播期對豫南粳稻產量和產量結構的影響

段斌 李杰 何世界 李慧龍 宋曉華 方玲 胡楊 肖本潮

摘要：為了探索品種、年份和播期對豫南粳稻產量和產量結構的影響，以生產上引進應用的5個品種為試驗材料，連續3年進行分期播種試驗，研究產量和產量結構不同年份和播期間的變化。結果表明，隨著播種期推遲，有效穗數、結實率和千粒質量以及最終產量呈現先增加后降低的趨勢，穗粒數隨著播種期推遲而減少。產量和產量結構與播期、有效穗數，穗粒數與播期至始穗期日平均氣溫、結實率和千粒質量與灌漿期日平均氣溫呈一元二次函數變化。產量結構中受播期影響最大的是有效穗數和穗粒數，結實率次之，千粒質量受播期影響最小，年份間有效穗數變化最大，其次是結實率和千粒質量，對穗粒數影響較小。綜合產量和產量結構隨著播期變化來看，將雜交粳稻9優418和18優75播期安排在5月中上旬、常規粳稻南粳44、寧粳3號和鄭稻18安排在5月中下旬，產量結構較為合理，產量水平較高。

關鍵詞：播期;產量;產量結構;粳稻

中圖分類號： S511.04 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）24-0086-05

豫南稻區作為河南的水稻主產區，水稻種植面積占全省的75%，常年種植面積53.3萬hm2左右，素有“魚米之鄉”的美譽，豫南稻區水稻既屬于“華南、華中中秈型”，又屬于“華北、華中中粳型”，是典型的秈粳交叉地帶，稻作歷史達5 000年之久。新中國成立以來，豫南稻作經歷了“高改矮”“單改雙”“常改雜”“秈改粳”等幾大發展歷程[1]，其中“秈改粳”發展歷程最為曲折，從20世紀50年代開始研究，經歷三起三落，終因沒有考慮到粳稻的生理特性，將其按秈稻種植，抽穗灌漿期的高溫高濕使粳稻結實率、千粒質量低，病蟲害重，產量降低，品質下降，導致“秈改粳”失敗。近年來，科技人員根據粳稻的生長發育特性，結合豫南的氣候特點，提出推遲粳稻播種期和灌漿成熟期的栽培技術對策[2-3]，提高氣候資源利用率，使氣候綜合適宜度較高[4-5]，實現了豫南粳稻的高產穩產，促進了豫南粳稻發展。

由于不同水稻品種的適應性不同，播種期對水稻產量和產量結構的影響也不同?？蒲腥藛T對此進行了大量研究，趙新華等研究發現，播期對不同類型粳稻品種產量構成因素影響首先表現為結實率，其次是千粒質量，再次是每穗穎花數，而穗數受影響甚小[6]。李秀芬等對遼寧省的部分水稻品種進行分期播種研究，發現隨播栽期推遲，水稻產量有所降低，每穗成粒數減少是推遲播栽期引起水稻減產的主要原因，其次是千粒質量的下降和成穗數的降低[7]。王夫玉等對淮北粳稻的研究發現，播期對不同類型粳稻品種產量形成的影響首先表現為每穗結實粒數或結實率，其次是千粒質量，再次是每穗穎花數，而穗數受影響甚小[8]。姚義等在江蘇省姜堰市進行試驗研究，發現隨著播期的推遲，3種熟期類型水稻品種產量均顯著下降，且變化程度不一，產量的下降主要在于每穗穎花數和結實率的降低，穗數和千粒質量變化不大[9]。杜斌等在江蘇省以不同類型水稻品種為試驗材料，研究直播稻播期與生育期及產量構成的關系，發現水稻直播播期對產量有顯著影響，播種期是獲得高產的基礎[10]。這些研究雖然由于利用品種、試驗地點和氣候條件以及播期設置不同，試驗結果不盡相同，但都為當地農業生產提供了技術指導作用。由此可見，播期會對產量構成因素產生重要影響，從而最終影響產量。豫南地處我國南北過渡帶，四季氣候變化明顯，是典型的稻麥（油）兩熟區，本研究從傳統的水稻播種期（4月下旬）開始設置播期，直至6月上旬（小麥騰茬時期）結束，研究播期對粳稻產量和產量結構的影響，對于進一步明確粳稻的適宜播種期，進而促進豫南粳稻安全生產，為農業生產提供技術支撐具有重要的指導意義。

