陳鴿王偉政吳茁李祖勝許望龍文炯傅岳峰陳慕文曹威黃敏鄭華斌,*
(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,長(zhǎng)沙410128;2岳陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部岳陽(yáng)農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站,湖南岳陽(yáng)414000;3瀏陽(yáng)市永安鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)站,湖南 瀏陽(yáng)410323;第一作者:gechen115@163.com;*通訊作者:hbzheng@hunau.edu.cn)
洞庭湖區(qū)是我國(guó)長(zhǎng)江中下游平原重要的雙季稻區(qū)。直播稻減少了育秧、移栽環(huán)節(jié),具有省工、省力、省地、節(jié)水、節(jié)本的優(yōu)勢(shì)[1]。隨著稻田灌溉條件的改善,高效除草劑的研發(fā)應(yīng)用,早熟高產(chǎn)新品種的育成,促使洞庭湖區(qū)直播稻不推自廣、迅速發(fā)展[2]。該技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,解放農(nóng)村勞動(dòng)力,促進(jìn)農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移發(fā)揮了積極作用[3-7]。然而我國(guó)是一個(gè)人多地少、土地資源約束型的農(nóng)業(yè)大國(guó),糧食安全關(guān)乎社會(huì)的穩(wěn)定,任何稻作生產(chǎn)必須以不顯著減產(chǎn)為前提,與此同時(shí)在省工增效的基礎(chǔ)上提高勞動(dòng)效率和報(bào)酬率,才能形成符合我國(guó)國(guó)情的水稻集約化生產(chǎn)體系,水稻直播的發(fā)展也不例外[8]。水稻直播播種期遲,全生育期短,使得直播稻溫光資源利用少,易造成群體偏大,單莖生長(zhǎng)量小,根系分布較淺,易倒伏等,不利于直播稻高產(chǎn)的形成[9-13]。因此,如何因地制宜選用適宜洞庭湖區(qū)雙季機(jī)直播稻品種(組合)就成為該地區(qū)直播稻科學(xué)種植的重要課題。關(guān)于直播稻品種篩選及搭配,前人開(kāi)展了眾多研究。黃安樂(lè)等[14]認(rèn)為,株兩優(yōu)819和99早677是適合湘北平湖區(qū)晚稻直播的適宜品種。陳凱林等[15]認(rèn)為,雜交稻組合陸兩優(yōu)996、金優(yōu)898、威優(yōu)402和常規(guī)稻湘早秈42號(hào)較適合湘北地區(qū)晚稻直播。不過(guò)以往的研究大多于同一試驗(yàn)地進(jìn)行早稻或晚稻一季試驗(yàn),且直播方式以人力撒播為主,關(guān)于同一生態(tài)區(qū)相同品種(組合)采用直播機(jī)進(jìn)行早晚雙季直播的研究報(bào)道相對(duì)較少,缺乏系統(tǒng)的比較研究。本研究選用目前生產(chǎn)上種植面積較大的水稻品種(組合)為材料,以機(jī)直播的方式,在洞庭湖雙季稻區(qū)岳陽(yáng)進(jìn)行雙季水稻品種(組合)篩選與搭配試驗(yàn),旨在篩選出最合適該地區(qū)雙季機(jī)直播的水稻品種(組合),為大面積生產(chǎn)提供參考。
試驗(yàn)于2017年3—11月在湖南省岳陽(yáng)市農(nóng)科院科研試驗(yàn)場(chǎng)(113°1′E,29°4′N(xiāo))進(jìn)行。供試土壤基本特性為:有機(jī)質(zhì)19.3 g/kg,全N 1.36 g/kg,堿解氮 120 mg/kg。選用洞庭湖地區(qū)直播面積較大的代表性水稻品種(組合)為供試材料,其中,早稻為陸兩優(yōu)996、陵兩優(yōu)22、陵兩優(yōu) 211、株兩優(yōu) 819、株兩優(yōu) 211、柒兩優(yōu) 007、4079A×Ze77、中早 39、湘早秈 24、湘早秈 32、湘早秈45、湘早秈6號(hào),晚稻為陸兩優(yōu)996、陵兩優(yōu)22、株兩優(yōu)211、株兩優(yōu) 819、柒兩優(yōu) 007、4079A×Ze77、4079A×Ze79、華豐優(yōu) 602、盛泰優(yōu) 602、恒豐優(yōu) 7166、中早 39、湘早秈32、湘早秈45、湘早秈6號(hào)。
隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),小區(qū)面積20 m2(2 m×10 m),小區(qū)之間留20 cm淺溝,重復(fù)間留45 cm過(guò)道。早稻36個(gè)小區(qū),晚稻42個(gè)小區(qū)。早稻于4月1日采用人力直播機(jī)播種,晚稻于7月19日以相同的方式直播,浸種待種子“破胸”時(shí)直播,常規(guī)稻播種量折干種為37.50 kg/hm2,雜交稻為18.75 kg/hm2,播種間距為20 cm,播種后3 d內(nèi)擇晴天進(jìn)行封閉化學(xué)除草。早、晚稻分別施氮肥(N)120、150 kg/hm2,磷肥(P2O5)75 kg/hm2,鉀肥(K2O)120 kg/hm2。其中,氮肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥=5∶3∶2 的比例施用,磷肥全部作基肥,鉀肥按基肥∶穗肥=5∶5的比例施用。其他措施均按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培要求進(jìn)行管理,各處理田間管理保持一致。
表1機(jī)直播早晚稻品種(組合)的生育期進(jìn)程
各小區(qū)分別記載供試水稻的播種期、抽穗期、齊穗期、成熟期等主要生育期的準(zhǔn)確日期,收獲前1d各小區(qū)分別用40 cm×60 cm取樣框進(jìn)行取樣考種,分別考查有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重。各小區(qū)成熟時(shí)于3行3列內(nèi)取5 m2進(jìn)行單收測(cè)產(chǎn)。氣象資料由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部岳陽(yáng)農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站內(nèi)的野外自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)儀提供。
所有數(shù)據(jù)采用Excel 2007錄入和整理,用Statistix8進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,處理間差異顯著性分析采用LSD0.05法。
由表1可知,早、晚季機(jī)直播雜交稻品種的平均全生育期均為102 d,比常規(guī)稻品種的全生育期分別長(zhǎng)4 d和5 d。從不同生育階段來(lái)看,早季雜交稻品種播種-齊穗期為75 d,比常規(guī)稻品種縮短2 d,而早、晚季雜交稻品種的齊穗-成熟期分別為27 d和43 d,比常規(guī)稻品種分別長(zhǎng)6 d和5 d。這表明在機(jī)直播條件下常規(guī)稻全生育期比雜交稻(組合)短,且主要表現(xiàn)在齊穗-成熟期的縮短。
雜交稻品種早季株兩優(yōu)819、陵兩優(yōu)211和柒兩優(yōu)007的全生育期最短,均為101 d,其次為株兩優(yōu)211。晚季株兩優(yōu)819的全生育期最短,為96 d,其次是陵兩優(yōu)22。雜交稻品種全生育期晚季與早季相比,株兩優(yōu)819和陵兩優(yōu)22縮短5 d,陸兩優(yōu)996和4079A×Ze77縮短3 d,柒兩優(yōu)007和株兩優(yōu)211縮短1 d。這表明在機(jī)直播條件下,相同的雜交稻品種晚季的全生育期要比早季縮短。
表2機(jī)直播早晚季水稻品種/組合產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子
常規(guī)稻品種早季以湘早秈32的全生育期最短,為94 d,其次為湘早秈45。晚季湘早秈32的全生育期也最短,為91 d,其次是中早39。常規(guī)稻品種全生育期晚季與早季相比,湘早秈32和中早39縮短3 d,湘早秈6號(hào)相同,湘早秈45延長(zhǎng)2 d。這表明在機(jī)直播條件下,同一常規(guī)稻品種晚季比早季的全生育期有的縮短,有的延長(zhǎng),因品種而異。
