李 超，肖小平，汤文光，唐海明，汪 柯，程凯凯，郭立君，杨光立



提前喷施叶面肥对增强翻秋晚稻抵御寒露风能力的分析*

李 超，肖小平**，汤文光，唐海明，汪 柯，程凯凯，郭立君，杨光立

（湖南省土壤肥料研究所，长沙 410125）

近年来，翻秋种植（早稻品种作晚稻直播栽培）以其节本高效、缓解双季稻季节矛盾等优势得以迅速发展，但翻秋晚稻抽穗期迟于移栽晚稻，更易受寒露风影响而减产。本研究以始穗期寒露风来临前2d设置喷施清水（CK）、喷施宝（T1）、寒露风来临当天施喷施宝（T2）3个处理，研究提前喷施叶面肥对翻秋晚稻抵御寒露风能力的影响及其机理，以期为提高翻秋晚稻应对寒露风的避灾减灾能力提供技术支撑及理论依据。结果表明：与CK及T2相比，提前喷施叶面肥（T1）可促进翻秋晚稻安全齐穗，缩短生育期3～4d；有利于增加灌浆期的净光合速率，促进后期叶片SPAD值与净光合速率的正常衰减，提前喷施叶面肥后植株的C、N营养更协调，干物质运转更通畅，从而显著提高籽粒灌浆速率，增加结实率9.5～13.9个百分点，增产15.8%～23.7%；提前喷施叶面肥还可改善翻秋晚稻稻米的外观品质及加工品质。可见，通过气象预警，提前喷施叶面肥可有效增强翻秋晚稻抵御寒露风的能力。

叶面肥；翻秋晚稻；寒露风；避灾减灾；产量；稻米品质

“寒露风”通常指双季晚稻抽穗开花期，连续3d或以上日平均气温≤22℃，影响水稻正常开花授粉，使结实率下降，导致水稻减产甚至绝收的一种灾害性天气[1-2]。近年来，湖南省寒露风灾害时有发生，一定程度上影响了双季稻的丰产稳产，而喷施叶面肥是一种有效抵御低温冷害的避灾减灾措施[3-4]，其具有养分吸收快、针对性强、养分利用率高、增强作物抗逆性及增加产量等优势[2-3]。植物叶片通过叶面气孔、表皮亲水小孔及胞间连丝主动吸收利用叶面肥中的各种养分，与根部吸收养分具有同样效果[2,5-8]。目前，利用叶面肥抵御低温冷害的研究较多，但大多偏向于生产应用[3-4,9-10]，而缺乏相应的机理分析。近年来，在劳动力紧缺，劳动力成本不断攀升及种粮大户迅速发展的背景下，双季稻生产的茬口衔接愈发紧张，因此，翻秋种植以其节本、省工、高效等优势受到了种粮大户的青睐，但翻秋晚稻由于播种推迟，导致其齐穗期迟于移栽晚稻，更易遭受寒露风的影响而减产[11]。因此，本研究以始穗期寒露风来临前2d设置喷施清水和喷施宝，以寒露风来临当天设置喷施宝，开展提前喷施叶面肥对翻秋晚稻抵御寒露风能力的机理研究，以期为提高翻秋晚稻应对寒露风的避灾减灾能力提供技术支撑及理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验区位于湖南省益阳市南县茅草街接龙村，多年平均气温16.6℃，降水量1237.7mm，日照时数1775.7h，蒸发量1236.2mm，属亚热带过渡性季风湿润气候类型。土壤为湖积物发育的紫潮泥，黏壤土，种植模式为冬闲-双季稻。2014年9月18−20日，日平均气温分别为17.8℃、18.4℃、21.6℃，达到了寒露风标准(抽穗扬花期连续3d或以上日平均气温≤22℃)。

1.2 试验设计

以该区域主栽常规早稻品种“湘早籼24号”为试验材料，于2014年7月16日播种，播种量为90kg·hm−2，9月中旬晚稻逐渐进入抽穗期，为保证叶面肥被叶片充分吸收，根据天气预报，在寒露风来临前2d 即9月16日（始穗期），选取土壤肥力均匀的田块为试验田，划分为9个小区，每个小区面积42.0m2，设置寒露风来临前2d喷施清水（CK）及T1（喷施宝），寒露风来临当天（9月18日）施用喷施宝（T2）3个处理，所选喷施宝为湖南双季稻区常用的抗低温叶面肥。T1、T2的喷施宝用量均为90g·hm−2对水750kg·hm−2溶解。对照处理清水用量为750kg·hm−2，各处理均于10：00左右进行叶面喷施。每个处理重复3次，随机区组排列。

