孕穗期干旱胁迫对水稻部分性状及产量的影响

高 阳，杨婷婷，2，鲍广稳，段素梅，杨安中*

(1.安徽科技学院 农学院，安徽 凤阳 233100;2.安徽科技贸易学校，安徽 蚌埠 233080）

水稻是世界上最主要的粮食作物之一，以稻米为主食的人口大约占全球人口的50%左右。近年来，随着环境污染加重，地球大气温室气体含量提高，气温变暖逐年加剧，旱涝灾害频繁发生。我国是世界上水资源严重缺乏的国家之一，干旱已成为水稻生产上存在的主要灾害之一，由于干旱导致的水稻减产往往可超过其他因素引起减产的总和，同时干旱还会导致稻米的品质下降[1－4]。前人大量的研究表明，干旱胁迫使作物由内到外发生一系列生理、生化及形态上的响应[5－10]。有研究表明，孕穗期至齐穗期受旱缺水会导致产量下降，甚至会绝收[11]。种植抗旱性强的水稻品种，推广水稻高产节水栽培技术是节水农业的重要组成部分。近年来，育成了多个旱稻品种，并在生产上进行了大面积推广，对稳定稻米供给、节约用水起到了很好的作用[12－13]。但是目前生产上推广的旱稻品种大多存在产量不高、品质较差等问题，从而限制了旱稻的进一步推广。为了解决节水与水稻高产、优质的矛盾，近年来生产上将一些抗旱性强的水稻品种进行旱种或进行水插旱管是一种很好的方法。本试验就是以目前沿淮地区推广的主要水稻品种为材料，在水稻的孕穗期模拟生产上自然干旱进行干旱胁迫，以期筛选出抗旱性强的水稻品种，为水稻进行抗旱节水栽培选择品种提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试品种(组合)为新两优香4号、丰两优香1号、皖稻153、新两优6号、两优0293、C两优396、扬两优6号、新两优6380计8个品种，试验用各杂交品种(组合)的水稻种子均从凤阳县种子市场购买。

1.2 试验设计及方法

试验于2013年4～10月在安徽科技学院种植科技园活动式防雨棚内进行。采用盆栽试验，用规格相同的塑料桶(上口直径28cm，下口直径20cm，深度30cm)，分别装相同风干黏壤土10kg。试验设8个品种处理，4月27日进行旱育秧，6月7日移栽，每盆插带蘖、大小基本一致的2粒种子苗，孕穗期前的管理措施与大田生产相同。在每个品种的孕穗期进行人为自然干旱处理，至中午出现萎焉后再持续干旱5d，然后恢复正常的水层管理。以水层灌水为对照(CK)，重复6次(3盆干旱处理，3盆正常灌溉)，计48盆。育秧及盆栽期间的肥、病虫草害均统一管理。

1.3 考查项目与方法

水稻成活后分别观察记载每个品种的生育期，水稻成熟后将每盆稻株平地收割后挂牌风干，考查生物产量、株高、穗长、一次分枝数、产量因素及实产。数据分析用DPSv7.05软件进行。

2 结果与分析

2.1 孕穗期干旱胁迫对水稻株高及生育期的影响

表1 各处理株高及生育期考查结果Table 1 Results of investigation of height and growth stage

由表1看出，孕穗期干旱胁迫对水稻株高及生育期均有不同程度的影响，其中，株高扬两优6号下降最多，较正常灌溉下降18.44cm，下降幅度达17.43%，其次为新两优香4号下降10.64 cm，下降幅度为9.08%，C两优396、新两优 6380株高下降较少，分别下降 2.21cm、2.65cm，下降幅度分别为 2.08%、2.38%，位于倒数第一、第二位，其余品种的株高下降在4cm～6cm之间，幅度在3.67% ～5.12%之间;孕穗期干旱均导致生育期延长，延长的天数在3d～7d不等。孕穗期干旱胁迫导致水稻株高下降、生育期延长的主要原因可能是干旱缺水影响了穗节间伸长、穗分化进程减慢所致。

