摘要:為探究不同生態(tài)點和播期對再生稻產量和生育期的影響,設置了2個生態(tài)點(湘北益陽和湘中長沙)、6個播期(B1~B6:3月15日、3月20日、3月25日、3月30日、4月5日、4月10日)和3個品種(短生育期品種泰優(yōu)390、中生育期品種甬優(yōu)4149、長生育期品種甬優(yōu)1538)。結果表明:湘中長沙日平均溫度、日平均降水量、頭季產量、再生季產量和周年產量均高于湘北益陽,其中頭季產量、再生季產量和周年產量均達到極顯著水平。相關性分析表明,頭季產量、再生季產量、周年產量均與日平均降水量、日平均溫度和日平均最高溫度呈顯著正相關關系,與日平均最低溫度呈顯著負相關關系,其中再生季產量和周年產量達到極顯著水平。隨著播期的推遲,頭季播種到齊穗的時間、頭季總生育期及周年生育期均縮短,播期越晚,縮短越多,頭季齊穗到成熟的時間基本不變,再生季生育期還略有增加,湘中地區(qū)和湘北地區(qū)存在相同的規(guī)律。隨著播期的推遲,3種不同生育期品種紋枯病發(fā)病率均呈先增加后下降趨勢,均以B5處理表現最高,顯著高于其他處理(B6處理除外)。從品種和周年產量分析,湘中長沙播期處理均表現為TY390>YY4149(B1處理除外),YY1538表現為早播B1、B2處理周年產量較高,遲播會造成明顯減產,其中TY390在B4處理周年產量最高,達18.75 t/hm2,湘北益陽播期處理均表現為YY4149>TY390,YY1538周年產量均低于10 t/hm2,處于最低水平,其中YY4149在B2處理周年產量最高,為16.91 t/hm2。綜上,在湘中長沙適宜種植短生育期品種TY390,產量高,適播時間長,4月10日播種周年產量也可達15.83 t/hm2,可以作為受災補播品種,長生育期品種甬優(yōu)1538也可以作為備選,但是必須在3月20日之前播種。在湘北益陽適宜種植中生育期品種YY4149,適播時間長,穩(wěn)產性能好,長生育期品種甬優(yōu)1538不適合在湘北益陽作為再生稻種植。
關鍵詞:生態(tài)點;播期;再生稻;生育期;產量;紋枯病
中圖分類號:S511.04;S435.111.4+2" 文獻標志碼:A
文章編號:1002-1302(2024)14-0107-07
收稿日期:2023-08-17
基金項目:國家水稻產業(yè)技術體系建設專項(編號:CARS-01-72);湖南省衡陽市基礎研究項目(編號:202250045246)。
作者簡介:毛瑞清(1969—),男,湖南益陽人,高級農藝師,主要從事水稻高產優(yōu)質栽培研究。E-mail:827183814@qq.com。
通信作者:鄒 丹,農藝師,主要從事再生稻高產優(yōu)質栽培研究,E-mail:2377927878@qq.com;張 明,農藝師,主要從事水稻高產優(yōu)質栽培研究,E-mail:1009220380@qq.com。
水稻是世界主要的糧食作物,超過1/3的人口以稻米作為主要口糧[1]。目前,全世界人口超過了80億,據統(tǒng)計,到2030年全球水稻產量需要保持年均1.2%的增長率才能保證糧食安全[2]。再生稻一種兩收,提高了收獲頻次,與1季中稻相比,增產48.6%~71.4%,成本只增加35%~48%,純利潤增加了72%~129%,與雙季稻相比,純利潤增加了100%[3-4],同時降低了23.08%的CH4排放量[5],緩解了全球氣候變暖的速度,是一種可持續(xù)的水稻種植模式。再生稻生育期短、產量高、節(jié)本增效、環(huán)保綠色,同時還有米質優(yōu)、調節(jié)勞力等特點,是一種較好的稻作模式[6],也是我國“一季有余,兩季不足”地區(qū)和“雙改單”稻區(qū)新的產量增長點。隨著再生稻專用品種的篩選和栽培技術的完善,再生稻平均產量和最高紀錄都得到了顯著的提升[7-8],再生稻表現出強大的產量潛力。同時,再生稻種植面積也大幅度增加,至2020年種植面積超過了 130萬hm2[9]。再生稻在提高農民效益和保證國家糧食安全方面發(fā)揮著巨大的作用。但是隨著氣候的惡化,水稻易受寒露風等自然災害的影響,受災減產嚴重[10]。因此需要研究再生稻的避災栽培技術,不斷提高再生稻的周年產量。
