Effect of Sowing Date on Grain Filling Characteristics and Yield Composition of Black Rice

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0021

Abstract

Abstract:

The objective of this study is to investigate the optimal sowing time for grain filling and yield formation in black rice, thereby providing both theoretical and practical foundations for its production. The effects of different sowing dates on the growth process, grain filling characteristics, and yield trait of black rice varieties ‘Heinuo’, ‘Lirenzi’, and ‘Yanzinuo 35’ were analyzed using five experimental sowing dates. The results indicated that the overall growth period of black rice varieties was reduced by an average of 12.7-30.3 days with delayed sowing dates. The Logistic equation model was applicable to grain filling dynamics of black rice (R²≥0.995, P<0.01). Grain filling characteristics and yield composition resulted from a combination of factors including sowing date, variety selection, and their interactions. Sowing dates ranged from March 1 to June 1，the grain weight and yield per plant significantly decreased by 1.32-2.15 g/1000grain and 9.12-16.08 g. From June 1 to July 1, the grain weight and yield per plant increased by 2.13 g/1000grain and 5.97 g. The results of the path analysis revealed that increasing grain filling duration was crucial for enhancing grain weight, while the decrease in both the number of filled grains per panicle and 1000-grain weight was the primary cause of yield reduction. Adjusting sowing dates earlier or later can prolong the filling duration and increase the number of filled grain per panicle, 1000-grain weight, and seed setting rate. Sowing black rice in early March or late June is favorable for prolonging the grain filling period and enhancing both grain weight and yield.

Key words: black rice, sowing date, whole growth period, logistic equation, grain filling, yield trait, path analysis

XIAO Changchun, WEI Xinyu, ZENG Yuehui, HUANG Jianhong, XU Xuming. Effect of Sowing Date on Grain Filling Characteristics and Yield Composition of Black Rice[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(36): 1-8.

Figures/Tables 6

References 27

[1]	张启发. 保障粮食安全,促进营养健康: 黑米主食化未来可期[J]. 华中农业大学学报, 2021, 40(3):1-2.
[2]	王绍林, 王心哲, 隋亚云, 等. 黑米营养功能及综合利用的研究进展[J]. 北方水稻, 2021, 51(3):61-62,64.
[3]	刘宪虎, 邱献锟, 许明子, 等. 不同粒重水稻品种的籽粒灌浆特性研究[J]. 江苏农业科学, 2011, 39(3):75-78.
[4]	闫浩亮, 王松, 王雪艳, 等. 不同水稻品种在高温逼熟下的表现及其与气象因子的关系[J]. 中国水稻科学, 2021, 35(6):617-628. doi: 10.16819/j.1001-7216.2021.210509
[5]	杨沈斌, 江晓东, 王应平, 等. 基于Richards扩展方程提取水稻灌浆结实光温特性参数[J]. 作物学报, 2014, 40(10):1776-1786. doi: 10.3724/SP.J.1006.2014.01776
[6]	施伟, 朱国永, 孙明法, 等. 水稻籽粒灌浆的影响因子及其机制研究进展[J]. 中国农学通报, 2020, 36(8):1-7. doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb19020022
[7]	黄惠芳, 沈建勋, 赵捷, 等. 播期对籼粳杂交稻生育期、产量及其构成因子的影响[J]. 上海农业学报, 2020, 36(1):19-24.
[8]	姚日升, 韩湘云, 景元书, 等. 播期对不同水稻品种生长特性的影响[J]. 中国农学通报, 2013, 29(21):27-30.
[9]	赵庆勇, 朱镇, 张亚东, 等. 播期和地点对不同生态类型粳稻稻米品质性状的影响[J]. 中国水稻科学, 2013, 27(3):297-304.
[10]	方立魁, 易靖, 康山杰, 等. 重庆市水稻直播栽培适宜播期研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(21):1-6. doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0417
[11]	柳军, 王学林, 张玉龙, 等. 播期对江淮一季稻生长发育及产量形成的影响[J]. 江苏农业科学, 2020, 48(22):49-55.
[12]	崔弘. 不同播期对延边稻区水稻灌浆特性、产量及品质的影响[D]. 延吉: 延边大学, 2023.
[13]	文浩. 播栽期与密度对紫米稻产量形成与米质的影响[D]. 长沙: 湖南农业大学, 2018.
[14]	张玮, 严玲玲, 傅志强, 等. 播期对湖南省双季稻产量和光热资源利用效率的影响[J]. 中国农业科学, 2023, 56(1):31-45. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.01.003
[15]	徐俊豪, 解嘉鑫, 熊若愚, 等. 播期对南方双季晚籼稻温光资源利用、产量及品质形成的影响[J]. 中国稻米, 2021, 27(5):115-120. doi: 10.3969/j.issn.1006-8082.2021.05.025
[16]	解文孝, 李建国, 韩勇, 等. 播期对水稻粒位间籽粒灌浆动态的影响[J]. 安徽农业科学, 2010, 38(1):93-95,114.
[17]	袁继超, 刘从军, 朱庆森, 等. 播期对水稻籽粒灌浆特性的影响[J]. 西南农业学报, 2004(2):164-168.
[18]	唐瑭, 吕冰, 梁建生. 不同水稻品种(组合)籽粒灌浆特性的比较[J]. 扬州大学学报(农业与生命科学版), 2009, 30(1):78-83.
[19]	崔兆韵, 邹俊丽, 徐祎, 等. 不同播期对小麦‘泰科麦31’干物质积累转运及产量的影响[J]. 农学学报, 2023, 13(8):11-17. doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2022-0128
[20]	姚义, 张洪程, 霍中洋, 等. 播种期对直播水稻产量的影响[J]. 江苏农业科学, 2009(6):97-99.
[21]	霍中洋, 姚义, 张洪程, 等. 不同生育期温光条件对直播稻产量的影响[J]. 核农学报, 2012, 26(7):1043-1052. doi: 10.11869/hnxb.2012.07.1043
[22]	朱练峰, 禹盛苗, 欧阳由男, 等. 播栽期对水稻生长和产量及产量构成因素的影响[J]. 中国稻米, 2009(3):13-17.
[23]	李秀芬, 贾燕, 黄元才, 等. 播栽期对水稻产量和产量构成因素及生育期的影响[J]. 生态学杂志, 2004(5):98-100.
[24]	张恒栋, 黄敏, 邹应斌, 等. 米粉稻籽粒直链淀粉积累特性[J]. 中国农业科学, 2021, 54(7):1354-1364. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.07.004
[25]	韦海龙, 程乙, 宋碧, 等. 不同播期下鲜食糯玉米籽粒灌浆特性及其与气象因子的关系[J]. 中国农业科技导报, 2023, 25(4):45-55. doi: 10.13304/j.nykjdb.2022.0735
[26]	李友发, 孙源泽, 董俊杰, 等. 水稻灌浆期高温下钾肥运筹对籽粒灌浆及垩白的影响[J]. 浙江农业科学, 2024, 65(1):16-21. doi: 10.16178/j.issn.0528-9017.20221082
[27]	李建国, 韩勇, 解文孝, 等. 播期及环境因子对水稻产量和品质的影响[J]. 安徽农业科学, 2008(8):3160-3162.

