播期對鄂中北地區(qū)不同類型粳稻產(chǎn)量、生育期及溫光利用的影響

潘高峰 汪本福 陳波 房振兵 趙沙沙 田永宏

播期對鄂中北地區(qū)不同類型粳稻產(chǎn)量、生育期及溫光利用的影響

潘高峰1汪本福2陳波1房振兵1趙沙沙1田永宏1

（1湖北省襄陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，441057，湖北襄陽；2湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所/糧食作物種質(zhì)資源創(chuàng)新與遺傳改良湖北省重點實驗室，430064，湖北武漢）

為了明確鄂中北地區(qū)稻麥周年輪作模式下，播期對不同類型粳稻生育期、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、溫光資源利用的影響，以常規(guī)早熟中粳、中熟中粳、遲熟中粳、秈粳雜交早熟中粳和秈粳雜交中熟中粳為材料，在湖北省襄陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院團(tuán)山試驗基地進(jìn)行試驗。結(jié)果表明，隨著播期推遲，各類型粳稻生育期均顯著縮短，遲熟中粳縮短幅度最大，秈粳雜交早熟中粳縮短幅度最小。各類型粳稻營養(yǎng)生長階段受溫光影響較大，而生殖生長階段相對穩(wěn)定；隨著播期推遲，各類型粳稻全生育期有效積溫及其利用率顯著降低，日照時數(shù)利用率呈減少趨勢。同一播期內(nèi)，秈粳雜交中粳熱量利用率高于常規(guī)中粳；各類型粳稻產(chǎn)量均以第Ⅰ播期最高，第Ⅴ播期最低，產(chǎn)量下降的主要原因是每穗穎花數(shù)和結(jié)實率顯著降低。鄂中北地區(qū)粳麥周年輪作模式下，粳稻應(yīng)首選秈粳雜交中熟中粳和常規(guī)遲熟中粳，其次是秈粳雜交早熟中粳。秈粳雜交中熟中粳和常規(guī)遲熟中粳的最佳播期為5月9日-5月15日。

鄂中北；粳稻；播期；產(chǎn)量；溫光利用

中國有一半以上的人口以大米為主食，其中粳米是主要口糧之一。近年來，隨著南方“秈改粳”項目的實施，人均粳米年消費(fèi)量迅速增加到30kg[1-4]。因此提高粳稻產(chǎn)量和提升粳米品質(zhì)對促進(jìn)南方粳稻的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。

湖北省自古就有“湖廣熟，天下收”的美譽(yù)[5]，作為全國重要的糧食大省，溫光資源豐富，年活動積溫4800℃～5200℃，能滿足一季粳稻的生長要求[6-7]。《全國粳稻生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃（2011-2015年）》將湖北省列入了南方粳稻適宜生態(tài)區(qū)[8]。其中，鄂中北地區(qū)屬于南部亞熱帶氣候向北部溫帶氣候過度地帶，是江淮粳稻優(yōu)勢區(qū)[4]，具有得天獨(dú)厚的粳稻生產(chǎn)生態(tài)條件。該區(qū)域稻麥周年生產(chǎn)存在茬口銜接緊張、秈稻價格低迷和光溫資源利用率低等嚴(yán)峻問題。粳稻具有感光性、不易脫粒和耐低溫能力強(qiáng)等優(yōu)點，能有效解決該區(qū)域稻麥生產(chǎn)存在的問題[7-9]。

2011年，湖北省襄州和宜城開展粳稻引種示范，種植滬旱3號13.3hm2（200畝），實現(xiàn)了粳稻“零”種植的突破[8]。2012年，湖北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)糧棉油發(fā)展專項水稻“秈改粳”工程正式啟動，有力地推動了全省粳稻的發(fā)展，2013年一季中粳產(chǎn)量較2012年提高375kg/hm2以上[10]。鄂中北地區(qū)粳稻種植面積隨之穩(wěn)步增加。但是，適合鄂中北種植的優(yōu)質(zhì)高效粳稻品種匱乏，對改種粳稻后的光溫資源特性、不同類型粳稻的播種時間和栽培技術(shù)缺乏系統(tǒng)研究。針對上述問題，本研究立足鄂中北生態(tài)區(qū)，以常規(guī)早熟中粳、中熟中粳、遲熟中粳、秈粳雜交早熟中粳和秈粳雜交中熟中粳為試驗材料，設(shè)置5個播期，明確鄂中北地區(qū)粳麥周年輪作模式下，播期對不同類型粳稻生育期、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和溫光資源利用的影響，以期為鄂中北地區(qū)粳麥周年輪作機(jī)械化高產(chǎn)高效栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2018年在湖北省襄陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院團(tuán)山試驗基地（31.54°N，112.11°E）進(jìn)行。

