徐年龙,于洪喜,叶仁宏,王 升,王 飞,徐梦彬,周娜娜,王 振
(江苏省盐城农垦农业科学研究所,江苏盐城224341)
播期对水稻的品质有着重要的影响,不同生长期的品种对播期的要求也不同,垩白度、垩白粒率受播期影响最大、程度最高,其次是胶稠度、整精米率和蛋白质含量,最后是糙米率、精米率和直链淀粉含量[1-3]。不同的栽插方式对水稻产量和品质的影响也会因品种的不同而有所不同。目前,江苏农垦垦区最主要的水稻栽插方式有3 种:25 cm 常规机插,30 cm 常规机插,钵苗摆栽。播期、栽插方式均对稻米品质有较大影响[4-7]。本研究以大面积种植的优良食味水稻品种南粳9108 为对象,研究播期与栽插方式对其产量和品质的影响,以期为该品种的推广种植提供支持。
供试水稻品种为南粳9108。该品种以武香粳14 号/关东194 杂交,于2009 年育成,属迟熟中粳稻品种。在当地生育期170 d 左右,具有品质优、适口性好、产量高、整精米率高、抗逆性好等优点,2015 年被评为农业农村部超级稻品种。
机插水稻25 cm 行距专用硬盘,规格为长度58 cm,宽度22 cm,高度3 cm;机插水稻30 cm 行距专用硬盘,规格为长度58 cm,宽度28 cm,高度3 cm;水稻钵苗摆栽专用钵型软盘,规格为长度61.8 cm,宽度31.5 cm,高度2.5 cm,每盘448 孔,孔直径1.6 cm。
试验于2016 年在江苏省盐城农垦农业科学研究所8#试验田(120°16′23″E、33°40′38″N)进行。前茬作物为大麦,试验田块土壤肥力中等偏上,肥力较均匀,地势平坦,排灌方便。
本试验设计3 个落谷时间(Y):5 月14、21、28日,分别记作Y1、Y2、Y3;设计3 种不同的插秧方式:硬盘机插25 cm 行距、硬盘机插30 cm 行距、钵苗摆栽,分别记作S、F、B;共9 个处理,每个处理重复3 次,共27 个小区,小区规格3 m×12 m,具体处理见表1。
分别于2016 年5 月14、21、28 日以机械流水线盘落谷,于叶龄4.5 叶左右移栽,人工模拟机械栽插,密度24 万穴/hm2,每穴4 苗。移栽后7 d 施第1次分蘖肥,移栽后14 d 施第2 次分蘖肥,倒4 叶施促花肥,倒2 叶施保花肥,水浆管理与病虫害防治同大田生产。
茎蘖动态测定:栽后15 d 跟踪调查茎蘖数,每7 d 调查1 次,连续查10 株,每个处理调查3 个点,折合成单位面积茎蘖数。
灌浆速率测定:于水稻抽穗期,在各处理中选择同日抽穗的单茎100 个,作好标记。抽穗80%定义为齐穗期,齐穗后7 d 开始取样,每7 d 取样1次。每次取样随机从标记单茎穗中取10 穗。取样后的稻穗于105 ℃杀青30 min 后,70 ℃烘干至恒质量。搓下稻谷,称千粒质量,计算灌浆速率。
式中:0代表齐穗日期;n代表齐穗后日期;T代表千粒质量(mg)。
在每次取穗的同时,调查水稻剑叶SPAD 值(叶绿素含量值),于齐穗后,每7 d 调查1 次,每个处理随机取点15 次,计算平均值。
成熟期于每个小区调查30 穴有效穗数,根据平均水平,取样5 穴,调查其株高、穗长等农艺性状,调查小区产量构成。
成熟期植株干物质质量测定:根据有效穗数调查结果,每个小区按平均穗数取3 穴,取样后分成地上、地下2 部分,分别杀青烘干至恒质量,最终测定质量。
各小区机械全区收获后,晒至16%水分以内,称量后折合单位面积产量,取样测定千粒质量。
精米率:每次称取120 g 左右的净稻谷,采用LTJM-2099 精米机,脱壳碾白,除去一定量的皮层和胚,除去糠粉后,分拣出精米并称质量(m),重复3 次取平均值。
整精米率:按照GB/T 17891—1999《优质稻谷》方法进行,将碾磨后的精米进行挑选,挑出整精米后,再称质量。
垩白粒率:从优质稻谷精米试样中随机取整精米100 粒,拣出有垩白的米粒求出垩白粒率,取2次测定的平均值。
垩白度:在拣出的垩白米粒中,随机取10 粒(不足10 粒者按实有数取),米粒平放,正视观察,逐粒目测垩白面积占整个籽粒投影面积的百分率,求出垩白面积的平均值。以2 次测定结果平均值为垩白大小。
