辽宁省不同熟期水稻品种株型特征比较研究

解文孝 吕军 韩勇 李建国 刘博 姜秀英 刘军 姚继攀 唐志强 蒋洪波

（辽宁省水稻研究所，沈阳110101）

辽宁省不同熟期水稻品种株型特征比较研究

解文孝 吕军 韩勇 李建国 刘博 姜秀英 刘军 姚继攀 唐志强 蒋洪波

（辽宁省水稻研究所，沈阳110101）

以参加2015年辽宁省水稻区域试验的早熟组、中熟组和中晚熟组品种（系）为材料，研究了不同熟期水稻品种的株型特征关系。结果表明，早熟品种主要是弯穗型、轻穗型，中熟品种多为直立穗型、重穗型品种，晚熟品种以半直立穗型、重穗型品种为主；不同熟期品种叶长差异不显著，叶宽表现为中晚熟品种>中熟品种>早熟品种，但叶基角正好相反；二次枝梗结实率表现为早熟品种>中晚熟品种>中熟品种，二次枝梗贡献率表现为中晚熟品种>中熟品种>早熟品种；穗型指数均以下部优势粒为主。

水稻；株型；熟期；穗部性状

1968年，Donald提出作物理想株型的概念，其是指植株个体间竞争强度最小，而籽粒的同化物积累尽量增大的株型[1-2]。理想株型是指在特定生态条件下，与丰产性有关的各种有利性状的最佳组配，包括个体和群体两个水平。一般而言，株型可以分为基本型和生态型。基本型是指水稻下位第1～3个伸长节间短而粗，上位节间长而有韧性；分蘖盛期叶片披散，孕穗以后叶片长而挺拔，顶部3张叶与茎的夹角较小；有发达的根系及较强的活力。生态型是指植株高度、穗型（含直立或弯曲）、叶角、叶片的长、宽、厚度以及千粒重等性状。袁隆平院士则提出，上3叶长、直、窄、凹、厚是理想的叶片形态[3]，即穗弯曲、剑叶直立伸出穗层以上的“禾下穗”比较有利，可以避免后期穗遮蔽冠层对群体光能利用的不利影响，袁隆平院士的“叶下禾”、“叶里藏金稻”就是弯曲穗型。杨守仁等[4-5]认为，在北方，粳稻超高产育种应选择株高在95~105 cm之间的偏矮秆品种；徐正进等[6]将穗型按穗颈的弯曲程度分为直立穗型、半直立穗型、弯曲穗型。直立穗型是实现北方粳稻超高产的有效途径之一，这是基于北方气温低、昼夜温差大的特殊生态条件的理想穗型。吕川根等[7-8]通过对不同叶型品种比较研究后认为，理想株型品种生育前期叶片薄而披散，中后期叶片厚而挺直。

笔者认为，在不同的生态环境条件下各个熟期的高产品种（品系）齐穗期的株型特征一定是最适合当地条件的理想株型。本文研究了2015年辽宁省水稻区域试验的早熟、中熟以及中晚熟品种的株型特征和性状差异，以期探索辽宁省不同区域最佳的株型模式，为科研人员株型改造提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以辽宁省2015年区域试验早熟组12个、中熟组14个以及中晚熟组14个品种（系）为试材，分别在辽宁省农科院水稻所以及铁岭市西丰县进行试验。

1.2 试验设计

中熟及中晚熟品种区域试验在辽宁省农科院水稻所进行，早熟品种区域试验在铁岭市西丰县进行。品种随机排列，每个小区面积13.3 m2，3次重复。按常规方法浸种催芽，4月20日在大棚内播种旱育苗，5月22日移栽。株行距30.0 cm×13.2 cm，每丛3~4苗。施肥与田间管理按照当地栽培方式进行。

1.3 测定项目及方法

在齐穗期，测量穗质量并调查所有穗的一次枝梗数，按一次枝梗总数取其中10穗，将一次枝梗按穗轴自下而上编号，分别测定每个一次枝梗的二次枝梗数和一、二次枝梗的实粒数及空秕粒数，分别计算一、二次枝梗结实率、二次枝梗粒率（二次枝梗粒数占总粒数的百分比），并计算穗型指数（二次枝梗粒数最多的一次枝梗与一次枝梗数之比）、着粒密度、单穗质量、每穗粒数、结实率、千粒重等。株型指标测定：测定上3叶基角（叶片基部）、上3叶长、宽、叶披垂角度（茎秆与叶枕至叶尖连线的夹角）、叶披垂度（披垂角与叶基角之差）、卷曲度（叶片完全展开时宽度/未失水自然状态下宽度）。

