抗倒剂对优质稻产量和抗倒伏能力的影响

邹丹，唐启源，黄益国，刘龙生，方升亮，吕广动，旷娜，罗友谊，毛瑞清，张明

（1衡阳市农业科学院，湖南衡阳 421200；2湖南农业大学农学院，长沙 410128；3湖南省水稻研究所，长沙 410128；4衡山县农业局，湖南衡阳 421200）

0 引言

水稻是中国主要粮食作物之一，世界上超过30亿人以大米为主食[1]。中国超过2/3 的人口以大米为口粮，随着人口的增加，保持一定的水稻年增产率方能保障中国的粮食安全[2]。但是近年来，各种极端气候频现，各地水稻均有不同程度的减产[3]。其中，倒伏因其巨大的杀伤力成为了学者的研究热点[4-6]。有研究表明，水稻倒伏会导致水稻大幅度减产，倒伏时间过早，甚至会颗粒无收[7]，且茎叶严重受损，影响光合作用生产及同化物的输送，导致稻米品质下降[8]，同时，倒伏还会影响机械作业，严重时只能人工收割，大大增加收获成本[9]。影响倒伏的因素有很多，主要分为三类，气候条件（包括大风大雨，以及大气臭氧和CO2浓度等[10-11]）、栽培因素（主要包括水肥管理以及药剂调控等）和遗传基因（主要是品种抗性[12]）。20 世纪60 年代，矮杆基因引发的绿色革命为水稻抗倒伏做出了巨大的贡献，但是随着超高产以及超级稻等高生物量品种的出现，倒伏再次成为水稻减产的重要因素之一[7]。

倒伏是制约水稻生产的重要因素之一，优质稻倒伏现象更为突出[13]。赵雅静、胡振阳等[14-15]研究了优质稻与施氮量的关系，通过氮肥调控实现抗倒伏。罗来杨、曾仁杰等[16-17]研究了硅肥对优质稻产量抗倒伏性的影响。王丹丹等[18]研究了烯效唑对优质稻抗倒伏的影响，通过化学药剂调控实现抗倒伏，得到了较好的结果，但是缺乏水稻抗倒剂方面的研究。在此背景下，笔者选用优质常规稻‘美香占2 号’作为试验品种（其连续3届获得全国优质稻品种食味品质鉴评金奖），设置了3个氮肥处理和2个抗倒剂处理，进行了大田试验，研究抗倒剂‘不倒汉’对优质稻抗倒伏能力的影响，以期为优质稻的高产优质栽培提供理论基础。

1 材料和方法

1.1 地点和材料

本试验于2021 年在湖南省益阳湖南农业大学农学院试验基地（东经112°26′、北纬29°08′）进行。土壤为河湖沉积物，肥力较好，非常适宜种植水稻。试验田前作为水稻，试验品种为优质籼型常规水稻品种‘美香占2号’。‘不倒汉’抗倒剂由湖南禾秀才生物科技有限公司提供，试验尿素含氮量为46.2%，复合肥(N:P2O5:K2O=15:15:15)含量为45%，钾肥(K2O)含量为60%。

1.2 试验设计

本试验采用两因素随机区组设计，设置3 种氮肥处理（尿素B1：180 kg/hm2、B2：225 kg/hm2、B3：270 kg/hm2），2种抗倒剂处理（A1：不施不倒汉，A2：施不倒汉），抗倒剂分2次施用，在分蘖期和幼穗分化期结合分蘖肥、穗肥混合撒施。6个处理，3次重复，共18个小区，每个小区30.0 m2，各小区分别筑埂（宽30 cm，高20 cm），并用黑色薄膜包埂，单独灌溉，防止肥水流窜。

本试验采用直播的种植方式，于4月12号播种，8月21 号收获。氮肥（基肥：分蘖肥：穗肥=5:2:3），纯磷90 kg/hm2，做基肥一次性施用，纯钾144 kg/hm2（基肥：穗肥=5:5）；水分管理和病虫害防治按当地高产水平进行。

