不同播期對直播稻植株干物質積累和轉運的影響

江曉東 呂潤 金志鳳

摘要：以甬優15為材料，通過田間分期播種試驗，對不同播期直播稻植株干物質積累及其產量進行比較研究。結果表明，播期推遲使直播稻拔節至抽穗期發育時間明顯縮短，抽穗至成熟期發育時間隨播期推遲延長;隨著播期的推遲，葉面積明顯降低，單莖干物質積累量顯著下降，拔節至抽穗期的干物質積累量下降最大;隨播期推遲，葉、莖的物質輸出量和轉換率均呈顯著下降趨勢，產量構成因素及產量均下降，產量構成因素受播期影響由大到小依次為穗粒數、結實率、有效穗數和千粒質量。

關鍵詞：播期;直播稻;單莖干物質;產量

中圖分類號： S511.04 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）07-0072-04

隨著灌溉條件的改善以及勞動力成本的提高，許多國家都改變了對水稻傳統移栽的種植方式，逐漸開始采用直播方法：在美國和澳大利亞已全部改用機械直播，在意大利直播稻面積占水稻種植面積比例達98%，馬來西亞50%以上，葡萄牙有3.4萬hm2灌溉的水稻均為直播稻[1]。隨著我國農村勞動力的緊張，直播稻相較于移栽稻具有勞動強度小、操作簡單、節約成本的優勢，近些年其種植面積有加速擴大發展的趨勢[2]。水稻是我國的主要糧食作物，目前我國直播稻種植面積比例已超過15%[3]，浙江水稻播種面積占糧食播種面積的70%，直播稻面積占水稻面積的36%[4-5]。但由于直播稻自身生長發育特點的限制，相較于移栽稻而言，直播稻播種期遲，生育期較短，使得直播稻溫光資源利用少，易造成群體偏大、單莖生長量小、根系分布較淺、易倒伏等，而不利于直播稻高產的形成[6-9]。因此，研究直播稻在不同播期的干物質積累動態，有利于明確水稻產量形成規律，對指導當地水稻生產具有現實意義。

有大量研究表明，播期對直播稻有顯著影響，如隨播期推遲地上部干物質積累量明顯下降[10]，全生育天數明顯縮短[11];隨著播期的推遲，單莖葉片質量、莖稈質量和穗質量均呈顯著的下降趨勢[12]，同時遲播將導致營養生長期縮短，群體生長量變小，穗型減小，結實率降低，造成產量的降低，適宜期播種直播稻可以取得較為理想的產量[13]。因此，研究直播稻在不同播期的干物質積累動態，有利于明確直播稻產量形成規律，對指導水稻生產具有現實意義。鑒于此，筆者在浙江龍游開展了直播稻分期播種試驗，觀測了直播稻的生長發育、干物質積累和產量等指標，探討直播稻的生長發育規律，以期為直播稻的栽培管理措施提供相關的科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2017年在浙江省龍游縣農業氣象試驗站（119.02°E、28.44°N）內進行。試驗地屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫17.1 ℃，年平均降水量1 602.6 mm。試驗期間的逐日溫度和降水情況見圖1。

1.2 試驗設計

供試品種為當地種植面積比較大的晚熟秈稻甬優15。

試驗設置5月5日（S1）、5月15日（S2）、5月25日（S3）、6月4日（S4）、6月14日（S5）5個播期。采用人工撒播方式進行直播，播種量為26 kg/hm2。氮肥施用量為300 kg/hm2，鉀肥和磷肥施用量各為150 kg/hm2，其中氮肥和鉀肥分基肥和拔節肥2次施用，各施50%，磷肥作為基肥一次性施用。裂區設計，播期為主區，品種為裂區，小區面積為36 m2（6 m×6 m），3次重復。其他田間管理同當地高產田。

1.3 測定項目與方法

氣象要素觀測：試驗期間的溫度、氣溫等氣象要素數據來自于龍游縣農業氣象試驗站。

葉面積測定：采用LI-3000型葉面積儀（Li-COR，USA）測定。

干物質積累量、分配和轉運：將取回的樣品用烘箱105 ℃殺青30 min，再用75 ℃烘干，分別測定葉片、莖稈和穗的干物質質量，并計算各生育期干物質分配，相關計算公式如下：

單莖葉片（莖稈）物質輸出量（g/莖）=[抽穗期單莖葉片（莖稈）干質量-成熟期單莖葉片（莖稈）干質量];

