杜云峰,江頌頌,陳宗奎,毛紫琳,張志娟,曹湊貴,李萍

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，武漢 430070

水稻(OryzasativaL.)是我國第一大糧食作物，同時也是耗水量最多的作物之一，水稻的耗水量是小麥和玉米的2～3倍。在目前的水資源需求中，農(nóng)業(yè)用水量達(dá)到目前水資源消耗量的80%左右，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水稻作為主要的農(nóng)作物之一，不僅種植推廣面積大，在需水耗水方面占到農(nóng)業(yè)用量的60%[1-2]。因此，節(jié)約用水以及提高水資源的利用效率是解決大量用水需求與水資源匱乏矛盾的關(guān)鍵所在[3]。在缺水稻作區(qū)，以水稻旱作替代傳統(tǒng)淹灌的水稻栽培模式的節(jié)水優(yōu)勢逐漸體現(xiàn)[4]。

水稻旱作是一種旱地條件下僅利用自然降水和關(guān)鍵生育期的補(bǔ)灌來進(jìn)行水稻生產(chǎn)，可達(dá)到省時、省工、省水的效果。水稻旱作可提高稻-麥周年系統(tǒng)的綜合效益，其中經(jīng)濟(jì)效益和水分生產(chǎn)率顯著提高，同時溫室效應(yīng)顯著降低[5]。水稻旱作研究已經(jīng)有一些進(jìn)展，但仍然存在旱作條件下水稻產(chǎn)量和品質(zhì)有一定程度下降的問題，因此，如何協(xié)調(diào)好節(jié)水與產(chǎn)量、品質(zhì)之間的關(guān)系成為亟待解決的主要問題。已有研究表明，水稻旱作過程中，播期提前會使水稻全生育期均提前，延長各生長發(fā)育階段歷時，從而導(dǎo)致全生育期變長；播期推遲會出現(xiàn)苗期縮短、生育進(jìn)程加快、植株的同化物分配偏向于葉片和葉鞘[6]。隨著播期的延遲，旱作水稻產(chǎn)量下降；產(chǎn)量構(gòu)成因子中有效穗數(shù)與結(jié)實率下降，穗粒數(shù)先增加后減少，對千粒重影響不顯著[7-8]。邵璽文等[9]認(rèn)為分蘗期缺水對水稻的影響較大，此時期缺水可影響水稻的有效穗數(shù)，從而影響產(chǎn)量。也有研究發(fā)現(xiàn)，孕穗期適度干旱有利于同化物積累，孕穗期受旱嚴(yán)重不利于水稻生長發(fā)育，葉片光合速率下降，后期葉面積指數(shù)、有效葉面積指數(shù)與高效葉面積指數(shù)均下降，病蟲害發(fā)生率高[10-12]。前人研究發(fā)現(xiàn)，在抽穗期，一定程度的干旱脅迫對水稻的生長發(fā)育沒有顯著的影響[13]；但若干旱程度過重，會對植株光合作用以及同化物的積累有所影響[14]。前人對旱作模式下水稻生長發(fā)育規(guī)律已有一些研究，但能夠應(yīng)用于指導(dǎo)實際生產(chǎn)的信息還十分有限。此外，李萍等[15]對湖北省17市州的旱稻種植現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查，水稻旱作的平均產(chǎn)量在350～650 kg/667 m2，除了機(jī)械化程度低、缺乏基礎(chǔ)的農(nóng)田灌溉設(shè)施外，旱稻的種植技術(shù)不規(guī)范和管理粗放是制約旱作栽培的重要因素。因此，本研究以鄂北缺水稻作區(qū)的稻-麥輪作系統(tǒng)為對象，在農(nóng)民習(xí)慣做法的基礎(chǔ)上，研究不同播期和補(bǔ)灌處理對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)以及資源利用效率的影響，旨在明確鄂北地區(qū)水稻旱作栽培的最佳播期和補(bǔ)灌時期，為進(jìn)一步規(guī)范水稻旱作栽培的種植技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與品種