2.2 孕穗期干旱胁迫对水稻穗部性状的影响

由表2看出，孕穗期干旱胁迫对水稻穗部性状有不同程度的影响，其中，穗长以新两优6380、新两优香4号、新两优6号、皖稻153的影响程度较大，较正常灌溉穗长分别下降14.7%、12.6%、9.3%、7.4%，其余品种穗长下降较少，均在2.8%以下;一次分枝数新两优6380、两优0293、新两优香4号、C两优396下降的程度分别位于第一至第四位，下降幅度分别为18.4%、11.3%、10.8%、10.0%，丰两优香1号、皖稻153、扬两优6号、新两优6号下降幅度分别为倒数第一至第四位，下降幅度0.9%、4.5%、6.6%、9.6%;着粒密度干旱胁迫较正常灌溉是有增、有减，说明干旱胁迫对着粒密度的影响规律不明显。

表2 各处理穗部性状考查结果Table 2 Results of investigation of ear properties

2.3 孕穗期干旱胁迫对水稻产量因素的影响

由表3可以看出，孕穗期干旱胁迫处理8个水稻品种中，除C两优396有效穗数没有下降以外，其余品种的有效穗数均有不同程度的下降，下降的程度由高到低的顺序依次为新两优香4号、丰两优香1号、新两优6380、扬两优6号、新两优6号、两优0293、皖稻153，有效穗数分别下降8.3%、7.7%、7.7%、5.4%、5.1%、2.7%、2.6%;每穗实粒数下降由多到少的顺序依次为C两优396、扬两优6号、新两优6380、丰两优香1号、皖稻153、两优0293、新两优香4号、新两优6号，下降幅度分别为21.6%、22.9%、16.4%、6.6%、5.8%、4.0%、3.3%、0.3%;8 个品种中处理较对照千粒重有增加、也有减少的，说明孕穗期干旱胁迫对千粒重影响的规律不明显。孕穗期干旱胁迫处理导致有效穗数及穗实粒数下降可能是干旱导致部分中小分蘖孕穗停止而成为无效分裂，同时干旱可能导致颖花分化减少、退化颖花增多所致。

表3 各处理产量因素考查结果Table 3 Results of investigation of yield factor each treatment

2.4 分蘖期干旱胁迫对水稻生物产量及产量的影响

从表4数据可以看出，孕穗期干旱胁迫处理导致8个水稻品种生物产量、经济产量均有不同程度的降低，其中生物产量降低程度由高到低顺序依次为C两优396、新两优香4号、皖稻153、两优0293、新两优6号、扬两优6 号、新两优6380、丰两优香1 号，降低幅度分别为 20.7%、16.8%、14.5%、11.7%、11.5%、8.6%、5.7%、2.7%;经济产量降低程度由高到低顺序依次为扬两优6号、皖稻153、两优0293、丰两优香1号、新两优 6380、新两优香 4 号、新两优 6 号、C 两优396，降低幅度分别为 24.6%、18.8%、10.3%、7.6%、5.2%、5.0%、4.3%、1.8%。从干旱处理各品种的实际产量看，新两优6号、新两优香4号产量分别位居第一、第二位，且较其他品种产量差异均达显著水平或极显著水平，说明新两优6号、新两优香4号在孕穗期抗旱能力较强，即使遇到干旱也可获得较高的产量。从8个品种正常灌溉的产量水平及干旱胁迫处理的产量水平综合看，新两优6号、新两优香4号、新两优6380、两优0293四个品种可以在缺水地区推广种植。