1.3 观测项目及方法

产量及产量构成：于成熟期，每个小区避免边行取6 m2水稻测产，风选晒干后称重，测量水分含量，换算成14%标准含水量。每个小区调查20兜水稻，取其平均有穗数，以此为标准，取3兜水稻作为考种样，调查，洗净减去根部，手工脱粒，再将茎叶穗分类装袋，先用105℃杀青0.5 h，然后80℃烘干至恒质量，密封冷却至室温测定其干物质量。将脱下的籽粒晒干后水选，将瘪粒和实粒分开，先用105℃杀青0.5 h，然后80℃烘干至恒质量，称量3 份30 g 实粒样品和3 g 瘪粒样品，计算每穗粒数、结实率和千粒质量。

水稻节间的倒伏指数及抗折力：主茎抗折力参考濑古秀生的方法，测定时期为蜡熟期和成熟期。每个小区取十根主茎，重复3次。田间取回茎秆，保持不失水。将节间置于测定器上，采用专门测抗折力的拉力计测定，（灵敏度为0.1 N），然后测定节间的长度以及节间至穗顶的长度(cm)和鲜重(g)[19]。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010 初步处理数据；采用Statistix 8.0软件进行数据统计分析。

2 结果和分析

2.1 抗倒剂和不同施氮量对水稻产量和产量构成的影响

由图1 可知，水稻产量与施氮量呈线性相关：y=12.194x+3579.1，R2=0.94*，相关性达到显著水平。施氮量越高，产量越高。由表1 可知，B3处理的产量最高，显著高于B1和B2处理，增产9.46%～18.95%。说明‘美香占2 号’比较耐肥，在一定范围内，高肥能取得较高的产量。B3处理高产主要是结实率较高，较B1和B2处理高7.26%～8.11%。A2处理较A1处理增产2.17%，产量和产量因子均没有达到显著水平。

表1 不倒汉和施氮水平对水稻产量的影响

图1 产量和施氮量的关系

2.2 抗倒剂和不同施氮量对水稻齐穗期和成熟期干物质和经济系数的影响

由表2 可知，A2处理会降低齐穗期和成熟期的茎叶重和总干物质重，但是增加了经济系数，均没有达到显著水平。B1、B2和B3处理之间的齐穗期和成熟期的茎叶重和总干物质重无明显规律，经济系数随着施氮量的增加而增加，B3处理最高，较其他处理高7.98%～8.65%。

表2 不倒汉和施氮水平对成熟期干物质和经济系数的影响

2.3 抗倒剂和不同施氮量对水稻株高的影响

由图2 可知，施氮量对水稻整个生育期的株高无明显影响，均没达到显著水平。水稻的最容易倒伏的时间为齐穗期到蜡熟期间，A2处理能降低水稻整个生育期的株高，且均达到显著水平，大大降低倒伏风险。B1处理下，A2处理降低株高效果更为显著。

图2 不倒汉对水稻株高的影响

2.4 抗倒剂和不同施氮量对水稻蜡熟期抗倒伏能力的影响

由表3 可知，A2处理降低了第二和第三基节的长度、抗折力和重量，同时也降低了第二和第三基节的倒伏指数，其中第三基节达到了显著水平，显著降低了蜡熟期的株高。水稻的最容易倒伏的时间为蜡熟期左右，A2处理降低了蜡熟期的第二和第三基节的倒伏指数和株高，其中第三基节和株高均达到了显著水平，大大降低了倒伏风险。从施氮量分析，第二基节的长度和第三基节的抗折力随着施氮量的增加而降低，B3处理最低，但是第三基节的倒伏指数和株高随着施氮量的增加而增加，B3处理最高，均没有达到显著水平。