試驗于2018年在湖北省棗陽市吳店鎮(zhèn)肖灣村華中農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗基地(東經(jīng)112°40′，北緯32°10′)進(jìn)行，試驗品種為旱優(yōu)73號(HY73)，HY73 是秈型三系雜交旱稻，屬于節(jié)水抗旱稻品種，在湖北省鄂北缺水稻作區(qū)廣泛種植。

1.2 試驗設(shè)計與田間管理

采用大田試驗，分別開展了播期試驗和補(bǔ)灌試驗。其中：(1)播期試驗共設(shè)置3個播期，分別為5月30日(T1)、6月9日(T2，對照)、6月19日(T3)，其中T2處理為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣做法。(2)補(bǔ)灌試驗設(shè)置3種補(bǔ)灌時期，分別為分蘗期與孕穗期補(bǔ)灌(W1)、分蘗期與抽穗開花期補(bǔ)灌(W2，對照)、分蘗期與灌漿乳熟期補(bǔ)灌(W3)。其中W2為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣做法。試驗采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積 180 m2。

供試土壤的全氮含量0.91 g/kg，全磷含量0.55 g/kg，全鉀含量10.95 g/kg，速效磷11.07 mg/kg，速效鉀143 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量22.48 g/kg，pH值為6.88。各小區(qū)周圍設(shè)置帶有黑色薄膜覆蓋的田埂(寬20 cm，高30 cm)為邊界，且不同處理之間設(shè)置寬度為1 m的保護(hù)行。播種方式采用機(jī)直播，行距設(shè)置為25 cm。按照當(dāng)?shù)爻Ｓ玫氖┓史绞?，N、P、K肥作為基肥一次性施入，其中氮肥225 kg/hm2，磷肥90 kg/hm2，鉀肥為180 kg/hm2。水分管理以土壤表面濕潤即可，田間不建立水層，并記錄了生長季內(nèi)的降雨量和關(guān)鍵時期灌水量(表1)。

1.3 環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測

從水稻播種至成熟期間，利用棗陽氣象站記錄水稻全生育期內(nèi)降雨量和溫度，使用TPJ-20溫度記錄儀(浙江托普儀器有限公司)和ZC-FS太陽總輻射測試儀(北京哲成科技有限公司)對環(huán)境溫度和太陽輻射進(jìn)行全天記錄。

表1 不同播期與補(bǔ)灌處理下的灌水量、降雨量及總供水量 Table 1 Irrigation water,rainfall and total water supply

1.4 農(nóng)藝及生理指標(biāo)測定

1)生育期記載。記錄播期、出苗期、分蘗盛期、抽穗開花期和成熟期等關(guān)鍵生育期。

2)株高。于各小區(qū)內(nèi)選取10株進(jìn)行測量。在抽穗之前的測量標(biāo)準(zhǔn)以最高葉尖為主，抽穗之后的測量標(biāo)準(zhǔn)以穗頂端的高度為主。分別測定分蘗盛期、孕穗期以及抽穗開花期的株高。

3)莖蘗數(shù)。在每個小區(qū)中，按照平均莖蘗數(shù)原則進(jìn)行了分蘗盛期、孕穗期以及抽穗開花期莖蘗數(shù)的統(tǒng)計。

4)SPAD值。于每個小區(qū)內(nèi)選取12株植株頂部完全展開葉作為測定對象，測定儀器采用日本MINOLTA產(chǎn)SPAD-502型號的SPAD儀，測定方法以葉片上、中、下部三處的平均值作為測定結(jié)果。

5)葉面積指數(shù)。于每小區(qū)選取具有代表性的4株植株，葉面積使用葉面積儀(LICOR-3100)測定。葉片烘干稱質(zhì)量后記錄總干物質(zhì)量以及比葉質(zhì)量，從而計算出葉面積指數(shù)。