1.2 試驗品種

粳稻品種為鎮(zhèn)9471（早熟中粳）、鹽粳16（中熟中粳）、揚(yáng)粳239（遲熟中粳）、甬優(yōu)4949（秈粳雜交中熟中粳）和甬優(yōu)2640（秈粳雜交早熟中粳）。

1.3 播期設(shè)置

試驗地前茬作物為小麥，種植方式為育秧移栽，根據(jù)鄂中北溫光條件設(shè)置水稻安全成熟的5個播期，分別為5月12日（Ⅰ）、5月18日（Ⅱ）、5月24日（Ⅲ）、5月30日（Ⅳ）和6月5日（Ⅴ）。

1.4 育秧標(biāo)準(zhǔn)及栽插規(guī)格

采用機(jī)械化配套的軟盤育秧方式，播種量為雜交稻90g/盤、常規(guī)稻110g/盤。秧齡25d，采用人工模擬毯苗機(jī)插，株行距13.5cm×26.5cm，雜交稻2本栽插，常規(guī)稻4本栽插。

1.5 小區(qū)布局與管理

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，播期為主區(qū)，品種為副區(qū)，小區(qū)面積20m2，3次重復(fù)。不同小區(qū)間用薄膜包埂，確保水肥單獨(dú)管理。氮肥施用量270kg/hm2，按基肥︰蘗肥︰穗肥=4︰3︰3施入，氮磷鉀（N︰P2O5︰K2O）比例為1︰0.5︰1，基肥于整地時施入，蘗肥于移栽后7d施入，穗肥于曬田復(fù)水后施用。磷肥作基肥一次性施入，鉀肥分2次施入，基肥和穗肥各施入50%。水分管理和病蟲害防治等相關(guān)栽培措施統(tǒng)一按照高產(chǎn)模式管理。

1.6 測定指標(biāo)

1.6.1 生育進(jìn)程 準(zhǔn)確記錄各小區(qū)播種期、出苗期、移栽期、返青期、始穗期、抽穗期、齊穗期和成熟期。

1.6.2 溫光數(shù)據(jù) 記錄全生育期氣溫（日均溫、日最高溫、日最低溫）、降水量和日照時數(shù)等，計算各品種每個生育階段及全生育期有效積溫和活動積溫等。

1.6.3 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素 成熟后，按每個品種單穴平均穗數(shù)取5穴，測定穗粒數(shù)和結(jié)實率；稱重1000實粒樣本（干種子），重復(fù)3次（誤差不超過0.05g），計算千粒重；成熟期各小區(qū)割方測實產(chǎn)，測產(chǎn)面積3m2，3次重復(fù)。

1.7 數(shù)據(jù)計算與統(tǒng)計分析

以第Ⅰ播期播種時間為起點至第Ⅴ播期最遲收獲時間為終點作為水稻生長總的溫光資源，以各播期處理全生育期內(nèi)利用的溫光占總的溫光資源的比例計算其溫光利用率。積溫利用率（%）=（全生育期積溫/總積溫）í100；熱量利用率（%）=產(chǎn)量/全生育期有效積溫í100；日照時數(shù)利用率（%）=（全生育期日照時數(shù)/總?cè)照諘r數(shù)）íl00。使用Microsoft Excel 2013處理數(shù)據(jù)，采用SPSS 25.0進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對不同類型粳稻生育期的影響

