郭長春 孫知白 孫永健 殷堯翥 武云霞 唐源 楊志遠 向開宏 馬均

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優(yōu)質豐產(chǎn)雜交秈稻品種機直播產(chǎn)量構成及其群體質量研究

郭長春 孫知白 孫永健*殷堯翥 武云霞 唐源 楊志遠 向開宏 馬均*

(四川農業(yè)大學 水稻研究所/農業(yè)部西南作物生理、生態(tài)與耕作重點實驗室，四川 溫江 611130；*通訊聯(lián)系人，E-mail: yongjians1980@163.com; majun p2002@163.com)

【目的】本研究旨在明確適宜平原(崇州)與丘陵(三臺)稻區(qū)機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種群體質量的共性特征，構建規(guī)范化的機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種的鑒選方法和評價標準，以及為雜交秈稻機械化直播配套技術的融合提供理論及實踐依據(jù)?！痉椒ā績缮鷳B(tài)區(qū)以29個品種為試材，采用人工模擬精量穴直播(以下簡稱機直播)，研究機直播對平原與丘陵稻區(qū)不同產(chǎn)量水平的優(yōu)質雜交秈稻群體質量特征及產(chǎn)量的影響，并探討機直播優(yōu)質雜交秈稻群體質量特征與產(chǎn)量間的關系?！窘Y果】依據(jù)兩生態(tài)區(qū)各品種的平均籽粒產(chǎn)量聚類分析，將兩生態(tài)區(qū)供試品種分為高產(chǎn)、中產(chǎn)、低產(chǎn)3種類型。其中，三臺高產(chǎn)類型品種占17.24%，中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種占82.76%；崇州高產(chǎn)類型品種占10.34%，中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種占89.66%。與中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種相比，兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)類型品種的共性特征為分蘗能力強、有效穗數(shù)多、結實率高，拔節(jié)期后葉面積指數(shù)(LAI)大，干物質累積量高；結實期頂3葉葉長、葉位、葉張角、株高及其頂部截獲光能優(yōu)勢明顯。相關分析表明，機直播條件下，除群體透光率、頂3葉葉張角、分蘗盛期LAI及干物質累積量外，各群體質量指標與籽粒產(chǎn)量均呈顯著或極顯著正相關(=0.37*~0.90**)，尤其是齊穗期高效LAI率、成熟期干物質累積量及其收獲指數(shù)與產(chǎn)量的相關性?！窘Y論】機直播條件下，高產(chǎn)類型品種能夠獲得較高的有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)，并協(xié)同提高結實率，實現(xiàn)生育后期群體干物質的高增長，從而獲得較高產(chǎn)量。

機直播；雜交秈稻品種；產(chǎn)量類型；產(chǎn)量構成；群體質量

直播稻歷史悠久，優(yōu)缺點明顯，與傳統(tǒng)移栽、機插相比，直播稻節(jié)省了育秧、插秧等環(huán)節(jié)，具有省工、節(jié)本、增產(chǎn)的效果。而機直播符合現(xiàn)代稻作高效化、輕簡化的發(fā)展方向，其應用面積不推而廣[1]。但如何鑒選適宜機直播的水稻品種，是配套集成機直播稻優(yōu)質豐產(chǎn)高效栽培技術的關鍵步驟；前人就直播稻播期[2-3]、肥料運籌[4-5]、穗型[6]以及機械化種植方式[7]等方面進行了大量研究，結論不一。曾令琴等[8]研究認為，分蘗強、成穗率與結實率高、植株矮以及生育期適中的品種較為適宜機直播；孫永健等[9]研究則發(fā)現(xiàn)，雜交秈稻品種群體莖蘗動態(tài)、物質積累特性均表現(xiàn)為“中穩(wěn)、后高”，且產(chǎn)量構成特征優(yōu)勢明顯；曾勇軍等[10]研究指出，高產(chǎn)類型品種具有株型緊湊、生長旺盛、產(chǎn)量潛力高、后期干物質生產(chǎn)能力強等特點。

