植物生長調(diào)節(jié)劑對提高超級稻成穗率的效應研究

包 達，張家清，張海清，敖和軍*

(1湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，長沙410128;2株洲縣農(nóng)業(yè)局，湖南株洲412100;3湖南省種子質(zhì)量檢測中心，長沙410016)

我國約60%的人口以稻米為主食，水稻產(chǎn)量的高低直接影響到糧食安全。分蘗是影響水稻有效穗數(shù)進而影響其產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀之一，是水稻生長發(fā)育過程中的一種特殊分枝特性［1～3］，其發(fā)生及生長狀況是水稻個體健壯程度和群體質(zhì)量的一個重要指標。在水稻群體生長發(fā)育過程中，若無效分蘗過多，會與有效分蘗爭奪同化物、太陽輻射、礦質(zhì)營養(yǎng)元素，特別是氮素，惡化群體質(zhì)量，進而影響產(chǎn)量。目前生產(chǎn)上，主要采用水分和養(yǎng)分調(diào)控分蘗的生長。水分調(diào)控常用的措施是曬田或灌深水，養(yǎng)分調(diào)控主要是通過控制前期施氮量，特別是分蘗期施氮量來控制無效分蘗。但是肥水調(diào)控存在可預見性差、效果受環(huán)境影響大等缺點［4～6］。隨著農(nóng)業(yè)化學的發(fā)展，不少研究者采用植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)促進或調(diào)控水稻個體與群體的矛盾。由于超級稻具有群體生長量大的特點，有關(guān)植物生長調(diào)節(jié)劑在超級稻中的應用研究還較少。為進一步完善超級稻的高產(chǎn)栽培技術(shù)體系，挖掘其高產(chǎn)潛力，特進行了不同植物生長調(diào)節(jié)劑對超級稻控蘗效果的研究，以為超級稻的超高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)指導。

1 材料與方法

試驗于2013年在湖南省南縣進行，試驗品種為兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號、玉香油占、黃華占。按照N∶P2O5∶K2O 為 1∶0.5∶1 的比例，施肥量為 N 180 kg/hm2、P 39.6 kg/hm2、K 149.4 kg/hm2。試驗在同一塊田分品種進行，采用隨機區(qū)組排列，重復4次，區(qū)間留走道，小區(qū)面積40 m2。采用分次施肥方法，即氮肥在移栽前、分蘗中期、幼穗分化期和抽穗期施用，每次用量分別為總施氮量的55%、20%、15%、10%;磷肥在移栽前和分蘗中期各施50%;鉀肥在移栽前、分蘗中期和幼穗分化期施用，每次用量分別為總施鉀量的50%、30%、20%。5月18日播種，6月13日移栽，移栽密度20.0 cm×26.67 cm，單本壯苗帶泥移栽。其它栽培措施均按當?shù)爻壍靖弋a(chǎn)栽培技術(shù)進行。從移栽到收獲前7 d田間一直保持5～7 cm的淺水層，中期不曬田，不施用化學除草劑，采用人工除草。嚴格控制病蟲害，盡量減少產(chǎn)量損失。

移栽后20 d起，上午10:00以前或下午4:00以后，進行葉面噴施NAA 50 mg/L(NAA)、GA350 mg/L(GA3)和清水(CK)3種處理，連續(xù)噴施3 d。移栽后第8 d起，每5 d定點10蔸記錄1次分蘗情況，直到成熟期，并計算單位面積的最高苗、有效穗及成穗率。于成熟期，每小區(qū)取12蔸樣考察產(chǎn)量構(gòu)成，收割5 m2計算實際產(chǎn)量。分別于抽穗期和齊穗后15 d測定根系活力，每小區(qū)隨機取代表性稻株1蔸，用取樣器將根全部取出，洗凈，剪取根，用吸水紙吸取水分，混合后稱鮮重0.1 g，采用α－萘胺氧化法測定根系活力［7］。數(shù)據(jù)分析采用SAS8.0軟件進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 對分蘗動態(tài)及成穗率的影響

