同熟期粳稻品種混栽對產(chǎn)量性狀的影響

余波，楊軍，胡慶峰，林添資，景德道，錢華飛，李闖，曾生元，孫立亭，杜燦燦，龔紅兵

(江蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 句容 212400)

單位面積有效穗、每穗實粒數(shù)、千粒重是構(gòu)成水稻產(chǎn)量的三大因素，三者的乘積構(gòu)成水稻的產(chǎn)量。縮短營養(yǎng)生長周期，在短時間內(nèi)爭取較多的有效分蘗是構(gòu)建高光效群體的主要途徑[1-3]；改善水稻品種的生長環(huán)境，增加穗重，提高每穗實粒數(shù)、千粒重有利于優(yōu)化穗粒結(jié)構(gòu)。單位面積有效穗、每穗實粒數(shù)、千粒重除了受品種自身基因型的控制，也易受外界環(huán)境的影響，光照時長、肥水管理、病蟲害都會對水稻的生長發(fā)育造成影響，進而影響水稻的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。

諸葛根樟等[4]發(fā)現(xiàn)，含有不同抗病基因的品種混栽時，非親和性的病原菌小種受到抑制，能明顯減輕病害。郎杰等[5]通過分析遺傳分化對多樣性混栽抗稻瘟病效率的影響，發(fā)現(xiàn)混栽模式下的抗稻瘟病效果要優(yōu)于凈栽模式，說明水稻混栽可有效降低稻瘟病發(fā)生。目前，水稻品種混栽的研究主要集中在混栽對病蟲害防治的影響[4-12]，而不同品種混栽條件下分蘗成穗規(guī)律對穗粒結(jié)構(gòu)的影響鮮有報道。

本研究設(shè)早熟晚粳、遲熟中粳、中熟中粳3組混栽試驗，每個混栽試驗以2個同熟期品種混栽，考察混栽高峰苗、有效穗、每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、千粒重等性狀，探究同熟期品種混栽條件下分蘗成穗規(guī)律和對穗粒結(jié)構(gòu)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

早熟晚粳混栽試驗設(shè)3個處理：V1，鎮(zhèn)稻18號凈栽；V2，武運粳23號凈栽；V3，鎮(zhèn)稻18號、武運粳23號混栽(比例1∶1)。遲熟中粳混栽試驗設(shè)3個處理：V4，鎮(zhèn)稻14號凈栽；V5，武運粳24號凈栽；V6，鎮(zhèn)稻14號、武運粳24號混栽(比例1∶1)。中熟中粳混栽試驗設(shè)3個處理：V7，鎮(zhèn)稻88凈栽；V8，武運粳27號凈栽；V9，鎮(zhèn)稻88、武運粳27號混栽(比例1∶1)。

1.2 方法

試驗在鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)科學(xué)院育種基地實施，田間采用隨機區(qū)組排列，設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)種植面積13.3 m2，區(qū)組間隔40 cm，小區(qū)間隔33 cm。早熟晚粳稻于5月15日播種，6月12日移栽，秧齡28 d；遲熟中粳稻于5月21日播種，6月16日移栽，秧齡26 d；中熟中粳稻于5月30日播種，6月25日移栽，秧齡26 d。株行距13.3 cm×25.0 cm，每小區(qū)栽插400穴，每穴2苗。移栽后對各小區(qū)定點觀察20穴(混栽處理用塑料牌將2個品種隔開，以便分別調(diào)查取樣)，每隔7 d觀察記載莖蘗發(fā)生情況；成熟后，各小區(qū)隨機取樣5穴，進行考種，測定每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重等，并通過有效穗、每穗實粒數(shù)、千粒重計算理論產(chǎn)量。

1.3 期望值計算

期望值是指在一個離散性隨機變量試驗中每次可能結(jié)果的概率乘以其結(jié)果的總和。在本文中指不考慮混栽效應(yīng)，2個混栽品種在凈栽條件下的結(jié)果以及混栽比例計算出的總和。

早熟晚粳混栽期望值=鎮(zhèn)稻18號凈栽調(diào)查結(jié)果×50%+武運粳23號凈栽調(diào)查結(jié)果×50%。

遲熟中粳混栽期望值=鎮(zhèn)稻14號凈栽調(diào)查結(jié)果×50%+武運粳24號凈栽調(diào)查結(jié)果×50%。

中熟中粳混栽期望值=鎮(zhèn)稻88凈栽調(diào)查結(jié)果×50%+武運粳27號凈栽調(diào)查結(jié)果×50%。

2 結(jié)果與分析

2.1 混栽對高峰苗、有效穗、成穗率的影響

通過調(diào)查混栽與凈栽的高峰苗、有效穗，分析混栽對高峰苗、有效穗的影響(表1)。

早熟晚粳稻試驗中，高峰苗以混栽組合(353.65萬·hm-2)最高，其次為鎮(zhèn)稻18號凈栽(353.34萬·hm-2)，武運粳23號凈栽最低(337.99萬·hm-2)；有效穗以鎮(zhèn)稻18號凈栽最高(284.82萬·hm-2)，其次為混栽組合(283.67萬·hm-2)，武運粳23號凈栽最低(274.58萬·hm-2)。