如圖1所示，隨著播期推遲，各粳稻全生育期均顯著縮短。不同類型粳稻生育期縮短幅度為遲熟中粳>中熟中粳>早熟中粳，秈粳雜交中熟中粳>秈粳雜交早熟中粳，播期Ⅴ與Ⅰ相比，縮短天數(shù)分別為22、21、18、19和16d。同一類型粳稻，隨著播期推遲，生育期縮短天數(shù)減少。播期每推遲6d，遲熟中粳、中熟中粳、早熟中粳、秈粳雜交中熟中粳和秈粳雜交早熟中粳全生育期分別平均縮短5.5、5.3、4.5、4.7和4.0d。

橫坐標(biāo)從左至右依次為早熟中粳、中熟中粳、遲熟中粳、秈粳雜交中熟中粳和秈粳雜交早熟中粳

進(jìn)一步分析不同類型粳稻的播種－拔節(jié)期、拔節(jié)－齊穗期和齊穗－成熟期3個生長發(fā)育階段，隨著播期推遲，播種－拔節(jié)期階段的天數(shù)顯著減少，拔節(jié)－齊穗期和齊穗－成熟期減少幅度較小。播期每推遲6d，遲熟中粳、中熟中粳、早熟中粳、秈粳雜交中熟中粳和秈粳雜交早熟中粳播種－拔節(jié)期分別縮短4.7、4.3、3.5、3.3和3.2d。常規(guī)粳稻3個生育階段的變異系數(shù)變化一致，即播種－拔節(jié)期最大，拔節(jié)－齊穗期次之，齊穗－成熟期最小。秈粳雜交粳稻播種－拔節(jié)期變異系數(shù)最大，齊穗－成熟期次之，拔節(jié)－齊穗期最小。表明各類型粳稻營養(yǎng)生長階段受溫光影響較大，而生殖生長階段相對穩(wěn)定。

2.2 播期對不同類型粳稻溫光資源利用的影響

隨著播期推遲，各類型粳稻全生育期均顯著縮短，進(jìn)而對溫光資源利用產(chǎn)生影響。由表1可知，生育期越長，有效積溫和光照時數(shù)越大。以播期Ⅰ為例，遲熟中粳的有效積溫和日照時數(shù)分別為2336.9℃和910.7h，秈粳雜交早熟中粳有效積溫和日照時數(shù)分別為2149.1℃和804.3h。同一播期內(nèi)，有效積溫及其利用率為遲熟中粳>中熟中粳>早熟中粳，秈粳雜交中熟中粳>秈粳雜交早熟中粳。隨著播期推遲，各類型粳稻有效積溫及其利用率顯著降低。

表1 播期對不同類型粳稻全生育期溫光利用的影響

不同小寫字母表示差異達(dá)5%顯著性，下同

Different small letters are significantly different at 5% level, the same below

各類型粳稻的熱量利用率隨播期推遲而減少，同一播期內(nèi)，雜交中粳熱量利用率高于常規(guī)中粳。同一播期內(nèi)，日照時數(shù)及其利用率表現(xiàn)為遲熟中粳>中熟中粳>早熟中粳，秈粳雜交中熟中粳>秈粳雜交早熟中粳。隨著播期推遲，各類型粳稻日照時數(shù)及其利用率呈減少趨勢。

2.3 播期對不同類型粳稻產(chǎn)量的影響

由表2可知，隨著播期推遲，各類型粳稻產(chǎn)量均顯著降低，降低幅度為早熟中粳>中熟中粳>遲熟中粳，秈粳雜交早熟中粳>秈粳雜交中熟中粳。表明播期對秈粳雜交中熟中粳和常規(guī)遲熟中粳產(chǎn)量影響較小。播期每推遲6d，早熟中粳、中熟中粳、遲熟中粳、秈粳雜交早熟中粳和秈粳雜交中熟中粳產(chǎn)量平均分別降低1010、605、493、860和670kg/hm2，平均降低728kg/hm2。隨著播期推遲，各類型粳稻產(chǎn)量差異增大，表現(xiàn)為秈粳雜交中粳>常規(guī)中粳，秈粳雜交中熟中粳>秈粳雜交早熟中粳，遲熟中粳>早熟中粳>中熟中粳。各類型粳稻平均產(chǎn)量為秈粳雜交中熟中粳>秈粳雜交早熟中粳>遲熟中粳>早熟中粳>中熟中粳。