合理的播期能避免寒露風的危害[11],進而顯著提高再生稻的產量。前人就再生稻的播期做了很多試驗,例如劉祥臣等研究了豫南稻區(qū)不同播期對再生稻生長發(fā)育及產量的影響[12];楊日等研究了播期對融水、三江超級稻頭季稻及再生稻性狀的影響[13];柳有廣等研究了超級稻不同播期對頭季稻及再生稻的影響[14]。在前人的研究基礎[15]上,筆者進行了一些補充,設置了6個播期、2個不同生態(tài)點和3個不同生育期的品種,探究湖南不同生態(tài)點和播期對再生稻產量和生育期的影響,以期為再生稻生產提供技術支撐。
1 材料與方法
1.1 試驗材料和生態(tài)點
試驗于2021年在湖南省長沙市金井鎮(zhèn)(113°16′E,29°37′N,湘中地區(qū))和湖南省益陽市大通湖區(qū)千山紅鎮(zhèn)(112°26′E,29°08′N,湘北地區(qū))選用中產田塊進行大田試驗。 TY390(短生育期品種泰優(yōu)390)由袁隆平農業(yè)高科技股份有限公司、湖南優(yōu)至種業(yè)有限公司和廣東省農業(yè)科學院水稻研究所聯合培育,秈型三系雜交稻,2021年通過國家審定,在湖南作為再生稻種植,周年生育期202 d。YY4149(中生育期品種甬優(yōu)4149)由寧波市種子有限公司和湖南正隆農業(yè)科技有限公司聯合培育,秈粳型三系雜交稻,2017年通過湖南省審定,在湖南作為再生稻種植,周年生育期207 d。YY1538(長生育期品種甬優(yōu)1538)由江西興安種業(yè)有限公司培育,秈粳型三系雜交稻,2020年通過江西省審定,在湖南作為再生稻種植,周年生育期239 d。
1.2 試驗設計
各試驗點均采用裂區(qū)試驗設計,主區(qū)設6個播期(B):3月15日(B1)、3月20日(B2)、3月25日(B3)、3月30日(B4)、4月5日(B5)、4月10日(B6)。副區(qū)為品種(P),即短生育期品種泰優(yōu)390(TY390)、中生育期品種甬優(yōu)4149(YY4149)和長生育期品種甬優(yōu)1538(YY1538)。6個播期處理、3個品種處理,共18個處理,小區(qū)面積為30 m2,共36個小區(qū),每個小區(qū)分3點進行取樣。小區(qū)之間覆膜筑埂,保證單排單灌,四周設保護行。采用水育秧和人工移栽,5葉1心期移栽,每蔸2~3株谷苗,株行距為20 cm×20 cm。
1.3 試驗管理
周年施純氮總量為400 kg/hm2,頭季稻施 193 kg/hm2 純氮,再生季施207 kg/hm2純氮。頭季稻氮肥為尿素,按基肥(占50%)、分蘗肥(占20%)和穗肥(占30%)3次施用。P2O5總用量 90 kg/hm2,作為基肥一次性施用。K2O總用量 180 kg/hm2,分基肥(占50%)和穗肥(占50%)2次施用。再生季氮肥為尿素,分促芽肥(占50%)和發(fā)苗肥(占50%)2次施用,促芽肥在頭季稻齊穗后 20 d 施用,發(fā)苗肥在收割后2 d灌淺水施用。全生育階段注意病蟲害防治,在苗數達到計劃有效穗數85%時開始曬田控苗,水分管理按當地高產栽培技術措施進行。
1.4 觀測項目與方法
生育期記載:分別記載播種期、移栽期、頭季稻齊穗期、頭季稻成熟期及再生季成熟期。