1.3 田间管理

水稻种子用200倍强氯精液浸种消毒后，催芽至破胸，7月18日播种，播种后田间保持湿润。三叶一心时施尿素75kg·hm−2作提苗肥，分蘖初期施复合肥（20-8-12）450kg·hm−2作追肥，孕穗3期施尿素75kg·hm−2作穗肥。播种2～3d后用30%丙草胺3750mL·hm−2作封闭药，此时田间不能积水；五叶一心时排干水，用10%的氰氟草酯3000mL·hm−2防控千金子，75%的二氯喹啉酸225g·hm−2及20%的双草醚540g·hm−2防控稗草，2～3d后灌3～6cm深水，保持4～5d使杂草根系腐烂。其它管理措施同常规大田。

1.4 测定项目与方法

产量：成熟期每个小区选择1m2数有效穗数，然后整个小区单打单晒，风干后称取干重，计算稻谷实际产量；同时，每个小区按五点取样法取5点考种，每点面积256cm2（16cm×16cm），考察每穗总粒数、每穗实粒数、结实率和千粒重，计算理论产量。

地上部干物重：分别在9月22日及10月14日取植株样，取样方法同考种取样，将茎、叶、穗分开，105℃杀青30min，75℃下烘干至恒重，测量干物质重。

生育期：播种-成熟期的天数。

叶绿素相对含量(SPAD)：处理开始前，每个小区定点选取有代表性的10片水稻剑叶，在喷施后的第6天(9月22日)和第28天(10月14日)待剑叶露水干后，用日本产SPAD-502对剑叶基部、中部、尖部进行测定，并取平均值。

用SPAD值衰减率表征抽穗期后剑叶叶绿素含量的衰减幅度。计算式为[12]

SPAD值衰减率=(SPAD1-SPAD2)/(SPAD1) （1）

式中，SPAD1、SPAD2分别表示9月22日及10月14日所测得的SPAD值。

光合参数：净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及蒸腾速率（Tr）的测量于喷施后的第6天(9月22日)和28天(10月14日)用美国产LI-6400便携式光合作用测定仪对剑叶进行测定，叶室光照强度依据所检测到的外界光强分别设定为1200、1000μmol·m2·s−1，测定时间为（晴天）9：00−11：30，每小区测量3片剑叶，测定时设定系统内气流速度为500μmol·s−1，温度为30℃。

用Pn衰减率表征抽穗期后剑叶净光合速率的衰减幅度。计算式为[12]

Pn衰减率=（Pn1- Pn2）/ Pn1 （2）

式中，Pn1、Pn2分别表示9月22日及10月14日所测得的Pn 。

平均灌浆速率：穗顶抽出剑叶鞘 5cm 左右时选择大小基本一致的稻穗(包括主茎穗和分蘖穗)挂牌标记，每小区标记 20 穗，9月22日（齐穗期）及10月4日（灌浆末期）各取标记穗10 个，每次先将整穗一次枝梗平分为上、中、下 3 部分，若不能平分，则上、下部取平均数的整数部分，多余的归为中部，其中直接着生于穗上部一次枝梗上的籽粒(顶部第2粒除外)为强势粒，穗下部一次枝梗上直接着生于二次枝梗上的籽粒(顶部第 1 粒除外)为弱势粒[13]，分别摘下强势粒和弱势粒，剔除未受精的空粒后，烘干去壳称重后计算平均灌浆速率[14-15]。

平均灌浆速率 =(m1-m2)/(t1-t2) （3）

式中，t1、t2分别代表取样时间9月22日及10月4日，m1、m2分别表示与t1、t2对应的去壳后的籽粒干物重。

1.5 数据分析

采用DPS14.50及Excel 2007实用数据分析软件进行数据分析与作图。

2 结果与分析

2.1 提前喷施叶面肥可加快翻秋晚稻的生育进程

2.1.1 生育进程加快

由表1可知，喷施叶面肥处理中（ T1、T2），翻秋晚稻在经历寒露风后，9月20日前均已齐穗，而喷施清水处理（CK）经历寒露风后齐穗期则在22日，落后了2d；相应地，喷施叶面肥处理中的成熟期也都有提前，生育期整体上比CK提前了1～4d。进一步比较提前2d喷施叶面肥（T1）与寒露风当天喷施叶面肥（T2）的翻秋晚稻生育进程可见，T1处理中，其齐穗期、成熟期以及生育期均比CK处理中提前更多（4d），而当天喷施叶面肥处理中（T2）晚稻的生育进程比CK处理中提前相对较小（1～2d）。可见，始穗期若有寒露风来临，提前喷施叶面肥可使翻秋晚稻安全齐穗、提前成熟，加快生育进程，提前2d喷施比当天喷施效果更显著。