表1 2015年辽宁省水稻区试材料基本情况

图1 不同熟期品种叶部性状比较

2 结果分析

2.1 不同熟期品种叶片形态比较

2.1.1 叶片长宽

从图1可以看出，不同熟期品种不同叶位的叶长差异不大，未达到显著水平；叶宽表现为中晚熟品种＞中熟品种＞早熟品种，且早熟品种的叶宽显著低于其他两个熟期品种。因此，在叶面积上早熟品种＜中熟品种＜中晚熟品种，主要是由叶宽决定的。同时在各熟期品种不同叶位的长宽比变异幅度上，表现出早熟品种＞中熟品种＞中晚熟品种，倒3叶＞倒2叶＞剑叶。

2.1.2 叶片卷曲度

水稻叶面适度的卷曲有利于叶片直立，在遭遇风力和雨水时能保持叶片挺直，对群体的光合生态以至后期抗倒伏能力均有重要意义，但叶面过于卷曲如葱管形则不利于叶面受光。从图1可以看出，各熟期品种均表现出叶位由上至下蜷曲度呈下降趋势。同时，中晚熟品种不同叶位间卷曲度最大，中熟品种次之，早熟品种最小。

2.1.3 叶片着生角度及受光姿态

上3位叶片的着生角度影响中下层群体的受光，是群体光合生态的重要指标。从表2可见，各熟期水稻品种不同叶位叶基角均表现出自上而下逐渐增加，但中熟和中晚熟品种增加程度未达到显著水平，而早熟品种不同叶位间叶基角差异达到显著水平。在同一叶位间，早熟品种的叶基角最大，中晚熟品种最小。从披垂角度也可以看出，早熟品种最大，中熟品种次之，中晚熟品种最小，说明中晚熟品种的受光姿态更为合理，植株中下层的光合利用率要高于早熟品种。早熟品种地上部叶片要少于中熟和中晚熟品种1片叶，同时在上3叶的叶间距上早熟品种＞中熟品种＞中晚熟品种。说明少了1片叶鞘的包裹和更长的叶间距导致早熟品种的抗倒伏性更差。

表2 不同熟期上3叶着生角度比较

表3 不同熟期水稻品种穗型分类

2.2 不同熟期品种穗部性状比较

2.2.1 不同熟期品种穗型分类

从表3可以看出，穗型指数表现为早熟品种＞中熟品种＞中晚熟品种，但差异未达到显著水平，可以看出水稻枝梗上二次枝梗最大数量出现的位置，随生育期的缩短而降低。穗茎弯曲度表现为早熟品种＞晚熟品种＞中晚熟品种，相互间差异达极显著水平，早熟品种以弯穗型为主，中熟品种以直立、半直立穗型为主，晚熟品种以半直立穗型为主。着粒密度是中晚熟品种＞中熟品种＞早熟品种，相互间差异极显著，说明辽宁省早熟品种是散、稀穗型，中熟、中晚熟品种是紧穗或半紧穗为主。早熟品种以轻穗型为主，中熟、中晚熟品种以重穗型为主。

从表3中可以看出，早熟品种全部表现为下部优势粒，仅有2个品种表现为半直立穗型，其余全部表现为弯穗型，半直立穗型仅占总样本的16.0%。

2.2.2 不同熟期穗部性状分析

从表4可以看出，在不同熟期品种间测定的14项穗部性状指标中，除了一次枝梗和二次枝梗的结实率随着生育期的增加而降低外，其他指标均随着生育期的增加而增大。熟期间差异因性状而异，中熟和中晚熟品种一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数和二次枝梗粒数极显著多于早熟品种，而中晚熟品种和中熟品种间差异也达到了显著或极显著水平；一次枝梗结实率是早熟品种＞中熟品种＞中晚熟品种，早熟品种与中晚熟品种间差异达到了显著水平，同时在品种间差异上除了一次枝梗结实率为显著水平外，其他穗部性状均达到极显著水平。各熟期间一次枝梗的结实率和千粒重均高于二次枝梗。二次枝梗结实率差异较大。中晚熟和早熟品种的一次枝梗千粒重相近，便显著高于中熟品种。二次枝梗千粒重表现为早熟品种>中晚熟品种>中熟品种，且相互间差异达到极显著水平。综合各项指标，穗部性状熟期间均表现为中熟品种与中晚熟品种相近，而与早熟品种差异较大。

