浙江台州地区早籼稻产量与干物质生产特征研究

胡继杰 房玉伟 陈孝赏 刘守坎*

（1台州市农业科学研究院，浙江 台州317000；2浙江勿忘农种业股份有限公司，杭州310020；第一作者：hujijie0201@163.com；*通讯作者：skliu001@163.com）

早籼稻作为水稻主要生态类型之一，广泛分布于我国南方双季稻区，具有栽培时间早、生育期短、适应性强、耐贮藏等特点，是重要的加工型粮食作物和储备粮的主要粮源，对于稳定双季稻面积，提高稻谷全年综合生产能力和保障国家粮食安全具有重要意义[1-4]。台州地处东南沿海，是浙江“七山一水两分田”的缩影，光温水资源丰富，属于典型的双季稻种植区域[5]。近年来，台州地区大力推广“早稻—西蓝花”轮作模式，使早稻播种面积逐年稳定增长，同时通过推行“单改双”，进一步扩大早籼稻种植面积，2011年以来早稻播种面积已实现“七连增”，成为浙江省重要的早稻生产区域[6-8]。但由于受品种特性、气候差异、机械化水平等因素影响，早籼稻单位面积产量年份间无显著增加，且关于该地区早籼稻品种产量及其形成特征的研究鲜有报道。为此，本研究选用7个具有代表性的早籼稻品种（系）为试验材料，从产量性状、干物质积累特性及其相互关系等方面进行比较分析，试图阐明早籼稻产量及其构成因素特征的差异，明确干物质积累与产量性状的关系，以期为该地区早籼稻的发展和推广提供理论依据与实践参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

2018年3—7月在台州市农业科学研究院小溪基地（121°13′E，28°78′N，海拔8 m）进行试验。供试土壤类型为潴育型水稻土，中等地力，前茬为绿肥田。土壤pH值5.66，有机质21.76 g/kg，全氮2.19 g/kg，碱解氮122.50 mg/kg，有效磷41.61 mg/kg，速效钾148.90 mg/kg。

供试品种为常规早籼稻金早47、台早733、台早1640、中早39、中嘉早17，两系杂交早籼稻株两优831、陵两优106。

采用完全随机区组设计，小区面积12.25 m2，3次重复。参试品种均于3月24日播种，4月23日移栽，7月16日收获。人工手插移栽，常规稻每丛插4粒谷苗，杂交稻每丛插2粒谷苗，行株距16.5 cm×20.0 cm。各小区施纯N 240 kg/hm2，按质量比1∶1分基肥、蘖肥2次施用；磷肥（以P2O5计）90 kg/hm2，全部作基肥施用；钾肥（以K2O计）180 kg/hm2，按质量比1∶2分基肥、蘖肥2次施用。本研究所用的N、P、K肥分别为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O512%）和氯化钾（K2O 60%）。病虫草防治及杂草清理等田间管理措施同当地高产田。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 茎蘖动态

各小区定点选取12株作为1个观察点，于主要生育时期观察记录每丛茎蘖数。

1.2.2 SPAD测定

于分蘖中期、拔节期、抽穗期、灌浆期（抽穗后14 d）、完熟期，各小区随机选取10株，利用SPAD-502测定最上部完全展开叶上、中、下3个部位的SPAD，取平均值。

1.2.3 干物质量

分别于拔节期、抽穗期和成熟完熟期按各小区每丛平均茎蘖数取代表性植株5丛，将所取水稻植株分为茎、叶、穗3部分，于烘箱经105℃杀青30 min，80℃下烘干至恒质量后称量不同部位的干物质量。

1.2.4 考种与测产

齐穗期各小区随机调查20丛水稻有效穗数，计算平均穗数。完熟期各小区按平均穗数随机选取5丛进行考种，测定每穗粒数、千粒重、实粒数和结实率。小区实收测产，全部收获晒干后称重，并按13.5%（籼稻）标准含水量折算籽粒产量。

1.3 数据处理与统计分析

采用Excel 2010进行数据录入和整理，用SPSS 12.0.1数据分析软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 早籼稻分蘖和叶片SPAD的动态变化