表3 抗倒剂和施氮水平对稻蜡熟期各节间抗倒伏能力的影响

2.5 抗倒剂和不同施氮量对水稻成熟期抗倒伏能力的影响

由表4 可知，A2处理能显著降低倒三节和到四节的弯曲力矩，对倒三和倒四节间的抗折力和倒伏指数也有一定的降低，没有达到显著水平，但是可以提高整个群体的抗倒伏能力，大大降低倒伏风险。施氮量对倒三节、倒四节的倒伏指数、抗折力和弯曲力矩无明显影响，均没达到显著水平。由表5可知，A2处理对成熟期的各节间长度和株高均有降低，其中倒二节长度、倒三节长度和株高达到显著水平。施氮量对各节间长度的规律不一，倒一节长度随着施氮量的增加而增加，倒二节长度、倒三节长度随着施氮量的增加呈先增加后降低，倒四节长度和株高随施氮量增加呈先降低后增加，但是均没有达到显著水平。

表4 不倒汉和不同施氮水平对成熟期水稻倒伏性状的影响

表5 不倒汉对成熟期水稻节间长度的影响

2.6 “不倒汉”药剂对田间倒伏指数的影响

由表6可知，田间倒伏面积、程度和倒伏指数均随着施氮量的增加而增加，但是田间倒伏程度都不是很高，可能是‘美香占2号’比较耐肥，施氮量还没有到上限，没达到严重倒伏的程度。A2处理明显降低了田间倒伏面积、程度和倒伏指数，每个施氮量下均具有良好的效果。

表6 不倒汉和施氮水平对田间倒伏面积和程度的影响

3 讨论与结论

大量研究表明，水稻株高与倒伏指数呈显著正相关[12,20-21]。然而，株高与生物量呈正相关，如何在降低株高和生物量的前提下，不降低甚至增加产量，唯有提高经济系数。顾大路等[22]研究表明，以乙烯利为主体与PIX 等物质复配的抗倒剂虽有抗倒效果，但是会降低水稻的干物质重、千粒重和结实率等，造成水稻减产。熊清云等[23]研究表明，在拔节前施用“立丰灵”抗倒剂不仅有增加抗倒伏的效果，还能显著提高产量。前人研究结果不一，可能和抗倒剂的成分和施用时间有关系。本研究表明，‘不倒汉’抗倒剂虽然会降低齐穗期和成熟期的茎叶重和总干物质重，但是增加了经济系数，最终具有一定的增产效果，但没有达到显著水平，同前人研究结果一致[24-25]。从产量构成看，本试验中施用抗倒剂后，穗数和结实率会有一定的降低，但是籽粒灌浆较好，千粒重增加，实际增产2.17%，但没达到显著水平，同前人研究结果基本一致[26]。

大量研究表明，化学药剂能显著提高作物的抗倒伏能力[27-29]。本研究表明，抗倒剂能降低水稻整个生育期的株高，且均达到显著水平，大大降低全生育期的倒伏风险，并且在低肥处理下，效果更为显著。能降低蜡熟期第二和第三基节的长度和倒伏指数，其中第三基节达到了显著水平，显著降低了蜡熟期的株高，大大降低了倒伏风险。同时，还能显著降低成熟期各节间的长度、田间的倒伏指数、倒三节和倒四节的弯曲力矩，对倒三和倒四节间的抗折力和倒伏指数也有一定的降低，没有达到显著水平，但是可以提高整个群体的抗倒伏能力，大大降低倒伏风险，同前人研究结果基本一致[25-26,29]。本研究为优质稻抗倒伏提供了理论基础，但也存在一定的不足，一是仅做了一年，二是只选用了一个品种，下一步，笔者会进行更深层次的研究。

‘不倒汉’抗倒剂能显著降低整个生育期水稻的株高，以及各节间的长度、弯曲力矩和抗倒伏指数，能显著增强优质稻的抗倒伏能力，同时具有增产效果，可以进行推广应用。