但總體而言，我國水稻機械化直播技術研究起步晚，高產(chǎn)優(yōu)質栽培配套技術體系尚不完備，在農機農藝融合、機械化配套研究、病蟲害綠色防控措施、稻米品質尤其是食味品質等方面有待進一步提高[11]。四川稻區(qū)人口眾多，大多數(shù)人以稻米為主食；水稻品種多為雜交秈稻，而雜交秈稻品種價格高、機械化難度大、品種生育期長、前茬作物收獲較晚，茬口矛盾突出、區(qū)域適應性差、篩選標準和方法研究較少。另外，四川稻區(qū)溫、光條件差異顯著，平原、丘陵地區(qū)垂直變化大，單一的稻作區(qū)域，難以較好地實現(xiàn)機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種的鑒選及其共性研究，且適宜不同生態(tài)條件下的機械化、輕簡化的優(yōu)質豐產(chǎn)雜交秈稻品種的生長發(fā)育特性鮮見報道，更缺乏適宜機械化種植的優(yōu)質豐產(chǎn)雜交秈稻品種的篩選標準和綜合評價指標體系。因此，本研究在2016年初選的基礎上[12]，精心挑選廣泛應用且適合四川稻區(qū)種植的29個優(yōu)質雜交秈稻品種，于平原、丘陵生態(tài)區(qū)進行機直播；旨在探明優(yōu)質豐產(chǎn)雜交秈稻品種機直播適應性機理，闡明其高產(chǎn)高效的共性特征，建立適合機直播雜交水稻品種的評價標準和鑒選方法，為雜交秈稻機械化直播配套技術的融合以及高產(chǎn)高效品種的選育提供依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點情況

試驗在前期研究報道的基礎[12]上，于2017年在四川農業(yè)大學成都市崇州(平原稻作區(qū))試驗基地、綿陽市三臺縣(丘陵稻作區(qū))兩個生態(tài)區(qū)進一步深入和完善；兩生態(tài)區(qū)代表性試驗田塊土壤均為砂壤土，前茬、耕層(0~20 cm)土壤理化特性見表1,地理及氣象條件見表2。

表1 兩個生態(tài)區(qū)試驗田土壤理化性狀

表2 兩個生態(tài)區(qū)試驗田水稻生長期間地理及氣象條件

1.2 試驗設計

2017年在2016年試驗基礎上，對參試品種進行了淘汰和擴增，選用29個優(yōu)質(米質達國標3級以上)雜交秈稻品種(表3)，并在2個生態(tài)區(qū)同步進行機直播品比試驗，但為了推進本研究區(qū)域水稻優(yōu)良品種的更新?lián)Q代，2017年試驗品種與2016年未完全重復，但相同品種兩年測定數(shù)據(jù)基本一致, 2017年測定的數(shù)據(jù)較為齊全并生態(tài)區(qū)同步測定，所以本研究僅以2017年數(shù)據(jù)進行分析。各生態(tài)區(qū)品種間隨機區(qū)組設計，3次重復，小區(qū)面積在成都崇州為13.75 m2，綿陽三臺為13.05 m2。崇州于4月28日播種，三臺于5月24日播種；播種前曬種1 d，浸種直至90%露白為止，陰干，以種子不沾手為宜。行株距均為25 cm×20 cm；模擬直播機機型為2BDXS-10CP(25)，自制間距為20 cm的排種器進行穴直播，每穴3～7粒。氮肥(尿素)施用量折合純N 150 kg/hm2，按基肥(1葉1心)∶蘗肥(3葉1心) ∶穗肥(曬田復水1 d后)=4∶3∶3施用，磷肥(以P2O5計)用量為 75 kg/hm2，作基肥一次性施入，鉀肥(以K2O計)用量為 150 kg/hm2，作基肥和拔節(jié)肥分次等量施入。大田周圍筑埂，以防肥水流失。其他田間管理按大面積生產(chǎn)田進行。

表3 兩生態(tài)區(qū)各品種稻谷產(chǎn)量

表4 兩生態(tài)區(qū)各品種產(chǎn)量

同列數(shù)據(jù)后標不同小寫字母的值在5%水平上差異顯著。下同。

Values within a column followed by different letters are significantly different at﹤0.05. The same as below.

1.3 測定項目與方法

1.3.1 莖蘗動態(tài)

各小區(qū)定點20穴稻株，于播種20 d后開始分蘗調查至齊穗，每隔7 d調查1次分蘗數(shù)。

1.3.2 干物質累積和葉面積指數(shù)

于分蘗盛期、拔節(jié)期、齊穗及成熟期各小區(qū)按平均莖蘗數(shù)取代表性稻株5穴，分成莖鞘、葉片、穗(結實期)，用CID-203葉面積儀測定各生育時期稻株葉面積(成熟期除外)，并計算葉面積指數(shù)。105℃下殺青45 min，80℃烘干至恒重，測定地上部干物質量。

1.3.3 葉片著生狀態(tài)