遲熟中粳稻試驗中，高峰苗以混栽組合最高(366.37萬·hm-2)，其次為鎮(zhèn)稻14號凈栽(365.34萬·hm-2)，武運粳24號凈栽最低(335.85萬·hm-2)；有效穗以混栽組合最高(288.33萬·hm-2)，其次為鎮(zhèn)稻14號凈栽(285.75萬·hm-2)，武運粳24號凈栽最低(274.33萬·hm-2)。

中熟中粳稻試驗中，高峰苗以混栽組合最高(309.91萬·hm-2)，其次為鎮(zhèn)稻88凈栽(294.96萬·hm-2)，武運粳27號凈栽最低(282.06萬·hm-2)；有效穗以混栽組合最高(261.34萬·hm-2)，其次為鎮(zhèn)稻88凈栽(253.75萬·hm-2)，武運粳27號凈栽最低(242.50萬·hm-2)。

從始蘗期到高峰苗，混栽組合發(fā)苗最快，在移栽時相同總莖蘗數(shù)的情況下,隨著生育進程推進，混栽與凈栽總莖蘗數(shù)差異越來越大。在3組混栽試驗中，混栽組合高峰苗、有效穗的實際值均高于其期望值，說明不同品種之間進行混栽，能促進總莖蘗數(shù)增加。其中，中熟中粳鎮(zhèn)稻88與武運粳27號混栽后對總莖蘗數(shù)的影響最大，高峰苗實際值較期望值提高21.40萬·hm-2，有效穗實際值較期望值提高13.21萬·hm-2；其次是遲熟中粳鎮(zhèn)稻14號與武運粳24號混栽，高峰苗實際值較期望值提高15.78萬·hm-2，有效穗實際值較期望值提高8.29萬·hm-2；早熟晚粳鎮(zhèn)稻18號與武運粳23號混栽對總莖蘗數(shù)影響最小，高峰苗實際值較期望值提高7.99萬·hm-2，有效穗實際值較期望值提高3.97萬·hm-2。

通過高峰苗、有效穗計算成穗率(表1)，在3組混栽試驗中，混栽組合成穗率的實際值較期望值略低，但差異不顯著。在早熟晚粳混栽試驗組，混栽成穗率實際值較期望值降低0.71百分點；在遲熟中粳試驗組，混栽成穗率實際值較期望值降低1.18百分點；在中熟中粳試驗組，混栽成穗率實際值較期望值降低1.67百分點。

2.2 混栽對穗粒結(jié)構(gòu)的影響

成熟后，各試驗小區(qū)隨機取樣5穴(混栽處理的2個品種分別取樣)帶回實驗室進行考種，測定每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、千粒重等，分析混栽條件下對每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、千粒重、結(jié)實率的影響(表2)。

早熟晚粳稻試驗中，每穗總粒數(shù)以混栽組合最高(154.80粒)，其次為鎮(zhèn)稻18號凈栽(152.68粒)，武運粳23號凈栽最低(148.74粒)；每穗實粒數(shù)以混栽組合最高(141.85粒)，其次為鎮(zhèn)稻18號凈栽(139.59粒)，武運粳23號凈栽最低(135.79粒)。

表2 不同處理穗粒結(jié)構(gòu)對比

遲熟中粳稻實驗中，每穗總粒數(shù)以混栽組合最高(145.83粒)，其次為武運粳24號凈栽(145.27粒)，鎮(zhèn)稻14號凈栽最低(136.93粒)；每穗實粒數(shù)以混栽組合最高(134.28粒)，其次為武運粳24號凈栽(132.95粒)，鎮(zhèn)稻14號凈栽最低(124.54粒)。

中熟中粳稻試驗中，每穗總粒數(shù)以混栽組合最高(139.34粒)，其次為武運粳27號凈栽(136.96粒)，鎮(zhèn)稻88凈栽最低(128.57粒)；每穗實粒數(shù)以混栽組合最高(126.92粒)，其次為武運粳27號凈栽(125.40粒)，鎮(zhèn)稻88凈栽最低(116.50粒)。

