播种期对直播稻茎秆抗倒伏性状的影响

徐 波，王宝祥，杨 波，陈庭木，邢运高，孙志广，刘 艳，卢百关，徐大勇

（连云港市农业科学院，江苏 连云港 222002）

直播是水稻栽培中最早采用，也是最为轻简的栽培方式。近年来，直播凭借省工省力和节本高效等优势顺应了轻简化栽培发展的潮流，直播稻面积逐年扩大。但是，直播稻因生育期短、茎秆细、根系浅、群体过大等特点极易倒伏[1]。水稻倒伏可分为根倒伏和茎倒伏两种情况，根倒伏一般发生于蜡熟期，茎倒伏一般多发生于抽穗后。研究表明，水稻发生倒伏的敏感时期是齐穗后21～30 d，发生倒伏的敏感节位多在茎秆基部的2～3个节间[2-3]。倒伏会妨碍干物质的积累，直接影响籽粒的产量，同时影响籽粒的品质，倒伏是直播稻高产和优质的重要限制因子[4-5]，给水稻安全生产带来了很大风险。因此，研究不同播种期直播稻的抗倒伏能力，有利于明确直播稻的抗倒伏特性，对于指导水稻生产具有现实意义。

确定合理的播种期是水稻栽培管理过程中的重要环节，是水稻获得高产的基础。关于播种期对直播稻生长发育的影响，前人开展了较多的研究。郑盛华等[6]研究发现，随着播种期的推迟，中熟和中迟熟品种直播稻的有效穗数和结实率显著降低，导致产量显著下降。杜斌等[7]的研究同样发现，直播稻的产量随播种期推迟而下降，主要原因是播种期的推迟缩短了水稻的全生育期。霍中洋等[8]研究指出，直播稻光合物质生产特性受播种期的影响较大，与迟播相比，早播具有前期物质生产量适宜、中后期积累旺盛、干物质总量大、且分配合理、运输转化效率高、抽穗后光合生产能力强的特点。纵观前人研究结果，尽管取得重要进展，但是针对直播稻的茎秆性状、倒伏特性对播种期的响应缺乏系统、全面的研究报道。为此，本试验在连云港地区选用生产上抗倒伏的水稻中熟中粳品种连粳7号、徐稻3号和早熟中粳品种连粳15号、连粳13ZJ61为材料，研究在不同播种期条件下，直播稻茎秆相关性状表现及其抗倒伏能力，旨在为直播稻抗倒伏育种提供参考，为该地区直播稻的品种选择和栽培管理措施提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验地点及供试品种

试验于2016—2017年在连云港市东辛试验基地进行。试验地前茬为空茬，土壤类型为潮盐土，质地较黏。0～20 cm 土层有机质含量22.34 g/kg、全氮含量1.79 g/kg、速效磷含量12.8 mg/kg、速效钾含量121.6 mg/kg。以黄淮地区中熟中粳品种连粳7号（全生育期153 d）、徐稻3号（全生育期149 d）以及早熟中粳品种连粳15（全生育期145 d）、连粳13ZJ61（全生育期142 d）为试验材料。

1.2 试验方法

根据当地生产实际，设定6月10日、6月20日、6月30日3个播种期，播种方式为人工模拟机条播，试验采用裂区设计，播种期为主区，品种为裂区，重复3次，小区间隔40 cm，小区面积16.8 m（22.8 m×6 m）。播种量90 kg/hm2。

氮肥施用量为270 kg/hm2，分别以基肥、蘖肥和穗肥的形式施用，比例为基肥∶蘖肥∶穗肥=3∶3∶4，穗肥分别于倒四叶和倒二叶各施50%；磷肥（P2O5）以过磷酸钙形式施入112.4 kg/hm2；钾肥（K2O）以氯化钾形式施入112.4 kg/hm2，磷肥、钾肥作基肥一次性施入。各小区肥水单独管理，分蘖期保持浅水层至田间总苗数达到预期苗数70%～80%时开始搁田，并多次轻搁；抽穗后实行间歇灌溉，干湿交替。

1.3 测定项目与方法

单株抗倒力于蜡熟期测定，每个品种选择长势一致的单株，在离地面20 cm 处，用数显植物茎秆强度测定仪YYD-1A 垂直于稻株茎秆向前推压，将稻茎压弯与地面成45°倾角，此时，测定仪自动记录最大压力，即为水稻单株抗倒力。测定10穴，单位为N。

齐穗期和蜡熟期，不同播种期处理每小区分别随机选取20个有代表性的单茎，测定株高、重心高度、穗长、各节间的长度、茎粗、茎壁厚度、基部第1节间和第2节间的抗折力及基部至穗顶的长度和鲜重。重心高度的测定：按照杨长明等[9]的方法将新鲜植株地上部分（包括穗、叶片和叶鞘）水平横置于刀口，植株保持平衡时与刀口的接触点到茎秆基部的距离即为重心高度（cm）。抗折力的测定：参照杨波等[10]的方法测定。水稻基部各节间的弯曲力矩和倒伏指数的计算参照濑古秀生[11]的方法，计算公式如下