測產:頭季稻及再生季成熟期,選取長勢均勻的150蔸(避免邊3行)水稻,曬干風選后稱重,并用自動數字水分儀DMC-700,測定水稻籽粒含水量,然后按標準方法換算成14%的吸濕水來計算籽粒實際產量。
株高:于頭季稻及再生季成熟期,每個小區(qū)測量10蔸水稻的株高。
紋枯病調查:頭季稻收割后15 d調查全小區(qū)紋枯病情況,按蔸計算再生稻紋枯病率。
1.5 氣象數據記載
由Vantage Pro2有線自動氣象站記錄再生稻全生育期期間的氣象數據。
1.6 數據處理和分析
采用Excel 2019錄入和處理數據,采用Satatixs 8.0數據分析軟件進行統(tǒng)計分析,采用最小顯著性極差法(LSD)進行處理間差異顯著性檢驗(α=0.05)。
2 結果與分析
2.1 湘中和湘北地區(qū)的氣候條件
由表1和圖1可知,湘中地區(qū)(長沙)和湘北地區(qū)(益陽)氣候條件存在一定的差異。生育期間內,湘中地區(qū)(長沙)全生育期日平均溫度、日最高溫度、日平均降水量均高于湘北地區(qū)(益陽)。其中再生季差異最大,湘中地區(qū)(長沙)在再生季(8月15日以后)的日均溫度和日平均降水量都高于湘北地區(qū)(益陽),降水量高0.24 mm,日平均溫度高0.7 ℃。
2.2 播期對再生稻生育期的影響
由表2可知,隨著播期的推遲,頭季稻播種到齊穗的時間、頭季稻全生育期及周年生育期均縮短,主要是縮短了可變營養(yǎng)生長期, 基本營養(yǎng)生長期和生殖生長期很大程度上取決于品種特性,基本不隨播期的推遲而縮短。播期每推遲5 d,周年生育期縮短0~4 d,并且播期越晚,縮短越多。從地點上分析,較湘北地區(qū)(益陽),湘中地區(qū)(長沙)頭季稻生育期、 再生季生育期和周年生育期均有不同程度的縮短,播期越晚,生育期縮短越多,其中周年生育期縮短8~19 d。
2.3 播期和氣候條件對產量的影響
由表3和表4可知,再生稻的產量與地點、播期、氣候條件關系密切。頭季產量與播期呈正相關關系,再生季產量、周年產量均與播期呈負相關關系,均沒達到顯著關系。頭季產量、再生季產量和周年產量均與日平均降水量、日平均溫度、日平均最高溫度呈顯著正相關關系,與日平均最低溫度呈顯著負相關關系,其中再生季產量和周年產量均達到極顯著水平。播期處理對再生稻2季產量無顯著性影響,地點對再生季產量有極顯著影響。湘中長沙的頭季產量、再生季產量和周年產量較湘北益陽分別高11.37%、59.90%和26.61%,差異均達到極顯著水平。從播期分析,湘中長沙頭季產量表現為B4處理最高,再生季產量和周年產量以B2處理最高;湘北益陽頭季產量表現為B5處理最高,再生季產量表現為B6處理最高,周年產量以B5處理最高。湘中長沙頭季產量表現為晚播處理高,再生季產量和周年產量均表現為早播處理高,湘北益陽無明顯規(guī)律。從品種分析,湘中長沙各播期處理周年產量表現為TY390>YY4149(B1處理除外),YY1538表現為早播B1、 B2處理周年產量較高, 遲播會造成明顯減產,其中TY390在B4處理周年產量最高,達18.75 t/hm2;湘北益陽頭季產量和周年產量播期處理均表現為YY4149>TY390,YY1538周年產量均低于10 t/hm2,處于最低水平,其中YY4149在B2處理周年產量最高,為16.91 t/hm2。從頭季產量分析,在湘中長沙,表現為長生育期品種YY1538頭季產量最高(B4除外),均高于 10.0 t/hm2,B3處理最高,達 11.17 t/hm2,湘北益陽則表現為中生育期品種YY4149頭季產量最高,均高于9.0 t/hm2,長生育期品種YY1538頭季產量最低,均低于 8.0 t/hm2。從再生季產量分析,在湘中長沙,早播處理表現為YY1538再生季產量高,遲播處理表現為短生育期品種TY390最高。再生季產量湘北益陽各處理均表現為YY4149<TY390<YY1538,其中YY4149均處于最低水平,明顯低于其他2個類型品種。
