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播種期對(duì)直播稻莖稈抗倒伏性狀的影響

2020-10-28 08:39王寶祥陳庭木邢運(yùn)高孫志廣盧百關(guān)徐大勇
關(guān)鍵詞:葉鞘播種期基部

徐 波,王寶祥,楊 波,陳庭木,邢運(yùn)高,孫志廣,劉 艷,盧百關(guān),徐大勇

(連云港市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,江蘇 連云港 222002)

直播是水稻栽培中最早采用,也是最為輕簡(jiǎn)的栽培方式。近年來,直播憑借省工省力和節(jié)本高效等優(yōu)勢(shì)順應(yīng)了輕簡(jiǎn)化栽培發(fā)展的潮流,直播稻面積逐年擴(kuò)大。但是,直播稻因生育期短、莖稈細(xì)、根系淺、群體過大等特點(diǎn)極易倒伏[1]。水稻倒伏可分為根倒伏和莖倒伏兩種情況,根倒伏一般發(fā)生于蠟熟期,莖倒伏一般多發(fā)生于抽穗后。研究表明,水稻發(fā)生倒伏的敏感時(shí)期是齊穗后21~30 d,發(fā)生倒伏的敏感節(jié)位多在莖稈基部的2~3個(gè)節(jié)間[2-3]。倒伏會(huì)妨礙干物質(zhì)的積累,直接影響籽粒的產(chǎn)量,同時(shí)影響籽粒的品質(zhì),倒伏是直播稻高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的重要限制因子[4-5],給水稻安全生產(chǎn)帶來了很大風(fēng)險(xiǎn)。因此,研究不同播種期直播稻的抗倒伏能力,有利于明確直播稻的抗倒伏特性,對(duì)于指導(dǎo)水稻生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。

確定合理的播種期是水稻栽培管理過程中的重要環(huán)節(jié),是水稻獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)。關(guān)于播種期對(duì)直播稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響,前人開展了較多的研究。鄭盛華等[6]研究發(fā)現(xiàn),隨著播種期的推遲,中熟和中遲熟品種直播稻的有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率顯著降低,導(dǎo)致產(chǎn)量顯著下降。杜斌等[7]的研究同樣發(fā)現(xiàn),直播稻的產(chǎn)量隨播種期推遲而下降,主要原因是播種期的推遲縮短了水稻的全生育期?;糁醒蟮萚8]研究指出,直播稻光合物質(zhì)生產(chǎn)特性受播種期的影響較大,與遲播相比,早播具有前期物質(zhì)生產(chǎn)量適宜、中后期積累旺盛、干物質(zhì)總量大、且分配合理、運(yùn)輸轉(zhuǎn)化效率高、抽穗后光合生產(chǎn)能力強(qiáng)的特點(diǎn)??v觀前人研究結(jié)果,盡管取得重要進(jìn)展,但是針對(duì)直播稻的莖稈性狀、倒伏特性對(duì)播種期的響應(yīng)缺乏系統(tǒng)、全面的研究報(bào)道。為此,本試驗(yàn)在連云港地區(qū)選用生產(chǎn)上抗倒伏的水稻中熟中粳品種連粳7號(hào)、徐稻3號(hào)和早熟中粳品種連粳15號(hào)、連粳13ZJ61為材料,研究在不同播種期條件下,直播稻莖稈相關(guān)性狀表現(xiàn)及其抗倒伏能力,旨在為直播稻抗倒伏育種提供參考,為該地區(qū)直播稻的品種選擇和栽培管理措施提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及供試品種

試驗(yàn)于2016—2017年在連云港市東辛試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬為空茬,土壤類型為潮鹽土,質(zhì)地較黏。0~20 cm 土層有機(jī)質(zhì)含量22.34 g/kg、全氮含量1.79 g/kg、速效磷含量12.8 mg/kg、速效鉀含量121.6 mg/kg。以黃淮地區(qū)中熟中粳品種連粳7號(hào)(全生育期153 d)、徐稻3號(hào)(全生育期149 d)以及早熟中粳品種連粳15(全生育期145 d)、連粳13ZJ61(全生育期142 d)為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)方法

根據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際,設(shè)定6月10日、6月20日、6月30日3個(gè)播種期,播種方式為人工模擬機(jī)條播,試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì),播種期為主區(qū),品種為裂區(qū),重復(fù)3次,小區(qū)間隔40 cm,小區(qū)面積16.8 m(22.8 m×6 m)。播種量90 kg/hm2。