将稻谷晒干扬净后,取稻谷样品,参照国家标准GB/T 17891—1999 《优质稻谷》测定食味品质(米粒食味值、胶稠度、碱消值级、糊化温度)。
表1 试验设计与处理
采用Excel 2007、SPSS 21.0 软件进行数据分析,采用Duncan 新复极差法进行差异显著性检验(α=0.05)。
从表2 中可以看出,不同栽插方式均表现出实收产量随着播期的推迟整体呈下降趋势。早播期(5月14 日),钵苗摆栽处理的实收产量明显高于其余2 种栽插方式处理,且差异显著(P<0.05),25 cm行距处理与30 cm 行距处理产量差异不显著。中播期(5 月21 日),钵苗摆栽实收产量明显低于其他2个处理,差异显著(P<0.05);25 cm 行距处理与30 cm 行距处理实收产量无显著差异。晚播期(5 月28日),25 cm 行距栽插处理产量最高,但与30 cm 行距处理的差异不显著,钵苗摆栽处理产量最低,与前两者差异显著(P<0.05)。
从产量构成因素分析,随着播期的推迟,各产量构成因素均整体呈下降趋势。早播期(5 月14日),钵苗摆栽处理的千粒质量明显高于其他处理;中晚播期(5 月21、28 日),钵苗摆栽处理的千粒质量明显低于其他处理。
表2 播期和栽插方式对南粳9108 产量的影响
从图1-A 可以明显看出,5 月14 日播种处理的灌浆速率整体呈现先上升后下降的趋势,均于齐穗后21 d 达到最高点,此后开始回落。齐穗后42 d至齐穗后55 d(收割期),Y1B 处理的灌浆速率下降趋势不明显。说明早播条件下,钵苗摆栽处理的整体灌浆速率高于其余2 种栽插方式,最终千粒质量也高于其余2 种栽插方式。
图1 不同栽插方式对水稻籽粒灌浆速率的影响
如图1-B 所示,5 月21 日播种处理的灌浆速率整体仍表现出先上升后下降的趋势,齐穗后21 d达到最高点。Y2S、Y2F 处理齐穗后28 d 至齐穗后42 d,灌浆速率下降趋势明显,而Y2B 处理同期下降趋势缓慢。齐穗后42 d 至55 d,Y2S 处理灌浆速率回升,明显高于Y2F、Y2B 处理。如图1-C 所示,5月28 日播种处理的灌浆速率整体波动较大,Y3S、Y3F 处理于齐穗后35 d 达到高点,之后灌浆速率急剧下降,齐穗后42 d 达到最低点,齐穗后42 d 至55 d,灌浆速率回升;Y3B 处理曲线较为缓和,齐穗后28 d 达到灌浆速率高点,此后缓慢下降,齐穗后40 d 至61 d 达到灌浆速率最低点。说明中晚播期条件下,钵苗摆栽处理的灌浆速率曲线前期更为平缓,但灌浆速率的最高点明显低于其余2 种方式,灌浆尾期的灌浆能力不足,导致最终千粒质量低于其余2 种栽插方式。
从图2-A 可以看出,5 月14 日播种的Y1F 处理剑叶SPAD 值在齐穗后14 d 达到峰值,Y1B 处理剑叶SPAD 值在齐穗后21 d 达到峰值。齐穗后21 d及之后,Y1B 处理的剑叶SPAD 值一直高于Y1F、Y1S 处理,这与前面Y1B 处理后期灌浆能力高于另外2 个处理的结论相对应,Y1S 处理的剑叶SPAD值同期一直处于最低。如图2-B 所示,5 月21 日播种处理的剑叶SPAD 值均在齐穗后21 d 达到峰值,然后呈明显下降趋势,在齐穗后21 d 前,Y2B 处理的剑叶SPAD 值一直高于其余2 个处理,在齐穗后21 d 后,明显低于另外2 个处理;齐穗后28 d 后,Y2F 处理的剑叶SPAD 值高于其余2 个处理。如图2-C 所示,5 月28 日播种的Y3B 处理剑叶SPAD 值比较平缓,Y3F、Y3S 处理的波动较大。综合图2 来看,在齐穗14 d 后,各处理剑叶SPAD 值到达高点;齐穗后35 d,播期越晚,剑叶SPAD 值相对越高。
由表3 可知,播期对钵苗摆栽处理的地下部干物质积累的影响明显,随着播期的推迟,钵苗摆栽处理地下部干物质积累明显降低;播期对25 cm 栽插与30 cm 栽插处理的地下部干物质积累影响较小,不同播期处理间差异不显著。不同栽插方式处理随着播期的推迟,地上部干物质积累明显降低。