4個供試品種的分蘗趨勢基本一致，在噴施生長調(diào)節(jié)劑(移栽后20 d)前，每個品種處理間的分蘗均無差異;2個雜交組合，兩優(yōu)培九和Y兩優(yōu)1號在移栽后第33 d為最高分蘗期，2個常規(guī)稻品種，玉香油占和黃華占在移栽后第38 d為最高分蘗期。

噴施GA3和NAA能明顯抑制超級稻無效分蘗的發(fā)生。噴施GA3后，兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號、玉香油占和黃華占的最高莖蘗數(shù)分別為423.1、442.0、282.6和373.5苗/m2，比對照分別降低了26.6%、18.7%、25.9%和 24.4%，成穗率分別提高了13.44%、7.48%、22.72%和18.14%。而噴施NAA后，兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號、玉香油占和黃華占的最高莖蘗數(shù)分別為498.8、476.5、326.8和422.7苗/m2，比對照分別降低了13.5%、12.4%、14.4%和14.4%，成穗率分別提高了 5.08%、5.54%、11.53%和10.44%。但是，各品種在成熟期的有效穗數(shù)，各處理間沒有統(tǒng)計學差異(表1)。

表1 噴施植物生長調(diào)節(jié)劑后的最高苗數(shù)、有效穗數(shù)及成穗率

2.2 對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

試驗結(jié)果表明，噴施植物生長調(diào)節(jié)劑后的超級稻產(chǎn)量比對照高5.30% ～14.01%，以Y兩優(yōu)1號增產(chǎn)幅度最大，而同一品種的不同生長調(diào)節(jié)劑處理間則沒有顯著差異。噴施植物生長調(diào)節(jié)劑提高超級稻產(chǎn)量的主要原因，是增加了每穗粒數(shù)。噴施GA3后，兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號、玉香油占和黃華占的每穗粒數(shù)分別增加了 19.02、15.88、20.53和19.00粒;噴施NAA后，4個品種的每穗粒數(shù)分別增加了16.97、13.69、24.25和 15.47粒。另外，噴施 GA3和NAA后，4個供試品種的結(jié)實率均有所降低，粒重則稍高于對照，但均未達到統(tǒng)計學差異顯著水平(表2)。

表2 各處理的超級稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成比較

2.3 對根系活力的影響

超級稻的根系生長狀況，特別是后期的根系活力對其籽粒的充實度有很大的影響。從表3可以看出，噴施GA3和NAA后，4個供試品種在抽穗期的根系活力均高于對照，但沒有統(tǒng)計學差異;但是，在抽穗后15 d，噴施GA3后，兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號、玉香油占和黃華占的根系活力分別比對照處理高4.4、5.2、5.2 和 6.1 μg/g·h，噴施 NAA 后分別高6.4、7.1、5.0 和 5.0 μg/g·h，其差異達到了顯著水平，而各品種的兩種植物生長調(diào)節(jié)劑處理間差異不顯著。

表3 在抽穗期及抽穗后15 d不同處理的根系活力(μg/g·h)

3 小結(jié)與討論

隨著世界糧食安全問題的日益突出，最大限度挖掘和充分發(fā)揮超級稻產(chǎn)量潛力的研究越來越引起國內(nèi)外的重視［8～12］。高成穗率是水稻實現(xiàn)高產(chǎn)潛力的重要特征之一［13］。而在超級稻的生產(chǎn)管理中，由于其生物量大、分蘗能力較強的特性，在適宜的生長條件下，每穴最多可產(chǎn)生100多個分蘗，但是只有少部分形成有效穗，成穗率卻很低。在本研究中，4個供試的超級稻品種的分蘗能力較強，只噴施清水下其最高苗數(shù)達到了381.6～576.5個/m2，但其成穗率只有44.75% ～65.35%;在噴施生長調(diào)節(jié)劑后，成穗率顯著提高，產(chǎn)量也顯著增加。這也許是因為超級稻本身的生長特性，分蘗多穗型大，較大的冠層易引起其根系早衰［14］，噴施植物生長調(diào)節(jié)劑以后，極大地抑制了無效分蘗的發(fā)生，優(yōu)化了群體結(jié)構(gòu)，從而降低了穗與根對碳水化合物的競爭，使向根系的輸導量增加，減弱了根系早衰程度，增加了每穗粒數(shù)和籽粒充實度。

