不同擱田時間對水稻農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

郭亞軍, 王昆侖, 張 軍

(1.揚(yáng)州市江都區(qū)農(nóng)業(yè)推廣中心, 江蘇 揚(yáng)州 225000; 2.揚(yáng)州大學(xué), 江蘇 揚(yáng)州 225009;3.揚(yáng)州職業(yè)大學(xué), 江蘇 揚(yáng)州 225009)

擱田是水稻生長過程中排水曬田,在土壤含水量低至一定程度時進(jìn)行復(fù)水的技術(shù)措施。擱田處理通常在無效分蘗期到倒三葉期,根據(jù)栽培方式和品種生育特性以及土質(zhì)、地勢、鹽堿 程度等進(jìn)行周期性多次擱田[1]。有研究發(fā)現(xiàn),推遲水稻擱田時間,秧苗分蘗更多,群體變大,水稻產(chǎn)量、成穗數(shù)和穎花數(shù)均有增加,而每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率減少。機(jī)插水稻分蘗期的莖蘗數(shù)達(dá)預(yù)計穗數(shù)的90%時開始擱田,大田產(chǎn)量最優(yōu)[2]。國內(nèi)外有關(guān)水稻擱田技術(shù)方面的研究較多[3-5],但有關(guān)不同擱田時間對水稻莖蘗數(shù)、干物質(zhì)積累量、葉片葉綠素含量、葉面積指數(shù)及產(chǎn)量等方面的研究較少。本研究針對南粳9108不同擱田期處理植株的相關(guān)指標(biāo)變化,探討擱田對水稻農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的生理效應(yīng),并確定最佳的擱田時期。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018年在江蘇省揚(yáng)州市江都區(qū)進(jìn)行,前茬為小麥,土壤肥力中等,質(zhì)地黏性。試驗(yàn)品種為優(yōu)質(zhì)稻米南粳9108(NJ9108)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

采用毯苗機(jī)插軟盤育苗,水稻出苗20天進(jìn)行移栽,栽插密度30×12cm,每畝1.85萬穴,每穴4苗。施純氮肥19.07kg·畝-1,其中基蘗肥∶穗肥=6∶4。施磷肥3.81kg·畝-1,全部用作基肥;鉀肥10.5kg·畝-1,50%做基肥、50%做促花肥。不同擱田時期設(shè)置為:在莖蘗苗達(dá)預(yù)期最終穗數(shù)的70%、80%、90%、100%開始擱田,擱田至土壤表面干燥、腳踏而不陷后干濕交替灌溉,直至成熟前一周停止灌水。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,三次重復(fù)。按常規(guī)栽培方法進(jìn)行病蟲草防治。

1.3 莖蘗動態(tài)測定

在各處理田內(nèi),隨機(jī)選取3個水稻觀察點(diǎn),每點(diǎn)確定10穴, 拔節(jié)前每5天測定1次,拔節(jié)后每7天測定1次,至莖蘗數(shù)穩(wěn)定后停止查苗。

1.4 葉綠素含量及葉面積指數(shù)測定

在水稻拔節(jié)期至成熟期的各關(guān)鍵生育時期,用SPAD-502型葉綠素儀測定長勢一致(每穴的株數(shù)相同)的水稻植株上三葉葉綠素含量。量取水稻全部葉片的長度與寬度,根據(jù)下列公式計算水稻葉面積指數(shù)(LAI)：

LAI=Y/S

其中Y為葉片總面積,S為水稻所占的土地面積。

1.5 干物質(zhì)積累量及產(chǎn)量測定

在水稻各關(guān)鍵生育時期取樣,取樣標(biāo)準(zhǔn):每組 處理的小區(qū)平均莖蘗數(shù),取具有代表性的3穴植株,莖、葉、穗分開用紙袋分別包裝,先在105℃下殺青30 min,然后在80℃下烘干至恒重,分別稱量各器官干物質(zhì)量。

水稻成熟期時,各處理隨機(jī)統(tǒng)計50穴的穗數(shù),用于計算單位面積有效穗數(shù)。取兩穴水稻計算每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重,測定理論產(chǎn)量。各小區(qū)實(shí)割測產(chǎn),計算實(shí)際產(chǎn)量。

