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1、附件1:外文资料翻译译文巴基斯坦德拉伊斯梅尔汉地区高温下移栽日期和种植密度对水稻生长和产量的影响摘要:为发现移栽日期和密度对水稻产量的影响,巴基斯坦西北边境省的德拉伊斯梅尔汉区域已展开了持续两年的研究。实验以完全随机区组设计的形式展开。主区由四个移栽日期组成,即6月20日,6月27日,7月4日,7月11日,子区包括1,2,3,4四个播种密度。在四个移栽日期中,6月20日栽植的农作物在栽种密度为1时获得了最高产量和纯收益。这表明种植密度过大不仅增加了成本而且是对自然资源的浪费。以研究结果为前提,我们可以得出结论,种植密度1最适合适时播种,而密度4应被用于补偿晚稻的栽种产量。关键词 水稻,移栽日期
2、,播种,产量,叶面积指数,净同化速率绪论水稻(Oryza sativa L.)产品构成了主要的经济活动,并且是巴基斯坦乡村人口就业的关键来源。由于许多研究工作的展开,巴基斯坦水稻的平均产量的价格以每年2%的速度增长,但仍旧远远低于其他的水稻主要生产国(Ito et al.,1989)。在农作物生产的手段中,适时播种及正确的方法是前提条件,它有利于农作物在特别的农业生态学下适时成功地完成生命阶段。对水稻来说,最适宜的秧苗叶面积、使光合作用率最大化的最适宜叶形、深远粗壮的根系、开花时的叶面积指数(LAI)和开始结穗时的农作物生长率(CGR)被认为是产量的决定因素(Sun etal.,1999)。比
3、起单独的任何一个生长变量来说,它们的结合能更好的解释产量的变化(Ghosh and Singh,1998)。Thakur and Patel(1998)提出了相似的理论:干物质量、叶面积指数、光合势(LAD)、农作物生长率、净同化率(NAR)和相对生长速率(RGR)最终由水稻的高谷粒产量反映出来。Lu et al.(1999)得出水稻更高产量的获得归结于抽穗期后更高的净同化率和对叶面积指数更好地分配的结论。为成功获得水稻产品,适时栽植,农作物的生长期中适度控制植物的生长,为获得适宜分蘖的适合的栽植密度以及通过控制水分、肥料和化学输入来控制叶片生长,对改善决定高产的生长变量是根本要素(Ghosh
4、 and Singh,1998)。在巴基斯坦,水稻从四月中旬到六月下旬的移植取决于品种、水分可用性,气候炎热干燥的旁遮普和信德省西北边境省的斯瓦特地区(Khan and Akhter,2001)温和山谷中能为栽培水稻提供的土地和劳力。在西北边境省的德拉伊斯梅尔汉地区,用于灌溉的运河,其水流量在夏季的最高峰依旧低于它的容量,大多数农民(70%)只能隔48天灌溉稻田(Baloch et al.,2004)。因此,大部分农民在四月的前两个星期播种苗床。移植通常在五月的第二个星期完成,主要是为了避免炎热六、七月的水分短缺。四月播种的水稻通常能逃离害虫的侵袭,因此降低了杀虫剂施用方面附加成本的输入。有观
5、点认为早期移栽作物的主要缺点之一是高温导致不育,从而使水稻碾米低产。因此,目前的研究致力于确定移栽日期和秧苗密度对高温的德拉伊斯梅尔汉地区移栽水稻的生产力。材料和方法试验于2002年到2003年间在巴基斯坦的西北边境省的德拉伊斯梅尔汉的农业研究学院进行。德拉伊斯梅尔汉(3149N到7055 E)是巴基斯坦的西北边境省最南部的地区。夏季炎热干燥,伴随着断断续续的季候风。海拔高于海平面121到210米。夏、冬季的平均最高温度分别为45C和8C。实验是在2002年种植过小麦和2003年种过鹰嘴豆的田地上进行的。土壤是PH为8.3,有机物含量低于1%的黏土。表12显示了实验地区的理化性质和气象数据。2
6、002年和2003年,水稻生长季节时早晨的相对湿度分别在60%69%、71%和79%间变化(表2)。表1 试验土壤的理化性质表2 水稻生长季节的气象资料试验设计为完全随机区组设计,重复4次。苗床的移栽日期为主区,秧苗密度是2m5m,间距为20厘米设置为子区。适应良好高产的粗米品种IR-6的一月苗床每年在6月20日和27日,7月11日时移栽。N,P2O5和K2O需求量分别为120kg/ha、90kg/ha、50kg/ha,分别以尿素、磷酸二铵和硫酸钾的形式供应。一半的N和全部的P2O5和K2O在移栽时期提供,另一半N在开始结穗时提供。12 kg/ha的硫酸锌在移栽15天后施用。有效分蘖m-2,实