由表2可知,早季試驗(yàn)中早39產(chǎn)量最高,為8.25 t/hm2,比陵兩優(yōu) 22(CK)增產(chǎn) 33.93%,差異顯著。其次是陸兩優(yōu)996,為7.75 t/hm2,比CK增產(chǎn)25.81%,差異顯著。株兩優(yōu)211產(chǎn)量為7.30 t/hm2,排名第三,比CK增產(chǎn)18.51%,差異顯著。湘早秈24產(chǎn)量為7.14 t/hm2,排名第四,比CK增產(chǎn)15.91%,差異顯著。其余品種的產(chǎn)量與CK相比差異均不顯著。早季水稻的經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)為雜交稻品種每hm2有效穗數(shù)比常規(guī)稻品種少30.2萬(wàn),結(jié)實(shí)率低2.4個(gè)百分點(diǎn),每穗粒數(shù)多13粒,千粒重高1.3 g,產(chǎn)量低0.08 t(表2)。從產(chǎn)量構(gòu)成因子分析,中早39產(chǎn)量高的主要原因是其每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重有顯著優(yōu)勢(shì),陸兩優(yōu)996表現(xiàn)在每穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)有顯著優(yōu)勢(shì),株兩優(yōu)211主要是結(jié)實(shí)率高,湘早秈24主要是有效穗數(shù)多。
晚季試驗(yàn)中柒兩優(yōu)007產(chǎn)量最高為7.23 t/hm2,比陵兩優(yōu)22(CK)增產(chǎn)26.05%,差異顯著。其次是中早39,為7.00 t/hm2,比CK增產(chǎn)22.09%,差異顯著。排名第三的是陸兩優(yōu)996,產(chǎn)量為6.94 t/hm2,比CK增產(chǎn)21.40%,差異顯著。湘早秈6號(hào)產(chǎn)量為5.96 t/hm2,比CK增產(chǎn)3.95%,差異不顯著。4079A×Ze77產(chǎn)量為5.82 t/hm2,比CK增產(chǎn)1.39%,差異不顯著。其余供試品種(組合)的產(chǎn)量均比CK低。晚季水稻的經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)為雜交稻品種結(jié)實(shí)率比常規(guī)稻品種平均低3.1個(gè)百分點(diǎn),有效穗數(shù)多5.7萬(wàn),每穗粒數(shù)多2.4粒,千粒重高0.6 g,產(chǎn)量高0.11 t(表2)。從產(chǎn)量構(gòu)成因子分析,柒兩優(yōu)007產(chǎn)量高主要是其每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率有顯著優(yōu)勢(shì);中早39產(chǎn)量高主要是其每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重有顯著優(yōu)勢(shì);陸兩優(yōu)996表現(xiàn)為每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重有顯著優(yōu)勢(shì)。與CK相比,湘早秈6號(hào)和4079A×Ze77增產(chǎn)主要是在有效穗數(shù)上有顯著優(yōu)勢(shì)。
錢(qián)銀飛等[8]認(rèn)為,直播晚稻全生育期縮短(主要縮短了營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期),分蘗早生快發(fā),單株分蘗特別是低節(jié)位分蘗相對(duì)較多,群體易偏大,成穗率低。雙季機(jī)直播品種搭配需要兼顧全生育期和產(chǎn)量因素。洞庭湖區(qū)早稻易發(fā)生“倒春寒”,晚稻易遇“寒露風(fēng)”。因此,該地區(qū)雙季直播稻要求全生育期短(雙100 d以?xún)?nèi))且豐產(chǎn)性較好的品種。本試驗(yàn)結(jié)果表明,洞庭湖區(qū)早季于4月1日播種,均能安全出苗且能于7月15日前成熟。晚季7月19日前直播,大部分能在9月15日前齊穗,10月31日前成熟。