1 材料與方法

1.1 試驗品種

利用近年來在豫南稻區生產上引進利用的品種，選擇2個雜交粳稻品種（9優418、18優75）和3個常規粳稻品種（鄭稻18、寧粳3號和南粳44）為試驗材料。

1.2 試驗設計

試驗于2016—2018年在河南省信陽市農業科學院試驗園區（114°05′E、32°07′ N）進行，該地區海拔75.9 m，前茬為白茬，多年種植一季水稻，土壤類型為白散土，土壤肥力中等。試驗在自然條件下連續3年分期播種，每5 d為1個播期，設置10個播種期：4月25日（Ⅰ）、4月30日（Ⅱ）、5月5日（Ⅲ）、5月10日（Ⅳ）、5月15日（Ⅴ）、5月20日（Ⅵ）、5月25日（Ⅶ）、5月30日（Ⅷ）、6月4日（Ⅸ）、6月9日（Ⅹ），秧齡30 d，每期每個品種栽10 m2。

1.3 測定項目及數據處理

在成熟收獲前，每個處理取10穴進行室內考種，其余收獲后曬干擇凈后計產，計算每個處理的產量和產量構成因素。氣象資料來源于河南省信陽地區氣象局觀測站，相關數據使用Excel、DPS和SPSS軟件進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 產量及產量結構以及不同生長發育時期日平均氣溫變異來源的方差分析

分別對參試品種的產量、產量結構以及播種至始穗日平均氣溫和灌漿期日平均氣溫進行方差分析，從表1分析結果來看，產量在年份間、播期間和年份×播期互作效應上存在極顯著差異，年份×品種互作效應上存在顯著性差異，品種間以及品種×播期互作效應上無顯著性差異;產量結構中，有效穗數、結實率和千粒質量在年份間、品種間、播期間以及年份×品種互作效應上存在極顯著差異，其中有效穗數在品種×播期互作效應、結實率在年份×播期和品種×播期互作效應、千粒質量在年份×播期互作效應上差異不顯著，穗粒數在年份間差異不顯著，其余變異來源均存在極顯著差異;播種至始穗日平均氣溫品種間、灌漿期日平均氣溫品種×播期互作效應上存在顯著性差異，其余變異來源均存在極顯著差異。

2.2 產量隨播期的變化

由表2可見，參試品種3年平均產量隨著播種期推遲先增加后降低，品種之間存在差異，9優418、寧粳3號產量播期間存在顯著性差異，其余品種產量播期間存在極顯著差異。雜交粳稻9優418和18優75分別以第Ⅴ期和第Ⅳ期產量最高，從第Ⅲ期至第Ⅵ期，產量均維持在較高水平，播種期推遲到第Ⅶ期以后，產量明顯下降;常規粳稻南粳44、寧粳3號和鄭稻18均以第Ⅵ期產量最高，其次為第Ⅴ期，從第Ⅳ期至第Ⅶ期，產量維持在較高水平，播種期太早或太晚產量水平均較低。從變異系數來看，18優75產量變異系數最大，受播期影響也最大，其次為9優418、寧粳3號和南粳44，鄭稻18最小。

2.3 產量構成因素隨播期的變化

從表3看出，隨播種期推遲，有效穗數、結實率和千粒質量變化與產量變化一致，呈現先增加后降低的變化趨勢。雜交粳稻9優418和18優75有效穗數和結實率在第Ⅳ期達最大值，常規粳稻的有效穗數和結實率， 除南粳44在第Ⅴ期達最大值、寧粳3號結實率在第Ⅴ期達到最大值外，其余均在第Ⅵ期達最大值。千粒質量18優75在第Ⅳ期達最大值， 其余品種均在第Ⅴ期達最大值。參試的5個粳稻品種穗粒數均隨著播種期推遲而減少，第Ⅹ期平均118.2粒，比第Ⅰ期少41.2粒。由此可以看出，雜交粳稻第Ⅵ期、常規粳稻第Ⅵ期有效穗數最多，結實率最高，千粒質量較大。播期間變異系數有效穗數最大，穗粒數和結實率次之，千粒質量最小。其中18優75穗粒數變化系數為16.1%，遠大于其他參試品種，說明播期對18優75穗粒數影響較大。

2.4 產量和產量構成因素與播期和溫度的相關性

通過對參試品種不同播期的日平均氣溫變化來看，從播期至始穗期日平均氣溫隨著播種期推遲整體呈升高趨勢，而始穗至成熟期日平均氣溫則隨著播期推遲整體呈降低趨勢（表4）。將產量和產量結構與不同時期日平均氣溫進行相關分析，結果表明，有效穗數與播期至始穗日平均氣溫正相關，穗粒數則與之負相關，相關系數分別為0.301 5* *和 -0.229 7* *（N=150，* *表示有極顯著差異，下同），均達到極顯著水平;結實率和千粒質量與灌漿期日平均氣溫正相關，相關系數分別為0.317 3* *和0.033 2，結實率與之達極顯著水平，千粒質量與之相關性不顯著。產量與穗粒數和千粒質量相關系數分別為0.168 8和-0.043 7，相關性不顯著，與播種至始穗期日平均氣溫、灌漿期日平均氣溫的相關系數分別為0.315 7* *、0.451 5* *，與有效穗數和結實率的相關系數分別為0.721 7* *和0.342 9* *，均達到極顯著水平，從相關系數大小也可以看出，有效穗數對產量正效應最大。

