陳 龍 ，張美玲 ，陳洪利 ，李俊和 ，于文穎

（1.中國氣象局沈陽大氣環(huán)境研究所，沈陽 110166；2.盤錦市氣象局，遼寧 盤錦 124010；3.大洼區(qū)氣象局，遼寧 盤錦 124000）

大量氣候統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，全球氣候變暖已成為不爭的事實，尤其在北半球，過去30年（1983—2012年）可能是近千年來氣溫最高的30年［1］。東北地區(qū)是中國受全球氣候變暖影響最顯著的地區(qū)之一，1951—2010年，東北地區(qū)升溫最快（0.30℃/10年），遠(yuǎn)高于同期全球平均增溫速率［2］。全球升溫的同時，極端氣候事件也頻發(fā)，隨著全球氣候變化不穩(wěn)定性的增加，氣候波動更明顯，氣象災(zāi)害頻發(fā)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響也越來越突出［3］。氣候變化可能會逐步增加某些地區(qū)作物產(chǎn)量年際間的變化。據(jù)政府間氣候變化專門委員會（IPCC）預(yù)測，自2030年開始，氣候變化的平均負(fù)面影響為每10年0～2%，到2050年由于糧食需求增加，負(fù)面影響可能增至14%。在低緯度地區(qū)，作物生產(chǎn)將持續(xù)受未來氣候變化的負(fù)面影響；在北半球高緯度地區(qū)，氣候變化對作物生產(chǎn)及產(chǎn)量影響可能利弊共存［4］。

由于水稻（Oryza sative L.）生長及產(chǎn)量不僅受品種遺傳特性控制，還受植株營養(yǎng)狀況、氣候因子和栽培措施等多種外界環(huán)境因素的影響，造成水稻在全國各地的產(chǎn)量和品質(zhì)差距較大［5-7］。合理確定水稻播期在水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)栽培中顯得極為關(guān)鍵［8］。水稻的主要物候期需要特定的溫度（如分蘗、開花、抽穗和成熟等發(fā)育期），這些均受播期的影響［9］。陳金龍等［10］、鄭根龍等［11］認(rèn)為，水稻適宜播期受品種特性、光溫資源、生產(chǎn)條件和前后茬口等諸多因素的綜合影響，表現(xiàn)出較強的變動性和系統(tǒng)性。李建國等［12］以沈農(nóng)265、豐優(yōu)2000為材料，分析了推遲播期對水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，結(jié)果表明適當(dāng)?shù)赝七t播期和移栽期是有利的。適宜的播期對改善水稻生育進程、提高分蘗成穗率、有效利用溫光資源、保證植株正常生長發(fā)育和安全成熟、減輕病蟲害發(fā)生和提高抗倒伏性能等方面影響較大［13-15］。

東北地區(qū)是中國水稻主產(chǎn)區(qū)之一，其水稻種植面積占中國水稻種植面積的15%，氣候變化對水稻的影響直接關(guān)系著中國糧食生產(chǎn)的安全與穩(wěn)定［16］。盤錦市位于遼寧省西南部，位于遼河三角洲中心地帶，全市水稻種植面積10.67萬hm2。中國鹽堿地有1億hm2，充分利用鹽堿地種植水稻，能有效節(jié)約淡水資源，促進環(huán)境保護和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展［17］。中國濱海鹽堿地水稻種植區(qū)主要分布在天津市、河北省、山東省和遼寧省，其中遼寧省所占面積最大，而遼寧省的濱海鹽堿地稻區(qū)60%主要分布在盤錦市［18］。以往關(guān)于播期對水稻生長發(fā)育的影響大多是常規(guī)土壤及淡水灌溉種植的水稻，而針對鹽堿地水稻對播期的適應(yīng)情況研究較少。本試驗以遼南地區(qū)的主栽耐鹽堿水稻品種鹽豐47為材料，研究了不同播期水稻的群體生長發(fā)育和產(chǎn)量構(gòu)成，揭示了播期變化對耐鹽堿水稻群體生長發(fā)育特征和產(chǎn)量的影響，對于充分利用當(dāng)?shù)氐臍夂蛸Y源，趨利避害，確保水稻的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)及充分利用遼南地區(qū)鹽漬化土壤具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況與試驗材料

