馬瑞（黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院，黑龍江佳木斯154007；作者：www.jmsfy@126.com）

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寒地直立穗型與彎曲穗型水稻干物質(zhì)生產(chǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)研究

馬瑞
（黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院，黑龍江佳木斯154007；作者：www.jmsfy@126.com）

摘要：對(duì)直立穗型與彎曲穗型水稻不同生育時(shí)期干物質(zhì)生產(chǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，兩種穗型水稻苗期充實(shí)度差異達(dá)顯著水平，直立穗型高于彎曲穗型；營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期直立穗型干物質(zhì)積累有高于彎曲穗型水稻的趨勢(shì)；兩種穗型水稻莖鞘輸出率截然相反，彎曲穗型輸出而直立穗型卻有積累；兩種穗型水稻抽穗后的干物質(zhì)積累對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率都大于85%，直立穗型水稻后期貢獻(xiàn)大于彎曲穗型，且均超過90%；直立穗型水稻抽穗前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率低于彎曲穗型。

關(guān)鍵詞：水稻；穗型；干物質(zhì)；生產(chǎn)；轉(zhuǎn)運(yùn)

寒地稻區(qū)是（北緯43°以北）具有獨(dú)特生態(tài)特征的新興稻區(qū)［1］，這一地區(qū)的生態(tài)特點(diǎn)是水稻生育期短，活動(dòng)積溫少，低溫冷害頻發(fā)［2］。由于這種生態(tài)特點(diǎn)，黑龍江省水稻資源遺傳背景相對(duì)狹窄，且大部分具有日本半直立或彎曲穗型水稻品種的血緣，例如藤系138、上育397、空育131及富士光等［3］。李紅宇等［4］于2006-2007年通過對(duì)東北三省區(qū)域試驗(yàn)的品種（系）研究認(rèn)為，遼寧省以直立穗型為主，吉林以半直立穗型為主，而黑龍江省多數(shù)為彎曲或半彎曲穗型。伴隨龍稻5號(hào)和龍粳31等直立穗型品種的審定與大面積推廣，逐漸引起省內(nèi)各育種單位對(duì)直立穗型水稻選育的重視。本文對(duì)兩種穗型水稻干物質(zhì)生產(chǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)進(jìn)行了初步分析，以為今后新品種選育提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2014年在黑龍江省農(nóng)科院佳木斯分院水稻試驗(yàn)地進(jìn)行。選取黑龍江省第二積溫帶晚熟組、早熟組和第三積溫帶晚熟組有代表性的直立和彎曲穗型品種各1個(gè)作為試驗(yàn)材料（表1）。直立穗與彎曲穗按齊穗后15 d穗頸彎曲度（劍葉葉枕到穗尖連線與莖稈延長(zhǎng)線的夾角）劃分，即穗頸彎曲度小于40°為直立穗型；大于50°為彎曲穗型［5］。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采取秧盤旱育苗，每個(gè)品種播4盤。4月15日播種，4月23日出苗，5月25日移栽，每叢插3株，株行距30.0 cm×16.5 cm。完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)長(zhǎng)5.0 m、寬1.2 m。施肥情況：總肥量400 kg/hm2，尿素、二銨、氯化鉀用量比為2∶1∶1。井水灌溉，管理參照寒地水稻旱育稀植三化栽培技術(shù)要求進(jìn)行［6］。

1.2.2取樣

1.2.2.1苗期2葉1心期取10株長(zhǎng)勢(shì)整齊的秧苗，測(cè)定根長(zhǎng)、根數(shù)、地上部和地下部長(zhǎng)度以及干鮮質(zhì)量。

1.2.2.2營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期6月1日起，每9 d取1次樣，7 月7日結(jié)束，共取5次。每個(gè)小區(qū)取2叢整株，3次重復(fù)。取回后立即在105℃殺青1 h，然后80℃烘干至恒重，稱質(zhì)量。

1.2.2.3生殖生長(zhǎng)期抽穗達(dá)50%開始取樣，每個(gè)小區(qū)取2叢，3次重復(fù)。取回后立即在105℃殺青1 h，然后將莖鞘、葉片和穗在80℃烘干至恒重，稱質(zhì)量。成熟時(shí)每小區(qū)取2叢，烘干方法同上。

1.2.3相關(guān)指標(biāo)計(jì)算公式

某器官物質(zhì)輸出率=（抽穗期干質(zhì)量－成熟期干質(zhì)量）/抽穗期干質(zhì)量×100。

抽穗后對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率=（成熟期總干質(zhì)量－抽穗期總干質(zhì)量）/（成熟期穗干質(zhì)量－抽穗期穗干質(zhì)量）×100。

抽穗前積累干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率=（抽穗至成熟積累產(chǎn)量－抽穗至成熟積累總干物質(zhì)量）/抽穗期積累的總干物質(zhì)量×100。

1.3數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用Excel和DPS軟件進(jìn)行處理。

2　結(jié)果與分析

2.1苗期秧苗素質(zhì)及干物質(zhì)量比較

秧苗充實(shí)度為地上部單株干質(zhì)量與株高的比值，是秧苗素質(zhì)的重要指標(biāo)，客觀反映了秧苗地上部組織的疏密及抗逆能力。

從表2可見，直立穗型與彎曲穗型水稻秧苗的地上部百株干質(zhì)量無規(guī)律可循，而株高和充實(shí)度存在顯著差異。直立穗型秧苗的株高顯著矮于彎曲穗型，秧苗的充實(shí)度顯著大于彎曲穗型。這說明在本試驗(yàn)中，直立穗型水稻的秧苗素質(zhì)要好于彎曲穗型。