表4 各处理生物产量及经济产量考查结果Table 4 Results of investigation of biomass and yield

3 结论与讨论

孕穗期是水稻的水分临界期，如果此时缺水将会对水稻生长及产量造成严重的影响。郭贵华等研究认为孕穗期干旱胁迫对水稻产量形成及其生理过程影响显著[6]，李贤勇等[14]认为干旱胁迫使水稻株高下降，徐正浩等[15]研究认为水分胁迫使水稻产量显著降低，其主要原因在于有效穗数显著减少和水稻穗型变小，总粒数和实粒数显著减小所致。本研究结果表明，孕穗期干旱胁迫处理使水稻株高降低，生育期延长，有效穗数、穗实粒数、生物产量、经济产量均有不同程度的下降，对着粒密度、粒重影响规律不明显，与李贤勇、徐正浩等研究的结论基本一致。从各品种干旱处理与正常灌溉的生物产量、经济产量差异看，生物产量降低程度由高到低依次为C两优396、新两优香4号、皖稻153、两优0293、新两优6号、扬两优6号、新两优 6380、丰两优香 1 号，降低幅度分别为 20.7%、16.8%、14.5%、11.7%、11.5%、8.6%、5.7%、2.7%;经济产量降低程度由高到低依次为扬两优6号、皖稻153、两优0293、丰两优香1号、新两优6380、新两优香4 号、新两优 6 号、C 两优396，降低幅度分别为 24.6%、18.8%、10.3%、7.6%、5.2%、5.0%、4.3%、1.8%。从8个品种正常灌溉的产量水平及干旱胁迫处理的产量水平综合来看，新两优6号、新两优香4号、新两优6380、两优0293四个品种不仅在正常条件下灌溉产量高，而且在孕穗期干旱处理的情况下，产量亦处理8个品种的前四位。因此，新两优6号、新两优香4号、新两优6380、两优0293可以在沿淮缺水地区推广种植。

[1]杨新春，张文毅，袁钊和.我国水稻生产机械化的现状与前景[J].中国农机化，2001(1):20－21.

[2]宋莉丽，王春林，董永春.水稻干旱动态模拟及干旱损失评估[J].应用气象学报，2001，12(2):226－233.

[3]梁满中，谭周镃，陈良碧，等.干旱胁迫对水稻水分利用率的影响[J].生命科学研究所，2004，12(4):351－355.

[4]莱斯特·布朗，布里安，海尔威尔.中国水资源短缺将震撼世界的粮食安全[J].世界观察，1998，11(4):5－10.

[5]信乃诠.农业水资源面临严重短缺的战略思考[J].灌溉与排水，1991，10(3):15－19.

[6]郭贵华，刘海艳，李刚华，等.ABA缓解水稻孕穗期干旱胁迫生理特性的分析[J].中国农业科学2014，47(22):4380－4391.

[7]高焕晔，王三根，宗学凤，等.灌浆结实期高温干旱复合胁迫对稻米直链淀粉及蛋白质含量的影响[J].中国生态农业学报，2012，20(1):40－47.

[8]王成瑷，赵 磊，王伯伦，等.干旱胁迫对水稻生育性状与生理指标的影响[J].农学学报，2014，4(1):4－14.

[9]刘晓英，罗远培.干旱胁迫对作物生长后效影响的研究现状[J].干旱地区农业研究，2002，12(4):6－10.

[10]郑家国，任光俊，陆贤军，等.花后水分亏缺对水稻产量和品质的影响[J].中国水稻科学，2003，17(3):239－243.

[11]姜心禄，郑国家，袁勇.水稻本田期不同生育阶段受旱对产量的影响[J].西南农业学报，2004，17(4):435－438.

[12]郑秋铃.不同生育阶段干旱胁迫下的水稻产量效应[J].河北农业科学，2004，8(3):83－85.

[13]王成瑷，王伯伦，张文香，等.干旱胁迫时期对水稻产量及产量性状的影响[J].农艺科学，2008，24(2):160－166.

[14]李贤勇，何永歆，李顺武，等.水稻对干旱胁迫的农艺调节研究[J].西南农业学报，2005，18(3):244－250.

[15]徐正浩，朱丽青，徐林娟，等.土壤水分供给对不同水稻的产量构成及其淀粉品质的影响[J].核农学报，2009，23(6):1065－1069.