于齊穗期稻株自然狀態(tài)下用透明量角器測定頂3葉葉張角(莖稈和葉片平直部分的夾角)，每處理測定15株；同時測定其株高、頂3葉葉長、葉寬及各葉葉枕距地面的高度，取平均值。

1.3.4 群體透光率

于齊穗、齊穗15d及齊穗后30 d的晴天中午11:00－13:00，用美國生產(chǎn)的植物冠層分析儀LP-80分別在距地面15 cm、60 cm和高于冠層15 cm處,測定同一水平高度下各處理行、間距的光照強度,其行、間距光照強度的平均值為此高度下的光照強度；以距地面15 cm、60 cm與高于冠層15 cm處光照強度的比值分別表示15 cm和60 cm處的群體透光率，每小區(qū)重復測定3個點。

1.3.5 考種與計產(chǎn)

成熟期各小區(qū)隨機調查60穴，取平均后，計算有效穗數(shù)；再取代表性稻株10穴，考查實粒數(shù)、千粒重、結實率等性狀。收獲時各小區(qū)去邊行，并按實收株數(shù)計產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel、SigmaPlot 12.0及DPS 6.5進行數(shù)據(jù)分析及繪圖。

2 結果與分析

2.1 機直播優(yōu)質雜交秈稻品種產(chǎn)量劃分依據(jù)

由表3可知，兩生態(tài)區(qū)各品種產(chǎn)量變化存在明顯差異，其中，除晶兩優(yōu)534、綠優(yōu)4923、宜香3728、宜香4245外，其余品種產(chǎn)量表現(xiàn)均以三臺較好，且供試品種籽粒平均產(chǎn)量差異較大，最高(F優(yōu)498)達10442.0 kg/hm2，最低(Y兩優(yōu)1號)僅為7307.5 kg/hm2。由于品種數(shù)多，且兩個生態(tài)區(qū)，所以采用歐氏距離長短法對兩生態(tài)區(qū)29個優(yōu)質雜交秈稻品種的籽粒平均產(chǎn)量進行聚類分析，產(chǎn)量水平由大到小分為高產(chǎn)、中產(chǎn)、低產(chǎn)3種類型，方差分析結果見表4。其中，三臺高產(chǎn)類型品種占17.24%，中產(chǎn)類型品種占62.07%，低產(chǎn)類型品種占20.69%；崇州高產(chǎn)類型品種占10.34%，中產(chǎn)類型品種占48.28%，低產(chǎn)類型品種占41.38%。雖然兩生態(tài)區(qū)各品種歸屬類型有所差異，但高產(chǎn)、中產(chǎn)、低產(chǎn)類型間仍有較多品種歸屬在同一產(chǎn)量水平，說明兩生態(tài)區(qū)的平均稻谷產(chǎn)量可作為品種歸屬類型的劃分依據(jù)。在此基礎上，分別從兩生態(tài)區(qū)的不同產(chǎn)量類型中，選擇歸屬類型相同且在四川稻區(qū)有一定種植范圍的2個品種進行代表性分析。高產(chǎn)類型選擇超級稻F優(yōu)498和隆兩優(yōu)1206，中產(chǎn)類型選擇綠優(yōu)4923和宜香優(yōu)1108，低產(chǎn)類型選擇宜香4245和川優(yōu)6203。其中，除隆兩優(yōu)1206和宜香4245外，F(xiàn)優(yōu)498、綠優(yōu)4923、宜香優(yōu)1108、川優(yōu)6203均有兩年產(chǎn)量數(shù)據(jù)，且趨勢基本一致。

2.2 機直播對兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種產(chǎn)量及其構成因素的影響

由表5可知，兩生態(tài)區(qū)各產(chǎn)量類型平均稻谷產(chǎn)量差異均達顯著水平，且均以三臺表現(xiàn)較優(yōu)。其中，三臺高產(chǎn)類品種的稻谷產(chǎn)量較中產(chǎn)、低產(chǎn)類品種分別高了8.5%和19.5%，而崇州高產(chǎn)品種較中產(chǎn)、低產(chǎn)品種則分別高了6.4%和20.3%。從產(chǎn)量構成因素來看，三臺高產(chǎn)品種平均有效穗數(shù)為293.7萬/hm2，較中產(chǎn)、低產(chǎn)品種分別高了6.0%和7.9%；崇州平均有效穗數(shù)為291.6萬/hm2，較中產(chǎn)、低產(chǎn)品種分別高了8.2%和18.5%。此外，三臺和崇州兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)品種平均每穗實粒數(shù)分別為145.8粒和141.9粒，較中產(chǎn)、低產(chǎn)品種分別高了8.9%和13.7%，6.4%和8.5%；平均結實率分別為86.6%和82.9%，較中產(chǎn)、低產(chǎn)品種分別高了15.3%和16.4%，9.8%和7.4%。而從千粒重來看，雖然兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)品種的千粒重優(yōu)勢不明顯，但通過實粒數(shù)、結實率以及有效穗數(shù)等產(chǎn)量構成因子間的調節(jié)作用，能夠補償千粒重的不足，從而達到高產(chǎn)；而中產(chǎn)、低產(chǎn)品種，各產(chǎn)量構成因子間也可以通過互調作用，影響最終產(chǎn)量。說明足穗(＞290×104/hm2)的同時，提高每穗實粒數(shù)(＞140粒)，且保持相對較高的結實率(＞80%)是本研究機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)類型品種的共性特征。