表1　直立穗型與彎曲穗型水稻劃分

表2　3葉期兩種穗型品種秧苗素質(zhì)及干物質(zhì)量比較

2.2營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)

從圖1可以看出，兩種穗型水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)前期干物質(zhì)積累差距不大，但在6月28日后，差距明顯變大，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期最后測(cè)定日期為7月7日，直立穗型水稻龍稻5號(hào)、松粳13、龍粳31每叢干物質(zhì)量分別為27.12 g、27.54 g和25.20 g，彎曲穗型水稻東農(nóng)428、中龍粳1號(hào)、龍粳26分別為17.91 g、17.13 g和20.64 g。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期，直立穗型水稻品種干物質(zhì)積累量均高于彎曲穗型。

圖1　直立穗型與彎曲穗型水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期干物質(zhì)積累變化

2.3生育后期干物質(zhì)生產(chǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)

2.3.1各器官干物質(zhì)輸出率

表3是抽穗期到成熟期兩種穗型水稻干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，輸出率為正值表示干物質(zhì)輸出，負(fù)值表示干物質(zhì)不但沒有輸出，反而進(jìn)行了物質(zhì)積累。從表3可以看出，兩種穗型水稻葉片的干物質(zhì)輸出率均為正值，且高于莖鞘的輸出率，說明葉片不僅是干物質(zhì)的生產(chǎn)器官，在物質(zhì)儲(chǔ)藏和轉(zhuǎn)換中也起著相當(dāng)重要的作用。兩種穗型水稻的莖鞘輸出率卻截然相反，直立穗型水稻品種為負(fù)值，說明莖鞘干物質(zhì)沒有輸出，有一定的積累；彎曲穗型水稻品種莖鞘輸出率均為正值。

2.3.2抽穗前后物質(zhì)生產(chǎn)及對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)

從表4可以看出，直立穗型水稻抽穗后對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)均超過90%，而彎曲型水稻抽穗后對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)在85%～90%之間，明顯不如直立型水稻貢獻(xiàn)高，說明水稻產(chǎn)量的形成主要是來自抽穗后光合產(chǎn)物的積累，且直立穗型水稻生育后期光合積累對(duì)產(chǎn)量的影響大于彎曲穗型；另一方面，從抽穗前積累干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率來看，直立穗型轉(zhuǎn)運(yùn)率低于彎曲穗型，不到5%，而彎曲穗型均超過8%。從直立穗型與彎曲穗型水稻莖鞘輸出率的正負(fù)值可以部分解釋直立穗型轉(zhuǎn)運(yùn)率低的原因。

表3　直立穗型與彎曲穗型品種各器官物質(zhì)輸出率

表4　抽穗前后物質(zhì)生產(chǎn)及對(duì)產(chǎn)量的影響

3　結(jié)論與討論

從水稻的秧苗素質(zhì)指標(biāo)比較來看，兩種穗型在株高和充實(shí)度指標(biāo)上存在顯著差異。直立穗型株高矮于彎曲穗型，但充實(shí)度高于彎曲穗型。對(duì)于培育壯苗而言，直立穗型顯然優(yōu)于彎曲穗型。

營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期的干物質(zhì)積累對(duì)后期產(chǎn)量形成具有一定的貢獻(xiàn)作用［7］。直立穗型水稻品種營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期的物質(zhì)積累量有高于彎曲穗型的趨勢(shì)。但是從抽穗前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率來看，直立穗型卻低于彎曲穗型，這又不利于產(chǎn)量的形成。

比較兩種穗型水稻葉片和莖鞘的輸出率可知，兩種穗型葉片物質(zhì)輸出率均為正值，說明作為光合作用的主要器官，高產(chǎn)水稻90%以上產(chǎn)量來自葉片的光合作用，葉片在物質(zhì)儲(chǔ)藏和轉(zhuǎn)換中起到相當(dāng)重要的作用［8］。直立穗型的莖鞘輸出率與彎曲穗型截然相反，直立穗型沒有物質(zhì)輸出，反而有一定的積累，未能將物質(zhì)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)有效的轉(zhuǎn)為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，這與高士杰等［9］的研究結(jié)果一致。這種差異在后期田間表現(xiàn)中可以驗(yàn)證，直立穗型品種與彎曲穗型品種相比，生育后期莖稈持續(xù)鮮綠時(shí)間較長(zhǎng)，這種輸出特性差異可能是造成兩種穗型水稻早衰和倒伏能力高低的原因之一。

兩種穗型水稻抽穗后光合產(chǎn)物對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)均達(dá)85%以上，直立穗型甚至超過了90%，直立穗型水稻抽穗后的干物質(zhì)積累對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)優(yōu)于彎曲穗型。

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Study on the Production and Transportation of Dry Matter of Erect and Curved Panicle Type Rice

MA Rui
（Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Jiamusi branch，Jiamusi，Heilongjiang 154007，China；Author：www.jmsfy@126.com）

Abstract：A comparative analysis on the production and transportation of dry matter in different growth stages of erect panicle type rice and curved panicle type rice was conducted. The results showed that the filling degree of erect panicle type rice was significantly higher than that of the curved panicle type rice. The accumulation of dry matter of erect panicle type rice in vegetative growth stage was higher than that of the curved panicle type rice，and the output rate of two panicle type rice was the opposite. The contribution rate of dry matter accumulation after heading in two panicle type rice were more than 85%，and the contribution of erect panicle type rice was higher than that of the curved panicle type rice. The dry matter translocation rate of dry matter before heading of erect panicle type rice was lower than that of the curved panicle type rice.

Key words：rice；panicle type；dry matter；production；transportation

中圖分類號(hào)：S511

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-8082（2016）02-0051-04

收稿日期：2015－10－24