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播期对苏北盐碱地不同水稻品种生长发育进程及产量的影响

2021-03-24代金英孙一标赵绍路朱静雯严国红陈大勇王爱民

中国农学通报 2021年3期
关键词:齐穗盐碱地成熟期

代金英,胡 蕾,孙一标,施 伟,赵绍路,朱静雯,刘 凯,严国红,陈大勇,王爱民

(江苏沿海地区农业科学研究所,江苏盐城224000)

0 引言

土壤盐渍化是限制农作物生长,造成减产的非生物胁迫之一。据统计,全球盐碱地面积超过1.0×109hm2,中国盐碱地面积约1.0×108hm2,开发利用盐碱地,利于粮食安全、保持粮食持续增产[1-2]。水稻(Oryza sativaL.)是重要的粮食作物和盐碱中度敏感作物,也被认为是最适合在盐碱地上种植的作物[3]。水稻播期是水稻栽培管理中的关键技术之一,影响水稻的整个生育期,特别是安全齐穗期以及成熟期,进而影响产量的稳定[4]。关于播期对水稻的发育进程和产量的影响,前人已有报道,由于试验材料、试验环境和栽培方式的差异,其研究结果也存在差异[5-8]。姚正兰等[9]研究播期对水稻生育进程影响发现水稻生育进程受温、光因子的影响明显,随着播期推迟,水稻生育期平均气温升高,积温和累积日照时数减少,营养生长期缩短,生育进程加快。许轲等[10]研究播期与品种类型对水稻产量的影响,发现随播期的推迟,各品种类型水稻的生育期缩短,水稻产量呈下降趋势,但下降程度不等。董洋阳[11]研究太湖地区直播播期对不同生育类型水稻品种产量的影响,发现不同类型水稻品种的产量及其构成因素均随着播期的推迟而呈递减的趋势;产量的下降主要在于每穗颖花数和结实率的降低。吴明昊等[12]研究播期对盐渍化中低产田不同水稻品种生长特性的影响,发现随着播期的推迟,2个水稻品种的全生育期均有所缩短,产量性状及产量大体呈下降趋势。许多研究结果认为合理的确定水稻播期对有效利用温光资源、改善水稻生育进程、提高分蘖成穗率、保证个体正常发育、安全成熟和提高产量的基础,具有极其重要的作用。本研究利用2个迟熟中粳稻‘南粳9108’和‘连粳11号’,播种于苏北盐碱地,探讨不同播期对水稻品种生长发育进程及产量的影响,为苏北盐碱地环境下水稻栽培种植提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

本研究试验地点为江苏北部盐碱地区——盐城市大丰区方强农场(经度:120.47°,纬度:33.20°)。江苏北部盐碱地区供试土壤理化性质详见表1,土壤呈碱性,有机质含量较低,水田中盐度达0.3%~0.5%。

表1 供试土壤理化性质

1.2 试验材料及种植方法

本研究试验材料为‘南粳9108’和‘连粳11号’,属迟熟中粳稻(表2),分别由江苏省农业科学院粮食作物研究所及连云港市黄淮农作物育种研究所育成,适宜江苏省地区种植[13-14]。2018年设计播期试验,2个品种采取穴盘育秧的播种方式,设置5个播期,播期分别为5月24日(播期1)、5月31日(播期2)、6月7日(播期3)、6月14日(播期4)、6月21日(播期5),秧龄18天移栽,双本栽插,行株距30 cm×12 cm,每个小区15 m2,即3 m×5 m,3个重复。秸秆还田,磷、钾肥施用量均为135 kg/hm2,氮肥运筹比例为基蘖肥:穗肥为6:4,磷肥全部作为基肥施用,钾肥作为基肥和穗肥分别施用50%。其他田间管理,按照水稻高产栽培技术措施进行。

表2 供试材料

1.3 调查性状

土壤理化性质测定:利用五点取样法采集田间土样,每点取土样1 kg,混合后用外加热法测定土壤有机质,用碱解扩散法测定土壤氮含量,用钼蓝比色法测定土壤磷含量,用火焰光度法测定土壤钾含量[15]。盐分测定仪测量水稻田间水分盐含量。

