寒地直立穗型与弯曲穗型水稻干物质生产与转运研究

马瑞（黑龙江农业科学院佳木斯分院，黑龙江佳木斯154007；作者：www.jmsfy@126.com）



寒地直立穗型与弯曲穗型水稻干物质生产与转运研究

马瑞
（黑龙江农业科学院佳木斯分院，黑龙江佳木斯154007；作者：www.jmsfy@126.com）

摘要：对直立穗型与弯曲穗型水稻不同生育时期干物质生产转运进行对比分析。结果表明，两种穗型水稻苗期充实度差异达显著水平，直立穗型高于弯曲穗型；营养生长期直立穗型干物质积累有高于弯曲穗型水稻的趋势；两种穗型水稻茎鞘输出率截然相反，弯曲穗型输出而直立穗型却有积累；两种穗型水稻抽穗后的干物质积累对产量的贡献率都大于85%，直立穗型水稻后期贡献大于弯曲穗型，且均超过90%；直立穗型水稻抽穗前干物质转运率低于弯曲穗型。

关键词：水稻；穗型；干物质；生产；转运

寒地稻区是（北纬43°以北）具有独特生态特征的新兴稻区［1］，这一地区的生态特点是水稻生育期短，活动积温少，低温冷害频发［2］。由于这种生态特点，黑龙江省水稻资源遗传背景相对狭窄，且大部分具有日本半直立或弯曲穗型水稻品种的血缘，例如藤系138、上育397、空育131及富士光等［3］。李红宇等［4］于2006-2007年通过对东北三省区域试验的品种（系）研究认为，辽宁省以直立穗型为主，吉林以半直立穗型为主，而黑龙江省多数为弯曲或半弯曲穗型。伴随龙稻5号和龙粳31等直立穗型品种的审定与大面积推广，逐渐引起省内各育种单位对直立穗型水稻选育的重视。本文对两种穗型水稻干物质生产与转运特点进行了初步分析，以为今后新品种选育提供参考。

1　材料与方法

1.1试验材料

试验于2014年在黑龙江省农科院佳木斯分院水稻试验地进行。选取黑龙江省第二积温带晚熟组、早熟组和第三积温带晚熟组有代表性的直立和弯曲穗型品种各1个作为试验材料（表1）。直立穗与弯曲穗按齐穗后15 d穗颈弯曲度（剑叶叶枕到穗尖连线与茎秆延长线的夹角）划分，即穗颈弯曲度小于40°为直立穗型；大于50°为弯曲穗型［5］。

1.2试验方法

1.2.1试验设计

试验采取秧盘旱育苗，每个品种播4盘。4月15日播种，4月23日出苗，5月25日移栽，每丛插3株，株行距30.0 cm×16.5 cm。完全随机区组设计，3次重复，小区长5.0 m、宽1.2 m。施肥情况：总肥量400 kg/hm2，尿素、二铵、氯化钾用量比为2∶1∶1。井水灌溉，管理参照寒地水稻旱育稀植三化栽培技术要求进行［6］。

1.2.2取样

1.2.2.1苗期2叶1心期取10株长势整齐的秧苗，测定根长、根数、地上部和地下部长度以及干鲜质量。

1.2.2.2营养生长期6月1日起，每9 d取1次样，7 月7日结束，共取5次。每个小区取2丛整株，3次重复。取回后立即在105℃杀青1 h，然后80℃烘干至恒重，称质量。

1.2.2.3生殖生长期抽穗达50%开始取样，每个小区取2丛，3次重复。取回后立即在105℃杀青1 h，然后将茎鞘、叶片和穗在80℃烘干至恒重，称质量。成熟时每小区取2丛，烘干方法同上。

1.2.3相关指标计算公式

某器官物质输出率=（抽穗期干质量－成熟期干质量）/抽穗期干质量×100。

抽穗后对产量的贡献率=（成熟期总干质量－抽穗期总干质量）/（成熟期穗干质量－抽穗期穗干质量）×100。

抽穗前积累干物质转运率=（抽穗至成熟积累产量－抽穗至成熟积累总干物质量）/抽穗期积累的总干物质量×100。

1.3数据处理

数据用Excel和DPS软件进行处理。

2　结果与分析

2.1苗期秧苗素质及干物质量比较

秧苗充实度为地上部单株干质量与株高的比值，是秧苗素质的重要指标，客观反映了秧苗地上部组织的疏密及抗逆能力。

从表2可见，直立穗型与弯曲穗型水稻秧苗的地上部百株干质量无规律可循，而株高和充实度存在显著差异。直立穗型秧苗的株高显著矮于弯曲穗型，秧苗的充实度显著大于弯曲穗型。这说明在本试验中，直立穗型水稻的秧苗素质要好于弯曲穗型。

表1　直立穗型与弯曲穗型水稻划分

表2　3叶期两种穗型品种秧苗素质及干物质量比较

2.2营养生长期干物质积累动态

从图1可以看出，两种穗型水稻营养生长前期干物质积累差距不大，但在6月28日后，差距明显变大，营养生长期最后测定日期为7月7日，直立穗型水稻龙稻5号、松粳13、龙粳31每丛干物质量分别为27.12 g、27.54 g和25.20 g，弯曲穗型水稻东农428、中龙粳1号、龙粳26分别为17.91 g、17.13 g和20.64 g。营养生长后期，直立穗型水稻品种干物质积累量均高于弯曲穗型。

