不同超級稻品種產量形成及其氮素吸收差異研究

吳建富　孫明株　王海輝　周春火　潘曉華　石慶華

（1江西農業大學雙季稻現代化生產協同創新中心/作物生理生態與遺傳育種教育部重點實驗室/江西省作物生理生態與遺傳育種重點實驗室，南昌330045；2江西省農業技術推廣總站，南昌330046；第一作者：wjf6711@126.com）

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不同超級稻品種產量形成及其氮素吸收差異研究

吳建富1孫明株2王海輝1周春火1潘曉華1石慶華1

（1江西農業大學雙季稻現代化生產協同創新中心/作物生理生態與遺傳育種教育部重點實驗室/江西省作物生理生態與遺傳育種重點實驗室，南昌330045；2江西省農業技術推廣總站，南昌330046；第一作者：wjf6711@126.com）

摘要：以江西省水稻生產上推廣的幾個超級早稻、超級晚稻品種為材料，研究了長江中下游雙季稻區不同超級稻品種產量形成、干物質生產及其氮素吸收特性。結果表明，同一栽培條件下，不同超級早、晚稻品種間干物質生產與轉運、產量形成及氮素吸收存在一定的差異，生產100 kg籽粒所需的氮量差異不大。相關分析表明，超級早、晚稻總干物質積累量、莖葉干物質輸出率和轉換率與其產量均呈顯著正相關。適宜在江西地區種植的超級早、晚稻品種分別為陸兩優996、金優458和錢優1號、天優華占。

關鍵詞：雙季超級稻；品種；產量；干物質積累；氮素吸收

近年來，隨著超級稻品種的不斷出現以及在生產上大面積推廣應用，對水稻單產和總產的提高起到了重要作用。關于超級稻的研究已有較多報道，但結果因品種類型、生態條件和栽培技術措施等方面不同而存在差異［1-9］。目前對超級稻養分吸收特性的研究對象主要是一季稻，對長江流域超級早、晚稻養分吸收特性的研究較少［8-11］。已有研究表明，超級早、晚稻具有明顯的產量優勢［4］，而超級稻產量形成、氮素吸收及干物質生產對超級稻生產極為重要［12］。因此，本文以近年來江西省水稻生產上推廣的幾個超級早、晚稻品種為材料，研究不同超級稻品種的產量形成及其氮素吸收特性，旨在為江西省雙季超級早、晚稻推廣應用制定相應的配套栽培技術措施提供理論依據。

1　材料與方法

1.1供試材料

供試超級早稻品種為兩優287（全生育期107 d）、金優458（112 d）、中嘉早32（109 d）、中早22（114 d）、株兩優819（107 d）和陸兩優996（108 d）。超級晚稻品種為錢優1號（130 d）、金優299（109 d）、豐源優299 （114 d）、天優華占（122 d）、淦鑫688（124 d）、五豐優T025（112 d）。淦鑫688和五豐優T025種子由江西農業大學遺傳育種教研室提供，其他品種由中國水稻研究所提供。

1.2種植方法

試驗于2014年在江西農業大學科技園和江西省進賢縣溫圳鎮楊溪村進行，供試土壤肥力中上，采用濕潤育秧，早稻栽插規格20.0 cm×16.7 cm，晚稻栽插規格20.0 cm×20.0 cm，每叢均為2粒谷苗。隨機區組排列，小區面積30 m2，4次重復。氮肥用量早、晚稻分別為純氮150 kg/hm2和165 kg/hm2，磷、鉀肥用量相等，分別為氯化鉀150 kg/hm2、鈣鎂磷肥450 kg/hm2。氮肥按基肥50%、分蘗肥20%、穗肥30%施用，磷肥全部作基肥一次性施用，鉀肥按基肥50%、穗肥50%施用。其他管理措施一致。

1.3測定指標與方法

1.3.1干物質及植株N測定

在水稻各主要生育時期每處理取代表性植株5叢，分莖鞘、葉片和穗3部分于烘箱105℃殺青15 min，然后保持80℃至樣品烘干，供干物質、植株全氮測定。植株全N含量采用凱氏定氮法-Foss 2300全自動定氮儀測定。

1.3.2產量及產量構成

在田間調查的基礎上，各小區根據平均有效穗數取代表性植株5叢進行考種，每小區實割200叢測產。

1.4有關指標的計算方法

莖鞘物質輸出率（%）=［（抽穗期莖鞘干質量-成熟期莖鞘干質量）/抽穗期莖鞘干質量］×100；

莖鞘物質轉換率（%）=［（抽穗期莖鞘干質量-成熟期莖鞘干質量）/產量］×100。

1.5數據處理

表1　超級早、晚稻產量及產量構成

用Excel和DPS軟件處理數據。兩地試驗品種間變化趨勢基本一致，因此，本文以江西農業大學試驗數據為重點進行分析。

2　結果與分析

2.1超級早、晚稻產量形成的特點

由表1可知，在等養分水平下，超級早稻產量以陸兩優996最高，與金優458、中嘉早32和中早22產量無顯著差異，但顯著高于兩優287和株兩優819，增幅為16.96%～18.34%，后兩者之間差異不顯著。超級晚稻產量以錢優1號最高，豐源優299產量最低，但品種間差異不顯著。