試驗觀測區(qū)域位于中國氣象局沈陽大氣環(huán)境研究所盤錦水稻野外觀測站，地處遼寧省南部的盤錦市大洼區(qū)，東經(jīng) 40°56′，北緯 121°57′，觀測場面積為100 m×100 m。觀測區(qū)域年平均氣溫9.5℃，年降水總量655.2 mm，年總?cè)照諘r間2 648.8 h，全年無霜期190d。試驗區(qū)土壤為鹽漬水稻土，土壤pH為8.3～9.1；土壤全氮、全磷、全鉀含量分別為0.042%～0.075%、0.014%～0.042%、1.51%～1.67%。土壤有機質(zhì)含量為0.17%～1.44%。該地區(qū)水稻種植面積5.3萬hm2，以耐鹽堿的鹽豐47為主。故本試驗選取鹽豐47為供試材料。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 以遼南地區(qū)正常播期（4月15日）為對照，開展遼南地區(qū)主栽品種的分期播種試驗，利用提前和推遲播期的方法調(diào)節(jié)溫差，達(dá)到模擬不同氣候變暖情景的效果，為遼南地區(qū)耐鹽堿水稻應(yīng)對未來氣候變化可能采取的適應(yīng)措施提供試驗依據(jù)。

試驗在當(dāng)?shù)卣２テ冢?月15日）前后，每隔10 d設(shè)置一個播期，共設(shè)置4月5日 （S1）、4月15日（CK）、4月 25日（S2）、5 月 5 日（S3）共 4 個播期，每個播期處理設(shè)置4個重復(fù)，其中3個重復(fù)的試驗小區(qū)面積為20 m2（5 m×4 m），另一個重復(fù)的面積為40 m2（5 m×8 m）。水肥管理措施均與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理措施一致，保證水稻不受水分因素和病蟲害影響。

1.2.2 觀測內(nèi)容 播種當(dāng)天日期記為播期；其他發(fā)育期按照《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范（作物篇）》中水稻發(fā)育期標(biāo)準(zhǔn)進行比對、記錄；每周觀測兩次，記錄水稻發(fā)育期。生長發(fā)育及產(chǎn)量觀測項目包括：①株高。在三葉期（移栽前3 d）、拔節(jié)期、乳熟期選擇具有代表性的地方，選取三穴有代表性的植株，從中挑選10株有代表性的植株測定高度。②葉面積。在分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期和乳熟期4個生長發(fā)育關(guān)鍵期進行測定，將樣本葉片完全展開，直接測量長度和寬度，將長度和寬度之積乘以校正系數(shù)（校正系數(shù)取0.83）即為葉面積。③地上部干物重。分別于分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期每小區(qū)取3穴，每穴取10株，測定水稻地上部干物重。方法為鮮樣于105℃下殺青30 min，80℃下烘至恒重，測定其干物重。④產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。于成熟期每個處理取40叢穗數(shù)，測定穗結(jié)實粒數(shù)、空殼率、秕谷率、千粒重、理論產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

試驗數(shù)據(jù)的整理及統(tǒng)計分析采用Excel 2003和SPSS 19.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對鹽豐47生育進程的影響

從水稻播種出苗開始記錄主要發(fā)育期，每周觀測2次。從圖1可以看出，從出苗至三葉期，S1、S2和S3與CK之間的生育期差分別為4、5、5 d。從出苗至拔節(jié)期，3個播期與CK之間的生育期差分別為0、12、15 d。從出苗至乳熟期，3個播期與CK之間的生育期差分別為 0、11、15 d。 S1、CK、S2 和 S3的全生育期分別為 175、165、155、153 d。

