杜錦 ，高星 ，陳瀚 ，楊吉林 ，劉建 ，向春陽(yáng) ,通信作者

（1. 天津農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300392；2. 天津知味米有限公司，天津 300380；3. 天津市吉達(dá)農(nóng)產(chǎn)品種植專業(yè)合作社，天津 301729）

隨著我國(guó)人口增加和農(nóng)村可用勞動(dòng)力減少，水稻栽培向機(jī)械化、自動(dòng)化、規(guī)?；l(fā)展[1]。水稻直播因其省工、栽培成本低在我國(guó)一些地區(qū)得到了快速發(fā)展。直播稻栽培關(guān)鍵是保證全苗，在保證整地質(zhì)量的基礎(chǔ)上，解決直播稻出苗不齊的問題，選用頂土能力強(qiáng)的直播稻品種尤為關(guān)鍵。頂土能力強(qiáng)弱表現(xiàn)在種子出苗率和出苗高度上，直播稻種子本身的條件影響頂土能力大小。前人關(guān)于直播稻也進(jìn)行了一些研究，張光恒等[2]通過設(shè)計(jì)不同阻力研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)胚軸水稻出苗速度快，出苗率高，而短胚軸水稻出苗速度慢，出苗率低。水稻出苗與胚芽鞘長(zhǎng)度相關(guān)，胚芽鞘大于90 mm的水稻品種在深播下對(duì)出苗有負(fù)面影響[3]。潘寶國(guó)等[4]研究發(fā)現(xiàn)，適合沿江地區(qū)直播稻最佳的播種土層為0～3 cm。前人研究主要集中于分析水稻頂土能力強(qiáng)弱與中胚軸、胚芽鞘的關(guān)系，但針對(duì)不同水稻品種頂土能力篩選研究較少。因此，本研究通過對(duì)天津市一些主栽水稻品種進(jìn)行頂土能力篩選，篩選出頂土能力強(qiáng)的直播稻品種，為水稻實(shí)際生產(chǎn)提供借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為‘東-45’（V1）、‘津川 1 號(hào)’（V2）、‘津糯 3 號(hào)’（V3）、‘津原 U99’（V4）、‘金稻 777’（V5）、‘津原 89’（V6）、‘津原 E28’（V7）、‘津稻 175（V8）’、‘津原 45’（V9）、‘隆優(yōu) 619’（V10）10個(gè)水稻品種。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)采用砂床培養(yǎng)，隨機(jī)數(shù)取100粒種子均勻置于砂床上，并覆蓋3 cm厚砂層，于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，根據(jù)生長(zhǎng)情況及時(shí)補(bǔ)充水分。每天觀察出苗情況，記錄出苗數(shù)，在第7天和第14天分別測(cè)其發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，在第14天取出植株，用游標(biāo)卡尺測(cè)定幼苗莖粗，用直尺測(cè)量苗長(zhǎng)、主根長(zhǎng)，同時(shí)測(cè)定地上部和地下部鮮重。將樣品放入烘箱105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重后測(cè)定地上部和地下部干重。用考馬斯亮藍(lán)G-250測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量、蒽酮法測(cè)定可溶性糖含量、愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過氧化物酶活性、分光光度法測(cè)定葉綠素、類胡蘿卜素和丙二醛含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用 SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和顯著性差異水平分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 砂培處理下不同水稻品種發(fā)芽指標(biāo)、苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、莖粗的比較研究

表1可以看出，10個(gè)水稻品種的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、莖粗指標(biāo)均有一定差異。V1～V9發(fā)芽勢(shì)為0，僅V10發(fā)芽勢(shì)為10%，高于其他品種；V10發(fā)芽率最高，達(dá)到91%，顯著高于其他品種，V1和V2發(fā)芽率均高于80%，顯著高于V3～V8。V10苗長(zhǎng)最大，為 13.0 cm，顯著高于V3～V9，V7苗長(zhǎng)最小，為7.0 cm，顯著低于其他品種。根長(zhǎng)變化范圍為4.75～9.15 cm，V10根長(zhǎng)最長(zhǎng)，為9.15 cm，高于其他品種，但10個(gè)品種的根長(zhǎng)差異均未達(dá)到顯著水平。V1和V10兩個(gè)品種的莖粗達(dá)到0.9 cm，高于其他品種，V8莖粗最小，顯著低于V1和V10，和其他7個(gè)品種差異不顯著。

表1 不同水稻品種發(fā)芽指標(biāo)、苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、莖粗的比較

2.2 砂培處理下不同水稻品種地上地下部鮮重、干重的比較研究

10個(gè)水稻品種地上部和地下部鮮重、干重均有差異（表2）。V6地上部鮮重最大，為0.237 5 g，V10次之，為0.228 0 g，V4地上部鮮重最小，為0.144 5 g。V3、V10兩個(gè)品種的地上部干重最大，為0.028 5 g，顯著高于V2、V4、V7、V9四個(gè)品種，V4地上部干重最小，為0.018 5 g。V10地下部鮮重最大，達(dá)到0.184 0 g，顯著高于V1～V4、V7品種。10個(gè)品種的地下部干重差異未達(dá)到顯著水平，V6地下部干重最大，為0.059 5 g。

