播期及覆膜处理对旱稻养分吸收和产量的影响

范晓芳，索常凯，褚 璇，王露霞，冶 军 ，窦 浩，王蔚铭

(1. 石河子大学农学院资环系，新疆石河子 832003；2. 新疆禾伯农业科技有限责任公司，新疆克拉玛依 834000)

0 引 言

【研究意义】我国每年的消费量为1.88×108t左右[1]，水稻耗水耗能[2]。旱稻能充分利用自然降水，节约大量的农业用水，降低生产成本，提高经济效益。种植旱稻对节约水资源具有重要意义[3]。【前人研究进展】播期是影响作物生产最主要的栽培因素之一，适宜的播期是实现作物高产的必要条件[4-7]。在同一年份内，播期不同，旱稻产量也有一定的变化。播期过早或过晚导致生育期平均温度偏低而减产，在适宜的播期范围内才能获得高产[8-10]。地膜覆盖是保持最佳土壤水热条件，降低蒸腾提高水分利用效率及获得高产的有效措施之一[11]。地膜覆盖在西北旱作区应用较广泛，可提高作物根层土壤含水量，有利于作物生长发育，同时能够提高作物产量和水分利用效率[12]。有研究表明，旱稻覆膜具有提高地温、保湿、保肥等作用[13]。播期的选择和覆膜处理是影响旱稻生长、养分吸收和产量的重要因素。【本研究切入点】新疆的水资源较贫乏，旱稻的种植有很大的发展潜力，同时相关研究较少，播期及覆膜处理对旱稻养分吸收和产量的研究还鲜有报道。研究播期、覆膜处理对旱稻生长、养分吸收、产量及其构成因子的影响。【拟解决的关键问题】选取2个旱稻品种，采用田间小区试验，探讨播期及覆膜对旱稻养分吸收、产量的影响，提出研究区旱稻种植适宜的播期，为旱稻在干旱区种植和推广提供一定的理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2019年在石河子农业科学研究院试验站进行，前茬作物为棉花。土壤类型为灰漠土，质地为中壤土。耕层土壤pH 7.96，有机质18.66 g/kg，碱解氮22.73 mg/kg，速效磷19.64 mg/kg，速效钾294.82 mg/kg。供试作物为旱稻品种旱香1号和旱香2号。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

旱香1号、旱香2号分别用U1、U2表示。每个品种设2个覆膜处理：裸地(M0)，覆膜(M1)；3个播期：4月15日(早播T1)、5月1日(适播T2)、5月15日(晚播T3)。试验共12个处理，每个处理重复3次，36个试验小区，小区面积为17.6 m2。

旱稻采用滴灌，1膜6行，20 cm等行距，穴距11 cm，播种密度34.1×104穴/hm2。采用“干播湿出”方式，即播种后滴出苗水30 mm。旱稻生长期间T1共灌水17次、T2共灌水16次、T3共灌水15次，灌溉定额675～720 mm，灌水周期7～12 d。各处理的肥料施用量相同，全部作追肥随水滴施。纯氮施用量为276 kg/hm2(尿素，磷酸一铵)、P2O578 kg / hm2(磷酸一铵)、K2O 51 kg / hm2(硫酸钾)。

1.2.2 测定指标

干物质重：在旱稻收获期，每个小区随机选取10株旱稻，将植株茎叶和穗分开，在105℃下杀青30 min，然后在70℃ 下烘干至恒重称重。

全氮、全磷、全钾含量：植株样品粉碎过1 mm筛，经H2SO4-H2O2消煮后，分别用凯氏定氮法、钒钼黄比色法和火焰光度法测定全氮、全磷和全钾含量[14]。

产量：在旱稻黄熟期，每个小区选择长势均匀的1个点，每个点面积为1.6 m2，测定穴数、穗数、穗粒数、千粒重，并计算产量。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel 2010制作图表，SPSS 21.0 进行分析，处理间多重比较采用Duncan法 (P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 播期及覆膜处理对旱稻干物质重的影响

研究表明，覆膜处理、播期均显著影响旱稻干物质重。旱香1号(U1)，覆膜处理(M1)较裸地处理(M0)干物质重增加19.5%。M0处理，T2(适播)和T3(晚播)处理干物质重无差异且显著高于T1(早播)。M1处理，T2处理干物质重分别较T1和T3处理增加9.0%和11.3%。

旱香2号(U2)，M1处理较M0处理干物质重增加14.7%。M0处理，T3处理干物质重显著高于T1、T2处理。M1处理中，T2处理干物质重较T1和T3处理增加14.1%～18.0%。图1

图1 不同覆膜和播期处理下旱香1号(a)和旱香2号(b)干物质重变化Fig.1 The dry matter weight of U1 (a) and U2 (b) affected by different plastic film mulching and sowing dates

2.2 播期及覆膜处理对旱稻养分吸收的影响

2.2.1 氮素吸收量

研究表明，旱稻氮素吸收量受覆膜处理、播期影响显著。U1的M1较M0氮素吸收量增加39.4%。M0处理，T2和T3处理氮素吸收量无差异且显著高于T1处理。M1处理，T2处理氮素吸收量分别较T1和T3处理增加22.1%和29.0%。

U2的M1较M0处理氮素吸收量增加47.5%。M0处理，T3处理氮素吸收量显著高于T1和T2处理。M1处理，T2处理氮素吸收量分别较T1和T3处理高12.9%和7.5%。图2

图2 不同覆膜和播期处理下旱香1号(a)和旱香2号(b)氮素吸收变化Fig.2 The nitrogen uptake of U1 (a) and U2 (b) affected by different plastic film mulching and sowing dates

