移栽期對(duì)水稻不同生育期生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律和產(chǎn)量的影響

王傳凱，牛建行

(1.南陽(yáng)農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473007；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 油料作物研究所，湖北 武漢 430062)

水稻是我國(guó)第一大糧食作物，種植面積占全國(guó)糧食作物總面積的30%左右[1]。水稻產(chǎn)量受多種因素的影響，包括品種、移栽期、施肥、環(huán)境等。移栽時(shí)秧苗的秧齡對(duì)水稻高產(chǎn)的形成影響較大[2-4]。黃禮慶等[5]研究提出，移栽期明顯影響水稻的生育期、植株性狀以及產(chǎn)量等指標(biāo)，隨移栽期推遲，生育期縮短，株高降低，產(chǎn)量構(gòu)成因子也隨之減少。解文孝等[6]研究認(rèn)為，移栽期推遲會(huì)導(dǎo)致有效穗數(shù)下降。袁繼超等[7]研究發(fā)現(xiàn)，移栽期對(duì)籽粒灌漿速率和時(shí)間影響較大。目前，移栽期對(duì)水稻產(chǎn)量影響的研究較多[8-9]，但通過(guò)不同移栽期對(duì)多個(gè)水稻品種生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)變化和產(chǎn)量的相關(guān)性研究較少。 本試驗(yàn)旨在研究河南信陽(yáng)地區(qū)5個(gè)主栽水稻品種不同移栽期的農(nóng)藝性狀和碳氮化合物的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，分析其與產(chǎn)量的相關(guān)性，以確定水稻高產(chǎn)的適宜移栽時(shí)期和品種。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于河南省信陽(yáng)市羊山新區(qū)水稻試驗(yàn)基地。當(dāng)?shù)睾０渭s1 350 m，試驗(yàn)田光照充足，排灌方便，地勢(shì)整齊。供試土壤有機(jī)質(zhì)含量9.42 g/kg，全氮140.2 mg/kg，速效磷28.59 mg/kg，速效鉀184.63 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

選用當(dāng)?shù)刂髟云贩N：揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)、深兩優(yōu)5814、宜香優(yōu)1577、岡優(yōu)1237、Ⅱ優(yōu)1259。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

5個(gè)水稻品種于3月30日播種，分別在四葉、六葉期移栽，隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，10個(gè)處理，具體如表1所示。每個(gè)處理3次重復(fù)，共計(jì)30個(gè)小區(qū)，各小區(qū)面積30 m2，小區(qū)四周設(shè)5 行保護(hù)行，各小區(qū)間留30 cm 的工作行，以利觀察取樣，施肥及管理措施均采用當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)配套栽培方案。分別于栽后50，75，90 d以及抽穗期和成熟期測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.1 Experimental design

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀與干鮮質(zhì)量 于栽后50，75，90 d及抽穗期，每小區(qū)隨機(jī)取樣10穴，用清水和蒸餾水清洗植株，再用濾紙吸干，測(cè)量植株株高、鮮質(zhì)量；采用MSD-971葉面積掃描儀測(cè)得單穴葉面積，根據(jù)種植密度，計(jì)算葉面積指數(shù)(LAI)。

LAI=單位土地面積總綠葉面積/單位土地面積烘干后測(cè)定根莖葉干質(zhì)量；將鮮樣置于烘箱，105 ℃殺青30 min，85 ℃烘干，稱干質(zhì)量。

1.4.2 碳氮化合物指標(biāo) 將各生育期樣品烘干后，將莖稈剪成3 cm左右，放入粉樣機(jī)粉碎，過(guò)0.15 mm篩孔尺寸的篩網(wǎng)，可溶性糖用蒽酮比色法測(cè)定[10]。將烘干后的葉片粉碎，采用凱氏定氮儀自動(dòng)定氮法測(cè)定氮含量[11]。

1.4.3 產(chǎn)量性狀 成熟期每小區(qū)隨機(jī)收割5個(gè)1 m2，統(tǒng)計(jì)有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率，稱量1 000粒干種子質(zhì)量(千粒質(zhì)量)。