圖1 不同播期鹽豐47發(fā)育期隨時間的變化

從表1可以看出，出苗期歷時時間最長的是S1，為10 d，比CK增加2 d；出苗期時間最短的是S2和S3，均為5 d，比CK減少3 d。三葉期歷時時間最長的是S1，為12 d，比CK增加2 d；三葉期歷時時間最短的是S2和S3，均為8 d，比CK減少2 d。分蘗期歷時時間最長的是CK，為60 d，分別比S1、S2和S3增加7、10、12 d。拔節(jié)期歷時時間最短的是CK，為 19 d，分別比 S1、S2 和 S3 減少 3、3、2 d。孕穗期歷時時間最長的是S1和CK，均為21 d，分別比S2和S3增加8 d和5 d。抽穗期歷時時間最長的是S2，為16 d，分別比 S1、CK 和 S3 增加 9、9、4 d。 乳熟期歷時時間最短的是S2，分別比S1、CK和S2減少9、9、4 d。成熟期S1、CK和S2歷時時間均為35 d，比S3增加2 d。由于播期提前10 d引起S1的全生育期增加10 d；播期延后10 d和20 d分別引起全生育期減少10 d和12 d。全生育期內(nèi)，分蘗期前4種播期間的發(fā)育期日期差距較大；分蘗期后4種播期間的發(fā)育期日期差距縮小。

表1 不同播期鹽豐47不同生育期累計時間 （單位：d）

2.2 播期對鹽豐47株高的影響

選取三葉期（移栽前3 d）、拔節(jié)期、乳熟期3個關(guān)鍵時期對水稻株高進行測定，結(jié)果（圖2）表明，三葉期 S1、CK、S2、S3 的株高分別為 9.2、8.8、14.9、11.6 cm，其中S2最高，CK、S1和S3分別比S2減少38.3%、40.9%和 22.1%。 拔節(jié)期 S1、CK、S2、S3的株高分別為 53.5、49.4、57.2、53.1 cm， 其中 S2 最高，CK、S1和S3分別比 S2減少 6.5%、13.6%和 7.2%。乳 熟 期 S1、CK、S2、S3 的 株 高 分 別 為 81.2、93.4、84.1、86.9 cm，其中 CK 最高，S1、S2和 S3分別比 CK減少13.1%、10.0%和7.0%。三葉期和拔節(jié)期時，S1、S2和S3的株高均超過了CK株高，而乳熟期時CK植株最高。

圖2 不同播期鹽豐47株高隨生育期的變化

2.3 播期對鹽豐47葉面積的影響

選取分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期和乳熟期4個生長發(fā)育關(guān)鍵期對水稻葉面積進行測定，結(jié)果（圖3）表明，分蘗期 S1、CK、S2、S3 的葉面積分別為 23.6、24.7、19.7、27.3 cm2，其中 S3 為最大值，S1、CK 和 S2葉面積分別比S3減少13.6%、9.5%和27.8%。拔節(jié)期 S1、CK、S2、S3 的葉面積分別為 91.0、89.5、113.4、93.7 cm2，其中S2為最大值，S1、CK和S3葉面積分別比S2減少19.8%、21.1%和17.4%。抽穗期S1、CK、S2、S3 的 葉 面 積 分 別 為 130.6、124.8、178.6、137.0 cm2，其中S2為最大值，S1、CK和S3葉面積分別比S2減少了26.9%、30.1%和23.3%。乳熟期S1、CK、S2、S3 的 葉 面 積 分 別 為 100.9、129.9、113.3、109.7 cm2，其中CK為最大值，S1、S2和S3葉面積分別比CK減少了22.3%、12.8%和15.6%。由此可知，拔節(jié)期和抽穗期CK的葉面積最小，而乳熟期CK的葉面積最大。分蘗期至抽穗期，由于播期提前和推遲，S1、S2和S3播期水稻葉面積總體上高于CK；乳熟期葉面積均低于CK。