2.2.2 磷素吸收量

研究表明，覆膜处理和不同播期影响旱稻磷素吸收量。U1的M1较M0磷素吸收量增加54.2%。M0处理中，T3处理磷素吸收量较T1和T2处理分别增加55.0%和40.9%。M1处理中，T2处理磷素吸收量较T1和T3处理分别增加23.5%和10.5%。

U2的M1较M0磷素吸收量增加48.1%。M0处理中，T3处理磷素吸收量显著高于T1、T2处理。M1处理中，T2处理磷素吸收量较T1和T3处理分别高出18.4%和21.6%。图3

图3 不同覆膜和播期处理下旱香1号(a)和旱香2号(b)磷素吸收变化Fig. 3 The phosphorus uptake of U1 (a) and U2 (b) affected by different plastic film mulching and sowing dates

2.2.3 钾素吸收量

研究表明，覆膜处理、播期均显著影响旱稻钾素吸收量。U1的M1较M0钾素吸收量增加46.2%。M0处理中，T2和T3处理钾素吸收量无差异且显著高于T1。M1处理中，T2处理钾素吸收量较T1和T3处理分别增加30.3%和13.2%。

U2的M1较M0钾素吸收量增加8.8%。M0处理中，T2和T3处理钾素吸收量无差异且显著高于T1处理。M1处理中，T2处理钾素吸收量较T1和T3处理分别高出16.2%和30.3%。图4

图4 不同覆膜和播期处理下旱香1号(a)和旱香2号(b)钾素吸收变化Fig.4 The potassium uptake of U1 (a) and U2 (b) affected by different plastic film mulching and sowing dates

2.3 播期及覆膜处理对旱稻产量的影响

研究表明，U1的覆膜处理(M1)对旱稻产量构成因子及产量影响显著，较裸地处理(M0)增产18.4%。M0处理中，T2(适播)和T3(晚播)处理穗数和千粒重无差异且显著高于T1(早播),T3处理穗粒数显著高于其余处理。T3处理产量较T1和T2处理分别高出71.7%和6.0%。M1处理中，T2处理穗数和穗粒数显著高于T1和T3处理。各处理间千粒重无差异。T2处理产量较T1和T3处理分别高出12.6%和15.0%。表1

表1 不同覆膜和播期处理下U1品种产量及产量构成因子变化Table 1 The yield and yield components of U1 variety affected by different plastic film mulching and sowing

U2的覆膜处理(M1)对旱稻产量构成因子及产量影响显著，较裸地处理(M0)增产24.0%。M0处理中，T2和T3处理穗粒数和千粒重无差异且显著高于T1处理,T3处理穗数显著高于其余处理。T3处理产量较T1和T2处理分别高出85.1%和10.9%。M1处理中，T2处理穗数和穗粒数显著高于T1和T3处理。T3处理千粒重显著高于T1和T2处理。T2处理产量较T1和T3处理分别高出24.8%和3.6%。表2

表2 不同覆膜和播期处理下U2品种产量及产量构成因子变化Table 2 The yield and yield components of U2 variety affected by different plastic film mulching and sowing

3 讨 论

研究表明，旱香1号和旱香2号2个品种的干物质重、养分吸收及产量表现出相似的趋势。播期和覆膜处理对旱稻的干物质重、养分吸收和产量影响显著，且二者存在明显的交互效应。

综合2个覆膜处理(裸地、覆膜)模式下，覆膜处理的干物质重、养分吸收量和产量整体高于裸地处理。这与文献[15-17]的研究一致。但是也有研究发现地膜覆盖在作物生长发育后期的增温效应，不仅对作物养分吸收、生长发育和产量形成没有多大实际意义，还会加速作物根系早衰，缩短根系和叶片等营养器官吸收同化光合产物的时间[18]。可能是由于作物在气候温暖、光照较充足、有水浇条件下的栽培而言，覆膜能加快早春播种的旱稻前期的生育进程，导致后期地温过高引起的根系早衰，对产量产生了一定的抑制作用。

不覆膜处理下(裸地)，适播、晚播旱香1号的干物质重、氮素、钾素吸收量均显著高于早播。晚播磷素吸收量和产量显著高于早播、适播。晚播旱香2号的干物质重、氮素、磷素吸收量、产量显著高于早播、适播。适播、晚播的钾素吸收量显著高于早播。结果显示，旱稻裸地晚播可以提高干物质重、养分吸收和产量。2个品种在覆膜处理中，总体表现为适播显著高于早播、晚播的相关指标。结果显示，覆膜条件下以适播对旱稻的干物质重、养分吸收量和产量提高更显著。黄福心[19]研究认为，播期会影响机直播稻生育进程、群体性状、产量及其构成，机直播稻应在适宜播期内尽早播种，以延长水稻生育期，改善机直播稻产量构成因子，最终实现水稻高产。金旭生等[20]研究表明，在适宜播期范围内播种的水稻植株高，叶片宽大、挺直，地上部干物质积累多，源库协调，产量较高。也有研究认为在水稻直播生产过程中，提前播种，保证一定基本苗，协调好个体和群体干物质积累和转化，能获得较高产量[21]。

4 结 论

覆膜或播期处理均能影响旱稻干物质重、养分吸收和产量，播期及覆膜处理存在交互作用，覆膜处理旱稻干物质重、养分吸收和产量显著高于裸地。覆膜条件下，适播处理(5月1日)的产量显著高于早播和晚播处理。覆膜处理增加了养分吸收量，尤其是氮素、磷素、钾素的含量和比例。覆膜处理在不同的播期，各养分含量表现出相同的趋势。其中，覆膜适播养分含量高于早播和晚播。覆膜处理和播期组合改变了植株干物质重，覆膜适播可以显著增加干物质重。旱香1号和旱香2号品种在覆膜条件下5月1日播种，可以促进植株生长和养分吸收，提高产量。