6)干物質(zhì)積累。不同生育期中，在各個小區(qū)按照平均莖蘗數(shù)原則挑選具有代表性的4株植株，將植株地上部分解為莖、葉、穗三部分。于烘箱105 ℃殺青30 min后，80 ℃烘干至恒定質(zhì)量后稱質(zhì)量。

1.5 產(chǎn)量及構(gòu)成因子測定

1)實際產(chǎn)量。每小區(qū)取4 m2測產(chǎn)，記錄實際水稻籽粒收獲量，利用谷物水分速測定儀測定稻谷含水量，以13.5%的籽粒含水量校準(zhǔn)計算籽粒產(chǎn)量。

2)理論產(chǎn)量。以平均有效穗作為參考基準(zhǔn)，于每個小區(qū)選取具代表性的5株植株，記錄每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重。

1.6 稻米品質(zhì)測定

取完整風(fēng)干的稻谷40 g,利用礱谷機(jī)(SY88-TH,BRIC,Korea)、碾米機(jī)(Pearlest,Kett,Japan)以及WinRHIZO掃描儀(Microtek,Shanghai,China)分別測定稻米的外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)。包括精米率、糙米率、整精米率、堊白度以及堊白粒率。

1.7 資源利用效率評價

通過上述指標(biāo)測定結(jié)果，分別計算出籽粒溫度生產(chǎn)效率(grain temperature production efficiency，GTPE)、籽粒光能生產(chǎn)效率(grain light energy production efficiency，GLEPE)、灌溉水分利用效率(irrigation water use efficiency，IWUE)、總水分利用效率(irrigation water use efficiency，TWUE)、肥料利用效率(fertilizer use efficiency，F(xiàn)UE)以及經(jīng)濟(jì)效益(economic benefit，EB)。

GTPE=GY/EAT

(1)

GLEOE=GY/TSR

(2)

IWUE=GY/IV

(3)

TWUE=GY/(IV+P)

(4)

FUE=GY/FAR

(5)

EB=TO-TI

(6)

式中：GY(grain yield per unit area)為單位面積籽粒產(chǎn)量，kg/hm2；EAT(effective accumulated temperature)為有效積溫，℃；TSR(total solar radiation)為太陽總輻射量MJ/m2；IV(irrigation volume)為灌水量，m3；P為降水量，m3；FAR(fertilizer application rate)為肥料(氮肥+鉀肥+磷肥)施用量，kg/hm2；TO(total output)為總產(chǎn)出，元/hm2；TI(total investment)為總投入，元/hm2。

1.8 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計及圖表制作使用Microsoft office Excel 2016，方差分析以及相關(guān)性分析采用SPSS Statistics 21.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 環(huán)境指標(biāo)

1)環(huán)境溫度以及降雨量。由圖1可知，在2018年大田試驗的整個水稻生長季內(nèi)，環(huán)境溫度的變化相對平穩(wěn)，基本沒有出現(xiàn)環(huán)境溫度急劇變化的情況。日平均溫度維持在26.5 ℃左右，其中高溫出現(xiàn)在6月初到8月中旬，最高可達(dá)38.3 ℃。9月份溫度逐漸下降。降水主要分布在6月中下旬、7月中下旬以及9月中下旬。水稻降雨量在營養(yǎng)生長階段相較于生殖生長階段較多，生長季內(nèi)未出現(xiàn)嚴(yán)重干旱的情況。

2)太陽輻射量。由圖2可知，日太陽輻射量在6月份與7月份相對不穩(wěn)定，于7月份達(dá)到最高值32.8 MJ/m2。在水稻的全生育期內(nèi)，太陽總的輻射量達(dá)到2 214.7 MJ/m2。

圖1 2018年水稻生長季的日最高氣溫、平均氣溫和最低氣溫以及降雨量Fig.1 Daily maximum temperature,average temperature and minimum temperature as well as rainfall during rice growing season in 2018

圖2 2018年水稻生長季內(nèi)日太陽總輻射量Fig.2 Total daily solar radiation during the rice growing season in 2018