表2 播期對不同類型粳稻產(chǎn)量的影響

進(jìn)一步分析產(chǎn)量構(gòu)成因素（表3），隨著播期推遲，各類型粳稻的產(chǎn)量構(gòu)成因素呈減少趨勢。除中熟中粳外，不同因素變化幅度為每穗穎花數(shù)>結(jié)實率>穗數(shù)>千粒重，其中穗數(shù)和千粒重變化幅度較小，相對穩(wěn)定，表明播期推遲產(chǎn)量下降的主要原因是每穗穎花數(shù)和結(jié)實率降低。不同類型粳稻每穗穎花數(shù)和結(jié)實率變化表現(xiàn)為早熟中粳>中熟中粳>遲熟中粳，秈粳雜交早熟中粳>秈粳雜交中熟中粳，與產(chǎn)量變化趨勢基本一致。

表3 播期對不同類型粳稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

對播期（）與產(chǎn)量（）進(jìn)行回歸分析，擬合出播期與產(chǎn)量的一元二次方程（表4），決定系數(shù)（2）在0.950*～0.985**，達(dá)到顯著或者極顯著水平。各類型粳稻的產(chǎn)量潛力表現(xiàn)為秈粳雜交中熟中粳>秈粳雜交早熟中粳，遲熟中粳>早熟中粳>中熟中粳，秈粳雜交中粳表現(xiàn)出較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢。進(jìn)一步分析產(chǎn)量實現(xiàn)率可知，在現(xiàn)有播期范圍內(nèi)，秈粳雜交中粳和遲熟中粳表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量實現(xiàn)率，早熟中粳和中熟中粳產(chǎn)量實現(xiàn)率較低。

表4 播期與不同類型粳稻產(chǎn)量方程

為相對于第Ⅰ播期推遲的天數(shù)。mean為平均產(chǎn)量，max為產(chǎn)量潛力，mean/max為產(chǎn)量實現(xiàn)率?！?”表示在0.05水平上差異顯著，“**”表示在0.01水平上差異顯著

is days of backward delay from the first seeding date (Ⅰ).meanis average yield,maxis yield potential,mean/maxis the rate of yield realization. “*”indicates significant difference at 0.05 level,“**”indicates significant difference at 0.01 level

2.4 不同類型粳稻適宜播種期的劃分

不同類型粳稻只有在合適的播期內(nèi)播種，才能表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量實現(xiàn)率。根據(jù)擬合出的播期與產(chǎn)量的一元二次方程，按照最高產(chǎn)量推算最佳播期（產(chǎn)量實現(xiàn)率≥90%）和適宜播期（產(chǎn)量實現(xiàn)率≥80%），然后根據(jù)鄂中北地區(qū)稻麥周年輪作茬口安排，初步劃分出各類型粳稻的播期，如表5所示。