2.1.2 原因分析

2.1.2.1 叶绿素含量衰减加快

表2表明，喷施叶面肥的处理（T1、T2）中，翻秋晚稻在经历寒露风后，9月22日的SPAD值较CK略有增加，但无显著差异；而10月14日的SPAD值较CK分别降低了16.2%、6.0%，其中T1与CK差异达显著水平(P＜0.05)；相应地，T1、T2的 SPAD衰减率均显著大于CK，分别增加了9.7个和4.1个百分点。进一步比较提前2d喷施叶面肥（T1）与寒露风当天喷施叶面肥（T2）的晚稻SPAD值可见，9月22日的SPAD值无差异；而10月14日T1的SPAD值较T2降低了10.9%；相应地，T1的SPAD衰减率较T2显著增加了5.6个百分点。可见，始穗期若有寒露风来临，提前喷施叶面肥有利于水稻齐穗后叶片SPAD值的衰减，促进叶片中的养分往籽粒进行转运，这可能是翻秋晚稻能够保持丰产的重要因子之一。

表1 各处理翻秋晚稻生育进程比较

表2 各处理翻秋晚稻叶片SPAD值的比较

注：小写字母表示处理间在0.05水平上的差异显著性。下同。

Note: Lowercase indicates the difference significance among treatments at 0.05 level. The same as below.

2.1.2.2 光合特性衰减加快

由表3可知，喷施叶面肥的处理（T1、T2）中，翻秋晚稻在经历寒露风后，9月22日的Pn较CK分别增加15.1%、6.0%；而10月14日的Pn较CK则分别降低了22.3%、2.3%，且T1与CK差异达显著水平(P＜0.05)；相应地，T1、T2的Pn衰减率均大于CK，分别增加了16.0个及2.7个百分点；进一步比较提前2d喷施叶面肥（T1）与寒露风当天喷施叶面肥（T2）的Pn可见，9月22日T1较T2增加8.5%；而10月14日显著降低了24.1%；相应地，T1的Pn衰减率较T2显著增加了13.3个百分点；Gs、Tr表现出与Pn相同的变化规律。表明始穗期若有寒露风来临，提前喷施叶面肥能增强翻秋晚稻抽穗期的剑叶光合功能，提高叶片净光合速率，促进叶片生育后期Pn的衰减。

2.2 提前喷施叶面肥可提高翻秋晚稻的籽粒产量及品质

2.2.1 产量提高

由表4可知，喷施叶面肥的处理（T1、T2）中，翻秋晚稻在经历寒露风后，实际产量较CK分别增加23.7%、6.8%；相应地，T1、T2的结实率均显著大于CK（P＜0.05），分别增加了13.9和4.4个百分点，而其它产量因子间无显著差异；进一步比较提前2d喷施叶面肥（T1）与寒露风当天喷施叶面肥（T2）的实际产量及产量因子可见，T1的实际产量较T2显著增加15.8%，结实率显著增加9.5个百分点，其它因子差异不显著。表明始穗期若有寒露风来临，提前喷施叶面肥可提高翻秋晚稻的结实率，从而增加产量。

表3 各处理叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）及净光合速率衰减率的比较

表4 各处理产量因子的比较

Note: EP is effective panicle, GS is grain number per spike, SSR is seed-setting rate, TW is 1000-grain weight, TY is theoretical yield, AY is actual yield.