在3組混栽試驗中，混栽組合每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)實際值均高于期望值。其中，中熟中粳鎮(zhèn)稻88與武運粳27號混栽后對每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)的影響最大，混栽每穗總粒數(shù)實際值較期望值高6.58粒，混栽每穗實粒數(shù)實際值較期望值高5.97粒；其次是遲熟中粳鎮(zhèn)稻14號與武運粳24號混栽，混栽每穗總粒數(shù)實際值較期望值高4.73粒，混栽每穗實粒數(shù)實際值較期望值高5.53粒；早熟晚粳鎮(zhèn)稻18號與武運粳23號混栽對每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)影響最小，混栽每穗總粒數(shù)實際值較期望值高4.09粒，混栽每穗實粒數(shù)實際值較期望值高4.16粒。結(jié)實率、千粒重受混栽影響較小(表2)，在早熟晚粳、遲熟中粳、中熟中粳3組混栽試驗中，結(jié)實率實際值分別較期望值高0.27百分點、0.83百分點、-0.01百分點,千粒重實際值較期望值分別降低0.38、0.12、0.06 g。

2.3 混栽對理論產(chǎn)量的影響

根據(jù)每公頃有效穗、每穗實粒數(shù)、千粒重計算理論產(chǎn)量，對比混栽理論產(chǎn)量與凈栽理論產(chǎn)量差異(表3)、混栽理論產(chǎn)量實際值與期望值差異(表4)，分析混栽條件下對產(chǎn)量的影響。

表3 混栽對理論產(chǎn)量的影響

表4 混栽條件下的產(chǎn)量實際值和期望值

理論產(chǎn)量由高到低依次為混栽組合(V3)>鎮(zhèn)稻18號(V1)>武運粳23號(V2)，混栽組合(V6)>鎮(zhèn)稻14號(V4)>武運粳24號(V5)，混栽組合(V9)>武運粳27號(V8)>鎮(zhèn)稻88(V7)。其中，混栽組合(V6)與鎮(zhèn)稻14號凈栽、武運粳24號凈栽之間理論產(chǎn)量差異達到顯著水平，混栽組合(V9)與鎮(zhèn)稻88凈栽、武運粳27號凈栽之間理論產(chǎn)量差異達到顯著水平。

進一步對比混栽理論產(chǎn)量的實際值與期望值的差異，均是混栽組合理論產(chǎn)量的實際值高于期望值。其中，中熟中粳鎮(zhèn)稻88與武運粳27號混栽后對理論產(chǎn)量的影響最大，混栽理論產(chǎn)量實際值較期望值高828.98 kg·hm-2，增產(chǎn)達顯著水平；其次是遲熟中粳鎮(zhèn)稻14號與武運粳24號混栽，混栽理論產(chǎn)量實際值較期望值高665.68 kg·hm-2，增產(chǎn)達顯著水平；早熟晚粳鎮(zhèn)稻18號與武運粳23號混栽對理論產(chǎn)量影響最小，混栽理論產(chǎn)量實際值較期望值高308.75 kg·hm-2，增產(chǎn)不顯著。

3 小結(jié)

不同粳稻品種混栽對分蘗的發(fā)生有促進作用。在移栽相同總莖蘗數(shù)的情況下，隨著生育進程推進，混栽與凈栽總莖蘗數(shù)差異越來越大。在3組混栽試驗中，混栽組合高峰苗、有效穗的實際值均高于期望值。

不同粳稻品種混栽，能改善穗型，提高每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)。在3組混栽試驗中，混栽組合每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)均高于期望值，說明不同粳稻品種之間進行混栽能促進穎花分化。

不同粳稻品種混栽，對結(jié)實率和千粒重影響不大。在3組混栽試驗中，結(jié)實率、千粒重的實際值和期望值差異不明顯，說明混栽雖然能促進粳稻分蘗，提高每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)，但并不會對結(jié)實率和千粒重產(chǎn)生太大影響。

不同粳稻品種混栽能提高生物學(xué)產(chǎn)量，早熟品種混栽的增幅要明顯強于晚熟品種。雖然單從有效穗、每穗實粒數(shù)進行分析，混栽的增幅并不明顯，但是通過計算水稻的理論產(chǎn)量發(fā)現(xiàn)混栽具有一定的增產(chǎn)潛力。進一步對比3組混栽試驗實際值與理論值的差異，發(fā)現(xiàn)有效穗、每穗實粒數(shù)、理論產(chǎn)量的增幅都是早熟品種大于晚熟品種。

雖然混栽能提高粳稻的生物學(xué)產(chǎn)量，但是品種之間的混栽需要進行選擇，需要了解品種本身的生育期、株高、抗性等方面的特性，不同品種對光照、水分、養(yǎng)分的需求差異導(dǎo)致不同品種混栽后增產(chǎn)潛力的差異。