表4 穗部性状熟期间差异

续表4。

3 对辽宁省不同熟期水稻品种株型特征的思考

黄耀祥等[9]开创了丛生早长等株型模式；国际水稻研究所提出了以少蘖大穗为核心的新株型模式；周开达等[10]总结出超级杂交稻理想株型的主要形态特征是上位3叶长、窄、挺、厚且略内卷。自20世纪80年代起，随着水稻株型理论和超高产理论的不断充实，直立、半直立穗型水稻品种开始受到水稻育种家的重视[11]。由于直立穗型有利于改善群体结构和受光态势．利于光合作用[12]，因此，直立穗型品种生物产量高，具有高产潜力[6]，北方粳稻品种的选育已经出现了由弯曲穗型向直立穗型的转变。国内外还有许多水稻株型模式，这些理论及其育种实践为水稻超高产育种提供了坚实的理论支撑和许多成功的经验。

本试验结果表明，辽宁省中晚熟品种优势株型应表现为：穗型指数偏下部优势粒，半紧穗，着粒密度偏密，二次枝梗粒贡献率应在57%左右，穗弯曲度在30°～60°，单穗质量在4.0 g以上，剑叶长24 cm左右、宽1.8 cm左右、基角17°左右，叶片卷曲度在1.57左右。早熟品种优势株型应表现为：穗型指数偏下部优势粒，弯穗，着粒密度偏稀，二次枝梗粒贡献率在37%左右，穗弯曲度在>60°，单穗质量在2.3 g以下，剑叶长24 cm左右、宽1.56 cm左右、基角25°左右，叶片卷曲度在1.12左右。中熟品种各项数据居二者之间更偏向于中晚熟品种。由于试验所提供的数据样本量不大，而且只有1年区试的数据，不能完全代表各熟期所有品种的株型特征，因此，有的参数和结论有待进一步验证、完善。

[1] Donald C M.The breeding of crop ideotypes[J].Euphytica,1968,17: 385-403.

[2] Donald C M.Competition among crop and pasture[J].Adv Agro, 1963,15:1.

[3]袁隆平.杂交水稻超高产育种[J].杂交水稻，1997，12（6）：1-6.

[4]杨守仁，张龙步，王进民．水稻理想株形育种的理论和方法初论[J]．中国农业科学，1984，23（3）：6-12.

[5] 杨守仁，张龙步，陈温福，等.水稻超高产育种的理论和方法[J]．中国水稻科学，1996，10（2）：115-120.

[6]徐正进，陈温福，张文忠，等.水稻的产量潜力与株型演变[J]．沈阳农业大学学报，2000，31（6）：534-536.

[7]吕川根，邹江石.两个超级杂交稻与汕优63光合株型的比较分析[J].中国农业科学，2003，36（6）：633-639.

[8]高亮之，金之庆，张更生，等.水稻最佳株型群体受光量与光合量的数值模拟[J].江苏农业学报，2000，16（1）：1-9

[9]黄耀祥.水稻超高产育种研究[J].作物杂志，1990（4）：1-2.

[10]周开达，马玉清，刘太清，等.杂交水稻亚种间重穗型组合选育-杂交水稻超高产育种的理论与实践 [J].四川农业大学学报，1995，13（4）：403-407.

[11]张文忠，徐正进，张龙步，等.直立穗型水稻品种演进状况分析[J]．沈阳农业大学学报，2002，33（3）：161-166．

[12]吕军，王伯伦，孟维韧，等.不同穗型粳稻的光合作用与物质生产特性[J]．中国农业科学，2007，40（5）：902-908．

Comparative Study on Plant Type Characteristics of Different Maturity Stage Rice Cultivars in Liaoning Province

XIE Wenxiao,LV Jun,HAN Yong,LI Jianguo,LIU Bo,LIU Jun,YAO Jipan,TANG Zhiqiang,JIANG Hongbo
（Liaoning Rice Research Institute,Shenyang 110101,China）

The plant type characteristics and their relationships of different maturity stage rice cultivars were studied in this paper,using forty cultivars as materials which participated in the rice regional trial in Liaoning Province in 2015.The results indicated that the plant type of early maturity cultivars were mainly curve panicle type（CPT）and light panicle type（LPT）,the medium mature varieties were erect panicle type（EPT）and heavy panicle type（HPT）,the late maturity varieties were semi-erect panicle type and HPT.There existed no significant differences among different maturity type rice cultivars for leaf length,leaf width showed late maturity varieties> medium maturity varieties>early maturity varieties,but the leaf base angle was opposite.The secondary branch grain rate showed early maturity varieties>medium maturity varieties>late maturity varieties.The contribution rate of secondary branch showed late maturity varieties>medium maturity varieties>early maturity varieties.The panicle type index was mainly dominated by the superior grains on the low part.

rice;plant type;maturity;panicle trait

S511.2+2

A

1006-8082（2017）02-0045-05

2016－10－14

国家科技支撑计划（2015BAD01B02-4）