水稻分蘖数是影响水稻产量形成的重要因素。从图1可知，随生育期推进，早籼稻茎蘖数总体呈先升后降趋势，在拔节期达到峰值，平均分蘖数为11.3个，其中杂交稻平均13.1个，常规稻平均10.6个。除分蘖前期外，杂交稻分蘖数均高于常规稻，平均高1.3%~23.6%。

图1 水稻茎蘖动态

叶片SPAD可间接反映水稻叶片叶绿素含量。由图2可知，随着生育期推进，早籼稻叶片SPAD值呈先上升后下降的趋势，抽穗期达到峰值。其中，抽穗期以台早733表现最高，金早47次之，株两优831表现最低。除完熟期外，常规稻叶片SPAD值高于杂交稻，平均高1.5%~3.8%；完熟期，杂交稻叶片SPAD值平均较常规稻高2.1%，表明杂交稻生育后期叶片有更高的叶绿素含量，延缓了叶片衰老，增强了后期水稻光合能力及光合产物的形成。

图2 早籼稻主要生育时期SPAD值

2.2 早籼稻产量与构成因素的相关分析

从表1可见，台州市早籼稻产量变化范围为6 963.3~8 336.7 kg/hm2，陵两优106最高，台早733最低；杂交稻产量高于常规稻，平均较常规稻高10.0%。进一步分析产量构成因素，有效穗数和总颖花数变异系数均在10%以上，品种间存在较大差异，且两者均以陵两优106最高，台早1640最低；每穗粒数以台早733最高，其次是台早1640，株两优831最低；结实率和千粒重平均值分别为88.0%和26.6，两者变异系数均较小。

从表2可见，参试早籼稻产量分别与总颖花数和有效穗数呈极显著正相关和显著正相关，与每穗粒数、结实率、千粒重呈负相关，但均不显著。相关分析还表明，总颖花数与结实率、千粒重分别呈极显著和显著负相关，与有效穗数呈显著正相关，结实率与千粒重呈显著正相关。这说明在保证单位面积穗粒数前提下，同时兼顾结实率和千粒重较为困难。

为进一步探究产量与构成因素间的数量关系，以产量（y）为因变量，有效穗数（x1）、每穗粒数（x2）、总颖花数（x3）、结实率（x4）和千粒重（x5）为自变量，引入回归方程，得到拟合度最优的回归方程，如y=-18958.4+253.3x3+98.8x4+347.5x5公式所示。相关系数R和决策系数R2分别为0.995和0.989，说明早籼稻产量的98.9%是由总颖花数、结实率和千粒重决定，剩余因素对产量的影响仅为1.1%。对回归方程进行显著性检验，x3、x4、x5的显著性均小于0.05，表明总颖花数、结实率、千粒重与产量之间有显著的线性回归关系。

表1 早籼稻产量及其构成因素

表2 产量与其构成因素的相关分析

表3 产量构成因素对产量的通径系数

表4 不同早籼稻品种干物质生产力

为反映各产量构成因素间相互作用，将相关系数分解为直接作用和间接作用，进行通径分析，如表3所示。总颖花数、结实率、千粒重的直接通径系数均为正值，表明三者对产量贡献皆是正面效应，其中总颖花数作用最大（Py3=1.931），结实率次之（Py4=0.608），千粒重作用最小（Py5=0.580）。由间接通径系数可知，结实率和千粒重对产量的影响为正相关，而与总颖花数是互为制约的关系。此外，有效穗数和每穗粒数对总颖花数直接通径系数分别为1.155和0.601（数据未列出），说明有效穗数对总颖花数的正效应大于每穗粒数。上述分析表明，早籼稻获得高产应注重增加有效穗数以扩大单位面积颖花数量，同时保证稳定的结实率和千粒重。

2.3 早籼稻干物质生产特征及其与产量性状的相关分析

干物质积累量是水稻产量形成的基础。由表4可知，不同早籼稻品种主要生育时期干物质积累量存在差异。拔节期和抽穗期干物质积累量均以台早1640最高，台早733最低，完熟期最高的是陵两优106，最低的是金早47。随着生育期推进，主要生育时期干物质积累量变异系数依次为10.8%、9.0%和6.1%，品种间差异逐渐减小。

