播期對(duì)豫南粳稻產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

段斌 李杰 何世界 李慧龍 宋曉華 方玲 胡楊 肖本潮

摘要：為了探索品種、年份和播期對(duì)豫南粳稻產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響，以生產(chǎn)上引進(jìn)應(yīng)用的5個(gè)品種為試驗(yàn)材料，連續(xù)3年進(jìn)行分期播種試驗(yàn)，研究產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)不同年份和播期間的變化。結(jié)果表明，隨著播種期推遲，有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量以及最終產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，穗粒數(shù)隨著播種期推遲而減少。產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與播期、有效穗數(shù)，穗粒數(shù)與播期至始穗期日平均氣溫、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量與灌漿期日平均氣溫呈一元二次函數(shù)變化。產(chǎn)量結(jié)構(gòu)中受播期影響最大的是有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，結(jié)實(shí)率次之，千粒質(zhì)量受播期影響最小，年份間有效穗數(shù)變化最大，其次是結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，對(duì)穗粒數(shù)影響較小。綜合產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)隨著播期變化來看，將雜交粳稻9優(yōu)418和18優(yōu)75播期安排在5月中上旬、常規(guī)粳稻南粳44、寧粳3號(hào)和鄭稻18安排在5月中下旬，產(chǎn)量結(jié)構(gòu)較為合理，產(chǎn)量水平較高。

關(guān)鍵詞：播期;產(chǎn)量;產(chǎn)量結(jié)構(gòu);粳稻

中圖分類號(hào)： S511.04 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2020）24-0086-05

豫南稻區(qū)作為河南的水稻主產(chǎn)區(qū)，水稻種植面積占全省的75%，常年種植面積53.3萬hm2左右，素有“魚米之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，豫南稻區(qū)水稻既屬于“華南、華中中秈型”，又屬于“華北、華中中粳型”，是典型的秈粳交叉地帶，稻作歷史達(dá)5 000年之久。新中國成立以來，豫南稻作經(jīng)歷了“高改矮”“單改雙”“常改雜”“秈改粳”等幾大發(fā)展歷程[1]，其中“秈改粳”發(fā)展歷程最為曲折，從20世紀(jì)50年代開始研究，經(jīng)歷三起三落，終因沒有考慮到粳稻的生理特性，將其按秈稻種植，抽穗灌漿期的高溫高濕使粳稻結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量低，病蟲害重，產(chǎn)量降低，品質(zhì)下降，導(dǎo)致“秈改粳”失敗。近年來，科技人員根據(jù)粳稻的生長發(fā)育特性，結(jié)合豫南的氣候特點(diǎn)，提出推遲粳稻播種期和灌漿成熟期的栽培技術(shù)對(duì)策[2-3]，提高氣候資源利用率，使氣候綜合適宜度較高[4-5]，實(shí)現(xiàn)了豫南粳稻的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，促進(jìn)了豫南粳稻發(fā)展。

由于不同水稻品種的適應(yīng)性不同，播種期對(duì)水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響也不同?？蒲腥藛T對(duì)此進(jìn)行了大量研究，趙新華等研究發(fā)現(xiàn)，播期對(duì)不同類型粳稻品種產(chǎn)量構(gòu)成因素影響首先表現(xiàn)為結(jié)實(shí)率，其次是千粒質(zhì)量，再次是每穗穎花數(shù)，而穗數(shù)受影響甚小[6]。李秀芬等對(duì)遼寧省的部分水稻品種進(jìn)行分期播種研究，發(fā)現(xiàn)隨播栽期推遲，水稻產(chǎn)量有所降低，每穗成粒數(shù)減少是推遲播栽期引起水稻減產(chǎn)的主要原因，其次是千粒質(zhì)量的下降和成穗數(shù)的降低[7]。王夫玉等對(duì)淮北粳稻的研究發(fā)現(xiàn)，播期對(duì)不同類型粳稻品種產(chǎn)量形成的影響首先表現(xiàn)為每穗結(jié)實(shí)粒數(shù)或結(jié)實(shí)率，其次是千粒質(zhì)量，再次是每穗穎花數(shù)，而穗數(shù)受影響甚小[8]。姚義等在江蘇省姜堰市進(jìn)行試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)隨著播期的推遲，3種熟期類型水稻品種產(chǎn)量均顯著下降，且變化程度不一，產(chǎn)量的下降主要在于每穗穎花數(shù)和結(jié)實(shí)率的降低，穗數(shù)和千粒質(zhì)量變化不大[9]。杜斌等在江蘇省以不同類型水稻品種為試驗(yàn)材料，研究直播稻播期與生育期及產(chǎn)量構(gòu)成的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)水稻直播播期對(duì)產(chǎn)量有顯著影響，播種期是獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)[10]。這些研究雖然由于利用品種、試驗(yàn)地點(diǎn)和氣候條件以及播期設(shè)置不同，試驗(yàn)結(jié)果不盡相同，但都為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了技術(shù)指導(dǎo)作用。由此可見，播期會(huì)對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素產(chǎn)生重要影響，從而最終影響產(chǎn)量。豫南地處我國南北過渡帶，四季氣候變化明顯，是典型的稻麥（油）兩熟區(qū)，本研究從傳統(tǒng)的水稻播種期（4月下旬）開始設(shè)置播期，直至6月上旬（小麥騰茬時(shí)期）結(jié)束，研究播期對(duì)粳稻產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)于進(jìn)一步明確粳稻的適宜播種期，進(jìn)而促進(jìn)豫南粳稻安全生產(chǎn)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)支撐具有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)品種

