋晚稻免耕機插機收模式的產(chǎn)量差異均顯著，分別增產(chǎn)8.7%和19.5%。但目前水稻生產(chǎn)方式正朝適度規(guī)?；?jīng)營管理發(fā)展，加之農(nóng)村勞動力緊張，與之配套的技術必須是輕簡化栽培技術。如果進一步改進在早旋晚免條件下的機插、拋栽技術，減少早稻機插漏蔸率和早稻機收留低樁晚稻拋秧損失率，或者進一步改進適于丘陵區(qū)機插機收的農(nóng)機設備，可以顯著提高產(chǎn)量。因此，從規(guī)?；a(chǎn)發(fā)展需求考慮，梯沖田以早稻旋耕拋栽機收，晚稻免耕機插（拋栽）機收模式為宜。但在農(nóng)機具改進和早旋晚免機插秧拋秧技術上有待進一步研究。

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