式中，BM为弯曲力矩（cm·g）；L为节间基部至穗顶的长度（cm）；W为节间基部至穗顶的鲜重（g）；BR为抗折力（g）；LI为倒伏指数[（cm·g）/g]。

上述测定项目完成后，将各节间茎秆和叶鞘分别装袋，置于恒温箱内，105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重，测定各节间茎秆及叶鞘干重，计算茎秆充实度（单位长度节间茎秆干重）。

产量及倒伏情况测定：成熟期每小区取2个观察点，每点取10个单株，共20个单株，考查有效穗、每穗粒数、结实率。取500粒样本称重，换算成千粒重，重复3次。人工脱粒实收12 m2（2 m×6 m）稻株，测定水分，去除杂质，折算产量。

1.4 数据处理

取2年的平均数，使用Excel 2010 软件进行数据处理，DPS 7.05 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同播种期直播稻的倒伏情况、产量及产量构成因素

由表1可知，从田间表现上来看，连粳7号和徐稻3号倒伏面积为0，抗倒伏力强；连粳15号在迟播（6月30日）条件下倒伏面积为10%，抗倒伏性稍弱；连粳13ZJ61 不同播种期倒伏面积为30%～100%，抗倒伏力最差，并且随着播种期后移，连粳13ZJ61的抗倒伏性逐渐减弱。4个品种的有效穗、每穗粒数、结实率、千粒重和实收产量均随着播种期的推迟而降低，迟播与早播条件下差异均达到极显著（P＜0.01）。在迟播条件下，连粳7号和徐稻3号的实收产量分别为7 461.32、6 341.23 kg/hm2，与早播相比分别减产22.50%和27.97%，减产幅度较大，实收产量差异达极显著（P＜0.01）。因此，在黄淮地区稻麦两熟制中，连粳7号和徐稻3号不适宜直播种植，连粳15号早播种才能保证安全生产。

表1 直播稻的倒伏情况、产量及产量构成因素

2.2 不同播种期直播稻基部节间及茎秆的抗倒伏性状

由表2可知，连粳15号的基部第1节间抗折力在早播条件下高于其他品种，连粳13ZJ61的基部第1、第2节间抗折力都小于同期播种的其他品种。不同播种期品种间的弯曲力矩差异不显著（P＞0.05）。连粳13ZJ61的倒伏指数高于其他品种。在早播、迟播条件下，4个品种间的单株抗倒力差异均为极显著（P＜0.01），表现为连粳7号>徐稻3号>连粳15号>连粳13ZJ61。随着播种期的推迟，4个品种基部第1和第2节间的抗折力降低、弯曲力矩变小、单株抗倒力降低，倒伏指数的变化规律性不强。

表2 不同播种期直播稻基部节间及茎秆的抗倒伏性状

2.3 不同播种期直播稻茎秆各节间长度和株高

由表3可知，在早播种条件下，连粳7号第1节间最短，为3.74 cm，大穗型，穗长、株高与重心高度适中，分别为18.25、87.41、44.02 cm；徐稻3号第1节间最短，为3.95 cm，穗型适中，穗长、重心高度和相对重心高度分别为16.18 cm、42.93 cm、47.38%。连粳15号第一节间最短，为4.40 cm，株高和重心高度分别为90.52 cm、45.10 cm；连粳13ZJ61，相对重心高度小，为51.03%。随着播种期的推迟（6月30日），与早播比连粳7号第1节间长度增加，第4、第5节间长度降低；徐稻3号第1节间长度增加，第2、第3、第4、第5节间长度降低；连粳15号第1节间长度增加，第4至第5节间长度降低；连粳13ZJ61 各节间长度均降低。随着播种期的推迟，4个品种的穗长极显著变小（P＜0.01），株高极显著降低（P＜0.01），重心高度降低。值得注意的是，田间表现不抗倒伏的品种连粳13ZJ61 随着播种期推迟，相对重心高度有增加的趋势。

2.4 不同播种期直播稻的茎粗、茎壁厚度

由表4可知，播种期为6月10日时，连粳7号和徐稻3号第1节间的茎粗最大，随着播种期的推迟茎粗逐渐减小，与6月30日播种的茎粗相比差异极显著（P＜0.01）。在不同播种期之间，连粳15号第1、第2、第4节间的茎粗差异不显著（P＞0.05），第3节间在6月20日播种时茎粗最大，为3.96 mm，与其他播种期处理相比差异极显著（P＜0.01）；连粳13ZJ61前3节间的茎粗差异不显著（P＞0.05），第4节间随着播种期的推迟茎粗减小，且不同播种期间差异极显著（P＜0.01）。茎壁厚度方面，连粳7号和徐稻3号的前3节间在6月10日播种时茎壁厚度最大，并且随着播种期的推迟茎壁厚度逐渐减小，与6月30日播种的茎壁厚度相比差异极显著（P＜0.01）；连粳13ZJ61的第3、第4节间在6月10日播种时茎壁厚度最大，随着播种期的推迟茎壁厚度逐渐减小，与6月30日播种的茎壁厚度相比差异极显著（P＜0.01）；在不同播种期间，连粳15号第1、第3、第4节间各处理的茎壁厚度差异不显著（P＞0.05），第1节间在6月10日、6月30日播种时茎壁厚度最大，均为0.94 mm，与6月20日播种相比差异不显著（P＞0.05）。由此可见，播种期推迟对连粳15号的茎粗、茎壁厚度影响较小。

