水稻莖稈性狀與抗倒性的關(guān)系及配合力分析

[摘 要] 水稻作為一種糧食作物，已成為世界50%人口的主食。中國作為水稻需求的大國，一直致力于水稻高產(chǎn)量培育的研究上。隨著我國人口的增加，耕地面積越來越不能夠滿足糧食的需求，提高糧食（主要是水稻）的667 m2產(chǎn)量是現(xiàn)在我國農(nóng)業(yè)的重要研究項(xiàng)目。中國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也逐漸提高，對(duì)稻米的品質(zhì)也提出了更高的要求。水稻的產(chǎn)量和數(shù)量的提高，本質(zhì)就是水稻性狀的改變，本文根據(jù)水稻的莖稈性狀來探討如何提高抗倒性。

[關(guān)鍵詞] 水稻；莖稈性狀；抗倒性；配合力

[中圖分類號(hào)] S511 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2017）05-49-2

水稻的倒伏會(huì)嚴(yán)重降低產(chǎn)量，也會(huì)給稻米的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。有一組調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在水稻乳熟期倒伏會(huì)減產(chǎn)36%，蠟熟期和黃熟期倒伏會(huì)減產(chǎn)21.5%左右，而且倒伏的水稻中稻米質(zhì)量和味道大打折扣，蛋白質(zhì)和淀粉含量升高，導(dǎo)致淀粉的粘度降低，所以克服水稻倒伏問題迫在眉睫。解決問題的辦法就是改變水稻莖稈性狀，減少倒伏現(xiàn)象的發(fā)生。

1 水稻莖稈性狀和抗倒性研究現(xiàn)狀

20世界60年代以來，農(nóng)業(yè)專家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)矮稈基因能克服水稻的倒伏問題，但是隨著產(chǎn)量的提高，盡管出現(xiàn)少量倒伏現(xiàn)象，仍會(huì)造成很大的產(chǎn)量損失。近幾年研究出的半矮稈水稻品種大大減少了倒伏現(xiàn)象，而且保證了產(chǎn)量，經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高。但是，隨著人們需求的增加，必須在生物產(chǎn)量上有進(jìn)一步的提高和突破，而且生物產(chǎn)量突破點(diǎn)就是增加株高。研究發(fā)現(xiàn)，水稻植株越高產(chǎn)量越大，但是抗倒伏能力越低；植株越低產(chǎn)量會(huì)受到限制，但是抗倒伏能力優(yōu)秀，為了找到最優(yōu)性狀，還需要不斷試驗(yàn)和摸索。為了提高水稻品質(zhì)和產(chǎn)量，除了在水稻莖稈性狀方面著手，還需要找到其他抗倒因素，進(jìn)行進(jìn)一步完善。

2 水稻倒伏類型

根據(jù)水稻倒伏發(fā)生的位置，可以分為兩類。一類是根部倒伏，就是植株根部發(fā)生倒伏，倒伏之后基本就是完全貼著平地倒伏。這種倒伏的水稻并不常見，一般發(fā)生于旱稻的種植過程中，所以根部倒伏的研究比較少，關(guān)注度也比較低。另一類是莖部倒伏，就是在地面以上的莖發(fā)生彎曲和折斷，這種現(xiàn)象比較常見，也是研究的重點(diǎn)，相關(guān)人員的關(guān)注度也非常高。

根據(jù)水稻植株倒伏現(xiàn)象，可以分為挫折型、彎曲型和扭轉(zhuǎn)型[1]。挫折型倒伏就是地面上的莖發(fā)生折斷現(xiàn)象，主要原因就是莖稈上的穗及上面部分的質(zhì)量，超過了莖承受的最大負(fù)荷而發(fā)生莖稈折斷現(xiàn)象。彎曲型倒伏就是莖稈出現(xiàn)彎曲，也是由于上面部分質(zhì)量過大引起的，但是強(qiáng)度沒有挫折型大，所以莖稈發(fā)生彎曲，或者是穗重過大，在風(fēng)雨中拉扯導(dǎo)致的。扭轉(zhuǎn)型倒伏就是根部在土壤中被拔了出來，傷害非常大。

此外，可以根據(jù)倒伏的傾斜角度進(jìn)行分類，分為直立型、傾斜型和貼地型[2]。

3 莖稈性狀與抗倒伏的關(guān)系

3.1 植株高度

植株高度對(duì)水稻倒伏的影響非常大，通過相關(guān)人員的不斷摸索發(fā)現(xiàn)，植株高度提高，倒伏指數(shù)也會(huì)大幅度提升，莖稈的抗折斷力大幅度降低。植株過高，重心便會(huì)提高，受力的力矩就會(huì)增大，特別容易達(dá)到整個(gè)莖稈承受的限度，而出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象。莖稈的伸長節(jié)的長度減小，那么水稻越不容易倒伏，尤其是伸長節(jié)一二節(jié)的長度變化，會(huì)影響到整個(gè)植株的抗倒伏能力，所以伸長節(jié)要控制在一定的生長范圍內(nèi)。還有穗頸節(jié)的長度，如果太長就會(huì)出現(xiàn)頭重腳輕的現(xiàn)象，水稻莖稈每一部分的高度要有一個(gè)合理的搭配，才能提高植株的抗倒伏能力。但是，植株高度不能完全影響水稻的抗倒伏能力，品種的差異也會(huì)呈現(xiàn)出不同的效果，有些品種盡管莖稈很低，但是抗倒能力并不是很強(qiáng)，反而不如一些高稈水稻，在研究過程中要注意品種的搭配。