氮肥施用量為270 kg/hm2,分別以基肥、蘗肥和穗肥的形式施用,比例為基肥∶蘗肥∶穗肥=3∶3∶4,穗肥分別于倒四葉和倒二葉各施50%;磷肥(P2O5)以過磷酸鈣形式施入112.4 kg/hm2;鉀肥(K2O)以氯化鉀形式施入112.4 kg/hm2,磷肥、鉀肥作基肥一次性施入。各小區(qū)肥水單獨(dú)管理,分蘗期保持淺水層至田間總苗數(shù)達(dá)到預(yù)期苗數(shù)70%~80%時(shí)開始擱田,并多次輕擱;抽穗后實(shí)行間歇灌溉,干濕交替。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

單株抗倒力于蠟熟期測(cè)定,每個(gè)品種選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的單株,在離地面20 cm 處,用數(shù)顯植物莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀YYD-1A 垂直于稻株莖稈向前推壓,將稻莖壓彎與地面成45°傾角,此時(shí),測(cè)定儀自動(dòng)記錄最大壓力,即為水稻單株抗倒力。測(cè)定10穴,單位為N。

齊穗期和蠟熟期,不同播種期處理每小區(qū)分別隨機(jī)選取20個(gè)有代表性的單莖,測(cè)定株高、重心高度、穗長(zhǎng)、各節(jié)間的長(zhǎng)度、莖粗、莖壁厚度、基部第1節(jié)間和第2節(jié)間的抗折力及基部至穗頂?shù)拈L(zhǎng)度和鮮重。重心高度的測(cè)定:按照楊長(zhǎng)明等[9]的方法將新鮮植株地上部分(包括穗、葉片和葉鞘)水平橫置于刀口,植株保持平衡時(shí)與刀口的接觸點(diǎn)到莖稈基部的距離即為重心高度(cm)。抗折力的測(cè)定:參照楊波等[10]的方法測(cè)定。水稻基部各節(jié)間的彎曲力矩和倒伏指數(shù)的計(jì)算參照瀨古秀生[11]的方法,計(jì)算公式如下

式中,BM為彎曲力矩(cm·g);L為節(jié)間基部至穗頂?shù)拈L(zhǎng)度(cm);W為節(jié)間基部至穗頂?shù)孽r重(g);BR為抗折力(g);LI為倒伏指數(shù)[(cm·g)/g]。

上述測(cè)定項(xiàng)目完成后,將各節(jié)間莖稈和葉鞘分別裝袋,置于恒溫箱內(nèi),105℃殺青30 min,80℃烘干至恒重,測(cè)定各節(jié)間莖稈及葉鞘干重,計(jì)算莖稈充實(shí)度(單位長(zhǎng)度節(jié)間莖稈干重)。

產(chǎn)量及倒伏情況測(cè)定:成熟期每小區(qū)取2個(gè)觀察點(diǎn),每點(diǎn)取10個(gè)單株,共20個(gè)單株,考查有效穗、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率。取500粒樣本稱重,換算成千粒重,重復(fù)3次。人工脫粒實(shí)收12 m2(2 m×6 m)稻株,測(cè)定水分,去除雜質(zhì),折算產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

取2年的平均數(shù),使用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,DPS 7.05 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播種期直播稻的倒伏情況、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表1可知,從田間表現(xiàn)上來看,連粳7號(hào)和徐稻3號(hào)倒伏面積為0,抗倒伏力強(qiáng);連粳15號(hào)在遲播(6月30日)條件下倒伏面積為10%,抗倒伏性稍弱;連粳13ZJ61 不同播種期倒伏面積為30%~100%,抗倒伏力最差,并且隨著播種期后移,連粳13ZJ61的抗倒伏性逐漸減弱。4個(gè)品種的有效穗、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和實(shí)收產(chǎn)量均隨著播種期的推遲而降低,遲播與早播條件下差異均達(dá)到極顯著(P<0.01)。在遲播條件下,連粳7號(hào)和徐稻3號(hào)的實(shí)收產(chǎn)量分別為7 461.32、6 341.23 kg/hm2,與早播相比分別減產(chǎn)22.50%和27.97%,減產(chǎn)幅度較大,實(shí)收產(chǎn)量差異達(dá)極顯著(P<0.01)。因此,在黃淮地區(qū)稻麥兩熟制中,連粳7號(hào)和徐稻3號(hào)不適宜直播種植,連粳15號(hào)早播種才能保證安全生產(chǎn)。

表1 直播稻的倒伏情況、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

2.2 不同播種期直播稻基部節(jié)間及莖稈的抗倒伏性狀

由表2可知,連粳15號(hào)的基部第1節(jié)間抗折力在早播條件下高于其他品種,連粳13ZJ61的基部第1、第2節(jié)間抗折力都小于同期播種的其他品種。不同播種期品種間的彎曲力矩差異不顯著(P>0.05)。連粳13ZJ61的倒伏指數(shù)高于其他品種。在早播、遲播條件下,4個(gè)品種間的單株抗倒力差異均為極顯著(P<0.01),表現(xiàn)為連粳7號(hào)>徐稻3號(hào)>連粳15號(hào)>連粳13ZJ61。隨著播種期的推遲,4個(gè)品種基部第1和第2節(jié)間的抗折力降低、彎曲力矩變小、單株抗倒力降低,倒伏指數(shù)的變化規(guī)律性不強(qiáng)。