表5 不同類型粳稻適宜播種期

3 討論

3.1 播期對不同類型粳稻生育期和產(chǎn)量的影響

不同類型的粳稻只有在適宜播期內(nèi)才能最大限度發(fā)揮產(chǎn)量潛力，達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)[11]。播期對粳稻生育期和產(chǎn)量的影響，由于試驗地理位置、田間氣候、品種選擇和栽培措施等差異，研究結(jié)果不盡相同。孫建軍等[12]在河南羅山、新蔡和原陽的研究結(jié)果認(rèn)為，隨著播期推遲，各類型粳稻的全生育期顯著縮短，縮短的主要階段是播種－拔節(jié)期的營養(yǎng)生長階段，拔節(jié)－齊穗期和齊穗－成熟期相對穩(wěn)定。艾磊[13]認(rèn)為生育期縮短的主要原因是灌漿結(jié)實期的差異。本試驗條件下，隨著播期推遲，各類型粳稻全生育期均顯著縮短，縮短幅度表現(xiàn)為遲熟中粳>中熟中粳>早熟中粳，秈粳雜交中熟中粳>秈粳雜交早熟中粳，即生育期短的品種相對穩(wěn)定。進(jìn)一步分析3個生育階段，認(rèn)為造成全生育期縮短的主要原因是播種－拔節(jié)期顯著縮短，這與孫建軍等[12]和許軻等[14]的研究結(jié)果一致。本研究認(rèn)為，隨著播期推遲常規(guī)粳稻3個生育階段的變異系數(shù)變化一致，即播種－拔節(jié)期最大，拔節(jié)－齊穗期次之，齊穗－成熟期最小，秈粳雜交粳稻播種－拔節(jié)期變異系數(shù)最大，齊穗－成熟期次之，拔節(jié)－齊穗期最小，這與孫建軍等[12]和許軻等[14]的研究結(jié)果不同，究其原因，可能是本研究選用的是秈粳雜交系列粳稻，感光性較弱，品種本身兼有粳稻和秈稻的部分特性導(dǎo)致，需進(jìn)一步試驗驗證。

許軻等[14]在江蘇姜堰的研究結(jié)果認(rèn)為，中熟中粳、遲熟中粳、早熟晚粳和中熟晚粳產(chǎn)量隨播期推遲均呈顯著降低。本研究認(rèn)為，隨著播期推遲，各類型粳稻產(chǎn)量均顯著降低，降低幅度表現(xiàn)為早熟中粳>中熟中粳>遲熟中粳，秈粳雜交早熟中粳>秈粳雜交中熟中粳。隨著播期推遲，溫度升高，加上粳稻的感光特性，導(dǎo)致播種－拔節(jié)期縮短，致使粳稻前期營養(yǎng)生長積累不夠，進(jìn)而導(dǎo)致后期向穗部轉(zhuǎn)運(yùn)不足，產(chǎn)量降低。有研究認(rèn)為[12-13]中熟中粳產(chǎn)量隨播期推遲表現(xiàn)為先增后減的趨勢，主要是播期設(shè)置不同導(dǎo)致。許軻等[14]研究認(rèn)為，中熟中粳較遲熟中粳產(chǎn)量穩(wěn)定，這可能是試驗材料對溫光條件敏感不同所致。王夫玉等[15]研究認(rèn)為，隨著播期的推遲，結(jié)實率最先受到影響，其次是千粒重和每穗穎花數(shù)，穗數(shù)受影響最小。許軻等[14]和姚義等[16]研究認(rèn)為千粒重和穗數(shù)相對穩(wěn)定，產(chǎn)量降低的主要原因是每穗穎花數(shù)和結(jié)實率顯著降低，本試驗研究結(jié)果與其一致。隨著播期推遲，不同類型粳稻之間產(chǎn)量差異增大，這與孫圳[17]在江蘇里下河地區(qū)的研究結(jié)果一致。

3.2 播期對不同類型粳稻溫光利用的影響

鄂中北地區(qū)水稻大多在9月中下旬成熟，小麥在10月下旬播種，近1個月的溫光資源沒有被利用，適宜本區(qū)域的粳稻品種大多在10月上旬收獲，改種粳稻后，能很好地利用這部分溫光資源。艾磊[13]認(rèn)為隨著播期推遲，日照時數(shù)利用率呈現(xiàn)先增后減的趨勢，有研究[12,14]認(rèn)為隨著播期推遲，不同類型粳稻全生育期的有效積溫、日照時數(shù)和溫光資源利用率均顯著降低。本試驗表明，隨著播期推遲，各類型粳稻有效積溫及其利用率均顯著降低，日照時數(shù)及其利用率呈現(xiàn)下降趨勢。同一播期內(nèi)，秈粳雜交中粳熱量利用率高于常規(guī)中粳，表現(xiàn)出較高的積溫利用效率。