單莖葉片（莖稈）物質轉換率=[（抽穗期單莖葉片（莖稈）干質量-成熟期單莖葉片（莖稈）干質量）/單穗籽粒干質量]×100%。

1.4 數據處理

試驗數據采用DPS 7.05軟件和Excel 2003處理分析。

2 結果與分析

2.1 不同播期對直播稻生育期影響

從表1可以看出，播期不同對直播稻生育期持續時間有明顯影響。從全生育期來看，S1～S5播期的全生育期持續天數分別為136、133、132、141、138 d，S1～S3隨播期推遲縮短，S4和S5有所延長。播期對直播稻各個發育階段持續時間的影響也不同：在播種至拔節期S1～S5持續時間為54～57 d，無明顯差異;但拔節至抽穗期持續時間為23～35 d，隨播期推遲有明顯下降;而在抽穗至成熟期，S1～S5播期持續天數分別為37、35、36、46、49 d，S2比S5少14 d，隨播期推遲其抽穗至成熟期持續天數明顯增加。由此可見，播期的不同主要影響拔節后不同階段的持續時間，隨著播期的推后，拔節至抽穗期的發育時間變短，而抽穗至成熟期的發育時間變長。

2.2 不同播期對直播稻單莖葉面積的影響

葉片的光合作用是光合產物的主要來源，合理的葉面積指數是水稻高產的重要保證[14]。從圖2可以看出，各個播期單莖葉面積呈先增后減的趨勢， 在分蘗期前各播期單莖葉面積無明顯差異，但拔節后各播期開始出現明顯差異，各播期葉面積均在抽穗期達到最大值。S1～S5播期單莖葉面積分別為334.32、344.21、274.33、232.83、204.44 cm2/莖，葉面積最大的S2比最小的S5增加68.37%。在抽穗后，水稻葉面積開始減小，在成熟期，各播期葉面積大小順序為S2>S1>S3>S4>S5，S2比S5多152.58 cm2/莖，S2仍然保持最大的葉面積。

2.3 不同播期對直播稻單莖葉片干質量的影響

由圖3可知，各個播期單莖葉干質量變化呈先增后減的趨勢，播期推遲使葉片衰減嚴重。在拔節后各播期開始出現明顯差異，各播期葉干質量均在抽穗期達到最大值，在抽穗期S1～S5播期單莖葉干質量分別為1.941、1.968、1.451、1.231、1.160 g/莖，S1、S3、S4、S5分別比最大值S2減少 1.37%、26.27%、37.45%、41.06%，S3、S4、S5與S2差異明顯，S1和S2無明顯差異。在抽穗后，水稻葉干質量開始減小，在成熟期，S1～S5分別為1.559、1.611、1.117、0.937、0.874 g/莖，S2播期葉片干質量仍為最大值。

2.4 不同播期對直播稻莖稈干質量的影響

由圖4可知，各個播期莖稈干質量變化與葉片相似，在抽穗期干物質積累量達到最大，S1～S5干質量分別為4.207、4.487、3.041、2.552、 2.407 g/莖， 播期提前有利于提高抽穗前莖稈干物質的貯存。抽穗后水稻莖稈干質量開始減少，在成熟期分別為3.412、3.883、2.462、2.112、2.027 g/莖，S1和S2莖稈干質量仍明顯高于其他播期。

2.5 不同播期對直播稻穗干質量的影響

由圖5可知，不同播期間穗干質量差異明顯，在抽穗期 S1～S5播期單穗干質量分別為0.972、1.031、0.778、0.742、0.654 g/穗;在成熟期，分別為5.348、5.498、4.905、4.714、4.585 g/穗，各個播期的稻穗的增質量速率分別為0.122、0.130、0.118、0.081、0.080 g/（穗·d），播期推遲不利于穗質量的增加。

2.6 不同播期對直播稻干物質積累量的影響

表2表明，隨播期的推遲，直播稻單莖干物質的積累量顯著下降。在播種至拔節期，直播稻干物質積累量占全生育期19.07%～24.50%，S2為2.108 g/莖，顯著大于其他播期（P<0.05），比最小的S5大0.274 g/莖;在拔節至抽穗期，單莖干物質積累量占全生育期31.88%～49.89%，隨播期推遲下降顯著，S2>S1>S3>S4>S5，S2比S5大2.990 g/莖;在抽穗至成熟階段，干物質積累量占全生育期31.00%～43.62%，S1～S5的干物質積累量分別為3.199、3.567、3.166、3.238、3.266 g/莖，S2比S5大0.301 g/莖?？梢姡テ谕七t對拔節至抽穗期干物質積累的影響程度明顯高于播種至拔節期和抽穗至成熟期。