1.6 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel和SPSS16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,在p<0.05水平進(jìn)行顯著性分析(LSD法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同擱田處理對水稻莖蘗動態(tài)的影響

從圖1可知,水稻秧苗在移栽后32天左右達(dá)到高峰苗期,高峰苗出現(xiàn)在拔節(jié)前,不同擱田時期群體莖蘗數(shù)順序?yàn)椋?00%>90%>80%>70%,之后平穩(wěn)消減。移栽后最終有效莖蘗數(shù)基本保持穩(wěn)定。100%擱田處理的無效分蘗最多,70%和80%擱田處理有效分蘗較少。群體成穗率順序?yàn)椋?0%>80%>90%>100%，說明擱田時間越早,其成穗率越高,擱田晚水稻莖蘗數(shù)增多,但多為無效分蘗和小穗的植株,反而會消耗更多土壤肥力,導(dǎo)致整體產(chǎn)量下降。

圖1 不同擱田處理對水稻莖蘗動態(tài)的影響

2.2 不同擱田處理對葉綠素含量的影響

從圖2可知,在水稻生育期中,拔節(jié)期、抽穗期、成熟期階段,不同擱田處理水稻葉綠素含量沒有明顯區(qū)別,而在蠟熟期,擱田處理對葉綠素含量有顯著性影響,70%、80%擱田處理葉綠素含量明顯高于90%、100%擱田處理。說明后期葉綠素含量降低較快的組(90%、100%)，其產(chǎn)量與水稻灌漿后期葉綠素含量有著密切關(guān)系。

圖2 不同擱田處理對水稻葉片葉綠素含量的影響

2.3 不同擱田處理對葉面積指數(shù)的影響

研究發(fā)現(xiàn),在早稻乳熟期,葉面積指數(shù)每增加1.0,每平方米株棵數(shù)增加34棵、每公頃理論產(chǎn)量增加500kg[6]。影響水稻籽粒產(chǎn)量的一個因素是抽穗前的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物,另一個因素是抽穗后葉片的光合產(chǎn)物,并且主要取決于抽穗后葉片的光合產(chǎn)物,合理的葉面積動態(tài)是水稻獲得高產(chǎn)的重要指標(biāo)。從圖3可知，水稻葉面積指數(shù)隨生育期的延長而變大,在拔節(jié)期不同擱田處理沒有顯著區(qū)別;在抽穗期和成熟期時,100%擱田處理葉面積最大,顯著高于70%擱田處理的,但其有效穗數(shù)統(tǒng)計最低,由于無效分蘗和小穗植株較多,這也是其產(chǎn)量低的原因之一。80%擱田處理其葉面積指數(shù)在成熟期也明顯升高,與100%擱田處理的無顯著差異。

圖3 不同擱田處理對葉面積指數(shù)的影響

2.4 不同擱田處理對干物質(zhì)積累的影響

從表1可知,孕穗前,90%擱田處理的莖葉干物質(zhì)積累量最高,抽穗期，100%擱田處理的干物質(zhì)積累量顯著高于80%擱田處理,成熟期，90%擱田處理的最高而70%擱田處理的最低,但各處理間差異未達(dá)顯著水平。抽穗到成熟期80%擱田處理的干物質(zhì)積累量最高,顯著高于70%擱田處理的,而與其他處理的差異不顯著。說明晚擱田處理在抽穗前干物質(zhì)積累較多,其中可能有相當(dāng)部分屬于無效分蘗;80%擱田處理雖然抽穗前干物質(zhì)積累慢于晚擱田處理,但抽穗后干物質(zhì)積累明顯加快。70%擱田處理由于前期生物量較其他組小,在抽穗后干物質(zhì)積累反而最慢,從而影響了籽粒的灌漿。