品种	播期处理
品种	3月1日	4月1日	5月1日	6月1日	7月1日
黑糯	6/9-7/13 (34）	7/1-8/1 (31）	7/18-8/17 (30）	8/13-9/13 (31）	9/17-10/23 (36）
丽人紫	6/12-7/16 (34）	7/3-8/3 (31）	7/20-8/20 (31）	8/15-9/16 (32）	9/21-10/27 (36）
岩紫糯35	6/6-7/13 (37）	6/28-7/31 (34）	7/15-8/17 (33）	8/10-9/13 (34）	9/16-10/24 (38）

品种	播期处理
品种	3月1日	4月1日	5月1日	6月1日	7月1日
黑糯	6/9-7/13 (34）	7/1-8/1 (31）	7/18-8/17 (30）	8/13-9/13 (31）	9/17-10/23 (36）
丽人紫	6/12-7/16 (34）	7/3-8/3 (31）	7/20-8/20 (31）	8/15-9/16 (32）	9/21-10/27 (36）
岩紫糯35	6/6-7/13 (37）	6/28-7/31 (34）	7/15-8/17 (33）	8/10-9/13 (34）	9/16-10/24 (38）

品种	播期	相关系数 (R²)	灌浆粒重/ (g/1000grain）	最大灌浆速率/ [g/(1000grain·d)]	平均灌浆速率/ [g/(1000grain·d)]	最大灌浆速率时间/d	灌浆持续时间/d
黑糯	3月1日	0.999^**	18.63 e	2.43 b	1.26 d	7.02 f	14.45 h
	4月1日	0.999^**	17.53 g	2.60 a	1.32 a	6.12 i	12.68 j
	5月1日	0.999^**	16.10 i	2.64 a	1.33 b	6.01 i	12.03 k
	6月1日	1.000^**	15.73 j	2.59 a	1.26 d	6.31 h	12.24 k
	7月1日	0.997^**	18.10 f	2.07 f	1.09 i	7.72 d	16.22 d
丽人紫	3月1日	0.998^**	18.60 e	2.24 d	1.21 g	6.97 f	15.03 g
	4月1日	0.998^**	18.00 f	2.29 d	1.25 e	6.52 g	14.26 h
	5月1日	0.996^**	17.50 g	2.41 b	1.29 c	6.31 h	13.50 i
	6月1日	0.998^**	16.67 h	2.35 c	1.24 f	6.34 h	13.27 i
	7月1日	0.997^**	18.23 f	2.00 g	1.07 j	7.49 e	15.95 de
岩紫糯35	3月1日	0.995^**	22.37 a	2.28 d	1.22 f	8.29 b	17.97 b
	4月1日	0.999^**	20.80 b	2.42 b	1.25 e	8.07 c	16.56 c
	5月1日	0.999^**	20.15 c	2.58 a	1.25 e	7.78 d	15.78 ef
	6月1日	0.998^**	19.18 d	2.40 b	1.24 f	8.14 bc	15.50 f
	7月1日	0.999^**	22.17 a	2.13 e	1.14 h	9.02 a	19.27 a
品种		黑糯	17.22 c	2.46 a	1.27 a	6.63 c	13.53 c
		丽人紫	17.80 b	2.25 c	1.22 c	6.72 b	14.41 b
		岩紫糯35	20.97 a	2.37 b	1.23 b	8.25 a	17.02 a
播期		3月1日	19.87 a	2.31 c	1.24 c	7.42 b	15.82 b
		4月1日	18.86 c	2.49 a	1.28 a	6.89 d	14.50 c
		5月1日	18.08 d	2.51 a	1.29 a	6.69 e	13.77 d
		6月1日	17.19 e	2.43 b	1.25 b	6.92 c	13.67 e
		7月1日	19.32 b	2.06 d	1.10 d	8.07 a	17.15 a