2.7 不同播期對直播稻干物質轉運的影響

水稻籽粒的灌漿物質一部分來自抽穗后的光合產物，另外一部分來自葉莖物質的再分配。水稻的葉片物質輸出量、莖稈物質輸出量、葉片物質轉換率和莖稈物質轉換率主要反映葉、莖物質轉運到水稻谷粒部分的特點。由表3可知，不同播期下直播稻莖稈和葉片的物質轉運有明顯差異，均隨播期推遲顯著下降（P<0.05），且莖稈的輸出量和轉換率均大于葉片。S1～S5莖稈物質轉換率分別為14.89%、12.25%、11.95%、9.77%、8.58%，S5播期的莖稈物質輸出量較S1下降52.20%;S1播期的葉片物質輸出量為0.382 g/莖，顯著高于其他播期。

2.8 不同播期對直播稻產量及產量構成因素的影響

由表4可知，不同播期下，隨播期推遲產量顯著下降（P<0.05），與S2播期相比較，S3、S4和S5播期分別下降 8.98%、18.38%、20.46%。從產量構成因素來看，隨著播期的推遲，有效穗數、穗粒數、結實率均有明顯下降（P<0.05），千粒質量也有降低，但不顯著，不同播期間產量構成要素的變異系數由大到小順序為穗粒數>結實率>有效穗數>千粒質量，可見播期對穗粒數的影響最大，對千粒質量的影響最小。

3 結論與討論

直播水稻生長季節的溫光條件組合不同，改變了水稻的生育進程，進而影響了光合物質積累和產量的形成。生育期作為水稻品種的遺傳屬性，主要由自身的感溫性、感光性和基本營養生長性決定[15]，同時也受播期[13]、栽培方式及生態環境條件[16]等因素的影響。水稻為高溫短日照作物，其發育進程受播期影響較大，一般來說隨著播期推遲，溫度升高，在抽穗前生育進程加快，導致生育天數縮短，開花提前[17]。本研究結果表明，播期推遲對直播稻拔節前發育時間影響較小，拔節至抽穗期發育時間隨播期推遲明顯減少，S5減少天數最多，較S1少12 d;在抽穗至成熟期，S1～S3發育時間隨播期推遲略有減少，分別為37、35、36 d，但S4和S5較前3期的發育時間有明顯增大，分別為46、47 d，與前人研究結果[18-21]有所差異，這主要是由于S4、S5 2個播期在生育后期平均溫度低于20 ℃，致使生育期延長。

光合產物的主要來源是葉片的光合作用，單莖葉面積的大小也是決定水稻產量的重要指標。張林青等認為，在拔節至抽穗期葉面積較大有利于產量的提高[22]。本研究結果表明，直播稻在拔節、孕穗、抽穗、乳熟以及成熟的單莖葉面積均隨播期的推遲而遞減，表明播期的推遲不利于直播稻的光合生產，對光合物質積累造成不利影響。

干物質生產是水稻產量形成的基礎。吳文革等認為，水稻產量主要來源于抽穗前莖稈儲藏物質的轉運及抽穗后的光合產物[23];鄒應斌等認為，協調水稻不同生長階段干物質積累的比例是高產的前提[24];霍中洋研究指出，播期推遲將導致營養器官干物質輸出量和轉換率下降[12]。本研究結果表明，隨播期推遲，直播稻干物質積累呈明顯下降趨勢，莖稈和葉片的輸出量和轉換率隨播期推遲均顯著下降。

不同學者的研究雖然試驗地點、品種、栽培方式有所不同[25-26]，但在播期對水稻產量影響方面的結論幾乎一致。張冬松等對兩優2186研究表明早播產量比遲播高[27];李秀芬等認為，播期推遲對水稻產量構成因素均為負面影響，進而導致產量降低[13];王夫玉等也有相似結論，認為遲播對產量構成因素造成影響大小依次為結實率、千粒質量、穗粒數和有效穗數[28]。本研究表明，隨播期的推遲，直播稻的產量顯著降低，播期對產量構成因素影響大小依次為穗粒數>結實率>有效穗數>千粒質量。

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