在超級稻栽培管理中，既要利用較多的分蘗成穗，又要盡量減少無效分蘗，力求長一個蘗，成一個穗。但在本研究中，2個超級雜交稻組合(兩優(yōu)培九和Y兩優(yōu)1號)還有50.2%和46.8%，2個常規(guī)稻品種(黃華占和玉香油占)也有28.6%和23.1%的分蘗未發(fā)育成穗，所以還需要進一步研究不同植物生長調(diào)節(jié)劑的作用效應及施用方法，以及與水肥調(diào)控相結(jié)合［15～17］，以形成有效的控制超級稻無效分蘗的綜合技術(shù)體系。

［1］Li X，Qian Q，F(xiàn)u Z，et al.Control of tillering in rice［J］.Nature，2003，422:618 －621.

［2］Peng S，Khush GS，Virk P，et al.Progress in ideotype breeding to increase rice yield potential［J］.Field Crops Research，2008，108:32 －38.

［3］徐富賢，熊 洪，劉華忠，等.主要栽培措施對水稻環(huán)境敏感期分蘗芽的影響［J］.西南農(nóng)業(yè)學報，2000，13(1):26－30.

［4］蔣彭炎.水稻分蘗的發(fā)生、控制與莖蘗成穗率的提高［J］.中國稻米，1999(4):7 －9.

［5］凌啟鴻，蘇祖芳，張海泉.水稻后期群體質(zhì)量與成穗率的關(guān)系及其影響因素的研究［J］.作物學報，1995，21(4):463－469.

［6］蔣彭炎，洪曉富，馮來定.水稻中期群體成穗率與后期群體光合效率的關(guān)系［J］.中國農(nóng)業(yè)科學，1994，27(6):8－14.

［7］劉 哲，馬殿榮，陳溫福.不同施氮水平對水稻根系生理特性的影響［J］.土壤肥料，2006(3):58－59.

［8］陳達剛，周新橋，李麗君，等.超級稻產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的關(guān)系研究［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學，2008(7):3－6.

［9］敖和軍，王淑紅，鄒應斌，等.超級雜交稻干物質(zhì)生產(chǎn)特點與產(chǎn)量穩(wěn)定性研究［J］.中國農(nóng)業(yè)科學，2008，41(7):1927－1936.

［10］Ying JF，Peng SB，He QR，et al.Comparison of highyield rice in tropical and subtropical environments I.Determinants of grain and dry matter yields ［J］.Field Crops Research，1998，57:71－84.

［11］Peng SB，Laza RC，Garcia FV，et al.Chlorophyll meter estimates leaf area－based nitrogen concentration of rice［J］.Communication in Soil Science and Plant Analysis，1995，26(5－6):927－935.

［12］王紹華，揭通水，丁艷鋒，等.控蘗劑調(diào)控水稻分蘗發(fā)生的效果［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學報，2002，18(1):29 －32.

［13］凌啟鴻，蘇祖芳，張海泉.水稻后期群體質(zhì)量與成穗率的關(guān)系及其影響因素的研究［J］.作物學報，1995，21(4):463－469.

［14］陶龍興，王 熹，談惠娟，等.水稻分蘗功能葉激素水平變化及其與成穗率的關(guān)系［J］.雜交水稻，2006，21(1):68－71.

［15］周美蘭，周連玉，李小勇，等.水稻分蘗化學調(diào)控的研究［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版)，2001，27(6):425－428.

［16］劉 楊，王強盛，丁艷鋒，等.氮素和6-Ba對水稻分蘗芽發(fā)育的影響及其生理機制［J］.作物學報，2009，35(10):1893－1899.

［17］蔣彭炎，馬躍芳，洪曉富.水稻分蘗芽的環(huán)境敏感期研究［J］.作物學報，1994，20(3):290 －296.