生育期:观察并记录2个品种不同播期的播种期、移栽期、抽穗期和成熟期。

干物质重(g/穴):分别于拔节期、齐穗期、成熟期取不同水稻品种不同播种时期的植株1穴,分别烘干称重并记录,3个重复。

群体结构:分别于调查不同播期处理下的基本苗、高峰苗和有效穗,并计算出分蘖率和成穗率。

株高(cm):成熟期,用直尺读取植株高度。

产量(t/hm2)及其构成因素:于成熟期测量不同水稻品种不同播种时期每个小区内所有植株有效穗,取3穴分别测定每穴植株的株高、单穗长、结实率和千粒重,每个小区实产收割,测定产量。

1.4 数据分析

数据采用SPASS 17.0分析软件进行方差分析,采用SigmaPlot 12.5软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 播期对不同生育类型水稻生育期的影响

对‘南粳9108’和‘连粳11号’不同播期处理下的生育期进行调查统计,结果见表3。由表3可知,播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’生育期有影响,呈显著差异。‘南粳9108’和‘连粳11号’的播种时间越早,其生长发育的全生育期越长。‘南粳9108’的播期为播期1(5月24日)时,其全生育期为151天;播期为播期5(6月21日)时,其全生育期为130天。‘连粳11号’的播期为播期1(5月24日)时,其全生育期为151天;播期为播期5(6月21日)时,其全生育期为133天。

表3 播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’生育期的影响

2.2 播期对不同生育类型水稻干物质积累量的影响

对‘南粳9108’和‘连粳11号’不同播期处理下不同时期的干物质积累量进行调查统计,结果见图1。由图1可知,播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’拔节期、齐穗期和成熟期的干物质积累量有影响,呈显著差异。‘南粳9108’和‘连粳11号’在播期1(5月24日)和播期2(5月31日)时,其拔节期、齐穗期和成熟期的干物质积累量相对较高,播期3(6月7日)、播期4(6月14日)和播期5(6月21日)时,其拔节期、齐穗期和成熟期的干物质积累量相对较低。‘南粳9108’在播期1(5月24日)时,其拔节期和成熟期的干物质积累量最高,分别为24.20 g/穴和79.12 g/穴;播期2(5月31日)时,其齐穗期的干物质积累量最高,为43.48 g/穴。‘连粳11号’在播期2(5月31日)时,其拔节期、齐穗期和成熟期的干物质积累量最高,分别为25.58 g/穴、45.50 g/穴、79.52 g/穴。

图1 播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’地上干物质积累量的影响

2.3 播期对不同生育类型水稻群体结构的影响

对‘南粳9108’和‘连粳11号’不同播期处理下的基本苗、高峰苗和有效穗进行调查,并计算出分蘖率和成穗率,结果见表4。由表4可知,播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’的高峰苗、有效穗和分蘖率有影响,呈显著差异。随‘南粳9108’和‘连粳11号’的播种时间推迟,其高峰苗和分蘖率呈减小趋势,有效穗呈先升后降趋势。‘南粳9108’在播期5(6月21日)时的高峰苗、有效穗和分蘖率相较于播期1(5月24日)时分别降了224.07万/hm2,64.41万/hm2和17.43%‘;连粳11号’在播期5(6月21日)时的高峰苗、有效穗和分蘖率相较于播期(15月24日)时分别降了252.29万/hm2,116.92万/hm2和17.74%。

表4 播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’群体结构的影响

2.4 播期对不同生育类型水稻株高的影响

对‘南粳9108’和‘连粳11号’不同播期处理下的株高进行调查统计,结果见图2。播期对不同材料的株高的影响有差异。由图2可知,播期对‘南粳9108’株高影响差异不显著,‘南粳9108’在播期1(5月24日)时,株高最高,为84.97 cm;播期对‘连粳11号’株高有影响,呈显著差异,株高随播期推迟呈下降趋势,‘连粳11号’在播期1(5月24日)时,株高最高,为86.97 cm。