表2 不同播種期直播稻基部節(jié)間及莖稈的抗倒伏性狀

2.3 不同播種期直播稻莖稈各節(jié)間長(zhǎng)度和株高

由表3可知,在早播種條件下,連粳7號(hào)第1節(jié)間最短,為3.74 cm,大穗型,穗長(zhǎng)、株高與重心高度適中,分別為18.25、87.41、44.02 cm;徐稻3號(hào)第1節(jié)間最短,為3.95 cm,穗型適中,穗長(zhǎng)、重心高度和相對(duì)重心高度分別為16.18 cm、42.93 cm、47.38%。連粳15號(hào)第一節(jié)間最短,為4.40 cm,株高和重心高度分別為90.52 cm、45.10 cm;連粳13ZJ61,相對(duì)重心高度小,為51.03%。隨著播種期的推遲(6月30日),與早播比連粳7號(hào)第1節(jié)間長(zhǎng)度增加,第4、第5節(jié)間長(zhǎng)度降低;徐稻3號(hào)第1節(jié)間長(zhǎng)度增加,第2、第3、第4、第5節(jié)間長(zhǎng)度降低;連粳15號(hào)第1節(jié)間長(zhǎng)度增加,第4至第5節(jié)間長(zhǎng)度降低;連粳13ZJ61 各節(jié)間長(zhǎng)度均降低。隨著播種期的推遲,4個(gè)品種的穗長(zhǎng)極顯著變?。≒<0.01),株高極顯著降低(P<0.01),重心高度降低。值得注意的是,田間表現(xiàn)不抗倒伏的品種連粳13ZJ61 隨著播種期推遲,相對(duì)重心高度有增加的趨勢(shì)。

2.4 不同播種期直播稻的莖粗、莖壁厚度

由表4可知,播種期為6月10日時(shí),連粳7號(hào)和徐稻3號(hào)第1節(jié)間的莖粗最大,隨著播種期的推遲莖粗逐漸減小,與6月30日播種的莖粗相比差異極顯著(P<0.01)。在不同播種期之間,連粳15號(hào)第1、第2、第4節(jié)間的莖粗差異不顯著(P>0.05),第3節(jié)間在6月20日播種時(shí)莖粗最大,為3.96 mm,與其他播種期處理相比差異極顯著(P<0.01);連粳13ZJ61前3節(jié)間的莖粗差異不顯著(P>0.05),第4節(jié)間隨著播種期的推遲莖粗減小,且不同播種期間差異極顯著(P<0.01)。莖壁厚度方面,連粳7號(hào)和徐稻3號(hào)的前3節(jié)間在6月10日播種時(shí)莖壁厚度最大,并且隨著播種期的推遲莖壁厚度逐漸減小,與6月30日播種的莖壁厚度相比差異極顯著(P<0.01);連粳13ZJ61的第3、第4節(jié)間在6月10日播種時(shí)莖壁厚度最大,隨著播種期的推遲莖壁厚度逐漸減小,與6月30日播種的莖壁厚度相比差異極顯著(P<0.01);在不同播種期間,連粳15號(hào)第1、第3、第4節(jié)間各處理的莖壁厚度差異不顯著(P>0.05),第1節(jié)間在6月10日、6月30日播種時(shí)莖壁厚度最大,均為0.94 mm,與6月20日播種相比差異不顯著(P>0.05)。由此可見,播種期推遲對(duì)連粳15號(hào)的莖粗、莖壁厚度影響較小。