2.2.2 稻米品质提升

表5表明，喷施叶面肥的处理（T1、T2）中，翻秋晚稻在经历寒露风后，其恶白度、恶白粒率较CK分别降低1.3～4.1、3.6～25.4个百分点；相应地，T1、T2的糙米率、精米率及整精米率较CK分别增加1.1、7.8，3.0、11.8和2.1、11.3个百分点；进一步比较提前2d喷施叶面肥（ T1）与寒露风当天喷施叶面肥（T2）的稻米品质可见，T1的恶白度及恶白粒率显著小于T2（P＜0.05），糙米率、精米率及整精米率则显著大于T2（P＜0.05）。表明始穗期若有寒露风来临，提前喷施叶面肥，可改善翻秋晚稻的稻米外观品质及加工品质。

表5 各处理稻米品质的比较

2.2.3 原因分析

2.2.3.1 平均灌浆速率提高

由表6可知，喷施叶面肥的处理（T1、T2）中，翻秋晚稻在经历寒露风后，其T1的籽粒的平均灌浆速率较CK显著（P<0.05）增加14.5%，T2与CK则无显著差异；相应地，T1处理的C/N较CK显著增加33.4%，T2也与CK无显著差异；进一步比较提前2d喷施叶面肥（ T1）与寒露风当天喷施叶面肥（T2）的平均灌浆速率及C/N可见，T1处理的平均灌浆速率及C/N较T2分别增加了10.9%、29.4%。表明始穗期若有寒露风来临，提前喷施叶面肥能提高翻秋晚稻的C/N，增加籽粒平均灌浆速率。

表6 各处理平均灌浆速率及C/N比的比较

注: C/N=Pn衰减率/SPAD衰减率。

Note: C/N= Pn attenuation rate divided by SPAD attenuation rate.

2.2.3.2 干物质积累加快

表7表明，喷施叶面肥的处理（T1、T2）中，翻秋晚稻在经历寒露风后，9月22日茎、叶、穗的干物重及总干物重与CK无显著差异；10月14日T1处理的茎、叶干物重显著低于CK(P＜0.05)，穗的干物重较CK显著增加22.8%(P＜0.05)，而总干物重与CK无显著差异；相应地，T2处理的茎、叶、穗及总干物重与CK差异均不显著；进一步比较提前2d喷施叶面肥（T1）与寒露风当天喷施叶面肥（T2）的干物重可见，10月14日T1的穗干物重较T2显著增加了17.6%，而茎、叶的干物重则显著低于T2(P＜0.05)。表明始穗期若有寒露风来临，提前喷施叶面肥可促进茎、叶中的干物质往籽粒运转。

表7 各处理干物质积累的比较（g·穴−1）

3 结论与讨论

早稻翻秋种植是晚稻受灾后的一种重要避灾减灾措施之一[15]。近年来，随着双季稻区水稻规模化生产的迅速发展，节本高效的种植方法成为缓解日益紧张的季节矛盾的重要途径。利用早稻品种的高温敏感特性[16]，可有效缩短晚稻的营养生长期[10]，全生育期只需90d左右，从而有效缓解了双季稻生产中茬口衔接紧张的季节矛盾，因此，早稻品种翻秋种植得以迅速发展。梅少华等[10]研究认为，湖南翻秋晚稻的播种期一般在7月中旬，较正常晚稻要推迟一个月左右，其抽穗扬花推迟，遭受寒露风的概率增大，其中结实率受影响最大。因此，提前预警寒露风，并采取相应的避灾减灾措施是翻秋晚稻高产稳产的重要保障。

持续低温会导致抽穗期水稻的结实率下降，产量降低[17-18]，而寒露风是水稻低温冷害的主要类型之一。喷施叶面肥是一种重要的抵御晚稻寒露风的避灾减灾措施之一[3-4]，叶片可通过叶面气孔、表皮亲水小孔及胞间连丝的主动吸收高效利用叶面肥中的各种养分，具有与根系吸收养分同样的效果[7]，从而增强其抵御寒露风的避灾减灾能力。黄海祥等[4]认为增加叶面肥的喷施次数且在寒露风来临前开始喷施有利于增加晚稻结实率，减少产量损失。本研究表明：提前喷施叶面肥喷施宝主要提高了翻秋晚稻的结实率，较寒露风来临当天施用喷施宝及清水对照均显著增加，分别增加17.0%、18.9%，当天喷施和提前喷施水稻产量较清水对照分别增加22.5%、23.7%，这与黄海祥等[4]的研究结果基本一致；同时，提前喷施叶面肥对翻秋晚稻稻米品质的影响还缺乏研究，本研究发现提前喷施叶面肥可有效改善翻秋晚稻的稻米外观品质及加工品质。