图2 播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’株高的影响

2.5 播期对不同生育类型水稻产量及其构成因素的影响

对‘南粳9108’和‘连粳11号’不同播期处理下的有效穗、每穗粒数、结实率、千粒重和产量进行调查统计,结果见表5。由表5可知,播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’对结实率和千粒重影响不显著。播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’的有效穗、每穗粒数和产量有影响,呈显著差异。随‘南粳9108’的播种时间推迟,其有效穗、每穗粒数和产量呈下降趋势,在播期1(5月24日)时,其产量最高。随‘连粳11号’的播种时间推迟,其有效穗、每穗粒数和产量呈先升后降趋势,在播期2(5月31日)时,其产量最高。‘南粳9108’在播期5(6月21日)时的有效穗、每穗粒数和产量相较于播期1(5月24日)时分别降了101.17万穗/hm2,65.04个和2.32 t/hm2‘;连粳11号’在播期5(6月21日)时的有效穗、每穗粒数和产量相较于播期2(5月31日)时分别降了126.20万穗/hm2,97.27个和2.99 t/hm2。

表5 播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’产量及其构成因素的影响

3 讨论与结论

播期影响水稻发育进程及其整个生育阶段的光、温资源配置,进而影响水稻生育各阶段光合生产能力,最终影响产量形成[10]。所以,深入开展盐碱地水稻播期对水稻生长发育和产量的影响,对盐碱地水稻产量的提高至关重要。本研究中,播期对水稻的生育期、地上部干物质积累量和产量等均有影响;不同水稻品种,影响存在差异。‘南粳9108’和‘连粳11号’的播种时间推迟,其生长发育的全生育期变短(表3),这与前人研究结果一致[9,16]。随着播期的推迟,温度升高,日长缩短,使播种至抽穗阶段的生育进程加快,所需积温较早播减少,导致生育天数缩短[17]。株高可以扩大植株生长空间,提高干物质积累量,有利于植株生长,进而影响产量,关于播期对水稻株高、地上部干物质积累量影响的研究,马巍等[18]研究发现随着播期的推迟,‘长白25’和‘吉粳88’的株高、地上部干物质积累量均有所降低。本研究中,株高随播期推迟呈下降趋势(图2),播期对不同材料株高的影响有差异,播期对‘南粳9108’株高影响差异不显著,对‘连粳11号’株高影响差异显著,这种影响差异可能与盐碱地环境下种植相关。另外‘,南粳9108’和‘连粳11号’在播期1(5月24日)和播期2(5月31日)时,其拔节期、齐穗期和成熟期的干物质积累量相对较高,播期3(6月7日)、播期4(6月14日)和播期5(6月21日)时,其拔节期、齐穗期和成熟期的干物质积累量相对较低(图1)。播种时间为5月24—31日时‘,南粳9108’和‘连粳11号’的生育期长,利于光、温积累,从而利于干物质的积累。由于试验环境、试验品种、耕作条件和播种时间不同,播期对水稻产量及其构成因素有着不同程度的影响[6,19]。本研究中,播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’的结实率和千粒重影响差异不显著,播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’有效穗、每穗粒数和产量影响差异显著。‘南粳9108’和‘连粳11号’的播种时间推迟,其有效穗、每穗粒数和产量呈下降趋势(表4,表5)。

本研究初步探讨了盐碱地环境下播期对‘南粳9108’和‘连粳11号’生长发育进程及产量的影响,为盐碱地环境下‘南粳9108’和‘连粳11号’的种植提供理论依据。盐碱地环境下水稻的生长发育受多种因素影响,如栽插密度和施肥量等,对‘南粳9108’和‘连粳11号’种植技术还需进一步研究。综合本研究结果考虑,在苏北盐碱地区环境下‘南粳9108’的最佳播种时间为5月24日,‘连粳11号’为5月31日。

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