不同抗倒性超級稻的基部節間與抗倒性、產量的相關性分析

李 爽,王曉玲,許鳳英 (長江大學農學院,湖北荊州434025)

高產與倒伏是水稻生產中的一對矛盾,高產要求有較高的生物學產量為基礎,因而需要有一定的株高,但株高增高,尤其是基部兩個節間過長是引起倒伏的重要原因,有研究認為基部節間尤其是第一個伸長節間是水稻倒伏的敏感節間[1],但不同水稻品種的抗倒力具有明顯差異[2～4]。超級雜交稻往往株型較高大,因而中后期倒伏的風險加大。為了抗倒,生產中采用了各種方法,控制施肥用量是一個重要方面[5]。緩釋肥主要是應用親水性聚合物包裹肥料顆粒或把可溶性活性物質分散于基質中,從而限制肥料的溶解性,達到養分控釋的目的。研究表明緩釋氮利于節約資源,降低氮素投入,提高肥料利用效率,因而具有重要意義[6]。本研究用緩釋氮為氮肥,研究不同氮素水平下,抗倒性和耐氮性差異大的超級稻品種的基部節間性狀和抗倒性狀與產量的相關性,為不同抗倒力品種的合理栽培技術提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種為耐肥性好的抗倒超級稻組合88S/1128和氮高效型但易倒品種準兩優527,由國家雜交水稻中心提供。2009年4月27日播種,5月27日移栽。金正大緩釋氮由山東金正大生態工程股份有限公司提供。

1.2 方法

試驗采用裂區設計,主處理為不同施氮水平,設計6水平:0、9、12、15、18、21 kg/667 m2;副處理為品種,分別是超級稻組合88S/1128和準兩優527。小區面積30 m2,3次重復,共36個小區。小區間隔離采用田埂覆膜的方法,田埂高20 cm、寬30 cm,田埂間溝寬30 cm,小區實行單獨排灌。

試驗區各處理均施用過磷酸鈣和氯化鉀,用量折合P2O54.0 kg/667 m2、K2O 8.0 kg/667 m2。磷肥、鉀肥和緩釋氮肥均于插秧前一天作基肥施入大田5 cm深的土層內。株型指標及節間性狀:抽穗期在田間選擇抽穗一致的主莖20個做標記,成熟前10 d左右,每處理取10莖,測定每個莖稈基部節間的長度、粗度、莖壁厚度和抗折力,用重力法測定節間5 cm間距的折斷重力計為抗折力 (FR)[7]。測定各節間基部至穗頂的高度和各節間基部至穗頂的鮮重,計算彎曲力矩 (BT,Bending Torque)和倒伏指數 (L I,Lodging Index)。B T=節間基部至穗頂的高度 (cm)×節間基部至穗頂的鮮重 (g);LI=(BT/FR)×100。

SPAD值采用502型便攜式葉綠素測定儀測定,在水稻蠟熟期進行測定。成熟期進行測產和考種。收獲期每小區單打單收,計算實收產量。試驗為水育秧移栽,移栽規格23.3 cm×23.3 cm。

本研究在長江大學農學院試驗基地完成,試驗地中等肥力,其余田間管理均采用當地的雜交稻栽培技術。數據分析采用SPSS分析軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同氮素水平對不同超級雜交稻的產量要素和產量的影響

6種N素水平處理下超級稻品種組合88S/1128(B1)和準兩優527(B2)的產量性狀和產量的比較列于表1。由表1可見,隨著N肥用量的增加,株高不斷增加,相同N素水平下,準兩優527的株高、有效穗、結實率和千粒重大于組合88S/1128,生長勢表現較旺,但組合88S/1128每穗總粒數大于準兩優527。

表1 不同氮素水平對不同超級雜交稻的產量要素和產量的影響

產量分析表明:在0 kg/667 m2水平下,組合88S/1128產量顯著低于準兩優527,產量均較低,在12 kg/667 m2以下純N下,組合88S/1128產量優勢沒有發揮,低于準兩優527,主要原因是有效穗數不足;隨著施氮量增加,高于15 kg/667 m2水平的高N水平下,組合88S/1128的產量呈上升趨勢,組合88S/1128表現了極好的耐高N性,產量顯著增加,但準兩優527的產量在15 kg/667 m2水平的高N水平下最高,高于15 kg/667 m2水平的高N產量開始下降,不穩定。

從產量水平看,對于組合88S/1128,隨著N素施用量的增加,產量增加,但施用15～21 kg/667 m2的純N,都能增產,15 kg/667 m2施氮處理產量顯著提高,但高于15 kg/667 m2增產不顯著,因此,15 kg/667 m2左右純N為最佳施用水平。對于準兩優527,9 kg/667 m2處理產量最高,顯著高于施用純N量以9 kg/667 m2為佳。

2.2 不同品種的基部節間性狀和抗倒性狀與產量間的相關性分析

(1)超級雜交稻組合88S/1128的基部節間性狀和抗倒性狀與產量間的相關性 表2是雜交稻組合88S/1128的基部第一伸長節間性狀、抗倒力和產量等間相關分析結果。從表2可見,超級雜交稻組合88S/1128的基部第一伸長節間長度和節間基部至穗頂高度、SP AD值、株高顯著正相關,與抗折力呈顯著負相關;節間基部至穗頂高度與抗折力呈極顯著負相關,與SPAD值、株高極顯著正相關,與穗長、產量呈顯著相關;節間基部至穗頂重與彎曲力矩呈極顯著正相關;基部第一伸長節間的抗折力與倒伏指數、SPAD值、株高、產量呈顯著負相關;倒伏指數與產量呈極顯著相關;SPAD值與穗長、株高呈極顯著相關,與產量顯著相關;穗長與株高呈顯著相關,與產量呈極顯著相關,株高與產量顯著相關。