2.3 機直播對兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種分蘗動態(tài)的影響

由圖1可見，兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種群體莖蘗數(shù)的變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為高產(chǎn)＞中產(chǎn)＞低產(chǎn)類型品種。且三臺的優(yōu)質雜交秈稻品種分蘗能力明顯強于崇州，這與兩生態(tài)區(qū)的播種時間及日均溫度有關(表2)。機直播48 d前，高產(chǎn)類型品種分蘗優(yōu)勢不突出，而后至62 d其分蘗能力顯著提高，且分蘗盛期均出現(xiàn)在機播52 d后。此外，兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量類型高峰苗均出現(xiàn)在播種后62 d左右，其中，三臺高產(chǎn)類型品種的高峰苗較中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種分別提高了8.68%和16.28%，而崇州高產(chǎn)類型品種的高峰苗較中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種則分別高了26.47%和32.40%。隨后高峰苗至機播76 d莖蘗數(shù)下降較快，之后莖蘗數(shù)降幅減小，最后趨于平緩。由圖1還可知，兩生態(tài)區(qū)各產(chǎn)量梯度下，分蘗能力均以三臺較強，且塑造足額和適宜的分蘗基數(shù)，是本研究機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種的群體分蘗特征。

表5 機直播不同產(chǎn)量水平雜交秈稻品種的產(chǎn)量構成因素

同列數(shù)據(jù)后標不同小寫字母的值在5%水平上差異顯著。下同。

Values within a column followed by different letters are significantly different at﹤0.05. The same as below.

2.4 機直播對兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種葉面積指數(shù)的影響

由表6可知，兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量類型優(yōu)質雜交秈稻品種各生育時期葉面積指數(shù)(LAI)的動態(tài)變化差異均達顯著水平，各生育時期LAI均以三臺地區(qū)表現(xiàn)較優(yōu)。且與中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種相比，高產(chǎn)類型品種分蘗盛期以前LAI優(yōu)勢較弱，而拔節(jié)期后則相反；與中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種相比，三臺高產(chǎn)類型品種拔節(jié)期LAI分別高10.70%和25.93%；而崇州高產(chǎn)類型品種拔節(jié)期LAI則分別高31.77%和48.84%。此外，兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)類型品種齊穗期總LAI、高效LAI以及高效葉面積率均迅速增加，且顯著大于中產(chǎn)、低產(chǎn)類型。以上結果表明，本研究條件下，拔節(jié)期LAI 4.48~4.76、齊穗期總LAI 7.71~8.58、高效LAI 5.23~5.74以及高效葉面積率＞66%是機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種鑒選的重要群體特征。

圖1 機直播不同產(chǎn)量水平雜交秈稻莖蘗動態(tài)變化

Fig.1. Dynamic changes of stem and tiller number ofhybrid rice with different yield potentials under mechanical direct seeding.

表6 機直播不同產(chǎn)量水平雜交秈稻各生育時期葉面積指數(shù)

2.5 機直播對兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種干物質累積量及收獲指數(shù)的影響

兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量類型品種各生育時期地上部干物質積累量及收獲指數(shù)均存在顯著性差異，且不同產(chǎn)量梯度下，各生育時期干物質累積量以三臺較高(表7)。與中產(chǎn)、低產(chǎn)品種相比，兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)類型品種分蘗盛期至拔節(jié)階段干物質累積量互有高低。從各生育時期中產(chǎn)、低產(chǎn)品種的平均物質累積量來看，三臺高產(chǎn)品種在分蘗盛期的物質累積量低了5.6%，而在拔節(jié)期、齊穗及成熟期則分別高了18.5%、11.0%和7.0%；崇州的高產(chǎn)品種在分蘗盛期的物質累積量低了5.4%，而拔節(jié)期、齊穗及成熟期則分別高了11.5%、18.3%和5.4%。就收獲指數(shù)來看，與中產(chǎn)、低產(chǎn)品種相比，雖然兩生態(tài)區(qū)有的高產(chǎn)品種收獲指數(shù)顯著提高，但部分高產(chǎn)品種與另外兩種產(chǎn)量類型差異較小。說明適當控制分蘗盛期前的群體干物質累積，擴大分蘗盛期后尤其是齊穗后的群體干物質累積，且保持相對較高的收獲指數(shù)，是本研究機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種的物質累積特性。