3.3 不同類型粳稻適宜播種期的劃分

鄂中北地區(qū)稻麥周年輪作的突出問題是茬口銜接緊張。因此，選用合適的粳稻品種類型，確定適宜的播種期，確保品種實現(xiàn)最大產(chǎn)量潛力具有重要意義。本研究通過回歸分析（2=0.950*～0.985**），擬合出播期與產(chǎn)量的一元二次方程，按照產(chǎn)量實現(xiàn)率的90%和80%，同時考慮鄂中北地區(qū)稻麥茬口安排、粳稻秧齡和溫光資源等條件，分別確定了不同類型粳稻的最佳播期和適宜播期。本研究與孫建軍等[12]研究的不同之處在于，品種的最佳播期包括在適宜播期內(nèi)，主要由于兩地的茬口和溫光資源不同。

4 結(jié)論

隨著播期推遲，各類型粳稻生育期均顯著縮短，遲熟中粳縮短幅度最大，秈粳雜交早熟中粳縮短幅度最??；各類型粳稻全生育期有效積溫及其利用率顯著降低，日照時數(shù)及其利用率呈減少趨勢；各類型粳稻產(chǎn)量顯著降低，產(chǎn)量下降的主要原因是每穗穎花數(shù)和結(jié)實率顯著降低。鄂中北地區(qū)稻麥周年輪作模式下，粳稻首選秈粳雜交中熟中粳和常規(guī)遲熟中粳，其次是秈粳雜交早熟中粳。秈粳雜交中熟中粳和常規(guī)遲熟中粳的最佳播期為5月9日-5月15日。

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Effects of Seeding Date on Yield, Growth Period and Utilization of Temperature and Sunshine of Different Types of Japonica Rice in North Central of Hubei Province

Pan Gaofeng1, Wang Benfu2, Chen Bo1, Fang Zhenbing1, Zhao Shasha1, Tian Yonghong1

(1Xiangyang Academy of Agricultural Sciences of Hubei Province, Xiangyang 441057, Hubei, China;2Food Crops Institute, Hubei Academy of Agricultural Sciences/Hubei Key Laboratory of Food Crop Germplasm and Genetic Improvement, Wuhan 430064, Hubei, China)

To investigate the effects of seeding date on the growth period, yield and its components, and utilization of heat and sunshine of different types of japonica rice under the annual rotation model of the middle-north japonica-wheat in Hubei. The conventional early-maturing medium japonica, medium-maturing medium japonica, late-maturing medium japonica, hybrid early-maturing medium japonica, and hybrid medium-maturing medium japonica were used as test materials, and test was carried out at the Tuanshan Experimental Base of Xiangyang Academy of Agricultural Sciences of Hubei Province. The results showed that with the delay of the seeding date, the growth periods of all types of japonica rice were shortened significantly, the late-maturing medium japonica had the largest shortening range, and hybrid early-maturing medium japonica had the smallest shortening range. The vegetative growth stage of various types of japonica rice was greatly affected by heat and light, while the reproductive growth stage was relatively stable. As the seeding date was postponed, the effective accumulated temperature of all types of japonica rice during the whole growth period were significantly reduced, and the effective accumulated temperature utilization rate were significantly reduced. Sunshine hours utilization rate showed a decreasing trend. At the same seeding date, the heat utilization rate of hybrid medium japonica was higher than that of conventional medium japonica. The yield of various types of japonica rice was the highest at the Ⅰ stage and the lowest at the Ⅴ stage. The decrease of yield was due to a significant decrease in spikelets per panicle and seed setting rate. Under the annual cropping model of Hubei, middle-north japonica wheat, the first choice for japonica rice is hybrid medium-maturing medium japonica and conventional late-maturing medium japonica, followed by hybrid early-maturing medium japonica. The best seeding date for hybrid medium-maturing medium japonica and late-maturing medium japonica were May 9th to May 15th.

North central of Hubei province; Japonica rice; Seeding date; Yield; Utilization of heat and sunshine

10.16035/j.issn.1001-7283.2021.04.016

潘高峰，主要從事水稻遺傳育種和高產(chǎn)栽培技術(shù)研究，E-mail：xaaspgf@126.com

田永宏為通信作者，研究方向為水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種選育與栽培，E-mail：tyh740822@163.com

國家重點研發(fā)計劃（2017YFD0301402，2016YFD0300503）

2020-07-24；

2020-11-27；

2021-07-05