利用近年來在豫南稻區(qū)生產(chǎn)上引進(jìn)利用的品種，選擇2個(gè)雜交粳稻品種（9優(yōu)418、18優(yōu)75）和3個(gè)常規(guī)粳稻品種（鄭稻18、寧粳3號(hào)和南粳44）為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2016—2018年在河南省信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)園區(qū)（114°05′E、32°07′ N）進(jìn)行，該地區(qū)海拔75.9 m，前茬為白茬，多年種植一季水稻，土壤類型為白散土，土壤肥力中等。試驗(yàn)在自然條件下連續(xù)3年分期播種，每5 d為1個(gè)播期，設(shè)置10個(gè)播種期：4月25日（Ⅰ）、4月30日（Ⅱ）、5月5日（Ⅲ）、5月10日（Ⅳ）、5月15日（Ⅴ）、5月20日（Ⅵ）、5月25日（Ⅶ）、5月30日（Ⅷ）、6月4日（Ⅸ）、6月9日（Ⅹ），秧齡30 d，每期每個(gè)品種栽10 m2。

1.3 測定項(xiàng)目及數(shù)據(jù)處理

在成熟收獲前，每個(gè)處理取10穴進(jìn)行室內(nèi)考種，其余收獲后曬干擇凈后計(jì)產(chǎn)，計(jì)算每個(gè)處理的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素。氣象資料來源于河南省信陽地區(qū)氣象局觀測站，相關(guān)數(shù)據(jù)使用Excel、DPS和SPSS軟件進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)以及不同生長發(fā)育時(shí)期日平均氣溫變異來源的方差分析

分別對(duì)參試品種的產(chǎn)量、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)以及播種至始穗日平均氣溫和灌漿期日平均氣溫進(jìn)行方差分析，從表1分析結(jié)果來看，產(chǎn)量在年份間、播期間和年份×播期互作效應(yīng)上存在極顯著差異，年份×品種互作效應(yīng)上存在顯著性差異，品種間以及品種×播期互作效應(yīng)上無顯著性差異;產(chǎn)量結(jié)構(gòu)中，有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量在年份間、品種間、播期間以及年份×品種互作效應(yīng)上存在極顯著差異，其中有效穗數(shù)在品種×播期互作效應(yīng)、結(jié)實(shí)率在年份×播期和品種×播期互作效應(yīng)、千粒質(zhì)量在年份×播期互作效應(yīng)上差異不顯著，穗粒數(shù)在年份間差異不顯著，其余變異來源均存在極顯著差異;播種至始穗日平均氣溫品種間、灌漿期日平均氣溫品種×播期互作效應(yīng)上存在顯著性差異，其余變異來源均存在極顯著差異。

2.2 產(chǎn)量隨播期的變化

由表2可見，參試品種3年平均產(chǎn)量隨著播種期推遲先增加后降低，品種之間存在差異，9優(yōu)418、寧粳3號(hào)產(chǎn)量播期間存在顯著性差異，其余品種產(chǎn)量播期間存在極顯著差異。雜交粳稻9優(yōu)418和18優(yōu)75分別以第Ⅴ期和第Ⅳ期產(chǎn)量最高，從第Ⅲ期至第Ⅵ期，產(chǎn)量均維持在較高水平，播種期推遲到第Ⅶ期以后，產(chǎn)量明顯下降;常規(guī)粳稻南粳44、寧粳3號(hào)和鄭稻18均以第Ⅵ期產(chǎn)量最高，其次為第Ⅴ期，從第Ⅳ期至第Ⅶ期，產(chǎn)量維持在較高水平，播種期太早或太晚產(chǎn)量水平均較低。從變異系數(shù)來看，18優(yōu)75產(chǎn)量變異系數(shù)最大，受播期影響也最大，其次為9優(yōu)418、寧粳3號(hào)和南粳44，鄭稻18最小。