2.4 再生稻產量之間的關系
由圖2可知,頭季產量、再生季產量和周年產量之間均存在極顯著的線性關系。頭季產量和再生季產量呈線性正相關,相關系數為0.194 6,F值為0.441 6,達到極顯著水平。頭季產量、再生季產量均與周年產量呈線性正相關,相關系數分別為0.562 8、0.854 5,F值分別為0.924 4、0.750 4,均達到極顯著水平。
2.5 播期對再生稻株高的影響
由表5可知,播期對再生稻株高無顯著性影響,差異均在7 cm以內,不同生態(tài)點能顯著影響再生稻2季株高,湘中長沙頭季株高較湘北益陽高6.20%,達到極顯著水平,再生季株高較湘北益陽高7.03%,達到顯著水平。
2.6 播期對再生稻紋枯病的影響
由表6可知,播期對再生稻紋枯病發(fā)病率也有顯著的影響。3種生育期品種的發(fā)病率整體隨著播期的推遲呈先增加后下降趨勢,均以B5處理表現最高,顯著高于其他處理(B6處理除外)。不同品種分析,長生育期品種YY1538發(fā)病率均是最低,明顯低于其他品種。
3 討論
3.1 株高和紋枯病
株高與水稻產量息息相關。楊東等的研究表明,弱光處理會明顯影響水稻的株高,其中拔節(jié)期弱光處理會降低株高[16]。吳蕓紫等研究發(fā)現,播期對頭季和再生季株高的影響不同,不同品種之間也有很大的差異[17]。可能是播期影響了頭季和再生季的光照度,導致株高存在差異[11]。本研究發(fā)現,
播期對再生稻株高無顯著性影響,差異均在7 cm以內,不同生態(tài)點能顯著影響再生稻2季株高,同前人研究結果[11,16-17]存在一定差異,可能是因為本研究中品種類型多,且規(guī)律不一致。紋枯病是水稻三大病害之一,對于再生稻更是毀滅性的打擊,嚴重時甚至顆粒無收。宋世枝等的研究表明,水稻在孕穗期高溫高濕的環(huán)境下最易發(fā)生紋枯病, 播期能通過調控水稻灌漿期的溫度來影響紋枯病的發(fā)病率[18]。本研究發(fā)現,3種生育期品種的發(fā)病率隨著播期的推遲整體呈先增加后下降,均以B5處理表現最高,顯著高于其他處理(B6處理除外),其頭季稻7月20日左右抽穗,正是高溫多雨的時段,而長生育期品種YY1538因生育期長,均是8月以后抽穗,是高溫少雨的環(huán)境,所以發(fā)病率均最低,同前人研究結果[18]一致。因此,可以通過播期的調控,使頭季稻抽穗期避開高溫多雨的時段,減輕甚至杜絕紋枯病對再生稻的危害,進而顯著提高再生稻的產量。
3.2 產量
播期是影響再生稻產量形成的主要栽培因子,合理的播期是實現再生稻周年高產的基礎[11]。張巫軍等的研究表明,隨播期推遲,頭季和再生季產量均先增加后降低,過早或過遲均不利于再生稻周年產量的提升[19-20]。柳有廣等的研究表明,頭季及再生季的產量均隨著播期的推遲而降低,各播期之間均差異顯著[14]。劉祥臣等的研究表明,頭季產量隨著播期的推遲呈拋物線關系,再生季產量隨播期推遲而遞減[12]。綜上,前人關于播期對再生稻產量的影響存在一定的差異,可能是種植地點和品種的生育期存在差異的原因。本研究發(fā)現,隨著播期的推遲,頭季產量呈拋物線趨勢,先升高后降低,再生季產量、周年產量均呈線性降低。湘中長沙播期處理均表現為短生育期品種TY390>中生育期品種YY4149(B1處理除外),長生育期品種YY1538表現為早播B1、B2處理周年產量較高,遲播會造成明顯減產。湘北益陽播期處理均表現為中生育期品種YY4149>短生育期品種TY390,長生育期品種YY1538周年產量均低于10 t/hm2,處于最低水平不適合在當地種植。湘中長沙適宜種植短生育期品種TY390,產量高,適播時間長,長生育期品種甬優(yōu)1538產量也處于較高水平,但必須早播。湘北益陽適宜種植中生育期品種YY4149,適播時間長, 穩(wěn)產性能好,長生育期品種甬優(yōu)1538再生季產量均低于2 t/hm2,不適合在湘北益陽作為再生稻種植。