表5 干物质生产力与产量及其构成因素的相关分析

将水稻大田生长期分为移栽至拔节期、拔节至抽穗期、抽穗至完熟期3个生长阶段。3个生长阶段干物质积累量最高的依次分别是台早1640、中早39和陵两优106，前两个阶段表现最低的均是台早733，抽穗至完熟期表现最低的是台早1640。阶段干物质积累量占比方面，拔节至抽穗期阶段积累量最高，平均占比39.9%，其次是抽穗至完熟期，平均占比35.3%，移栽至拔节期阶段积累量最低，平均占比24.8%。干物质平均日积累量以陵两优106表现最高，金早47表现最低。收获指数变化范围为0.52～0.57，品种间差异较小。上述分析表明，不同早籼稻品种干物质生产特性在不同生长阶段存在差异，且随着生育期推进，干物质总累积量差异逐渐减小。

对早籼稻干物质生产力与产量及其构成因素进行关联分析，如表5所示。抽穗前、后干物质积累量、干物质总积累量和干物质平均日积累量与产量均呈正相关，相关度依次为干物质总积累量＞干物质平均日积累量＞抽穗前干物质积累量＞抽穗后干物质积累量，其中干物质总积累量、干物质平均日积累量为显著正相关。产量构成因素方面，4个干物质积累量性状与有效穗数、每穗粒数、总颖花数均呈正相关，与结实率、千粒重均呈负相关，其中，干物质总积累量、干物质平均日积累量与总颖花数呈极显著正相关，与结实率呈极显著负相关。

3 结论与讨论

水稻产量高低主要由各个产量构成因素决定，受基因型、栽培条件和生长环境的共同影响。石庆华等[9]研究认为，早稻高产的关键在于保证单位有效穗数的基础上提高每穗实粒数。霍中洋[10]研究指出，早稻高产群体的基本特征主要表现为足量的颖花量和高充实度。本研究结果表明，早籼稻产量与总颖花数和有效穗数呈极显著正相关和显著正相关，并且籽粒产量更高的杂交稻在分蘖数量和有效穗数上比常规稻更有优势，表明在早稻生产中，稳定单位面积有效穗数、扩大库容量是获得高产的关键。

为提高连作晚稻产量和保证其安全生产，早稻生育期近年来有缩短趋势[3]，育种工作者可加强特早熟和平均日产量高的早稻品种选育，以缓解双季稻茬口衔接矛盾和提高全年种粮效益。在生产过程中，由于常规早籼稻分蘖能力较差，应通过增加基本苗数、保证后期有效穗数和总颖花量，以发挥其增产潜力。而针对两系杂交稻分蘖能力强和后期光合物质积累大的特点，应在有效分蘖临界叶龄期及时排水搁田以提高分蘖成穗率和表观输出量。此外，由于受自身遗传特性影响，两系杂交稻结实率较低，且早稻扬花期正值南方梅雨季节，连续阴雨天气极易造成水稻花粉质量下降，对此可通过喷施植物生长调节剂或叶面肥来提高结实率，进而实现早稻增产[11-12]。

水稻产量性状的形成以一定的干物质量为基础，在经济系数较为稳定的背景下，增加群体生物产量是实现水稻增产的重要措施。徐一兰等[13-14]研究表明，增强物质生产能力和干物质积累，是水稻获得较高产量的主要原因。本研究中，各个水稻品种的收获指数差异较小，产量较高的杂交稻均具有更高的生物量，且干物质总积累量和干物质平均日积累量分别与产量和总颖花数呈显著和极显著正相关。可见，将更多的光合产物优先转移到水稻生殖器官，增加单位面积穗粒数、扩大库容是早籼稻高产形成的基本途径。此外，抽穗前干物质积累量与产量相关度远高于抽穗后干物质积累量，表明适当增加抽穗前干物质积累量更有利于早籼稻增产，这可能与早籼稻抽穗后灌浆历期短，且生育后期高温天气较多，易导致早稻“高温逼熟”有关。