2.2 農(nóng)藝及生理指標(biāo)

1)生育期。水稻的關(guān)鍵生育期記錄如表2所示，隨著播期的提前，水稻的生育期也相應(yīng)提前。而從全生育期來看，播期提前可以明顯延長全生育期，與T2相比，T1延長了3 d，T3縮短了6 d。

表2 不同播期對水稻生育期的影響 Table 2 Effects of different sowing dates on rice growth period

2)株高。隨著播期的提前，水稻的株高呈顯著上升的趨勢，即表現(xiàn)為T1>T2>T3。不同生育期內(nèi)，與對照T2相比，T1分別增加了7.37%、6.02%和5.38%，T3分別減少了3.25%、3.25%和2.97%。就補(bǔ)灌時期而言，分蘗盛期處理相同，故無差異。在孕穗期和抽穗開花期，W1的株高顯著高于W2和W3。其中孕穗期W1較W2和W3分別升高5.41%、4.87%，抽穗開花期W1較W2和W3分別升高3.18%、3.40%；W2與W3之間無差異。說明孕穗期對水稻株高的影響較大(圖3)。

FTS：分蘗盛期 Full tiller stage； BS：孕穗期 Booting stage； HS:抽穗開花期 Heading stage.下同 The same as follows.圖3 不同播期(A)和補(bǔ)灌時期(B)對水稻株高的影響Fig.3 Different sowing dates(A) and supplementary irrigation period(B) influence on rice plant height

3)莖蘗數(shù)。與對照T2相比，在分蘗盛期時，播期提前對莖蘗數(shù)無顯著影響，而延遲播期則莖蘗數(shù)顯著降低，在孕穗期以后，播期提前莖蘗數(shù)顯著增加，播期延遲莖蘗數(shù)顯著降低，即表現(xiàn)為T1>T2>T3。就補(bǔ)灌時期而言，分蘗盛期和抽穗開花期不同補(bǔ)灌處理間莖蘗數(shù)無顯著差異，而在孕穗期W1的莖蘗數(shù)顯著高于W2和W3，但W2與W3之間無差異，此外，從孕穗期至抽穗開花期W1的下降幅度明顯高于W2與W3，說明W1的無效分蘗較多(圖4)。

圖4 不同播期(A)和補(bǔ)灌時期(B)對水稻莖蘗數(shù)的影響Fig.4 Different sowing dates(A) and supplementary irrigation periods(B) on the number of rice stems and tillers

4)葉片SPAD值。葉片SPAD值隨著水稻生長發(fā)育進(jìn)程呈現(xiàn)先增后減的趨勢，其峰值出現(xiàn)在孕穗期，隨著播期的延遲，葉片SPAD值呈現(xiàn)顯著下降趨勢，即表現(xiàn)為T1>T2>T3。就補(bǔ)灌時期而言，除孕穗期外，其他各生育期內(nèi)進(jìn)行不同補(bǔ)灌處理對葉片SPAD值無顯著影響。在孕穗期W1處理下葉片SPAD值顯著高于W2和W3，增幅分別為5.38%和5.30%(圖5)。

GMRS: 灌漿乳熟期 Grouting milk ripening stage; MS:成熟期 Mature stage.下同 The same as follows.圖5 不同播期(A)和補(bǔ)灌時期(B)對水稻葉片SPAD值的影響Fig.5 Different sowing dates(A) and supplementary irrigation periods(B) on the SPAD value of rice leaves

5)葉面積指數(shù)。葉面積指數(shù)隨著水稻生長發(fā)育進(jìn)程呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，在孕穗期達(dá)到峰值。隨著播期的延遲，葉面積指數(shù)呈現(xiàn)顯著下降趨勢，即表現(xiàn)為T1>T2>T3。就補(bǔ)灌時期而言，分蘗盛期補(bǔ)灌情況一致，故無差異，后期表現(xiàn)出W1顯著高于W2和W3，即W1在孕穗期、抽穗開花期、灌漿乳熟期和成熟期較W2、W3平均升高14.39%、19.86、16.63%和18.06%，而W2和W3之間無顯著差異，說明孕穗期補(bǔ)灌可提高葉片光合能力，維持較高的光合效率，有利于干物質(zhì)積累(圖6)。