3.3 生育期
播期可以改變水稻不同生育期的光溫資源和生育進程,通過播期的調控,可以調節(jié)水稻生育期,充分利用光溫資源,發(fā)揮水稻品種的產量潛力[21-23]。何水清等的研究表明,隨著播期的推遲,頭季生育期縮短,再生季生育期變長,2季總生育期縮短[23-24]。本研究結果表明,隨著播期的推遲,頭季抽穗到成熟的時間基本不變,再生季生育期還略有增加,湘中地區(qū)和湘北地區(qū)存在相同的規(guī)律,同前人的研究結果[24-25]一致。播期的推遲,主要是縮短了可變營養(yǎng)生長期,基本營養(yǎng)生長期和生殖生長期很大程度上取決于品種特性,基本不隨播期的推遲而縮短。從生育期而言,短生育期品種TY390生育期較短,播種時間彈性較大,適宜作為再生稻在湘中地區(qū)種植。中生育期品種YY4149生育期中等,在湘中地區(qū)(長沙)播種時間彈性較大,最晚可在4月10日播種,在湘北地區(qū)(益陽)需要在3月30日之前播種。長生育期品種YY1538生育期最長,在湘中地區(qū)(長沙)3月15日播種,再生稻11月12日成熟,在湘北地區(qū)(益陽)均無法成熟。在湘中、湘北地區(qū)作為再生稻種植風險較大,不適宜作為再生稻種植。
4 結論
隨著播期的推遲,頭季播種到齊穗的時間、頭季總生育期及周年生育期均縮短,播期越晚,縮短越多,頭季齊穗到成熟的時間基本不變,再生季生育期還略有增加,湘中地區(qū)和湘北地區(qū)存在相同的規(guī)律。
不同生態(tài)點存在差異,湘中長沙日平均溫度、日平均降水量、頭季產量、再生季產量和周年產量均高于湘北益陽,其中頭季產量、再生季產量和周年產量均達到顯著水平。頭季產量、再生季產量、周年產量均與日平均降水量、日平均溫度和日平均最高溫度呈顯著正相關關系,與日平均最低溫度呈顯著負相關關系,其中再生季產量和周年產量達到極顯著水平。
隨著播期的推遲,3種不同生育期品種紋枯病發(fā)病率均呈先增加后下降,均以B5處理表現最高,且顯著高于其他處理(B6處理除外)。
在湘中長沙適宜種植短生育期品種TY390,產量高,可達18.75 t/hm2,適播時間長,4月10日播種周年產量也可達15.83 t/hm2,可以作為受災補播品種;長生育期品種甬優(yōu)1538也可以作為備選,但是必須在3月20日之前播種,否則會造成嚴重減產。在湘北益陽適宜種植中生育期品種YY4149,適播時間長,穩(wěn)產性能好,產量隨播期變化幅度小,長生育期品種甬優(yōu)1538再生季產量均較低,不適合在湘北益陽作為再生稻種植。
參考文獻:
[1]汪 浩,張 強,張文地,等. 腋芽萌發(fā)能力對再生稻產量影響的研究進展[J]. 中國水稻科學,2020,34(3):205-216.
[2]陳香碧,胡亞軍,秦紅靈,等. 稻作系統(tǒng)有機肥替代部分化肥的土壤氮循環(huán)特征及增產機制[J]. 應用生態(tài)學報,2020,31(3):1033-1042.
[3]Yuan S,Cassman K G,Huang J L,et al. Can ratoon cropping improve resource use efficiencies and profitability of rice in central China?[J]. Field Crops Research,2019,234:66-72.