表2 雜交稻組合88S/1128基部第一伸長節間性狀與抗倒伏、產量相關性狀的相關性分析

基部第一伸長節間長度和節間基部至穗頂高度顯著相關,相關系數為0.883;節間長度與抗折力呈顯著負相關,相關系數為—0.826;節間長度與SPAD值呈顯著相關,相關系數為0.828;節間長度與株高呈顯著相關,相關系數為0.911。

表2的節間基部至穗頂高度與抗折力呈極顯著負相關,相關系數達—0.918,與SPAD值呈極顯著相關,相關系數達0.980,與株高極顯著相關,相關系數達0.968,與穗長呈顯著相關,相關系數為0.968,與產量呈顯著相關,相關系數為0.892;節間基部至穗頂重與彎曲力矩呈極顯著相關,相關系數為0.967。抗折力與倒伏指數呈顯著負相關,相關系數為—0.830,與SPAD值呈顯著負相關,相關系數為—0.845,與株高呈顯著負相關,相關系數為—0.861,與產量呈顯著負相關,相關系數為—0.863。倒伏指數與產量呈極顯著相關 (0.942);SPAD值與穗長呈極顯著相關 (0.942),與株高呈極顯著相關 (0.932),與產量呈顯著相關 (0.889)。

表2中,穗長與株高呈顯著相關,相關系數為0.911;穗長與產量呈極顯著相關 (0.943),顯示組合88S/1128是依靠大穗和一定的生物產量為高產的基礎,大穗為主攻目標,株高與產量呈顯著相關,相關系數為0.965。對于組合88S/1128,增加株高利于形成大穗,SPAD值與穗長呈極顯著相關,中后期適度的氮肥供應,利于形成高產,株高和節間降低雖然可以抗倒,但不利于產量的提高,高產和抗倒需要達到一種平衡。

本組合抗倒力強,可以適當促進基部第一節間生長,適當提高株高,后期保持一定的N代謝,從而實現高產而不倒。

(2)易倒品種準兩優527的基部節間性狀和抗倒性狀與產量間的相關性 表3雜交稻組合準兩優527基部第一伸長節間長度與抗折力呈顯著負相關 (—0.863),和穗長顯著正相關,和株高極顯著正相關,系數高達0.955,節間的粗度與節間基部至穗頂重顯著正相關 (0.837)和產量極顯著正相關(0.944),和穗長顯著正相關,節間至穗頂高和抗折力顯著負相關 (—0.915)。基部第一伸長節間長度短粗度大利于高產。準兩優527基部第一伸長節間長度對株高的升降有重要影響,但外徑粗對產量影響極顯著。適當控制第一伸長節間的長度并增加外徑粗度能到達抗倒又高產的效果。表3中穗長與株高極顯著正相關,但與產量顯著正相關,表明準兩優527的第一節間外徑粗度、彎曲力矩均與產量極顯著正相關,表明增加基部節間長度適當控制而以增粗為主攻目標,利于抗倒,也是高產的關鍵。

表3顯示SPAD值和穗長、株高和產量正相關,但均不顯著。本品種后期葉色對產量的影響力有限,適當控制N肥,使后期頂葉正常落色,對產量沒有顯著影響,但利于抗倒。

表3 雜交稻組合準兩優527基部第一伸長節間性狀與抗倒伏、產量相關性狀的相關性分析

3 小結

組合88S/1128和準兩優527對N適應性差異明顯。低N水平不利于組合88S/1128產量優勢發揮,15 kg/667 m2水平下產量顯著高于0～12 kg/667 m2處理,在高于15 kg/667 m2水平的高N水平下,組合88S/1128表現了極好的耐高N性,產量增加,但不顯著,是耐高N型品種組合;準兩優527適宜低中N素水平下栽培,在9 kg/667 m2水平的純N水平下產量顯著高于其他處理,高于12 kg/667 m2水平的高N產量開始下降。

組合88S/1128和準兩優527基部伸長節間性狀與抗倒力和產量的相關性有差異。總體上基部節間長度與抗倒力呈負相關,與產量呈正相關關系。雜交稻組合88S/1128的基部第一伸長節間長度與抗折力顯著負相關,與穗長顯著正相關,和產量極顯著正相關,對于雜交稻組合88S/1128第一伸長節間的適當生長,對抗倒性的影響有限,可以適當調節N素早期供應,利于實現品種的產量潛力。

品種準兩優527的基部第一伸長節間對抗倒力和產量的影響大。基部第一伸長節間短而粗利于抗倒和高產。基部第一伸長節間長度對株高的升降和抗倒有重要影響。在平衡該品種的抗倒力和產量時,嚴格控制基部節間生長至關重要。

高產和抗倒總體上是一對矛盾,但是通過適宜的栽培技術控制,可以達到緩和矛盾,實現高產且不倒伏。因而研究品種特性,找到品種的N素利用和抗倒的關系,對于發揮品種的應有產量潛力尤其重要,即是所謂的良種需要良法。而品種的株型性狀尤其是節間性狀對于抗倒和產量有重要影響。不同的抗倒力和N素利用特性的雜交稻品種組合,在施肥尤其是N肥的施用上應該有不同的方案,這尚待有針對性地研究。緩釋N由于釋放緩慢,在水稻生長的前期供N強度和速效N相比較低,極有可能對提高水稻抗倒能力有利,但有待進一步研究證實。

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