圖6 不同播期(A)和補(bǔ)灌時期(B)對水稻葉面積指數(shù)的影響Fig.6 Different sowing dates(A) and supplementary irrigation periods(B) influence on rice leaf area index

6)干物質(zhì)積累。如表3所示，播期提前對干物質(zhì)積累量的增加起到正效應(yīng)。T1與T2相比，除分蘗盛期外，其余各關(guān)鍵生育期的干物質(zhì)積累均表現(xiàn)為T1顯著大于T2，從孕穗期至成熟期分別增加21.31%、13.39%、9.19%和8.10%，T3與T2相比，干物質(zhì)積累在分蘗盛期、孕穗期和抽穗開花期顯著降低，在灌漿乳熟期和成熟期無顯著變化。就不同補(bǔ)灌時期而言，與對照W2相比，除分蘗盛期外，其余各關(guān)鍵生育時期均為W1顯著大于W2，W3與W2相比，灌漿乳熟期以后，干物質(zhì)積累量顯著增加。其中，在成熟期時，各處理間的差異均達(dá)到顯著水平，其干物質(zhì)的積累量表現(xiàn)為W3>W1>W2，W1較對照升高了8.24%，W3較對照升高了12.33%。表明灌漿乳熟期補(bǔ)灌對效果最為適宜，利于籽粒灌漿及發(fā)育。

2.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因子

隨著播期提前，產(chǎn)量顯著升高。其中，有效穗數(shù)和結(jié)實率差異顯著，而每粒穗數(shù)和千粒重?zé)o顯著差異。與T2相比，T1的理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量均有顯著上升，其增幅分別為10.28%和16.72%。T3的理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量均有下降，其降幅分別為12.58%和10.79%。對水稻進(jìn)行不同補(bǔ)灌處理后，有效穗數(shù)變化不顯著，而每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重等均變化顯著，理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量在不同處理間表現(xiàn)出顯著差異。其中，與W2相比，W1的理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量均顯著上升，其增幅分別為9.78%與14.27%。W3的理論和實際產(chǎn)量分別達(dá)到12.27 t/hm2和11.67 t/hm2，其增幅顯著，分別達(dá)到17.64%與23.36%。理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量均表現(xiàn)出W3>W1>W2(表4)。

表3 不同播期和補(bǔ)灌時期對水稻干物質(zhì)積累的影響 Table 3 Effects of different sowing dates and different supplementary irrigation periods on rice dry matter accumulation t/hm2

表4 不同播期和補(bǔ)灌時期對水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響 Table 4 Effects of different sowing dates and different supplementary irrigation periods on rice yield and yield components

2.4 稻米品質(zhì)

隨著播期的不同，稻米的外觀品質(zhì)與加工品質(zhì)都有所變化。播期主要對稻米加工品質(zhì)(糙米率、精米率和整精米率)中整精米率有顯著影響，播期提前或延遲都會顯著降低整精米率，T1與T3分別較對照T2降低7.23%與3.02%，而播期提前或延遲對糙米率影響不顯著。不同播期對稻米外觀品質(zhì)(堊白粒率與堊白度)影響顯著，播期提前會顯著降低堊白粒率、堊白度，即T1的堊白粒率與堊白度分別較對照T2降低了41.11%與42.11%，而播期延遲對堊白粒率與堊白度的影響不顯著。