表7 機直播不同產(chǎn)量水平雜交秈稻品種各生育時期干物質累積及收獲指數(shù)

2.6 機直播對兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種齊穗期頂三葉葉片形態(tài)的影響

由表8可見，兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平品種齊穗期頂三葉葉長、葉寬以及葉張角差異均達極顯著水平。三臺各產(chǎn)量梯度下頂3葉葉寬、葉張角明顯大于崇州地區(qū)，而劍葉、倒2葉葉長則短于崇州，倒3葉趨勢相反。從頂三葉葉長來看，兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)類型品種頂三葉葉長顯著大于中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種。另外，從頂三葉葉寬來看，中產(chǎn)、低產(chǎn)品種上三葉葉寬差異不顯著，但均顯著寬于高產(chǎn)類型品種。與中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種相比，兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)類型品種頂三葉葉張角相對較小。說明頂三葉葉片較長、株型緊湊是本研究機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種重要的外部形態(tài)特征。

表8 機直播不同產(chǎn)量水平雜交秈稻品種齊穗期頂三葉長、寬、葉張角

2.7 機直播對兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種齊穗期頂三葉空間分布的影響

由表9可知，兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平品種齊穗期上三葉著生姿態(tài)及其株高差異均達顯著或極顯著水平。三臺各產(chǎn)量梯度的劍葉、倒3葉及其對應的相對葉位均高于崇州，而倒2葉葉位及其相對葉位、株高則趨勢相反。兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)類型品種劍葉、倒3葉葉位均顯著高于中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種。另外，雖然兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平間倒2葉著生高度互有高低，但三臺高產(chǎn)品種的倒2葉葉位顯著低于另外兩種產(chǎn)量類型，而崇州高產(chǎn)品種倒2葉葉位則相反。由表9還可以看出，兩生態(tài)區(qū)各產(chǎn)量水平頂三葉的相對葉位與其對應葉位趨勢基本一致。與中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種的平均株高相比，三臺高產(chǎn)類型品種株高提高了1.51%，而崇州的高產(chǎn)類型品種的株高則提高了1.32%。

表9 機直播不同產(chǎn)量水平雜交秈稻品種頂三葉空間分布

2.8 機直播對兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種結實期群體透光率的影響

由表10可知，兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種結實期的群體透光率均達顯著或極顯著差異水平，且三臺地區(qū)各產(chǎn)量梯度結實期群體漏光率均小于崇州地區(qū)，這可能與相應的葉寬及其葉片著生姿態(tài)有關。高產(chǎn)品種群體透光率顯著小于中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種，尤其以齊穗15 d后稻株中部和基部群體透光率最小。與中產(chǎn)、低產(chǎn)品種稻株基部與中部群體透光率的均值比較來看，三臺高產(chǎn)類型品種在齊穗期、齊穗15 d以及齊穗30 d光能損失分別降低了31.50%和29.81%、23.00%和32.36%以及27.73%和33.98%；而崇州高產(chǎn)品種在齊穗期、齊穗15 d以及齊穗30 d的光能損失則分別降低了32.04%和36.23%、19.13%和27.94%以及30.68%和34.43%。說明兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)類型品種冠層結構分布較為合理，可充分利用光能，進而增產(chǎn)。

表10 機直播不同產(chǎn)量水平雜交秈稻的群體透光率

2.9 群體質量指標與產(chǎn)量及其構成的關系

由表11可見，除分蘗盛期LAI及其干物質累積量外，拔節(jié)期至齊穗期階段的LAI以及高效LAI、高效葉面積率、拔節(jié)至成熟階段的干物質累積量以及收獲指數(shù)、頂三葉葉長、著生葉位及其株高與有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、結實率以及實際產(chǎn)量均呈顯著或極顯著正相關。其中，除成熟期干物累積量及收獲指數(shù)外，尤以齊穗期高效葉面積率與實際產(chǎn)量的正相關性最高 (=0.79**)。另外，頂三葉葉張角，齊穗至齊穗30 d稻株基部及中部的群體透光率與有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、結實率以及稻谷產(chǎn)量呈顯著或極顯著負相關，尤以齊穗30 d稻株中部的群體透光率與稻谷產(chǎn)量的負相關性最高(=－0.83**)。說明提高群體高效LAI，降低灌漿結實期光能損失，是優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種進一步增產(chǎn)的關鍵。