進一步研究發現，參試品種產量和產量結構隨播期以及相應生育期內的日平均氣溫變化趨勢符合一元二次函數變化（穗粒數隨著播種期推遲而下降，近似于線性回歸，一元二次函數擬合效果好于線性回歸），決定系數（R2）均達到極顯著水平。其中產量結構與播期的一元二次函數R2在0.961～0.993之間，根均方差（RMSE）在0.09～2.08之間，相對誤差在0.3%～0.9%之間，回歸方程擬合程度較高;有效穗數和穗粒數與播期至始穗期日平均氣溫、結實率和千粒質量與灌漿期日平均氣溫，一元二次函數擬合的R2在0.805～0.938之間，RMSE在0.19～9.86之間，相對誤差在0.6%～2.9%之間，擬合程度也較高;產量與播期一元二次函數擬合相對誤差為1.8%，與播期至始穗期日平均氣溫和灌漿期日平均氣溫擬合相對誤差分別為3.8%和4.0%，回歸方程相對誤差較產量結構大。

3 討論與結論

播種期對水稻產量及其構成因素的影響一直是水稻栽培的研究熱點。合理確定水稻播期是水稻栽培管理中的關鍵技術，適期播種是水稻高產、優質的基礎[11]。有研究表明，在江蘇省以南粳44等粳稻品種為試驗材料，從5月27日開始分期播種試驗，隨著播期的推遲，產量顯著下降，產量的下降主要在于每穗穎花數和結實率的降低[9，12-13]。張在金等研究認為，隨著播期的推遲，有效穗數、穗粒數、結實率、千粒質量和單株產量均逐漸降低[14]。因氣象要素時空分布不均，年份對水稻生產也會產生較大影響。楊艷斌等利用豐兩優四號為試驗材料進行分析播種試驗，發現不同年份其經濟性狀差異是基于營養生長基礎上的有效穗數、穗粒數、結實率和千粒質量的變化[15]。敖和軍等研究發現，超級雜交稻同一品種同一地點不同年份種植的產量及產量構成因子差異顯著，說明超級雜交稻有適宜的種植區域[16]。曾婷婷等研究結果表明，不同氣候年景條件下，超級稻雙季早稻產量波動明顯[17]。在本研究中，粳稻播種期由4月下旬推遲到6月上旬，產量和有效穗數、結實率、千粒質量先增加后降低，符合一元二次函數變化。由此可見，推遲播種期，不利于穗粒數增加，適期播種，則有利于增加有效穗數，提高結實率和增加千粒質量，彌補穗粒數減少造成的產量損失，仍會獲得較高的產量，而播期太早或太晚，均不利于提高產量水平。穗粒數年份間差異不顯著，結實率和千粒質量雖然年份間差異極顯著，但變異系數較小。在本試驗設置范圍內，年份對產量影響最大的是有效穗數，其次才是結實率和千粒質量，對穗粒數影響較小。

因播期調整引起的氣象條件變化會對產量結構產生顯著影響，胡雪媛等研究發現，產量、結實率、千粒質量與積溫及日照時數均為一元二次函數關系[18]。趙海燕等研究發現，中稻空殼率與開花期的氣象要素關系明顯，它隨著開花期平均最高氣溫的升高而升高，秕谷率都隨著乳熟后期平均最高氣溫的升高而減小;千粒質量與乳熟后期的平均最高氣溫呈正相關關系[19]。在本研究設置的播期范圍內，有效穗數和穗粒數與播期至齊穗期日平均氣溫、結實率和千粒質量與灌漿期日平均氣溫以及產量與日平均氣溫之間符合一元二次函數關系，說明在豫南稻區，通過調整播種期，將粳稻安排在相對適宜的溫度范圍內生長發育，有利于構建合理的產量結構，進而提高粳稻產量。

播期對產量和產量結構的影響，歸根到底是生長發育階段氣象條件發生了變化，影響了產量結構形成。豫南地處南北過渡地帶，要充分運用其豐富的氣候資源優勢，結合實際，綜合考慮氣候條件對不同類型品種生育進程的影響和豫南粳稻的安全齊穗期[20-21]，通過調整播種期，將不同類型的粳稻品種安排在適宜的溫度范圍內生長發育，有利于構建合理的產量結構。由于有效穗數與產量的相關系數最大，正效應明顯，可以通過插足基本苗，減少年份間氣候差異對分蘗成穗的影響。從本試驗結果來看，將雜交粳稻9優418和18優75播種安排在5月中上旬，常規粳稻南粳44、寧粳3號和鄭稻18安排在5月中下旬，產量水平較高，播期過早或過晚均不利于其產量水平的發揮。

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