2 結(jié)果與分析

2.1 移栽期對(duì)5個(gè)水稻品種不同生育期株高的影響

隨著水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，各個(gè)品種株高均逐漸增加。各個(gè)生長(zhǎng)期，同一品種四葉期移栽的株高均高于六葉期移栽處理。栽后50 d，四葉期移栽的水稻品種(揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)、深兩優(yōu)5814、宜香優(yōu)1577、岡優(yōu)1237和Ⅱ優(yōu)1259)分別高于六葉期移栽處理8.7%，16.5%，16.6%，5.1%，9.4%，四葉期移栽的Ⅱ優(yōu)1259株高最高，與岡優(yōu)1237(4葉)、宜香優(yōu)1577(4葉)和宜香優(yōu)1577(6葉)之間差異不顯著，但與其他處理相比差異顯著，且與深兩優(yōu)5814(4葉、6葉)、揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)(4葉、6葉)、岡優(yōu)1237(6葉)相比達(dá)到極顯著水平；栽后75 d，四葉期移栽的同一水稻品種分別高于六葉期移栽品種5.5%，0.8%，1.0%，5.4%，17.1%，其中以Ⅱ優(yōu)1259(4葉)株高最高，與其他處理達(dá)到極顯著水平；栽后90 d，四葉期移栽的同一品種分別高于六葉期移栽品種13.8%，16.5%，12.9%，11.8%，2.9%，宜香優(yōu)1577(4葉)株高最高，與岡優(yōu)1237(4葉)和Ⅱ優(yōu)1259(4葉)相比之間差異不顯著，但與其他處理相比差異達(dá)到顯著水平；抽穗期，同一品種四葉期移栽分別高于六葉期移栽處理1.9%,8.7%,11.7%,15.7%,6.7%，宜香優(yōu)1577(4葉)和Ⅱ優(yōu)1259(4葉)株高高于其他處理，且達(dá)到顯著水平(圖1)。

每個(gè)柱形圖上面對(duì)應(yīng)的不同小寫(xiě)字母表示差異達(dá)顯著水平P < 0.05；不同大寫(xiě)字母表示差異達(dá)極顯著水平P < 0.01。圖3-4同。Lowercase letters above histograms are significantly different according to Duncan′s multiple range test(P < 0.05);Capital letters above histograms are extremely significantly different according to Duncan′s multiple range test(< 0.01).The same as Fig.3-4.

2.2 移栽期對(duì)5個(gè)水稻品種不同生育期LAI的影響

從圖2可以看出，從栽后50～90 d，各處理LAI指數(shù)隨著生長(zhǎng)期延長(zhǎng)而逐漸增加，從栽后90 d到抽穗期呈下降的趨勢(shì)，各個(gè)時(shí)期同一品種不同移栽期之間有一定差異。栽后50 d，宜香優(yōu)1577(4葉)LAI最高，為5.86；其次為Ⅱ優(yōu)1259(4葉)和岡優(yōu)1237(4葉)；栽后75，90 d，岡優(yōu)1237(4葉)LAI最高，宜香優(yōu)1577(4葉)次之；抽穗期，各處理LAI均下降，其中岡優(yōu)1237(4葉)下降最多，相比栽后90 d減小40.0%，其次為宜香優(yōu)1577(4葉)，比栽后90 d下降32.7%。

2.3 移栽期對(duì)5個(gè)水稻品種不同生育期鮮質(zhì)量的影響

從圖3可以看出，從栽后50～90 d，各處理鮮質(zhì)量逐漸增加，進(jìn)入抽穗期，四葉期移栽品種深兩優(yōu)5814和六葉期移栽的5個(gè)品種的鮮質(zhì)量有一定程度的升高。栽后50 d，各處理中Ⅱ優(yōu)1259(4葉)鮮質(zhì)量最高，其次為宜香優(yōu)1577(4葉)和岡優(yōu)1237(4葉)；栽后75 d，各處理之間差異基本不顯著；栽后90 d，同一品種四葉期移栽的鮮質(zhì)量均高于六葉期移栽處理，分別高6.9%，8.2%，10.9%，34.6%，12.2%，宜香優(yōu)1577(4葉)鮮質(zhì)量最高，與其他處理相比差異達(dá)到極顯著水平；抽穗期，深兩優(yōu)5814(6葉)鮮質(zhì)量最高，但與深兩優(yōu)5814(4葉)、岡優(yōu)1237(4葉)、宜香優(yōu)1577(4葉)、岡優(yōu)1237(6葉)的差異不顯著。

2.4 移栽期對(duì)5個(gè)水稻品種不同生育期干質(zhì)量的影響

從圖4可以看出，四葉期移栽的水稻品種從栽后50～90 d，各品種干質(zhì)量逐漸增加，從90 d到抽穗期，除了深兩優(yōu)5814，均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；六葉期移栽的水稻品種從栽后50 d到抽穗期，各品種均持續(xù)增加。栽后50 d，各處理中Ⅱ優(yōu)1259(4葉)干質(zhì)量最高，高于Ⅱ優(yōu)1259(6葉)36.9%，其次為宜香優(yōu)1577(4葉)；栽后75，90 d，同一品種四葉期移栽處理均高于六葉期移栽處理，其中宜香優(yōu)1577(4葉)干質(zhì)量均最高；抽穗期，岡優(yōu)1237(4葉)干質(zhì)量最高，但與四葉期移栽處理各品種相比差異不顯著。