表2 不同水稻品種地上部和地下部鮮重、干重的比較 g

2.3 砂培處理下不同水稻品種葉片生理生化特性比較研究

從表3可以看出，10個(gè)水稻品種可溶性蛋白含量的變化范圍為13.56～73.57 mg/g，V10可溶性蛋白含量最高，顯著高于V3、V4、V6、V7、V8，V7可溶性蛋白含量最低。10個(gè)品種的可溶性糖含量變化范圍為 0.145%～0.238%，V6可溶性糖含量最高，V4最低，顯著低于V6和V10，且9個(gè)品種間（V4除外）的差異均未達(dá)到顯著水平。V8過氧化物酶活性最高，V1過氧化物酶活性最低，與其他9個(gè)品種差異不顯著。V10丙二醛含量最大，為0.092 mmol/g，V7丙二醛含量最小，為0.053 mmol/g。

表3 不同水稻品種葉片生理生化特性的比較

從表4可以看出，10個(gè)水稻品種葉綠素a含量的變化范圍為110.51～239.70 mg/g，V1葉綠素a含量最高，V5最低。10個(gè)水稻品種葉綠素b含量的變化范圍為306.66～673.28 mg/g，V10葉綠素b含量最高，V5最低，各品種葉綠素b含量差異均未達(dá)到顯著水平。類胡蘿卜素含量的變化范圍為8.79～30.87 mg/g，V7類胡蘿卜素含量最高，V5最低，各品種間差異均未達(dá)到顯著水平。

表4 不同水稻品種葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量的比較 mg/g

續(xù)表

2.4 不同水稻品種頂土能力聚類分析

根據(jù)不同水稻品種萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，利用系統(tǒng)分類的組內(nèi)連接法，取歐式距離＞5。由圖1可知，將10個(gè)水稻品種的頂土能力分為4類，第I類中包含1個(gè)品種，為‘隆優(yōu) 619’，屬于頂土能力很強(qiáng)品種；第Ⅱ類包含 4個(gè)品種，分別是‘東-45’‘津川1號(hào)’‘津稻175’‘津原45’，屬于頂土能力較強(qiáng)品種；第Ⅲ類包含1個(gè)品種，為‘津原U99’，屬于頂土能力中等的品種；第Ⅳ類包含4個(gè)品種，分別是‘津糯3號(hào)’‘金稻777’‘津原89’‘津原E28’，屬于頂土能力弱的品種。

圖1 不同水稻品種頂土能力聚類分析

3 討論與結(jié)論

發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率能直觀地表現(xiàn)直播稻頂土能力強(qiáng)弱。在深播處理下，‘隆優(yōu)619’發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均高于其他品種，表明該品種的頂土能力強(qiáng)，能更快地頂土出苗。‘津原U99’的發(fā)芽率低于其他品種，可能該品種在深播處理下，中胚軸伸長(zhǎng)能力較弱，導(dǎo)致出苗量減少[6]。MATSUI等[7]和SUGE等[8]等認(rèn)為，耐深播性與胚芽鞘長(zhǎng)度密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，在深播處理下，10個(gè)品種的苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、莖粗、地上部鮮重、干重等指標(biāo)有較明顯的區(qū)別，‘隆優(yōu) 619’‘津原 89’的生長(zhǎng)指標(biāo)優(yōu)于其他品種，可能在深播處理下這兩個(gè)品種植株的代謝比較旺盛，促進(jìn)了胚芽鞘的伸長(zhǎng)和干物質(zhì)的積累。

可溶性蛋白和可溶性糖是植物生長(zhǎng)過程中重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，能增加植物抵御逆境脅迫的能力[9]。本研究發(fā)現(xiàn)，‘隆優(yōu)619’‘東-45’和‘津川1號(hào)’的可溶性蛋白含量較高，‘隆優(yōu)619’‘津原89’的可溶性糖含量較高，表明這些品種可以通過合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來增加植株抗性，抵御深播對(duì)水稻萌發(fā)產(chǎn)生的影響。過氧化物酶可以清除植物體內(nèi)逆境脅迫下產(chǎn)生的有害物質(zhì)H2O2，是判斷植物組織老化的一項(xiàng)指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)，‘津稻175’POD活性最高，說明在深播處理下它可以迅速響應(yīng)，清除體內(nèi)有害物質(zhì)，提高植株抗性。丙二醛是植物細(xì)胞過氧化的產(chǎn)物之一，其含量多少可以反映植物細(xì)胞膜脂過氧化程度和抗氧化能力。本試驗(yàn)得出，‘津原E28’中丙二醛含量最少，說明其膜脂過氧化程度弱，膜系統(tǒng)受損程度較低。

作物耐深播性是較為復(fù)雜的遺傳性狀，是多種因素綜合作用的結(jié)果[10]。本研究采用聚類分析方法綜合多個(gè)耐深播的性狀進(jìn)行水稻頂土能力測(cè)定，比以往采用單一指標(biāo)進(jìn)行耐深播評(píng)價(jià)更為準(zhǔn)確、客觀。關(guān)于水稻頂土萌發(fā)細(xì)胞形態(tài)學(xué)、相關(guān)基因的功能則需要進(jìn)一步深入研究。