表1 不同擱田處理水稻群體干物質(zhì)量 單位：kg·畝-1

2.5 不同擱田處理水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素分析

從表2可知,不同擱田處理的理論產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量均為80%擱田處理的最高,70%擱田處理產(chǎn)量最低。進(jìn)一步分析表明,擱田時期越早,結(jié)實(shí)率和成穗率越高,但有效穗數(shù)越少。80%擱田處理的每穗粒數(shù)最高,70%擱田處理最低,千粒重?zé)o明顯差異。通過干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),不同擱田處理的產(chǎn)量與成熟期的干物質(zhì)積累量、抽穗至成熟期干物質(zhì)積累量和穗數(shù)、每穗粒數(shù)都呈顯著正相關(guān),而與孕穗前的干物質(zhì)積累量并無明顯相關(guān),甚至是負(fù)相關(guān)(表3)?？赡苁怯捎谠谒旧L前期,擱田晚會導(dǎo)致無效分蘗增多,導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)一部分流向無效分蘗。水稻生育后期干物質(zhì)積累對產(chǎn)量影響巨大,可以通過增加水稻生長后期干物質(zhì)積累量,達(dá)到增產(chǎn)效果。

表2 不同擱田處理水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

表3 產(chǎn)量與干物質(zhì)積累量相關(guān)性分析

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn),不同擱田處理影響分蘗,導(dǎo)致每穴株數(shù)不同,最終使有效穗數(shù)等農(nóng)藝性狀發(fā)生變化。水稻在移栽后32天左右,達(dá)到高峰苗期,擱田時間越早,高峰苗的株數(shù)越低,成穗率越高。孕穗前,就干物質(zhì)積累而言,90%擱田處理水稻干物質(zhì)積累量最高,這可能是由于擱田晚,群體總生物量增加,其中許多無效分蘗和較弱植株的生長導(dǎo)致群體葉面積指數(shù)變大。而早擱田處理雖然孕穗前干物質(zhì)積累低于晚擱田組,但早擱田使群體無效分蘗和較弱分株的生長被抑制,剩余植株生長較好,后期干物質(zhì)積累增加量反而高于晚擱田組。水稻抽穗后,80%擱田處理水稻干物質(zhì)積累較多,這個時期是水稻籽粒進(jìn)行淀粉充實(shí)及物質(zhì)積累的快速時期,有利于產(chǎn)量形成。

不同擱田處理水稻葉片葉綠素含量在拔節(jié)期、抽穗期、成熟期無明顯區(qū)別,在蠟熟期葉綠素含量70%、80%擱田處理高于90%、100%擱田處理。有研究發(fā)現(xiàn),水稻灌漿初期葉片衰老的頻率相對較低,抽穗后15到20天的衰老率急劇增加[7],表明抽穗后20天左右是水稻葉片衰老的關(guān)鍵時期，而晚擱田處理組水稻葉片也在灌漿中后期比早擱田處理的提前開始衰老。葉綠素的降解、MDA含量的增加、活性氧清除能力下降也是植物葉片衰老的最明顯特征。由于水稻籽粒充實(shí)所需的營養(yǎng)幾乎全部來自葉片的光合作用,因此,葉片早衰會引起結(jié)實(shí)率下降,籽粒飽滿度低,從而影響水稻產(chǎn)量[8]。本研究最終通過對產(chǎn)量統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),80%時期擱田處理產(chǎn)量最高,70%擱田處理產(chǎn)量最低,說明過早擱田也不一定有利于產(chǎn)量的增加,主要是由于過早擱田容易使水稻群體過小,顯著影響了每畝穗數(shù)和每穗粒數(shù)。另外,不同擱田處理的水稻群體葉面積指數(shù)在抽穗前沒有明顯區(qū)別,但在抽穗期和成熟期時,100%擱田處理葉面積指數(shù)最大,顯著高于70%處理的。說明晚擱田會引起群體過大,不僅無效分蘗增多浪費(fèi)大量營養(yǎng)物質(zhì),同時由于葉面積過大,使群體郁閉,通風(fēng)透光差,下層葉片早衰使輸送至根系的同化物減少,從而影響整個群體后期的生長,最終影響產(chǎn)量。早擱田處理在灌漿中后期對水稻清除氧自由基,延緩早衰時間有著積極作用,其光合能力在物質(zhì)積累關(guān)鍵時期更加高效,這可能也是80%擱田處理其產(chǎn)量較高的一個原因。