3.2 莖稈化學(xué)成分

莖稈化學(xué)成分從力學(xué)理論上可以看出，植株越高，越容易出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象。如果一味降低植株高度來提高抗倒性，植株就會(huì)過于低矮，光能利用率大大降低，則生長量不足，植株莖稈結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，產(chǎn)量也會(huì)大打折扣。如果適當(dāng)增加植株高度，可以降低葉面積密度，來提高二氧化碳的擴(kuò)散和下端葉片的受光面積，提高生長效率。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，植株高度與生物產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。所以，生物產(chǎn)量與植株高度要權(quán)衡把握，找到最優(yōu)的性狀方案。

4 莖稈結(jié)構(gòu)

4.1 基部伸長節(jié)間

對(duì)于水稻的莖稈來說，抗倒性與基部第一二節(jié)有緊密的關(guān)系。水稻的莖稈在地面不僅僅有支持功能，而且是運(yùn)輸養(yǎng)料的通道，其由節(jié)和節(jié)間組成，節(jié)主要是增加整體的硬度，可以提高整個(gè)莖稈的負(fù)載能力。節(jié)間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，由表皮、組織、維管束組成。表面的細(xì)胞具有特殊的機(jī)構(gòu)，細(xì)胞壁木質(zhì)化可以進(jìn)一步提高莖稈的剛度；維管束不僅可以進(jìn)行運(yùn)輸，而且可以增加整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；機(jī)械組織具有很厚的纖維細(xì)胞，是特別堅(jiān)韌的皮層。水稻莖稈具有很復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，每一部分的改變都會(huì)呈現(xiàn)出不同的力學(xué)性能，所以人們?cè)诹私馇o稈的同時(shí)，還要充分考慮如何提高抗倒性。

4.2 莖稈粗度

莖稈粗度越大，抗倒伏能力并不會(huì)有明顯的提高。這方面的研究一直有爭議，很多時(shí)候認(rèn)定在一定限度內(nèi)會(huì)有所提高，如果過于粗就會(huì)物極必反。但是可以肯定的是，如果莖稈過于粗壯，就會(huì)有更多的養(yǎng)分用于莖稈的生長，大大降低產(chǎn)量，呈現(xiàn)出養(yǎng)料費(fèi)用的現(xiàn)象。為了充分體現(xiàn)產(chǎn)量的最優(yōu)化處理，必須對(duì)莖稈粗度進(jìn)行控制。

5 水稻抗倒伏與莖稈性狀的配合力分析

水稻莖稈性狀分為很多類，衡量水稻抗倒能力的指標(biāo)也很多。大多數(shù)的研究表明，抗伏指數(shù)與莖稈的高度和質(zhì)量成正比，而莖稈抗彎曲和折斷的能力大打折扣。所以，在尋找水稻最優(yōu)性狀時(shí)要充分考慮力學(xué)特性，綜合評(píng)價(jià)性能。在培育新型水稻的過程中，要進(jìn)行抗倒性性狀的篩選，然后把控制性狀的基因進(jìn)行同步累加，通過新材料和新方法的獲取，然后在生產(chǎn)實(shí)踐中充分發(fā)揮指導(dǎo)作用。莖稈的抗倒性雜種優(yōu)勢會(huì)隨著年份的增加出現(xiàn)變異，所以要及時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品性狀控制。高肥栽培的條件下，要協(xié)調(diào)抗倒伏、呼吸、光合性能與植株高度、穗中、莖稈粗度等物理性狀的關(guān)系，找到最優(yōu)的性狀分配方案。

如果地面上的鮮質(zhì)量越大，那么莖稈的粗纖維含量就越高，莖稈的充實(shí)度就越好，抗倒伏性能也就越強(qiáng)，二者的配合度也就越明顯。因此，在選擇抗倒伏雜交水稻親本時(shí)，應(yīng)選擇抗倒性一般配合力高的作為配組，這樣可以體現(xiàn)出性狀的良好配合性。

6 結(jié)語

在水稻性能優(yōu)化的道路上，需要工作人員和研究人員的不斷努力，在不斷摸索的過程中，找到最優(yōu)秀的性狀分配方案，在提高產(chǎn)量的同時(shí)提高稻米的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]周繼勇，肖層林，王仁祥.水稻抗倒性研究進(jìn)展[J].作物研究，2006（S1）：388-392.

[2]陳桂華，鄧化冰，張桂蓮，等.水稻莖稈性狀與抗倒性的關(guān)系及配合力分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（3）：407-417.