7、粒数-1,千粒重(g),稻田产量(t/ha),移栽后4590天的叶面积指数和净同化率等生理特性,这些农业参数的资料都被记载下来。资料应用变化手法统计分析,采用最小显著性差异(LSD)将重要的平均数和相应的处理平均数区分开(Steel and Torrie,1980)。结果与讨论有效分蘖的数量m-2在产量的构成中,有效分蘖非常重要,因为最终产量主要是单位面积分蘖数量的函数。表3的资料显示移栽日期在2002年期间很不一致。7月4日移栽的土地生产得到很高的有效分蘖的数量(506.6m2),紧随其后的是6月20日,获得了462.2有效分蘖的数量m-2。记录中最低数量的分蘖是2002年7月11日。尽管统
8、计意义不大,但2003年6月27日种植的作物生产了最高数量的有效分蘖(486.8m2),紧随其后的是6月20日,有效分蘖456.1m2。Hassan et al.(2003)提到在他们小型研究中,种于6月的作物的最高分蘖数量低于Dera Ismail Khan的情况。至于秧苗密度的的影响,尽管第二年的试验中出现了明显的差异,但在试验年里,最高分蘖(461.5和495.0 m2)的秧苗密度都为4。在作物季节里,移栽日期和秧苗密度的交互作用都很重要。2002年,记录在案的最大分蘖(548.3m2)是7月4日,秧苗密度为4,紧随其后的是相同日期的秧苗密度为3有效分蘖为533.3。2003年7月4日种
9、植的作物在秧苗密度为4时又获得了令人注目的最大有效分蘖数量(604.3m2),紧随其后的是6月27日和6月20日种植的作物,秧苗密度为1,分蘖分别为557和550m2。2003年的较高数量的有效分蘖可能归结于相对前年较低的温度,较多的降雨量,较高的湿度和较多的有机质(表12)。Ashraf et al.(1999)表示移栽35天密度为2和3的秧苗密度的苗床得出了更有效的单位面积的有效分蘖数。然而,Zhong et al.(2001)发现有效分蘖百分比与单位面积最大分蘖数量成显著负相关。表3 2002年和2003年间移栽水稻时移栽时间和密度影响下的有效分蘖量 实粒数的数量表4 2002年和200
10、3年间移栽水稻时移栽时间和密度影响下的实粒数表4的资料显示2002年6月27日栽植的作物有最大数量的实粒数(171.1)。同样地,2003年在统一在知识日期获得了最大的实粒数(205.6),紧随其后的是7月11日,实粒数数量为184.9。在试验年间,秧苗密度有显著差异,尽管统计平均实粒数的秧苗密度为1(164.4和193.3),但4秧苗密度的播种区组生产了最大的实粒数(168.2和203.5)。移栽日期和秧苗密度的交互作用在作物季节中都很显著。2002年6月27日秧苗密度为2的作物和2003年秧苗密度为1的作物获得了较大数量的实粒数(184.5和236.5)。而获得最少数量实粒数的分别为200
11、2年7月11日秧苗密度为3和2003年7月4日秧苗密度为1的作物。很多因素影响实粒数,如:基因型,采用的栽培实践(栽植日期,播种日期,土壤肥力)和生长环境(空气和土壤温度等)。无论在秧苗密度为1或4时实粒数都充分增长,这说明单株秧苗的潜在分蘖生产力等同于秧苗密度为4时的。秧苗的类似作用同样存在于单位面积有效分蘖的数量上,大概是因为种植秧苗密度为1时导致更高的生长速率,最终增加健康秧苗的数量。千粒重(g)表5 2002年和2003年间移栽水稻时移栽时间和密度影响下的千粒重千粒重是产量的重要决定构成,它是一项遗传特性,极少受环境的影响(Ashraf et al.,1999)。表5的资料显示2002
12、年6月20日和6月27日的粒重(24.6和24.5g)显著高于7月种植的作物。2003年6月20日栽植的作物稻谷也同样重于6月27日和7月11日的。在试验年移栽日期为7月4日的作物生产出较低的粒重(23.6和28.1g)。2002年秧苗密度的作用显示秧苗密度为4的播种区组的粒重(24.5g)显著高于秧苗密度为1的(24.3g)。但是,在第二个种植季节里,秧苗密度为1的作物生产出的粒重(29.3g)高于秧苗密度为4的(28.8g)。两年里秧苗密度的数量都有显著的影响。尽管只有2002年的平均数较显著,但2002年6月20日和2003年6月27日均在秧苗密度为1时获得了最大的千粒重(25.0和30