图1　直立穗型与弯曲穗型水稻营养生长期干物质积累变化

2.3生育后期干物质生产与转运

2.3.1各器官干物质输出率

表3是抽穗期到成熟期两种穗型水稻干物质运转情况，输出率为正值表示干物质输出，负值表示干物质不但没有输出，反而进行了物质积累。从表3可以看出，两种穗型水稻叶片的干物质输出率均为正值，且高于茎鞘的输出率，说明叶片不仅是干物质的生产器官，在物质储藏和转换中也起着相当重要的作用。两种穗型水稻的茎鞘输出率却截然相反，直立穗型水稻品种为负值，说明茎鞘干物质没有输出，有一定的积累；弯曲穗型水稻品种茎鞘输出率均为正值。

2.3.2抽穗前后物质生产及对产量的贡献

从表4可以看出，直立穗型水稻抽穗后对产量的贡献均超过90%，而弯曲型水稻抽穗后对产量的贡献在85%～90%之间，明显不如直立型水稻贡献高，说明水稻产量的形成主要是来自抽穗后光合产物的积累，且直立穗型水稻生育后期光合积累对产量的影响大于弯曲穗型；另一方面，从抽穗前积累干物质转运率来看，直立穗型转运率低于弯曲穗型，不到5%，而弯曲穗型均超过8%。从直立穗型与弯曲穗型水稻茎鞘输出率的正负值可以部分解释直立穗型转运率低的原因。

表3　直立穗型与弯曲穗型品种各器官物质输出率

表4　抽穗前后物质生产及对产量的影响

3　结论与讨论

从水稻的秧苗素质指标比较来看，两种穗型在株高和充实度指标上存在显著差异。直立穗型株高矮于弯曲穗型，但充实度高于弯曲穗型。对于培育壮苗而言，直立穗型显然优于弯曲穗型。

营养生长期的干物质积累对后期产量形成具有一定的贡献作用［7］。直立穗型水稻品种营养生长后期的物质积累量有高于弯曲穗型的趋势。但是从抽穗前干物质转运率来看，直立穗型却低于弯曲穗型，这又不利于产量的形成。

比较两种穗型水稻叶片和茎鞘的输出率可知，两种穗型叶片物质输出率均为正值，说明作为光合作用的主要器官，高产水稻90%以上产量来自叶片的光合作用，叶片在物质储藏和转换中起到相当重要的作用［8］。直立穗型的茎鞘输出率与弯曲穗型截然相反，直立穗型没有物质输出，反而有一定的积累，未能将物质生产优势有效的转为经济产量优势，这与高士杰等［9］的研究结果一致。这种差异在后期田间表现中可以验证，直立穗型品种与弯曲穗型品种相比，生育后期茎秆持续鲜绿时间较长，这种输出特性差异可能是造成两种穗型水稻早衰和倒伏能力高低的原因之一。

两种穗型水稻抽穗后光合产物对水稻经济产量的贡献均达85%以上，直立穗型甚至超过了90%，直立穗型水稻抽穗后的干物质积累对产量的贡献优于弯曲穗型。

参考文献

［1］那永光，陈淑洁.寒地水稻按穗重分类及栽培规律分析［J］.中国稻米，2002（1）：21-23.

［2］孙松岩.从寒地水稻育种实践看骨干亲本的作用［J］.作物品种资源，1993（1）：7-9.

［3］刘化龙，王敬国，赵宏伟，等.黑龙江水稻育种骨干亲本及系谱分析［J］.东北农业大学学报，2011，42（4）：18-21.

［4］李红宇，刘梦红，李晓蕾，等.东北地区水稻源库特征的演进研究［J］.作物杂志，2013（3）：22-26.

［5］徐正进，陈温福，张龙步，等.不同穗型群体冠层光分布的比较研究［J］.中国农业科学，1990，23（4）：10-16.

［6］徐一戎，邱丽莹.旱育稀植三化栽培技术［M］.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1996.

［7］黄元财，王术，吴晓冬，等.肥水条件对不同类型水稻干物质积累与分配的影响［J］.沈阳农业大学学报，2004，35（4）：341-349.

［8］王伯伦.水稻高产育种的理论与实践［M］.北京：中国水利水电出版社，2010：89-92.

［9］高世杰，陈温福，徐正进，等.直立型水稻的研究［J］.吉林农业科学，2001，26（6）：16-19.

Study on the Production and Transportation of Dry Matter of Erect and Curved Panicle Type Rice

MA Rui
（Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Jiamusi branch，Jiamusi，Heilongjiang 154007，China；Author：www.jmsfy@126.com）

Abstract：A comparative analysis on the production and transportation of dry matter in different growth stages of erect panicle type rice and curved panicle type rice was conducted. The results showed that the filling degree of erect panicle type rice was significantly higher than that of the curved panicle type rice. The accumulation of dry matter of erect panicle type rice in vegetative growth stage was higher than that of the curved panicle type rice，and the output rate of two panicle type rice was the opposite. The contribution rate of dry matter accumulation after heading in two panicle type rice were more than 85%，and the contribution of erect panicle type rice was higher than that of the curved panicle type rice. The dry matter translocation rate of dry matter before heading of erect panicle type rice was lower than that of the curved panicle type rice.

Key words：rice；panicle type；dry matter；production；transportation

中图分类号：S511

文献标识码：A

文章编号：1006-8082（2016）02-0051-04

收稿日期：2015－10－24