3 討論

3.1 機直播對兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種產(chǎn)量及其構成因素的影響

隨著產(chǎn)量構建的形成，決定不同品種產(chǎn)量高低的構成因素基本穩(wěn)定；擴大庫容量，增強籽粒充實度是高產(chǎn)栽培普遍認同的途徑[13,15-16]，也是鑒選適宜機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種的關鍵。我國稻作區(qū)域幅員遼闊，針對不同生態(tài)區(qū)高產(chǎn)栽培研究結論不一。楊從黨等[13]研究指出，增加總穎花量是云南立體生態(tài)區(qū)水稻增產(chǎn)的主要途徑，且隨著海拔升高，有效穗數(shù)的貢獻逐步加大；而穎花較多，勢必會造成結實率偏低、籽粒不充實等問題[14]。羅德強等[15]研究指出，貴州高原山區(qū)雜交秈稻超高產(chǎn)栽培的途徑是合理增加有效穗數(shù)，并提高大穗比例。馬均等[16]研究則指出，四川稻區(qū)重穗型水稻超高產(chǎn)的主要特征是足穗的基礎上攻大穗和粒重。本研究結果表明，在機直播條件下，兩生態(tài)區(qū)同一品種千粒重變化較小，而其有效穗數(shù)、實粒數(shù)以及結實率的變幅則較大，以三臺地區(qū)表現(xiàn)較優(yōu)。從兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量類型來看，雖然高產(chǎn)類型品種千粒重優(yōu)勢不明顯，但其有效穗數(shù)、實粒數(shù)以及結實率可以使高產(chǎn)類型品種協(xié)調出較高的稻谷產(chǎn)量，尤其以有效穗數(shù)與稻谷產(chǎn)量的正相關性最高(=0.79**)。因此，兩生態(tài)區(qū)機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種的共性特征是塑造適宜且足額的有效穗數(shù)，在此基礎上，主攻每穗實粒數(shù)，形成適宜的群體庫容量，并保持相對較高的結實率，進而表現(xiàn)出較高的籽粒產(chǎn)量。當然，進一步提高粒重，將是機直播高產(chǎn)類型品種進一步增產(chǎn)的方向。

3.2 機直播對兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種群體質量特征的影響

籽粒產(chǎn)量的形成與群體莖蘗動態(tài)、葉面積大小及干物質積累量密切相關[17-18]。在莖蘗動態(tài)方面，不同生態(tài)區(qū)的不同品種分蘗強弱差異較大。本研究表明，同一產(chǎn)量類型下，三臺地區(qū)各品種的分蘗能力顯著強于崇州地區(qū)，這可能與播種時間、日均溫度以及地力情況有關(表1、表2)。此外，機直播稻無緩苗過程，群體分蘗勢強且快，兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)類型品種前期分蘗弱，之后迅速達到高峰苗時期，隨后降幅較快，最后趨于平緩。這個過程極易造成高產(chǎn)類型品種莖蘗成穗率減小，使其產(chǎn)量降低。當然,由圖1可見，高產(chǎn)類型品種的群體分蘗基數(shù)較大,可以彌補其分蘗的不足。且兩生態(tài)區(qū)優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)類型品種的分蘗特征為最大限度塑造群體分蘗數(shù)，在保證足穗的同時，提高群體的莖蘗成穗率,可進一步使其增產(chǎn)。

表11 不同時期葉面積指數(shù)、群體透光率、干物質量及株型與產(chǎn)量的相關性

*，** 分別表示在0.05和0.01水平上顯著相關。

*，** Significant correlation a< 0.05 and< 0.01，respectively.