因素			均方
品种			61.18^**	0.16^**	0.010^**	12.50^**	49.49^**
播期			9.94^**	0.31^**	0.054^**	2.77^**	19.81^**
播期×品种			1.18^**	0.02^**	0.004^**	0.10^**	0.46^**

品种	播期	相关系数 (R²)	灌浆粒重/ (g/1000grain）	最大灌浆速率/ [g/(1000grain·d)]	平均灌浆速率/ [g/(1000grain·d)]	最大灌浆速率时间/d	灌浆持续时间/d
黑糯	3月1日	0.999^**	18.63 e	2.43 b	1.26 d	7.02 f	14.45 h
	4月1日	0.999^**	17.53 g	2.60 a	1.32 a	6.12 i	12.68 j
	5月1日	0.999^**	16.10 i	2.64 a	1.33 b	6.01 i	12.03 k
	6月1日	1.000^**	15.73 j	2.59 a	1.26 d	6.31 h	12.24 k
	7月1日	0.997^**	18.10 f	2.07 f	1.09 i	7.72 d	16.22 d
丽人紫	3月1日	0.998^**	18.60 e	2.24 d	1.21 g	6.97 f	15.03 g
	4月1日	0.998^**	18.00 f	2.29 d	1.25 e	6.52 g	14.26 h
	5月1日	0.996^**	17.50 g	2.41 b	1.29 c	6.31 h	13.50 i
	6月1日	0.998^**	16.67 h	2.35 c	1.24 f	6.34 h	13.27 i
	7月1日	0.997^**	18.23 f	2.00 g	1.07 j	7.49 e	15.95 de
岩紫糯35	3月1日	0.995^**	22.37 a	2.28 d	1.22 f	8.29 b	17.97 b
	4月1日	0.999^**	20.80 b	2.42 b	1.25 e	8.07 c	16.56 c
	5月1日	0.999^**	20.15 c	2.58 a	1.25 e	7.78 d	15.78 ef
	6月1日	0.998^**	19.18 d	2.40 b	1.24 f	8.14 bc	15.50 f
	7月1日	0.999^**	22.17 a	2.13 e	1.14 h	9.02 a	19.27 a
品种		黑糯	17.22 c	2.46 a	1.27 a	6.63 c	13.53 c
		丽人紫	17.80 b	2.25 c	1.22 c	6.72 b	14.41 b
		岩紫糯35	20.97 a	2.37 b	1.23 b	8.25 a	17.02 a
播期		3月1日	19.87 a	2.31 c	1.24 c	7.42 b	15.82 b
		4月1日	18.86 c	2.49 a	1.28 a	6.89 d	14.50 c
		5月1日	18.08 d	2.51 a	1.29 a	6.69 e	13.77 d
		6月1日	17.19 e	2.43 b	1.25 b	6.92 c	13.67 e
		7月1日	19.32 b	2.06 d	1.10 d	8.07 a	17.15 a
因素			均方
品种			61.18^**	0.16^**	0.010^**	12.50^**	49.49^**
播期			9.94^**	0.31^**	0.054^**	2.77^**	19.81^**
播期×品种			1.18^**	0.02^**	0.004^**	0.10^**	0.46^**

参数	相关系数	直接通径系数	间接通径系数
参数	相关系数	直接通径系数	→最大灌浆速率	→平均灌浆速率	→最大灌浆速率时间	→灌浆持续时间
最大灌浆速率	-0.28	-0.23		0.67	-0.19	-0.53
平均灌浆速率	-0.21	0.76	-0.21		-0.24	-0.52
最大灌浆速率时间	0.87^**	0.41	0.11	-0.44		0.79
灌浆持续时间	0.89^**	0.83	0.15	-0.48	0.39