2.3 產(chǎn)量構(gòu)成因素隨播期的變化

從表3看出，隨播種期推遲，有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量變化與產(chǎn)量變化一致，呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢。雜交粳稻9優(yōu)418和18優(yōu)75有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率在第Ⅳ期達(dá)最大值，常規(guī)粳稻的有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率， 除南粳44在第Ⅴ期達(dá)最大值、寧粳3號(hào)結(jié)實(shí)率在第Ⅴ期達(dá)到最大值外，其余均在第Ⅵ期達(dá)最大值。千粒質(zhì)量18優(yōu)75在第Ⅳ期達(dá)最大值， 其余品種均在第Ⅴ期達(dá)最大值。參試的5個(gè)粳稻品種穗粒數(shù)均隨著播種期推遲而減少，第Ⅹ期平均118.2粒，比第Ⅰ期少41.2粒。由此可以看出，雜交粳稻第Ⅵ期、常規(guī)粳稻第Ⅵ期有效穗數(shù)最多，結(jié)實(shí)率最高，千粒質(zhì)量較大。播期間變異系數(shù)有效穗數(shù)最大，穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率次之，千粒質(zhì)量最小。其中18優(yōu)75穗粒數(shù)變化系數(shù)為16.1%，遠(yuǎn)大于其他參試品種，說明播期對(duì)18優(yōu)75穗粒數(shù)影響較大。

2.4 產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素與播期和溫度的相關(guān)性

通過對(duì)參試品種不同播期的日平均氣溫變化來看，從播期至始穗期日平均氣溫隨著播種期推遲整體呈升高趨勢，而始穗至成熟期日平均氣溫則隨著播期推遲整體呈降低趨勢（表4）。將產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與不同時(shí)期日平均氣溫進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明，有效穗數(shù)與播期至始穗日平均氣溫正相關(guān)，穗粒數(shù)則與之負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.301 5* *和 -0.229 7* *（N=150，* *表示有極顯著差異，下同），均達(dá)到極顯著水平;結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量與灌漿期日平均氣溫正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.317 3* *和0.033 2，結(jié)實(shí)率與之達(dá)極顯著水平，千粒質(zhì)量與之相關(guān)性不顯著。產(chǎn)量與穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量相關(guān)系數(shù)分別為0.168 8和-0.043 7，相關(guān)性不顯著，與播種至始穗期日平均氣溫、灌漿期日平均氣溫的相關(guān)系數(shù)分別為0.315 7* *、0.451 5* *，與有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率的相關(guān)系數(shù)分別為0.721 7* *和0.342 9* *，均達(dá)到極顯著水平，從相關(guān)系數(shù)大小也可以看出，有效穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量正效應(yīng)最大。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，參試品種產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)隨播期以及相應(yīng)生育期內(nèi)的日平均氣溫變化趨勢符合一元二次函數(shù)變化（穗粒數(shù)隨著播種期推遲而下降，近似于線性回歸，一元二次函數(shù)擬合效果好于線性回歸），決定系數(shù)（R2）均達(dá)到極顯著水平。其中產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與播期的一元二次函數(shù)R2在0.961～0.993之間，根均方差（RMSE）在0.09～2.08之間，相對(duì)誤差在0.3%～0.9%之間，回歸方程擬合程度較高;有效穗數(shù)和穗粒數(shù)與播期至始穗期日平均氣溫、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量與灌漿期日平均氣溫，一元二次函數(shù)擬合的R2在0.805～0.938之間，RMSE在0.19～9.86之間，相對(duì)誤差在0.6%～2.9%之間，擬合程度也較高;產(chǎn)量與播期一元二次函數(shù)擬合相對(duì)誤差為1.8%，與播期至始穗期日平均氣溫和灌漿期日平均氣溫?cái)M合相對(duì)誤差分別為3.8%和4.0%，回歸方程相對(duì)誤差較產(chǎn)量結(jié)構(gòu)大。