13、.4g)。栽植日期为7月4日显示最大的有效分蘖数量(506.6)却在秧苗密度为2和3时生产出较低的千粒重(23.1和27.0g),这与较大数目的分蘖会减少谷粒的数量,大小和重量(Lockhart和Wiseman,1988)的发现相符合。我们的发现也与Wen和Yang(1991)的相一致,他们声称秧苗密度为1时的千粒重高于秧苗密度为4时的。同样地,Singh(1994)提出谷粒的数量和圆锥花序的粒重与稻谷的产量正相关。2003年较高的千粒重可能归结于有机质量的充分供给和/或N在谷物整个生长阶段缓慢释放的有效性。水稻产量(t/ha)谷粒产量是有效分蘖的数量、单位圆锥花序的小穗、千粒重等相互作用的变
14、化的产量构成因素函数(Hassanet al.,2003)。在种植日期中,2002年6月20日和7月11日生产出最大的谷物产量,而剩下的两个栽植日期(6月27日和7月4日)生产出相对较低的谷物产量,分别是4.1t/ha(表6)。种植季节里种植日期为6月20日,秧苗密度为1时生产出最高的产量,分别5.0和8.1 t/ha,尽管只有2002年移栽日期和秧苗密度的交互作用明显。然而,在同一年的7月11日,秧苗密度为3和4,谷物产量为4.9 t/ha是具有平均统计的。6月20日的最高谷物产量可能归于有效分蘖的最大数量、实粒数和千粒重。另外,1秧苗密度的最高产量说明单位秧苗比秧苗密度为2,3和4时消耗更
15、多的养分。它还能利用初始生长阶段低植物数量。Wen和Yang(1991)也报告了类似的发现,他们在秧苗密度为1的条件下获得了更高的水稻产量,有效分蘖,大量的谷物圆锥花序和千粒重。Srinivasulu et al.(1999)同样提到种植秧苗密度为1的水稻所产出的谷物产量等同于秧苗密度为2时产出的。在栽植日期中,Hassan et al.(2003)也得到了在Dera Ismail Khan6月25日栽植的IR-6较7月15日和7月5日栽植的获得更多的谷物产量的结果。Palet al.(1999)也报告6月15日或6月25日移栽得到更高的谷物产量。水稻增长的生产力可能归咎于由于之前种植的鹰嘴豆
16、作物,2003年土壤具有更好的理化和生物特性,增强了N利用的有效性,更多的有机质和/或更好的生态条件,使得各个影响成分都有相同的增长(表12)。表6 2002年和2003年间移栽水稻时移栽时间和密度影响下的水稻产量叶面积指数(m2)45DAT待添加的隐藏文字内容1叶面积指数是指光合作用过程在光合作用表面范围的效率(Lockhart和Wiseman,1988)。资料显示在两个种植季节里不同的终止日期间差异不明显(表7)。2002年6月27日和2003年7月11日移栽的区组显示出LAI(9.0和12.44m2)在数量上的增长。它同样显示2002年当采用秧苗密度1时LAI(9.07m2)显著增长,紧
17、随其后的是秧苗密度为4时(8.82m2)。由于移栽日期和秧苗密度的交互作用,2002年6月27日栽植的作物的LAI(11.19m2)显著增加,紧随其后的是6月20日秧苗密度为1时的(10.24m2)。在两个栽植季节里,6月20日和7月11日栽植的作物LAI相对较高,主要因为较高的谷物产量和它的贡献成分。2003年较高的LAI可能归结为年间导致叶形(长,宽)差异和带叶植物可能数目的生物可变性。Singh(1994)发现在整个物候期,LAI和NAR的正相关有利于得到较高的谷物产量。While Zhong et al.(2002)提出移栽、间距和秧苗密度的数量对LAI的影响不大。这种结果的可变性可能