分蘗能力的強弱與稻株物質累積直接相關，但物質累積量主要取決于葉面積及凈光合速率，干物質生產(chǎn)初期主要取決于葉面積的大小，隨著生育進程，葉面積大小對干物質生產(chǎn)的貢獻逐漸減小。諸多研究表明[19-20]，在適宜的LAI基礎上，抽穗至成熟階段的干物質積累量越多，越有利于高產(chǎn)。楊建昌[21]等研究指出，分蘗成穗率>80%，抽穗期葉面積指數(shù)7.5~8.0，成熟期干物質量>22 t/hm2的品種較易獲得高產(chǎn)。馬群等[22]研究則指出，頂層水平的品種干物質生產(chǎn)在生育中、后期，特別是生育后期(抽穗至成熟階段)優(yōu)勢明顯。抽穗至成熟階段較高的葉面積指數(shù)以及較高的經(jīng)濟系數(shù)是水稻品種獲得最高生產(chǎn)力的重要保證，而關于拔節(jié)期及以前干物質積累說法不一[21-22]。本研究表明，與中產(chǎn)、低產(chǎn)品種相比，兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)類型品種通過控制分蘗盛期以前的群體生長，促進分蘗盛期以后的群體發(fā)展，適度減小分蘗盛期前群體LAI和干物質積累,擴大分蘗盛期后尤其是齊穗后群體LAI和干物質積累，實現(xiàn)齊穗后群體LAI和干物質的高增長，從而獲得高產(chǎn)。此外，相關分析也表明，機直播不同產(chǎn)量水平條件下，分蘗盛期LAI及干物質累積量與稻谷產(chǎn)量及其構成相關性較小，而拔節(jié)至成熟階段則相反，尤其以齊穗期高效LAI率、成熟期干物質量以及收獲指數(shù)與籽粒產(chǎn)量的相關性較高，分別為0.79**、0.84**和0.90**。因此，優(yōu)化并調控水稻分蘗盛期前的群體葉面積，并維持其后期功能葉的群體質量，是鑒選機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種的共性特征。此外，本研究高產(chǎn)群體質量的調控主要在于前期精確肥水的管理、稻田雜草控制恰當[23-25]、適量稀播；均為合理的群體起點奠定了基礎，也是保證高產(chǎn)群體構建的技術保證。

3.3 機直播對兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平優(yōu)質雜交秈稻品種群體透光能力及其株型特征的影響

前人研究表明，結實期群體光能損失越少，產(chǎn)量越高，且為先降后升的趨勢[26]，與表10的結果基本一致。本研究還表明，兩生態(tài)區(qū)高產(chǎn)類型品種株葉結構配置較為合理，群體透光小，截獲光能多，提高了光能利用率，使其籽粒產(chǎn)量較高，這可能與其葉片著生姿態(tài)以及葉片寬度有關。此外，良好的株型配置，合理的冠層結構，是水稻高產(chǎn)高效的重要特征之一。而株型特征不僅受品種自身遺傳的影響，也受到生態(tài)條件和栽培措施的制約。李景蕻等[27]研究認為，高海拔生態(tài)區(qū)水稻精確定量栽培比常規(guī)栽培增產(chǎn)明顯，與稻株上部三葉適宜的葉長、葉角、比葉重及節(jié)間的配置等優(yōu)良株型性狀密切相關。任亮等[28]研究認為，超高產(chǎn)品種齊穗期株型特征表現(xiàn)為上部葉片挺立、葉面積大、與莖稈夾角小；符合袁隆平提出的超級雜交稻理想模式中葉片“長、直、窄、凹、厚”的部分特點。杜永等[29]對黃淮地區(qū)不同粳稻品種株型特征研究表明，劍葉、倒2葉、倒3葉的葉長范圍為26～28 cm、35～40 cm、32～38 cm，全生育期150～155 d，劍葉與穗下節(jié)間夾角< 20°，穗型為半直立或直立的品種更具高產(chǎn)潛力。相關分析表明，兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量水平的稻谷產(chǎn)量與頂三葉葉長均呈極顯著正相關，尤其與劍葉葉長的相關系數(shù)最高(=0.74**)，與其劍葉、倒二葉葉夾角呈顯著或極顯著負相關；說明在一定范圍內，頂三葉葉長、葉夾角顯著影響稻谷的產(chǎn)量，這與前人研究結果基本一致[29-30]，而本研究還表明，不同生態(tài)區(qū)機直播條件下，優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)類型品種齊穗期株型特征為高葉位、頂三葉葉長較長、與莖稈夾角較小，整體外部形態(tài)表現(xiàn)為株型緊湊，葉型細長。本研究對兩生態(tài)區(qū)不同產(chǎn)量類型機直播優(yōu)質雜交秈稻品種的產(chǎn)量形成及其群體外部特征進行了初步研究，為最終構建規(guī)范化的機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種的鑒選方法和評價體系提供理論及實踐依據(jù)；而對其生理特性、抗倒伏能力等不同生育時期的共性指標鑒選，還有待進一步探究。