3 討論與結(jié)論

播種期對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響一直是水稻栽培的研究熱點(diǎn)。合理確定水稻播期是水稻栽培管理中的關(guān)鍵技術(shù)，適期播種是水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)[11]。有研究表明，在江蘇省以南粳44等粳稻品種為試驗(yàn)材料，從5月27日開始分期播種試驗(yàn)，隨著播期的推遲，產(chǎn)量顯著下降，產(chǎn)量的下降主要在于每穗穎花數(shù)和結(jié)實(shí)率的降低[9，12-13]。張?jiān)诮鸬妊芯空J(rèn)為，隨著播期的推遲，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量均逐漸降低[14]。因氣象要素時(shí)空分布不均，年份對(duì)水稻生產(chǎn)也會(huì)產(chǎn)生較大影響。楊艷斌等利用豐兩優(yōu)四號(hào)為試驗(yàn)材料進(jìn)行分析播種試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同年份其經(jīng)濟(jì)性狀差異是基于營養(yǎng)生長基礎(chǔ)上的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量的變化[15]。敖和軍等研究發(fā)現(xiàn)，超級(jí)雜交稻同一品種同一地點(diǎn)不同年份種植的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子差異顯著，說明超級(jí)雜交稻有適宜的種植區(qū)域[16]。曾婷婷等研究結(jié)果表明，不同氣候年景條件下，超級(jí)稻雙季早稻產(chǎn)量波動(dòng)明顯[17]。在本研究中，粳稻播種期由4月下旬推遲到6月上旬，產(chǎn)量和有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量先增加后降低，符合一元二次函數(shù)變化。由此可見，推遲播種期，不利于穗粒數(shù)增加，適期播種，則有利于增加有效穗數(shù)，提高結(jié)實(shí)率和增加千粒質(zhì)量，彌補(bǔ)穗粒數(shù)減少造成的產(chǎn)量損失，仍會(huì)獲得較高的產(chǎn)量，而播期太早或太晚，均不利于提高產(chǎn)量水平。穗粒數(shù)年份間差異不顯著，結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量雖然年份間差異極顯著，但變異系數(shù)較小。在本試驗(yàn)設(shè)置范圍內(nèi)，年份對(duì)產(chǎn)量影響最大的是有效穗數(shù)，其次才是結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，對(duì)穗粒數(shù)影響較小。

因播期調(diào)整引起的氣象條件變化會(huì)對(duì)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響，胡雪媛等研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量與積溫及日照時(shí)數(shù)均為一元二次函數(shù)關(guān)系[18]。趙海燕等研究發(fā)現(xiàn)，中稻空殼率與開花期的氣象要素關(guān)系明顯，它隨著開花期平均最高氣溫的升高而升高，秕谷率都隨著乳熟后期平均最高氣溫的升高而減小;千粒質(zhì)量與乳熟后期的平均最高氣溫呈正相關(guān)關(guān)系[19]。在本研究設(shè)置的播期范圍內(nèi)，有效穗數(shù)和穗粒數(shù)與播期至齊穗期日平均氣溫、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量與灌漿期日平均氣溫以及產(chǎn)量與日平均氣溫之間符合一元二次函數(shù)關(guān)系，說明在豫南稻區(qū)，通過調(diào)整播種期，將粳稻安排在相對(duì)適宜的溫度范圍內(nèi)生長發(fā)育，有利于構(gòu)建合理的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高粳稻產(chǎn)量。

播期對(duì)產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響，歸根到底是生長發(fā)育階段氣象條件發(fā)生了變化，影響了產(chǎn)量結(jié)構(gòu)形成。豫南地處南北過渡地帶，要充分運(yùn)用其豐富的氣候資源優(yōu)勢，結(jié)合實(shí)際，綜合考慮氣候條件對(duì)不同類型品種生育進(jìn)程的影響和豫南粳稻的安全齊穗期[20-21]，通過調(diào)整播種期，將不同類型的粳稻品種安排在適宜的溫度范圍內(nèi)生長發(fā)育，有利于構(gòu)建合理的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。由于有效穗數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)最大，正效應(yīng)明顯，可以通過插足基本苗，減少年份間氣候差異對(duì)分蘗成穗的影響。從本試驗(yàn)結(jié)果來看，將雜交粳稻9優(yōu)418和18優(yōu)75播種安排在5月中上旬，常規(guī)粳稻南粳44、寧粳3號(hào)和鄭稻18安排在5月中下旬，產(chǎn)量水平較高，播期過早或過晚均不利于其產(chǎn)量水平的發(fā)揮。

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