[4]張 強. 豫南地區(qū)再生稻高產優(yōu)質栽培調控[D]. 揚州:揚州大學,2022:1-2.
[5]張 浪,徐華勤,李林林,等. 再生稻和雙季稻田CH4排放對比研究[J]. 中國農業(yè)科學,2019,52(12):2101-2113.
[6]鄒 丹,唐啟源,鄭華斌,等. 不同穗型品種與移栽密度對再生稻產量、發(fā)苗能力與干物質積累的影響[J]. 灌溉排水學報,2020,39(5):48-57.
[7]曹玉賢,朱建強,侯 俊. 中國再生稻的產量差及影響因素[J]. 中國農業(yè)科學,2020,53(4):707-724.
[8]徐富賢,袁 馳,王學春,等. 不同雜交中稻品種在川南再生稻區(qū)的兩季產量及頭季稻米品質差異[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報(中英文),2020,28(7):990-998.
[9]張玉屏,朱德峰,熊 洪,等. 我國水稻種植方式發(fā)展與轉型(英文)[J]. 農業(yè)科學與技術,2012,13(6):1270-1276.
[10]王士強,趙海紅,趙黎明,等. 水稻冷害生理功能變化與調控研究進展[J]. 中國農學通報,2017,33(36):1-6.
[11]鄒 丹,王慰親,鄭華斌,等. 播期對再生稻生長影響的研究進展[J]. 雜交水稻,2021,36(4):6-10.
[12]劉祥臣,豐大清,余貴龍,等. 豫南稻區(qū)不同播期對再生稻生長發(fā)育及產量的影響[J]. 山東農業(yè)科學,2015,47(9):59-63.
[13]楊 日,楊桂芬,龔志宏,等. 播期對融水、三江超級稻頭季稻及再生稻性狀的影響[J]. 南方農業(yè)學報,2011,42(8):890-894.
[14]柳有廣,楊 日,韋鳳舞,等. 超級稻不同播期對頭季稻及再生稻的影響試驗[J]. 廣西農業(yè)科學,2009,40(7):824-826.
[15]柳開樓,秦江濤,張 斌. 播種期對輕簡栽培方式再生稻源庫關系的影響[J]. 土壤,2012,44(4):686-695.
[16]楊 東,段留生,謝華安,等. 不同生育期弱光對超級稻Ⅱ優(yōu)航2號產量及品質的影響[J]. 福建農業(yè)學報,2013,28(2):107-112.
[17]吳蕓紫,段門俊,劉章勇,等. 播種期對3個再生稻品種產量及產量構成因子的影響[J]. 作物雜志,2017(2):151-156.
[18]宋世枝,方 玲,段 斌,等. 調整播期對豫南粳稻稻瘟病及紋枯病發(fā)病條件的影響[J]. 中國農學通報,2005,21(4):276-277,288.
[19]張巫軍,段秀建,余泓潔,等. 播期對早熟品種雜交秈稻廣8優(yōu)粵禾絲苗中稻:再生稻產量和干物質積累的影響[J]. 雜交水稻,2021,36(2):52-56.
[20]石守設,朱保磊,張 順,等. 不同播期對再生稻信粳18產量及產量性狀的影響[J]. 耕作與栽培,2021,41(3):34-37.
[21]許 軻,孫 圳,霍中洋,等. 播期、品種類型對水稻產量、生育期及溫光利用的影響[J]. 中國農業(yè)科學,2013,46(20):4222-4233.
[22]李秀芬,賈 燕,黃元才,等. 播栽期對水稻產量和產量構成因素及生育期的影響[J]. 生態(tài)學雜志,2004,23(5):98-100.
[23]蔡嘉鑫,王 巖,唐 闖,等. 播期對水稻產量、品質影響及栽培調控研究進展[J]. 江蘇農業(yè)科學,2022,50(23):1-8.
[24]何水清,周明火,王玉猛. 不同播種期對再生稻豐源優(yōu)272產量及產量構成的影響[J]. 中國稻米,2013,19(5):104-105.
[25]練 紅,周海濤,陳維建,等. 播種期和留樁高度對再生稻產量及產量構成因素的影響[J]. 湖南農業(yè)科學,2017(4):28-31.