4 結論

在不同生態(tài)區(qū)，高產(chǎn)類型品種稻谷產(chǎn)量優(yōu)勢主要來源于結實率；且分蘗能力、葉面積指數(shù)、干物質累積、株型以及群體光能截獲能力均以丘陵地區(qū)表現(xiàn)較優(yōu)。另外，同一生態(tài)區(qū)下，與中產(chǎn)、低產(chǎn)類型品種相比，高產(chǎn)類型品種分蘗能力強，拔節(jié)后葉面積指數(shù)大，干物質累積量高，結實期株型緊湊，葉位、葉形表現(xiàn)合理，群體光能截獲能力強，是機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)品種的主要共性特征。同時，本研究條件下，在保證有效穗穗數(shù)(＞290×104/hm2)的基礎上，結實期上三葉葉張角：劍葉8.80°~9.17°、倒2葉20.19°~24.54°，株高120 cm左右，劍葉葉長38.93~42.32 cm、群體葉面積指數(shù)7.12~8.81、高效葉面積指數(shù)5.23~5.74，并保持相對較高的每穗實粒數(shù)(＞140粒)及結實率(＞80%)，為機直播優(yōu)質雜交秈稻高產(chǎn)類型品種鑒選的重要外部形態(tài)特征。

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Zhang Q, Yin C Y, Zhang H C, Wei H Y, Ma Q, Hang J, Li M, Li G Y. Differences of plant-type characteristics between rice cultivars with high and low levels in yield and nitrogen use efficiency., 2010, 36(6): 1011-1021. (in Chinese with English abstract)

Study on Yield Formation and Population Quality ofHybrid Rice with Good Quality and High Yield Under Mechanical Direct Seeding

GUO Changchun, SUN Zhibai, SUN Yongjian*, YIN Yaozhu，WU Yunxia, TANG Yuan, YANG Zhiyuan, XIANG Kaihong, MA Jun*

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【Objective】Our aim is to explore the common characteristics of high-yielding and high qualityhybrid rice varieties suitable for mechanical direct seeding in plain (Chongzhou) and hilly (Santai) areas and establish a standardized selection method and evaluation criteria for it, which could lay a theoretical and practical basis for the integration of hybridrice mechanized seeding technology.【Method】Twenty-ninehybrid rice combinations were used as materials in two ecological zones, artificial simulated mechanized precise hill-seeding (mechanical direct seeding for short), and the effects of mechanical direct seeding on the population quality characteristics and yield of high-qualityhybrid rice with different yield levels in plain and hilly areas were studied, the relationship between population quality characteristics and yield of high-qualityhybrid rice combinations by mechanical seeding was also discussed.【Results】The results showed that, by cluster analysis based on average grain yield of each cultivars in the two areas, the 29 tested combinations could be classified into three groups: high-yielding, mid-yielding, and low-yielding. In the total tested cultivars, high-yielding combinations from Santai accounted for 17.24%, and other types covered 82.76%, high-yielding varieties from Chongzhou were 10.34%, and other types were 89.66%. Compared with the middle-yield and low-yielding varieties, the common high yielding varieties were featured by strong tillering ability, more effective panicles, higher seed-setting rate, higher leaf area index(LAI) after jointing stage and higher dry matter accumulation, moreover, its leaf length, leaf position, leaf opening angle of top three, plant height, top light energy intercept during filling exceled obviously. In addition to population light transmittance, leaf opening angle, tillering LAI and dry matter accumulation, correlation analysis indicated that there existed significantly or highly significantly positive correlations (=0.37*-0.90**) between index of population quality and yield under mechanical direct-seeding, especially between high efficiency LAI rate at full heading, dry matter accumulation at maturity, and harvest index and yield.【Conclusion】High-yielding varieties have higher panicle and grain number per panicle, and seed-setting rate and high growth at late growth stage. That is how it can obtain higher yields under mechanical direct-sowing.

mechanicaldirect-sowing；hybrid rice varieties；yield type；yield formation；population quality

S511.042

A

1001-7216(2018)05-0462-13

2018-02-05；

2018-03-15。

國家重點研發(fā)計劃重點專項(2016YFD0300506)；國家科技支撐計劃資助項目(2013BAD07B13)；四川省教育廳重點項目(16ZA0044)；四川省學術和技術帶頭人培養(yǎng)支持經(jīng)費資助項目(川人社辦發(fā)[2016]183號)；四川省育種攻關專項(2016NYZ0051)。

10.16819/j.1001-7216.2018.8016