18、归结于环境条件的改变和/或种质基因构成。表7 2002年和2003年间移栽水稻时移栽时间和密度影响下的叶面积指数(m2)叶面积指数(m2)90DAT作物复杂的生长可能简化为植物群落的两个生长分子,LAI和NAR。表8的资料描述了2002年6月20日和6月27日的LAI在数值上高于移栽日期为2003年7月11日和7月4日的LAI,分别为13.38和12.33m2。同样,2002年秧苗密度为1播种的作物获得了最大的LAI14.97m2,紧随其后的是秧苗密度为4的(14.58m2)。在第二年的作物季节里,秧苗密度作用相反,秧苗密度为4的较1的获得了最大的LAI。在两个作物季节里,移栽日期和秧苗密度的
19、交互作用都很显著。这表明尽管2002年6月27日的LAI具有平均统计性,氮6月20日的作物在秧苗密度为1时获得了最大的LAI(17.17 m2)。在秧苗密度都为4的前提下,2003年7月11日移栽的作物同样获得了更大的LAI (15.45m2),紧随其后的是7月4日的(15.34m2)。我们的发现与Ghosh和Singh(1998)的相一致,他们发现LAI与谷物产量有较强的正相关。他们表示开花时的LAI显示出79%的产量可变性,延迟15天种植会明显影响水稻的LAI。Hari et al.(1999)等其他一些研究者提出移栽作物在6月比7月有更多的LAI。Wada etal.(2002)表示开花
20、期后植物更快的生长速率主要归结为成熟阶段高的平均LAI。此外,他们提出在成熟期无论平均LAI是否高,都具有较高的NAR。表8 2002年和2003年间移栽水稻时移栽时间和密度影响下的叶面积指数(m2)净同化率(g/(m2d)45DAT表9 2002年和2003年间移栽水稻时移栽时间和密度影响下的净同化率(g/(m2d)净同化率指将所有干物质转化为谷物产量的生理潜力。NAR用于度量光呼吸损耗速率的标准(Sun et al.,1999)。表9资料显示移栽日期为2002年6月27日时有更高的NAR(32.38g/(m2d)。然而在同一年的6月20日和7月11日栽植的植物具有相同的NAR,29.97g
21、/(m2d)。2003年移栽日期为7月2日较6月20日生产出更高的NAR (39.44g/(m2d),后者只有26.28g/(m2d)。2002年NAR受秧苗密度的影响显著,尽管秧苗密度为4是具有平均统计性,但秧苗密度为3时栽植的作物获得较高的NAR(32.08g/(m2d)。2002年6月27日秧苗密度为3时移栽的作物的移栽日期和秧苗密度间同样显示出较显著的交互作用,获得了最高的NAR(37.07g/(m2d)。紧随其后的是7月11日秧苗密度为1的。类似于其他的生长成分,NAR也在2003年较高,由于相比较第一年,土壤更肥沃、降雨更充沛、湿度更大和更多的有机质(表12)。缓效N的迁移可能在2
22、003年时更彻底地促进植物生长。净同化率(g/(m2d)90DAT温度、光照、二氧化碳、水分、叶龄、矿物质营养、叶绿素含量和基因型影响着净同化率(Hari et al.,1999)。表10的资料显示2002年处理平均数差异不大。在第二个种植季节,6月27日栽植的作物的NAR(31.64g/(m2d)显著高于7月11日的,这显示了下降的趋势和较低的NAR(24.50g/(m2d)。资料进一步反映了在两个作物季节里秧苗密度为1是获得更高的NAR(40.59和30.77g/(m2d)。紧随其后的是秧苗密度为4时栽植的作物,NAR分别为38.47和30.28g/(m2d)。2003年移栽日期和秧苗密度
23、的交互作用明显,尽管同一年6月27日有平均统计性,但是秧苗密度为16月20日栽植的作物NAR较高。秧苗密度为1是较高的NAR显示单株秧苗或多或少有利于水稻获得较高生产力的潜力。Lu et al.(2000)发现叶片光合作用的降低同样导致NAR的降低,最终导致谷物产量的降低。Thakur和Patel(1998)认为NAR是高产的重要因素之一。表10 2002年和2003年间移栽水稻时移栽时间和密度影响下的净同化率(g/(m2d)总结在现行的研究中,毫无疑问,移栽时间、秧苗密度影响大多数生长参数。在移栽日期中,6月20日种植的作物在秧苗密度为1时具有较高的谷物产量。这暗示单株秧苗既比2、3和4株秧苗消耗更多营养,而且在初期生长阶段具有低的植物数量的优势。因此,在地区农业气候学的条件下,移栽日期6月20日秧苗密度为1时被认为会成功获得水稻产品。