表3 不同播種期直播稻各節(jié)間長(zhǎng)度和株高

2.5 不同播種期直播稻的節(jié)間莖稈干重、葉鞘干重和單位節(jié)間干重

由表5可知,早播條件下,連粳7號(hào)和徐稻3號(hào)基部第1、第2節(jié)間的莖稈干重、葉鞘干重、單位節(jié)間干重均比連粳15號(hào)、連粳13ZJ61 高。連粳7號(hào)第1節(jié)間的莖稈干重隨著播種期的推遲逐漸降低,6月10日播種與6月30日播種的莖稈干重相比差異極顯著(P<0.01);第2節(jié)間的莖稈干重在6月20日播種時(shí)最高,與6月30日播種的莖稈干重相比差異極顯著(P<0.01);第3節(jié)間的莖稈干重在各播種期處理之間差異不顯著(P>0.05)。隨著播種期的推遲,徐稻3號(hào)第1、第2、第3節(jié)間莖稈干重均有不同程度降低,遲播(6月30日)條件下的莖稈干重比早播(6月10日)和6月20日播種處理低,且均達(dá)到極顯著差異(P<0.01)。隨著播種期的推遲,連粳15號(hào)前3節(jié)間莖稈干重極顯著增高(P<0.01)。連粳13ZJ61 第2、第3節(jié)間莖稈干重遲播(6月30日)比早播(6月10日)有增高趨勢(shì)。這說明早熟中粳品種莖稈干重對(duì)播種期推遲有較好的適應(yīng)能力。隨著播種期的推遲,4個(gè)品種的第2、第3節(jié)間葉鞘干重均呈上升趨勢(shì)。在遲播條件下(6月30日),連粳7號(hào)、徐稻3號(hào)、連粳13ZJ61 第1、第2、第3節(jié)間的單位節(jié)間干重均最小,其中第1、第2節(jié)間的單位節(jié)間干重與6月10日、6月20日2個(gè)播種期處理相比差異均達(dá)到極顯著(P<0.01)。

表4 不同播種期直播稻的莖粗和莖壁厚度

2.6 相關(guān)性分析

將4個(gè)品種的株高、重心高度、相對(duì)重心高度、節(jié)間長(zhǎng)、莖粗、莖壁厚度、莖稈干重、葉鞘干重和單位節(jié)間干重分別與單株抗倒力進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明(表6),連粳7號(hào)的節(jié)間長(zhǎng)與單株抗倒力呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);徐稻3號(hào)、連粳15號(hào)和連粳13ZJ61的節(jié)間長(zhǎng)與單株抗倒力呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05);徐稻3號(hào)的葉鞘干重與單株抗倒力呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),其余品種的葉鞘干重與單株抗倒力呈顯著正相關(guān)(P<0.05);4個(gè)品種的莖稈干重與單株抗倒力均呈顯著正相關(guān)(P<0.05);4個(gè)品種的單位節(jié)間干重與單株抗倒力均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。因此,將單位節(jié)間干重作為直播稻抗倒性指標(biāo)進(jìn)行品種評(píng)價(jià)和篩選是有效的。另外,連粳13ZJ61的株高、重心高度、相對(duì)重心高度與單株抗倒力均呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。

3 討論與結(jié)論

直播稻受播種期影響顯著,隨著播種期的推遲結(jié)實(shí)率和每穗穎花數(shù)降低,產(chǎn)量明顯下降,全生育期明顯縮短[12],外觀品質(zhì)呈變優(yōu)的趨勢(shì),食味與蒸煮品質(zhì)呈變劣的趨勢(shì)[13]。播種期推遲顯著降低了葉面積和單莖干物質(zhì)積累量,莖、葉的物質(zhì)轉(zhuǎn)換率和輸出量均呈顯著下降趨勢(shì)[14]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在試驗(yàn)設(shè)置的播種期內(nèi),4個(gè)試驗(yàn)品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素及實(shí)收產(chǎn)量均隨著播種期的推遲而降低,其中中熟中粳品種的減產(chǎn)幅度要大于早熟中粳品種。連粳15號(hào)在遲播(6月30日)時(shí)出現(xiàn)倒伏,連粳13J61 隨著播種期的推遲倒伏情況逐漸加重。隨著播種期的推遲各品種基部節(jié)間的抗折力下降、彎曲力矩變小,單株抗倒力也隨之減小。此外,穗長(zhǎng)顯著變小,株高顯著降低,基部各節(jié)間單位節(jié)間干重也顯著減少。所以,直播稻品種在試驗(yàn)播種期內(nèi)越早播種越有利于抗倒伏。

表5 不同播種期直播稻的節(jié)間莖稈干重、葉鞘干重和單位節(jié)間干重

表6 單株抗倒力與莖稈主要性狀的相關(guān)系數(shù)

莖稈支撐著整個(gè)植株的重量。因此,水稻抗倒力主要由莖稈特性決定[15-16]。許多研究認(rèn)為,水稻的抗倒力與株高、基部節(jié)間長(zhǎng)度呈負(fù)相關(guān)[17-18],與莖粗、莖壁厚度呈正相關(guān)[19];還有不少學(xué)者研究認(rèn)為,水稻生長(zhǎng)后期莖稈質(zhì)量和莖鞘物質(zhì)輸出率是影響其抗倒性的重要因素。本試驗(yàn)表明,不同品種莖稈抗倒伏能力與節(jié)間長(zhǎng)、莖稈干重和單位節(jié)間干重關(guān)系密切。第1、第2節(jié)間短,莖稈干重大,單位節(jié)間干重大有利于抗倒伏。所以,直播稻抗倒伏品種的選育應(yīng)該把莖稈基部節(jié)間短、莖稈干重大、充實(shí)度好作為重要的參考指標(biāo)。

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