產量構成因素中，單位面積有效穗數超級早稻呈金優458及株兩優819＞陸兩優996及兩優287＞中早22及中嘉早32的趨勢，且前2個品種顯著高于后4個品種；而超級晚稻以五豐優T025有效穗數最多，豐源優299最少，各品種間差異較小。成穗率超級早稻兩優287、中早22和中嘉早32差異不明顯，但顯著高于其他品種；而超級晚稻成穗率金優299、豐源優299之間無顯著差異，但顯著高于錢優1號、天優華占和五豐優T025，后3個品種間無顯著差異。每穗粒數超級早稻中嘉早32最多，顯著高于其他品種；而超級晚稻以五豐優T025最多，也顯著高于其他品種。結實率超級早稻以兩優287最高，陸兩優996次之，而超級晚稻以天優華占最高，金優299最低。千粒重超級早、晚稻各品種間差異均達顯著水平（表1）。

綜上所述，超級早、晚稻不同品種間產量構成因素變化規律不一致。這說明在同一栽培條件下，產量的形成是各產量因素相互作用的結果，這可能與品種的遺傳特性有關。

2.2超級早、晚稻干物質生產

2.2.1干物質生產及其分配特點

由表2可知，超級早、晚稻總干物質積累量與其產量的變化趨勢基本一致，早稻以陸兩優996最高，與金優458相比差異不大，但顯著高于兩優287、中嘉早32、中早22和株兩優819，而兩優287、中嘉早32和中早22間無顯著差異，卻均顯著高于株兩優819；超級晚稻總干物質積累量表現為錢優1號與天優華占基本持平，卻顯著高于金優299、淦鑫688、五豐優T025和豐源優299，而金優299、淦鑫688和五豐優T025間差異不明顯，卻顯著高于豐源優299。相關分析表明，超級早、晚稻總干物質積累量與其產量均呈顯著正相關，相關系數分別為0.9683和0.9865。

不同超級稻品種間各主要生育階段干物質積累及其分配比例也存在很大的差異（表2）。在移栽-幼穗分化期，超級早稻干物質積累量以金優458最高，陸兩優996次之，兩優287最低，此階段各品種干物質積累量平均占總干物質量的18.93%；而超級晚稻干物質積累量以金優299最高，錢優1號次之，淦鑫688最低，此階段各品種干物質積累量平均占總干物質量的25.94%。幼穗分化-齊穗期，超級早稻干物質積累量以中早22最高，金優458次之，中嘉早32最低，此階段各品種干物質積累量平均占總干物質量的38.70%；而超級晚稻干物質積累量以淦鑫688最高，錢優1號次之，金優299最少，此階段各品種干物質積累量平均占總干物質量的29.76%。齊穗-成熟期，超級早稻干物質積累量以兩優287最高，陸兩優996次之，株兩優819最低，此階段各品種干物質積累量平均占總干物質量的41.48%；而超級晚稻干物質積累量以豐源優299最高，天優華占次之，錢優1號最少，此階段各品種干物質積累量平均占總干物質量的43.38%。

表2　超級早、晚稻各主要生育階段干物質積累

表3　超級早、晚稻齊穗-成熟期莖葉干物質輸出率與轉換率（%）

2.2.2干物質轉運

由表3可知，超級早稻干物質輸出率和轉換率均以陸兩優996最高，顯著高于兩優287和株兩優819，而與金優458、中嘉早22、中早22差異不明顯；超級晚稻干物質輸出率以錢優1號最高，與天優華占無顯著差異，但顯著高于金優299、豐源優299、淦鑫688和五豐優T025，而轉換率各品種間差異不顯著。超級早、晚稻干物質輸出率平均分別為22.97%和21.28%，轉換率平均分別為22.58%和23.55%。相關分析表明，超級早、晚稻莖葉干物質輸出率和轉換率均與其產量呈顯著正相關，相關系數分別為0.9306、0.9387和0.9399、0.9568。

2.3超級稻氮素積累及其分配特點

由表4可知，同一施肥水平下，氮素積累量在生育前期（移栽至幼穗分化期）超級早稻以金優458最高，陸兩優996次之，其余品種差異不明顯，而超級晚稻以金優299最高，天優華占最低；生育中、后期（齊穗期、成熟期）超級早稻以陸兩優996最高，超級晚稻以錢優1號最高。生產100 kg籽粒所需的氮量超級早、晚稻各品種差異較小。