圖2 移栽期對(duì)5個(gè)水稻品種LAI的影響Fig.2 The effect different transplanting periods on LAI of five rice varieties

圖3 移栽期對(duì)5個(gè)水稻品種鮮質(zhì)量的影響Fig.3 The effect of different transplanting periods on fresh weight of five rice varieties

圖4 移栽期對(duì)5個(gè)水稻品種干質(zhì)量的影響Fig.4 The effect of different transplanting periods on dry weight of five rice varieties

2.5 移栽期對(duì)5個(gè)水稻品種不同生育期碳氮化合物含量的影響

從圖5，6可以看出，從栽后50～90 d，各處理水稻碳氮化合物隨著生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)而逐漸增加，從栽后90 d到抽穗期呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。栽后90 d，各個(gè)品種水稻莖稈中可溶性糖含量均達(dá)到最大值，四葉期移栽的水稻品種莖稈中可溶性糖含量高于六葉期移栽處理，分別高于6.2%，5.7%，12.8%，2.7%，7.3%，其中岡優(yōu)1237(4葉)莖稈可溶性糖含量最高，其次為宜香優(yōu)1577(4葉)；抽穗期，岡優(yōu)1237(4葉)莖稈可溶性糖含量高于其他處理，Ⅱ優(yōu)1259(4葉)和宜香優(yōu)1577(4葉)次之。水稻氮含量變化規(guī)律與可溶性糖相似，均呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，各個(gè)生長(zhǎng)期，同一品種四葉期移栽處理氮含量均高于六葉期移栽處理，以岡優(yōu)1237(4葉)表現(xiàn)最好，在各個(gè)生長(zhǎng)期均高于其他處理。

圖5 不同移栽期5個(gè)水稻品種可溶性糖含量的影響Fig.5 The dynamic change of soluble sugar of five rice varieties in different transplanting periods

圖6 不同移栽期5個(gè)水稻品種氮含量的影響Fig.6 The dynamic change of nitrogen of five rice varieties in different transplantingperiods

2.6 移栽期對(duì)5個(gè)水稻品種產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，各處理理論產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素之間有一定差異，同一品種四葉期移栽處理每平方米有效穗數(shù)和理論產(chǎn)量均高于六葉期移栽處理，宜香優(yōu)1577(4葉)的每平方米有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和理論產(chǎn)量高于其他處理，且理論產(chǎn)量與其他處理相比達(dá)到極顯著水平，分別高于宜香優(yōu)1577(6葉)32.2%；其次為岡優(yōu)1237(4葉)和Ⅱ優(yōu)1259(4葉)，分別高于六葉期移栽的同一品種15.7%和51.4%。

表2 移栽期對(duì)5個(gè)水稻品種產(chǎn)量性狀的影響Tab.2 The effect of different transplanting periods on yield offive rice varieties

注：表中不同小寫(xiě)字母表示差異達(dá)顯著水平P<0.05；不同大寫(xiě)字母表示差異達(dá)極顯著水平P< 0.01。
Note：Lowercase letters of table are significantly different according to Duncan′s multiple range test (P< 0.05). Capital letters of table are extremely
significantly different according to Duncan′s multiple range test (P< 0.01).

2.7 不同移栽期5個(gè)水稻品種形態(tài)指標(biāo)、碳氮化合物與產(chǎn)量的相關(guān)性

從表3可以看出，水稻產(chǎn)量因素與不同時(shí)期水稻株高、LAI、干鮮質(zhì)量、可溶性糖呈現(xiàn)一定的相關(guān)性，栽后90 d和抽穗期的株高、干質(zhì)量、可溶性糖與每平方米有效穗數(shù)呈正相關(guān)，其中栽后90 d株高、干質(zhì)量與之相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.586和0.829。栽后90 d和抽穗期的株高、干鮮質(zhì)量、可溶性糖均與穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、理論產(chǎn)量呈正相關(guān)。栽后90 d的LAI 與結(jié)實(shí)率相關(guān)系數(shù)較小，但與穗粒數(shù)和理論產(chǎn)量相關(guān)性較大，分別達(dá)到0.632，0.661，抽穗期LAI與各產(chǎn)量因素呈負(fù)相關(guān)，與千粒質(zhì)量相關(guān)性較小，但與理論產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)為-0.779，達(dá)到極顯著水平。

表3 產(chǎn)量因素與不同時(shí)期水稻形態(tài)指標(biāo)相關(guān)性Tab.3 The correlation between production factors and morphological indexes in different periods

注：*.在0.05水平上顯著相關(guān)；**.在0.01水平上顯著相關(guān)。
Note：*.Significant correlation at the 0.05 level；**.Significant correlation at the 0.01 level.