表3 不同播种期直播稻各节间长度和株高

2.5 不同播种期直播稻的节间茎秆干重、叶鞘干重和单位节间干重

由表5可知，早播条件下，连粳7号和徐稻3号基部第1、第2节间的茎秆干重、叶鞘干重、单位节间干重均比连粳15号、连粳13ZJ61 高。连粳7号第1节间的茎秆干重随着播种期的推迟逐渐降低，6月10日播种与6月30日播种的茎秆干重相比差异极显著（P＜0.01）；第2节间的茎秆干重在6月20日播种时最高，与6月30日播种的茎秆干重相比差异极显著（P＜0.01）；第3节间的茎秆干重在各播种期处理之间差异不显著（P＞0.05）。随着播种期的推迟，徐稻3号第1、第2、第3节间茎秆干重均有不同程度降低，迟播（6月30日）条件下的茎秆干重比早播（6月10日）和6月20日播种处理低，且均达到极显著差异（P＜0.01）。随着播种期的推迟，连粳15号前3节间茎秆干重极显著增高（P＜0.01）。连粳13ZJ61 第2、第3节间茎秆干重迟播（6月30日）比早播（6月10日）有增高趋势。这说明早熟中粳品种茎秆干重对播种期推迟有较好的适应能力。随着播种期的推迟，4个品种的第2、第3节间叶鞘干重均呈上升趋势。在迟播条件下（6月30日），连粳7号、徐稻3号、连粳13ZJ61 第1、第2、第3节间的单位节间干重均最小，其中第1、第2节间的单位节间干重与6月10日、6月20日2个播种期处理相比差异均达到极显著（P＜0.01）。

表4 不同播种期直播稻的茎粗和茎壁厚度

2.6 相关性分析

将4个品种的株高、重心高度、相对重心高度、节间长、茎粗、茎壁厚度、茎秆干重、叶鞘干重和单位节间干重分别与单株抗倒力进行相关性分析，结果表明（表6），连粳7号的节间长与单株抗倒力呈极显著负相关（P＜0.01）；徐稻3号、连粳15号和连粳13ZJ61的节间长与单株抗倒力呈显著负相关（P＜0.05）；徐稻3号的叶鞘干重与单株抗倒力呈极显著正相关（P＜0.01），其余品种的叶鞘干重与单株抗倒力呈显著正相关（P＜0.05）；4个品种的茎秆干重与单株抗倒力均呈显著正相关（P＜0.05）；4个品种的单位节间干重与单株抗倒力均呈极显著正相关（P＜0.01）。因此，将单位节间干重作为直播稻抗倒性指标进行品种评价和筛选是有效的。另外，连粳13ZJ61的株高、重心高度、相对重心高度与单株抗倒力均呈极显著负相关（P＜0.01）。

3 讨论与结论

直播稻受播种期影响显著，随着播种期的推迟结实率和每穗颖花数降低，产量明显下降，全生育期明显缩短[12]，外观品质呈变优的趋势，食味与蒸煮品质呈变劣的趋势[13]。播种期推迟显著降低了叶面积和单茎干物质积累量，茎、叶的物质转换率和输出量均呈显著下降趋势[14]。本实验结果表明，在试验设置的播种期内，4个试验品种的产量构成因素及实收产量均随着播种期的推迟而降低，其中中熟中粳品种的减产幅度要大于早熟中粳品种。连粳15号在迟播（6月30日）时出现倒伏，连粳13J61 随着播种期的推迟倒伏情况逐渐加重。随着播种期的推迟各品种基部节间的抗折力下降、弯曲力矩变小，单株抗倒力也随之减小。此外，穗长显著变小，株高显著降低，基部各节间单位节间干重也显著减少。所以，直播稻品种在试验播种期内越早播种越有利于抗倒伏。

表5 不同播种期直播稻的节间茎秆干重、叶鞘干重和单位节间干重

表6 单株抗倒力与茎秆主要性状的相关系数

茎秆支撑着整个植株的重量。因此，水稻抗倒力主要由茎秆特性决定[15-16]。许多研究认为，水稻的抗倒力与株高、基部节间长度呈负相关[17-18]，与茎粗、茎壁厚度呈正相关[19]；还有不少学者研究认为，水稻生长后期茎秆质量和茎鞘物质输出率是影响其抗倒性的重要因素。本试验表明，不同品种茎秆抗倒伏能力与节间长、茎秆干重和单位节间干重关系密切。第1、第2节间短，茎秆干重大，单位节间干重大有利于抗倒伏。所以，直播稻抗倒伏品种的选育应该把茎秆基部节间短、茎秆干重大、充实度好作为重要的参考指标。