圖3 不同播期鹽豐47葉面積隨生育期的變化

2.4 播期對鹽豐47地上部干物質(zhì)積累的影響

選取分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期測定水稻地上部干物重，結(jié)果（圖 4）表明，分蘗期 S1、CK、S2、S3 的干物重分別為 1.7、1.5、1.6、1.6 g，其中 S1 為最大值，CK、S2和S3干物重分別較S1減少了11.8%、5.9%和5.9%。拔節(jié)期S1、CK、S2、S3的干物重分別為 6.9、5.7、12.0、7.5 g， 其中 S2 為最大值，CK、S1 和S3干物重分別比S2減少了42.5%、52.5%和37.5%。抽穗期 S1、CK、S2、S3 的干物重分別為 27.7、29.1、28.9、27.0 g，其中 CK 為最大值，S1、S2 和 S3 干物重分別比CK減少4.8%、0.7%和7.2%。成熟期 S1、CK、S2、S3 的干物重分別為 35.7、42.9、45.0、40.0 g，其中S2為最大值，CK、S1和S3干物重分別比S2減少了20.7%、4.7%和11.1%。分蘗期和拔節(jié)期S1、S2和S3地上部干物重均高于CK；抽穗期時S1、S2和S3地上部干物重均低于CK。提前和推遲播種的水稻地上部干物重分蘗期至拔節(jié)期均高于CK，抽穗期地上部干物重均低于CK。

圖4 不同播期鹽豐47地上部干物重隨生育期的變化

2.5 播期對鹽豐47產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，4個不同播期水稻的每穗總粒數(shù)和每穗實粒數(shù)均以S2最多，為210、198粒；S1最少，為163、151粒。S3播期的空殼率為10.4%、秕谷率為1.3%，均為最高；CK的空殼率和秕谷率均為最低，分別為4.7%和0.5%。S1、S2、S3播期的空殼率與CK相比，增加了0.8～5.7個百分點。4個不同播期水稻千粒重最高的為CK，為25.1 g。理論產(chǎn)量最大的為 CK， 為 14 505.0 kg／hm2，S1、S2、S3 比 CK 分別降低了28.6%、18.3%和31.2%；理論產(chǎn)量和千粒重從大到小的順序為 CK、S2、S1、S3。S3播期的千粒重和理論產(chǎn)量均為最低。提前播種的水稻每穗粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、千粒重和理論產(chǎn)量均低于CK，空殼率和秕谷率均高于CK；推遲播種的水稻每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、秕谷率、空殼率均高于CK；千粒重和理論產(chǎn)量均低于CK。

表2 不同播期對鹽豐47理論產(chǎn)量的影響

3 小結(jié)與討論

本試驗結(jié)果表明，播期不同對遼南地區(qū)耐鹽堿水稻鹽豐47植株的生長發(fā)育及產(chǎn)量構(gòu)成均有不同程度的影響，結(jié)論如下。

1）4個不同播期下鹽豐47全生育期變化范圍為153～175 d。播期提前引起鹽豐47全生育期延長，播期推遲引起鹽豐47全生育期縮短。水稻發(fā)育期除了受遺傳因素決定外，還受外部生長環(huán)境的影響。在分期播種試驗中，由于不同播期水稻所處的溫度、光照度等條件存在差異，相應(yīng)也引起生育進程的變化。播期的選擇間接影響了后期水稻植株的生長發(fā)育及產(chǎn)量的形成。根據(jù)本試驗結(jié)論，遼南地區(qū)耐鹽堿水稻鹽豐47播期適宜范圍為4月15—25日，提前和推遲播種不利于該地區(qū)水稻獲得高產(chǎn)。