图2 不同栽插方式对水稻剑叶SPAD 值的影响
5 月14 日播种、钵苗摆栽处理的地下部干物质积累最高,但3 个处理之间差异不显著;地上部干物质积累、总干物质积累,钵苗摆栽处理显著高于其余处理(P<0.05)。5 月21 日播种地下部干物质积累各处理间无差异;地上部干物质积累钵苗摆栽处理显著高于30 cm 栽插处理(P<0.05),25 cm 栽插与30 cm 栽插处理差异不显著。5 月28 日播种钵苗摆栽处理的地下部干物质积累显著低于其余2个处理(P<0.05);地上部干物质积累、总干物质积累均是钵苗摆栽处理最高。在3 个播期下根冠比均是钵苗摆栽最低,普遍低于其余2 种栽插方式(P<0.05);晚播(5 月28 日播种)25 cm 栽插与30 cm 栽插处理的根冠比显著高于早中播(5 月14、21 日)。
表3 播期、栽插方式对南粳9108 成熟期干物质积累的影响
2.5.1 加工及外观品质。从表4 可以看出,各处理间精米率差异不显著,说明播期、栽插方式对南粳9108 精米率无明显影响。整精米率整体均随着播期的推迟呈显著降低的趋势。垩白粒率、垩白度均随着播期的推迟呈显著增加的趋势,即播期早,加工外观品质好。5 月14 日播种各处理整精米率无显著差异;5 月21 日播种、25 cm 行距栽插处理的整精米率显著高于其余处理(P<0.05);5 月28 日播种钵苗摆栽处理的整精米率最高。说明在同播期下,钵苗摆栽的外观品质均优于其他处理。
2.5.2 食味品质。从表5 可以看出,播期、栽插方式均对南粳9108 的食味品质有着明显的影响。随着播期的推迟,胶稠度整体呈明显下降趋势;而碱消值级在5 月14、21 日2 个播种水平较为接近,5 月28 日播种明显降低。在3 个播期下,钵苗摆栽处理的胶稠度最低,碱消值级最高;25 cm 栽插与30 cm栽插处理的胶稠度、碱消值级无显著差异。
表4 南粳9108 稻米外观及加工品质
表5 南粳9108 稻米食味品质
本次试验表明,播期对水稻产量及产量构成因素、加工外观品质、食味品质均有显著影响。播期延迟,则南粳9108 产量降低,加工品质降低,食味品质变劣,与前人研究结果[8-9]类似。播期、栽插方式对南粳9108 精米率的影响不明显,这可能与本研究所设计的播期较为接近、灌浆期间低温有关。整精米率随着播期的推迟而下降,垩白粒率、垩白度随着播期的推迟而上升。随着播期的推迟,食味品质、胶稠度、碱消值明显降低。水稻早播比晚播灌浆期相对提前,温光条件更为充足。随着播期的推迟,剑叶SPAD 值的高峰、灌浆速率的高峰也随着推迟,最终千粒质量也随之降低。
栽插方式对水稻产量、外观、食味品质有显著影响[10]。本次试验结果表明,同播期下,钵苗摆栽处理的外观品质优于其他2 种栽插方式,但食味品质低于其他2 种栽插方式。推迟播种后,钵苗摆栽处理产量水平明显降低,且明显低于其余2 种栽插方式,这与钵苗摆栽行距过宽、株距后期偏小、空间分布不利于水稻后期灌浆结实有关。25 cm 栽插与30 cm 栽插在5 月21、28 日播期下,齐穗后的灌浆速率、剑叶SPAD 值明显高于同期的钵苗栽插,与产量及千粒质量的变化趋势相吻合。
早播期下,钵苗摆栽更容易取得高产,钵苗摆栽处理在低密早播的种植条件下,具有明显优势:钵苗摆栽处理采用钵型软盘育秧,根系发育好,移栽时根系损伤小,移栽后返青快。本试验设置密度为24 万穴/hm2,相对于大田生产属于低密度水平,通风透光条件好,且播期早,前期温光条件更为充足,秧苗素质好,植株干物质质量高,根冠比低,有利于水稻植株生长充分发棵。中晚播期,25 cm 行距机插更容易取得高产。南粳9108 属于迟熟中粳,针对南粳9108 这个品种,在盐城地区播种不宜迟于5月20 日,播期过迟,产量及稻米品质均有不同程度的降低。南粳9108 在5 月15 日前播种,建议使用钵苗摆栽,产量、品质优势明显;5 月15 日后播种,建议采用25 cm 行距机插,更容易获得高产,稻米品质也明显优于钵苗摆栽。