前人[10,12-13]研究認(rèn)為,直播栽培條件下,獲得高產(chǎn)機(jī)理在于水稻品種在光能利用上要具有顯著優(yōu)勢(shì),群體質(zhì)量特征表現(xiàn)為源強(qiáng)、庫(kù)大、流暢,其主要途徑是在獲得適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)出更多的穗粒數(shù),獲得較多的群體穎花量,同時(shí)保持較高的結(jié)實(shí)率和千粒重而增產(chǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明,早季產(chǎn)量較高的中早39主要是每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重有顯著優(yōu)勢(shì);陸兩優(yōu)996是每穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)有顯著優(yōu)勢(shì);株兩優(yōu)211主要是結(jié)實(shí)率高。晚季產(chǎn)量較高的柒兩優(yōu)007主要是每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率有顯著優(yōu)勢(shì);中早39是每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重有顯著優(yōu)勢(shì);陸兩優(yōu)996是每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重有顯著優(yōu)勢(shì)。這與前人的研究結(jié)果基本一致。
以全球變暖為主要特征的氣候變化已經(jīng)對(duì)自然和人類(lèi)社會(huì)的眾多方面產(chǎn)生了重大影響[16-17]。隨著全球氣候變化繼續(xù)發(fā)生,水稻生產(chǎn)也在發(fā)生改變,水稻生長(zhǎng)的不同時(shí)期對(duì)氣候變化的敏感性存在較大差異[18-22]。熊偉等[18]研究認(rèn)為,中國(guó)水稻產(chǎn)量對(duì)全生育期內(nèi)歷史平均溫度的變化不敏感,而不同生育時(shí)期的溫度變化卻導(dǎo)致產(chǎn)量發(fā)生較大波動(dòng)。筆者認(rèn)為,對(duì)機(jī)直播稻而言,早稻直播前后和晚稻齊穗時(shí)期的日平均溫度對(duì)水稻產(chǎn)量的影響至關(guān)重要。由氣象數(shù)據(jù)可知,本試驗(yàn)過(guò)程中早季直播時(shí)(4月1日)的日平均氣溫為12.9℃,能滿(mǎn)足水稻發(fā)芽生長(zhǎng)起點(diǎn)溫度(日平均溫度達(dá)到12.0℃)。試驗(yàn)結(jié)果也表明,洞庭湖區(qū)早稻4月1日直播,芽谷能安全出苗,沒(méi)有出現(xiàn)爛種爛苗等嚴(yán)重影響早稻產(chǎn)量的現(xiàn)象。
洞庭湖區(qū)晚稻齊穗期易遇“寒露風(fēng)”。“寒露風(fēng)”是南方晚稻的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一,每年秋季“寒露”節(jié)氣前后,是華南晚稻抽穗揚(yáng)花的關(guān)鍵時(shí)期,這時(shí)一連3 d或2 d以上日平均氣溫降至22℃以下,就會(huì)造成晚稻空殼、癟粒,導(dǎo)致減產(chǎn),因降溫時(shí)一般都伴有偏北大風(fēng),故稱(chēng)“寒露風(fēng)”。
本試驗(yàn)晚稻僅有恒豐優(yōu)7166齊穗期在9月27日,其余供試品種均在9月19日前齊穗,結(jié)合氣象數(shù)據(jù)可知,2017年9月10—19日日平均氣溫均在23.1℃以上,供試品種均能安全齊穗。
綜上,洞庭湖區(qū)機(jī)直播條件下,早季宜選用中早39、陸兩優(yōu)996和株兩優(yōu)211,晚季搭配柒兩優(yōu)007、中早39和陸兩優(yōu)996,能獲得早晚雙季較高產(chǎn)量。