不同補(bǔ)灌處理對稻米加工品質(zhì)指標(biāo)精米率和整精米率有影響，與W2相比，W3的精米率和整精米率分別較對照W2顯著升高了1.33%和1.88%，糙米率無顯著差異，而W1的加工品質(zhì)與W2無顯著差異。不同補(bǔ)灌處理對稻米外觀品質(zhì)影響顯著，與W2相比，W3的堊白粒率與堊白度分別較對照W2顯著降低了10.70%與50.63%，W1與W2無顯著差異。說明孕穗期補(bǔ)灌并沒有改善稻米加工品質(zhì)與外觀品質(zhì)，灌漿乳熟期補(bǔ)灌可以提高稻米加工品質(zhì)與外觀品質(zhì)(表5)。

表5 不同播期和補(bǔ)灌時期對稻米外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)的影響 Table 5 Effects of different sowing dates and different supplementary irrigation periods on appearance quality and processing quality of rice %

2.5 資源利用效率評價

1)旱作栽培對光溫水肥利用效率的影響。不同播期下光溫水肥資源利用效率各項指標(biāo)均以T1最高，T1的GTPE、GLEPE、FUE、IWUE和TWUE分別較對照T2顯著升高了12.83%、12.50%、16.70%、17.39%和15.61%。T3的GTPE和GLEPE與對照T2沒有顯著差異，但T3的FUE、IWUE和TWUE分別較對照T2顯著下降了10.89%、11.18%和10.78%。不同補(bǔ)灌處理光溫水肥資源利用效率各項指標(biāo)均以W3最高、W2最低，W1的GTPE、GLEPE、FUE、IWUE和TWUE分別較對照W2顯著升高了14.32%、14.58%、14.23%、14.29%和14.07%，W3的GTPE、GLEPE、FUE、IWUE和TWUE分別較對照W2顯著升高了23.21%、25.00%、23.34%、23.34%和23.33%(表6)。

2)旱作栽培對經(jīng)濟(jì)效益的影響。不同播期、補(bǔ)灌處理下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總投入相差不大，因產(chǎn)量差異導(dǎo)致總產(chǎn)出差異明顯，最終導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益有所不同。不同播期下的總產(chǎn)出、經(jīng)濟(jì)效益大小均為：T1>T2>T3，T1的總產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)效益分別比對照T2升高7.72%和15.83%，T3的總產(chǎn)出與經(jīng)濟(jì)效益分別比對照T2降低10.86%與22.25%。不同補(bǔ)灌時期下的總產(chǎn)出、經(jīng)濟(jì)效益大小均為：W3>W1> W2，W1的總產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)效益分別比對照W2升高14.28%和29.25%，W3的總產(chǎn)出與經(jīng)濟(jì)效益高達(dá)25 667 元/hm2和15 030 元/hm2，分別比對照W2升高23.37%與47.87%(表7)。

表6 不同播期和補(bǔ)灌時期對光溫水肥資源利用效率的影響 Table 6 Effects of different sowing dates and supplementary irrigation periods on the efficiency of light,

表7 不同旱作栽培處理對經(jīng)濟(jì)效益的影響 Table 7 The impact of different dry farming treatments on economic benefits 元/hm2

3 討 論

3.1 不同播期和補(bǔ)灌時期對水稻生長發(fā)育的影響

水稻的生長發(fā)育特性受到多種因素的影響，除自身遺傳因素外，很大程度上取決于外部環(huán)境因子的作用，如播期、灌溉方式等[16]。在水稻旱作栽培模式下，播期提前導(dǎo)致水稻生育期延長、生長發(fā)育特性改變、產(chǎn)量提高及稻米品質(zhì)得到改善。前人研究表明，播期延遲導(dǎo)致生育期縮短的主要原因是縮短了營養(yǎng)生長階段，即加快了營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)變[17-18]，本試驗也得到了相同的結(jié)果。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，水稻播期提前，其單位面積莖蘗數(shù)、葉片SPAD值、葉面積指數(shù)以及干物質(zhì)積累量增加，許有尊等[7]、杜斌等[17]、練紅等[18]在雜交旱稻的研究中得到相似結(jié)論。適宜時期的水分供應(yīng)與植株的生長發(fā)育狀況關(guān)系密切，與對照W2相比，W3表現(xiàn)出干物質(zhì)積累量顯著增加，且在成熟期表現(xiàn)出W3>W1>W2，這與前人在灌漿乳熟期的水分管理試驗中取得的結(jié)果相似[19-20]。表明在灌漿乳熟期進(jìn)行補(bǔ)灌處理可促進(jìn)水稻籽粒灌漿，有利于干物質(zhì)的積累。