從表4還可以看出，超級早稻一生中總吸氮量以陸兩優996最多，兩優287其次，株兩優819最少；晚稻以錢優1號最多，豐源優299次之，淦鑫688最少。在主要生育階段各品種的吸氮量及所占比例有所不同。從表5可以看出，移栽-分化期超級早稻以金優458吸氮量最高，陸兩優996次之，中早22最低；超級晚稻則以金優299最高，錢優1號次之，淦鑫688最低。幼穗分化-齊穗期超級早稻以中早22最高，陸兩優996次之；超級晚稻則以淦鑫688最高，錢優1號次之，金優299最低。齊穗-成熟期超級早稻以兩優287最高，金優458次之，中早22最低；超級晚稻則以豐源優299最高，天優華占次之，金優299最低。從表5還可以看出，超級早、晚稻各生育階段吸氮量主要集中在生育前期（移栽-分化期），生育中、后期（分化-齊穗期、齊穗-成熟期）相對較少。各生育階段氮素積累量的比例生育前期早稻低于晚稻，之后則相反。

3　討論

近年來，隨著我國超級稻計劃的示范與推廣［13］，越來越多的地區實現了超級稻的大面積生產。通過適宜的品種、適當的栽培技術以及較好的生態區域，創造出許多地區的高產記錄［14-15］。與常規稻相比，超級稻品種具有較高的增產潛力。由于各超級稻品種對不同生態區域的適應性不同，以及當地栽培技術、水肥管理措施不同，導致品種的產量潛力也有所不同［14］。本試驗供試的12個超級稻品種在同一栽培和管理條件下，超級早稻產量以陸兩優996最高，株兩優819最低；超級晚稻以錢優1號最高，豐源優299最低，但晚稻品種間差異不顯著。已有研究表明，超級早、晚稻品種的干物質生產優勢集中體現在生育的中、后期，前期干物質生產量品種間差異不大［12］。本研究的結果與袁小樂等［12］關于超級早、晚稻的研究結果基本一致。水稻各生育期對養分的吸收，因生育期的長短和產量高低不同而有較大差異。總體上來說，隨著產量的提高稻株對養分的吸收量增多［16］。本研究結果表明，超級早稻一生中總吸氮量以陸兩優996最大，株兩優819最低；超級晚稻以錢優1號最高，淦鑫688最低。超級早、晚稻各生育階段氮素積累量主要集中在移栽-分化期，而分化-齊穗期和齊穗-成熟期相對較少。

綜上所述，本試驗所用的12個不同基因型超級早、晚稻品種，在江西省范圍內示范與推廣，其產量形成特點不盡相同，干物質生產和氮素吸收也有所不同。綜合超級早、晚稻各品種的產量特性及干物質生產特點，初步認定適宜在江西省種植的超級早、晚稻品種分別為陸兩優996、金優458、錢優1號和天優華占。

表4　超級早、晚稻各生育期氮素積累量（kg/hm2）

表5　超級早、晚稻不同生育階段氮素積累量（kg/hm2）

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Study on Yield Formation and Nitrogen Absorption for Different Genotype Supper Rice Varieties

WU Jianfu1，SHUN Mingzhu2，WANG Haihui1，ZHOU Chunhuo1，PAN Xiaohua1，SHI Qinghua1
（1Collaborative Innovation Center for the Modernization Production of Double Cropping Rice，Jiangxi Agricultural University/Key Laboratory of Crop Physiology，Ecology and Genetic Breeding，Ministry of Education/Jiangxi Key Laboratory of Crop Physiology，Ecology and Genetic Breeding，Nanchang 330045，China；2Jiangxi Agricultural Technology Extension General Station，Nanchang 330046，China；1st author: wjf6711@126.com）

Abstract:The experiments were conducted in middle and lower reaches of Yangtze River of double cropping rice，to study the feature of yield formation and dry matter production and its nitrogen accumulation of different super rice. The results showed that there were regular diversity between the dry matter production and transportation，yield formation and its nitrogen accumulation with the identical cultivation conditions. There was no significant difference among super early rice or super late rice on the N requirement for 100 kg grain. Correlation analysis indicated that the relationship between total dry matter accumulation of super early rice and late rice，the transportation and transformation ratio of dry matter in stems and leaves，and rice grain yield was significant positive correlation. The super early rice and late rice varieties Luliangyou 996，Jinyou 458，Qianyou 1 and Tianyouhuazhan，are suitable for planting in Jiangxi Province.

Key words:double cropping super rice；varity；yield；dry matter accumulation；nitrogen absorption

中圖分類號：S511

文獻標識碼：A

文章編號：1006-8082（2016）03-0001-05

收稿日期：2015-12-21

基金項目：國家“十二五”科技支撐計劃項目（2011BAD16B04）；國家科技支撐計劃項目（2012BAD14B14）；農業部超級稻專項（09004142）