3 結(jié)論與討論

許軻等[12]研究指出，移栽期對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成影響較大。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，六葉期移栽水稻的形態(tài)指標(biāo)和產(chǎn)量表現(xiàn)與四葉期移栽水稻相比均較差，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期(抽穗期之前)六葉期移栽水稻的株高、LAI、干鮮質(zhì)量、氮含量和可溶性糖含量大部分低于四葉期移栽處理，進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期，由于下部葉變黃凋落，葉面積指數(shù)下降，光照不足，溫度較低，抑制了水稻干物質(zhì)的積累和有效穗數(shù)、穗粒數(shù)的增加。吉洪湖等[13]研究也提出，移栽期推遲，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率都會(huì)下降。再加上后期雨水較多，病蟲(chóng)害傳播嚴(yán)重，六葉期移栽處理水稻莖稈中可溶性糖含量較低，而莖稈中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物對(duì)植株細(xì)胞壁的木質(zhì)化和莖稈的組建影響較大，起到充實(shí)莖稈、抗逆境脅迫的作用，同時(shí)也對(duì)根系發(fā)育、籽粒的灌漿速率等有一定影響[14]，因此，同一品種六葉期移栽水稻生育后期抗逆性差，導(dǎo)致產(chǎn)量較低。這與肖艷云等[15]對(duì)六葉期移栽水稻生長(zhǎng)發(fā)育的研究結(jié)果相同，移栽期較晚，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期縮短，物質(zhì)積累時(shí)間縮短，后期溫度低，光積累少，干物質(zhì)積累也逐步下降。

葉片是光合作用的主要器官，植株大部分干物質(zhì)來(lái)源于光合作用，合理的葉面積指數(shù)是高產(chǎn)形成的物質(zhì)保證，影響葉面積指數(shù)的因素主要有移栽期、施肥、品種特性等，其中影響最大的是品種自身的因素[16-18]。水稻品種不同，生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量性狀差異也比較大，若水稻品種營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期較短，縮短了干物質(zhì)積累時(shí)間，表現(xiàn)出株高增速慢，LAI、干鮮質(zhì)量、氮含量低，莖稈中可溶性糖含量較低，向籽粒輸送灌漿物質(zhì)的速度減慢，影響稻穗的結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，從而導(dǎo)致產(chǎn)量較低。5個(gè)供試材料中，宜香優(yōu)1577和岡優(yōu)1237株高和LAI表現(xiàn)最好，干物質(zhì)積累較多，植株干鮮質(zhì)量和莖稈中可溶性糖含量較高，莖稈作為貯藏非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的最主要部位，其含量影響著莖稈向籽粒輸送灌漿物質(zhì)的速率[19]，同時(shí)也導(dǎo)致水稻進(jìn)入生殖生長(zhǎng)，莖稈中可溶性糖含量迅速下降，故四葉期移栽處理中宜香優(yōu)1577和岡優(yōu)1237產(chǎn)量更高。

通過(guò)各項(xiàng)指標(biāo)與產(chǎn)量相關(guān)性的分析可以看出，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期株高、LAI、干鮮質(zhì)量和可溶性糖均與產(chǎn)量因素呈正相關(guān)，均高于0.500，說(shuō)明通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整種植密度、追肥等栽培措施，水稻葉面積指數(shù)和株高提高，對(duì)高產(chǎn)的形成有一定的作用，生殖生長(zhǎng)期LAI指數(shù)與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明生育后期水稻LAI居高不下，會(huì)造成田間郁閉，水稻葉片之間遮陰嚴(yán)重，光照不足，導(dǎo)致光合速率減弱，蒸騰速度隨著溫度下降而降低，植株與葉片中養(yǎng)分不能及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)到籽粒中，會(huì)造成穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的降低。這與馮素偉等[20]對(duì)小麥產(chǎn)量因素的研究結(jié)果相同。因此，選擇適宜的品種(宜香優(yōu)1577和岡優(yōu)1237)，適宜的移栽期(四葉期移栽)，其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期長(zhǎng)，LAI較高，株型較好，干物質(zhì)積累較多，為后期籽粒灌漿提供物質(zhì)基礎(chǔ)，生殖生長(zhǎng)期植株葉片凋落，LAI適當(dāng)下降，有效促進(jìn)光合產(chǎn)物的形成和分配，有利于產(chǎn)量的增加。