3.2 不同播期和補(bǔ)灌時期對稻米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

本研究結(jié)果表明，在旱作栽培模式下，播期提前水稻實際產(chǎn)量和理論產(chǎn)量均顯著提高，同時稻米的堊白粒率和堊白度顯著降低。產(chǎn)量提高很大程度上與水稻有效穗數(shù)的增加有關(guān)，這與前人的研究結(jié)果相似[7,17]。此外，本研究中播期延遲對糙米率與精米率的影響均不顯著，而黃仁洙等[6]研究發(fā)現(xiàn)旱作水稻播種期提前，糙米率顯著升高，播種期延遲，糙米率顯著下降，可能由于試驗所處的環(huán)境與具體播種時間不同，品種特性有差異，從而導(dǎo)致稻米品質(zhì)的研究結(jié)果有所不同。本研究對水稻進(jìn)行不同生育時期的補(bǔ)灌處理，各處理間水稻產(chǎn)量差異顯著，表現(xiàn)為W3(分蘗期+灌漿乳熟期補(bǔ)灌)>W1(分蘗期+孕穗期補(bǔ)灌)>W2(分蘗期+孕穗期補(bǔ)灌)，灌漿乳熟期補(bǔ)灌處理產(chǎn)量增幅大的原因主要與千粒重和結(jié)實率的增加有關(guān)，前人在水肥一體化的滴灌試驗中也得到相似結(jié)果[21]。本研究中W3與W1和W2相比，整精米率和精米率顯著提升，而堊白粒率和堊白度顯著下降，即表明在灌漿乳熟期補(bǔ)灌可改善稻米品質(zhì)，這與段驊等[22]的研究結(jié)果相一致。

3.3 不同播期和補(bǔ)灌時期對稻田資源利用效率的影響

水稻產(chǎn)量是影響資源利用效率的主要因素。本研究結(jié)果表明播期和補(bǔ)灌時期均對水稻生產(chǎn)光溫水肥資源利用效率、經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生顯著的影響。降水是旱作水稻的主要水分來源。本研究中不同播種期的降雨量變化較大，降雨量大小為T1>T2>T3。不同播種期中由于T1產(chǎn)量最高，最終以T1的光溫水肥資源利用效率最高。本研究中不同補(bǔ)灌時期的光溫水肥資源利用效率大小為W3>W1>W2，W1與W3的光溫水肥資源利用效率各項指標(biāo)均比對照W2顯著提高。說明旱作水稻關(guān)鍵生育期補(bǔ)灌有利于提高資源利用效率，這與前人研究結(jié)果[23-24]一致。

本研究結(jié)果表明在稻-麥輪作系統(tǒng)下，為緩解茬口矛盾，并有效地利用光溫資源，水稻生產(chǎn)季需要適時搶播，建議水稻的安全播種期在5月下旬至6月上旬，一般不遲于6月15日。在灌溉水有限的情況下，應(yīng)優(yōu)先保證分蘗期與灌漿乳熟期的補(bǔ)灌，分蘗期補(bǔ)灌可以保證足夠的苗數(shù)，構(gòu)建足夠的群體；灌漿乳熟期補(bǔ)灌有助于籽粒灌漿，提高結(jié)實率和千粒重，達(dá)到協(xié)同提高產(chǎn)量與資源利用效率的目的。本研究尚未開展不同年份與地區(qū)的重復(fù)性試驗，研究結(jié)果仍有待進(jìn)一步驗證。