2）4個不同播期下鹽豐47在三葉期、拔節(jié)期和乳熟期的株高變化范圍為 8.8～14.9 cm、49.4～57.2 cm和81.2～93.4 cm。播期提前和推遲均導(dǎo)致鹽豐47營養(yǎng)生長期（三葉期至拔節(jié)期）的植株高于CK；生殖生長期（乳熟期）植株低于CK。株高是水稻形態(tài)建成過程中一個極為重要的性狀，對水稻的產(chǎn)量和抗倒性具有重要影響。鹽豐47無論是提前或是推遲種植，其最終株高均比CK有所降低，說明合理的播期選擇才更有利于水稻植株的營養(yǎng)生長，同時也能為水稻后期的高產(chǎn)奠定良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3）4個不同播期下鹽豐47在分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期和乳熟期葉面積變化范圍分別為19.7～27.3 cm2、89.5～113.4 cm2、124.8～178.6 cm2和 100.9～129.9 cm2。提前和推遲播期鹽豐47葉面積在分蘗期至抽穗期總體大于CK；到達(dá)乳熟期時葉面積均低于CK。葉片是水稻植株生物量的重要組成部分，葉面積的大小可直接影響光合效能，與水稻產(chǎn)量息息相關(guān)。在同樣的氣候與栽培條件下，葉面積較大的水稻植株有利于接收更多的太陽光能，提高光能利用效率。

4）4個不同播期下鹽豐47在分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期地上部干物重變化范圍分別為1.5～1.7 g、5.7～12.0 g、27.0～29.1 g 和 35.7～45.0 g。 提前和推遲播種的水稻地上部干物重分蘗期至拔節(jié)期均高于CK；抽穗期地上部干重均低于CK。水稻生物量與經(jīng)濟系數(shù)的提高，可以使其產(chǎn)量大幅度提高，其中生物量的提高對增產(chǎn)的作用較大［19］。從本試驗結(jié)果可以看出，水稻地上部干物重增加是一個漸進式積累過程；提前和推遲播種水稻的營養(yǎng)生長期地上部干物重總體上都比CK高，但是進入抽穗期后地上部干重增加速度明顯低于CK，說明抽穗期是鹽豐47地上部干物質(zhì)積累的一個重要時期，在抽穗期采取適當(dāng)措施增加水稻地上部干物重是遼南地區(qū)耐鹽堿水稻高產(chǎn)栽培的一項重要手段。

5）4個不同播期下鹽豐47的每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、千粒重和理論產(chǎn)量的變化范圍分別為163～210 粒、151～198 粒、23.3～25.1 g和 9 982.5～14 505.0 kg／hm2，其中S2每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)最高；CK理論產(chǎn)量最高。4個不同播期下鹽豐47的空殼率和秕谷率變化范圍為4.7%～10.4%和0.5%～1.3%，其中CK的空殼率和秕谷率最低，S3空殼率和秕谷率最高。提前播種的水稻每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、千粒重和理論產(chǎn)量均低于CK；空殼率和秕谷率高于CK；推遲播種的水稻每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、秕谷率、空殼率均高于CK；千粒重和理論產(chǎn)量均低于CK。

S1、CK、S2、S3水稻播種至成熟期所用積溫分別為 3 693.3、3 524.1、3 460.9、3 236.5℃。從不同播期積溫數(shù)據(jù)可以看出，遼南地區(qū)耐鹽堿水稻產(chǎn)量的高低不僅和積溫有關(guān)，還和播期的選擇息息相關(guān)。當(dāng)播期延后20 d產(chǎn)量降幅最大，原因是S3全生育期僅為153 d，所用積溫為3 236.5℃，明顯小于其他3個播期，因此總熱量積累不足，導(dǎo)致產(chǎn)量最低；其次是S1播期，全生育期雖然最長，但是由于前期低溫影響，后期的株高、葉面積、地上部干物重及產(chǎn)量均未達(dá)到CK的標(biāo)準(zhǔn)，同樣對最終產(chǎn)量的影響較大。綜上，遼南地區(qū)耐鹽堿水稻高產(chǎn)栽培最適宜播種日期為4月15—25日，可以在影響水稻生長發(fā)育生物量及產(chǎn)量指標(biāo)的關(guān)鍵時期采取適當(dāng)措施增加株高、葉面積、地上部干物重，以實現(xiàn)后期的高產(chǎn)。