防御低温冷害的叶面肥产品繁多，但大多偏向于生产应用[3-4,9]，而缺乏相应的机理分析。水稻产量形成是水稻植株C营养与N营养的协调过程，水稻抽穗后对C营养的需求大于N营养，茎秆中储存的干物质与抽穗后叶片通过光合作用合成的干物质对产量的贡献比处于3:7～4:6[19-21]，表明正常抽穗后叶片光合作用提供充足的C营养是水稻高产的关键所在，而遭受寒露风后的翻秋晚稻，其C、N协调机理还有待深入开展研究。本研究以翻秋晚稻抽穗后叶片的SPAD值及SPAD衰减率表征N营养，以净光合速率及净光合速率衰减率表征C营养，从C、N平衡角度分析提前喷施叶面肥可增强翻秋晚稻抵御寒露风能力的机理[11]，结果表明，提前喷施叶面肥可显著增加翻秋晚稻灌浆期的净光合速率，促进叶片中的干物质往籽粒运转，增加平均灌浆速率，但其净光合速率衰减率和SPAD衰减率却显著大于当天喷施叶面肥和清水对照处理，表明提前喷施叶面肥可促进叶片的正常褪色及净光合速率的正常衰减，产量形成过程中的C/N可能更协调，从而为翻秋晚稻丰产奠定了基础，但其真正的影响机制还有待通过15N及13C同位素示踪进一步开展深入研究，从而探明提前喷施叶面肥增强翻秋晚稻抵御寒露风的内在机理。本研究未设置不喷清水处理，所以喷清水可能对翻秋晚稻产生的负作用还有待继续研究。

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Analysis of Pre-spraying Foliage Fertilizer on Fanqiu Late Rice Enhance the Ability of Resisting Cold Dew Wind

LI Chao，XIAO Xiao-ping，TANG Wen-guang，TANG Hai-ming，WANG Ke，CHENG Kai-kai，GUO Li-jun，YANG Guang-li

（Hunan Province Soil and Fertilizer Research Institute, Changsha 410125, China）

In recent years, Fanqiu-late rice(early rice varieties for late rice direct seeding cultivation) planting is developing rapidly with the advantages of low-cost and high-economic benefits, relieve of the season contradictions during double-cropping rice production. However, the grain yield of Fanqiu late rice was lower than that of late rice for that it was affected by cold dew wind at heading stage. Therefore, to provide technical support and theoretical basis for improving the disaster avoidance and reduction ability of Fanqiu-late rice responded on cold dew wind. Three treatments including clear water (CK) and foliage fertilizer Penshibao(T1) were pre-sprayed at 2 days before cold dew wind, and Penshibao(T2) at the cold dew wind coming day in initial heading stage were used to studied the mechanism of disaster avoidance and reduction about Fanqiu-late rice resisting cold dew wind in the present paper. The results showed that, compared with CK and T2, pre-spraying foliage fertilizer(T1) could promote Fanqiu-late rice for full heading safely, the growth period reduced three to four days; T1 was good for increasing the net photosynthetic rate at grain filling stage, facilitated the value of SPAD to decline, and thus promoting net photosynthetic rate to attenuate normally, so that the carbon nutrition of the plant was more coordinated with nitrogen nutrition, dry matter run more smoothly. Therefore, the grain filling rate of T1 were increased significantly (P<0.05), seed-setting rate of T1 were increased 9.5 to 13.9 percent point, and the grain yield of T1 were increased 15.8% to 23.7%. And the appearance quality and processing quality of rice were improved by apply with pre-spraying foliage fertilizer practice. As a result, it was a better way to increase the capacity of disaster avoidance and reduction to resist the cold dew wind of Fanqiu-late rice by application of pre-spraying foliage fertilizer practice.

Foliage fertilizer; Fanqiu-late rice; Cold dew wind; Disaster avoidance and reduction; Yield; Rice quality

10.3969/j.issn.1000-6362.2018.05.005

李超,肖小平,汤文光,等.提前喷施叶面肥对增强翻秋晚稻抵御寒露风能力的分析[J].中国农业气象,2018,39(5):337-343

2017−08−16

。E-mail: hntfsxxping@163.com

国家“十二五”科技支撑计划项目（2012BAD20B05）

李超（1989-），硕士，研究实习员，主要从事耕作生态与农业防灾减灾研究。E-mail:hnchaoli0419@163.com