不同抗倒性超级稻的基部节间与抗倒性、产量的相关性分析

李 爽,王晓玲,许凤英 (长江大学农学院,湖北荆州434025)

高产与倒伏是水稻生产中的一对矛盾,高产要求有较高的生物学产量为基础,因而需要有一定的株高,但株高增高,尤其是基部两个节间过长是引起倒伏的重要原因,有研究认为基部节间尤其是第一个伸长节间是水稻倒伏的敏感节间[1],但不同水稻品种的抗倒力具有明显差异[2～4]。超级杂交稻往往株型较高大,因而中后期倒伏的风险加大。为了抗倒,生产中采用了各种方法,控制施肥用量是一个重要方面[5]。缓释肥主要是应用亲水性聚合物包裹肥料颗粒或把可溶性活性物质分散于基质中,从而限制肥料的溶解性,达到养分控释的目的。研究表明缓释氮利于节约资源,降低氮素投入,提高肥料利用效率,因而具有重要意义[6]。本研究用缓释氮为氮肥,研究不同氮素水平下,抗倒性和耐氮性差异大的超级稻品种的基部节间性状和抗倒性状与产量的相关性,为不同抗倒力品种的合理栽培技术提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种为耐肥性好的抗倒超级稻组合88S/1128和氮高效型但易倒品种准两优527,由国家杂交水稻中心提供。2009年4月27日播种,5月27日移栽。金正大缓释氮由山东金正大生态工程股份有限公司提供。

1.2 方法

试验采用裂区设计,主处理为不同施氮水平,设计6水平:0、9、12、15、18、21 kg/667 m2;副处理为品种,分别是超级稻组合88S/1128和准两优527。小区面积30 m2,3次重复,共36个小区。小区间隔离采用田埂覆膜的方法,田埂高20 cm、宽30 cm,田埂间沟宽30 cm,小区实行单独排灌。

试验区各处理均施用过磷酸钙和氯化钾,用量折合P2O54.0 kg/667 m2、K2O 8.0 kg/667 m2。磷肥、钾肥和缓释氮肥均于插秧前一天作基肥施入大田5 cm深的土层内。株型指标及节间性状:抽穗期在田间选择抽穗一致的主茎20个做标记,成熟前10 d左右,每处理取10茎,测定每个茎秆基部节间的长度、粗度、茎壁厚度和抗折力,用重力法测定节间5 cm间距的折断重力计为抗折力 (FR)[7]。测定各节间基部至穗顶的高度和各节间基部至穗顶的鲜重,计算弯曲力矩 (BT,Bending Torque)和倒伏指数 (L I,Lodging Index)。B T=节间基部至穗顶的高度 (cm)×节间基部至穗顶的鲜重 (g);LI=(BT/FR)×100。

SPAD值采用502型便携式叶绿素测定仪测定,在水稻蜡熟期进行测定。成熟期进行测产和考种。收获期每小区单打单收,计算实收产量。试验为水育秧移栽,移栽规格23.3 cm×23.3 cm。

本研究在长江大学农学院试验基地完成,试验地中等肥力,其余田间管理均采用当地的杂交稻栽培技术。数据分析采用SPSS分析软件进行。

2 结果与分析

2.1 不同氮素水平对不同超级杂交稻的产量要素和产量的影响

6种N素水平处理下超级稻品种组合88S/1128(B1)和准两优527(B2)的产量性状和产量的比较列于表1。由表1可见,随着N肥用量的增加,株高不断增加,相同N素水平下,准两优527的株高、有效穗、结实率和千粒重大于组合88S/1128,生长势表现较旺,但组合88S/1128每穗总粒数大于准两优527。

表1 不同氮素水平对不同超级杂交稻的产量要素和产量的影响

产量分析表明:在0 kg/667 m2水平下,组合88S/1128产量显著低于准两优527,产量均较低,在12 kg/667 m2以下纯N下,组合88S/1128产量优势没有发挥,低于准两优527,主要原因是有效穗数不足;随着施氮量增加,高于15 kg/667 m2水平的高N水平下,组合88S/1128的产量呈上升趋势,组合88S/1128表现了极好的耐高N性,产量显著增加,但准两优527的产量在15 kg/667 m2水平的高N水平下最高,高于15 kg/667 m2水平的高N产量开始下降,不稳定。

从产量水平看,对于组合88S/1128,随着N素施用量的增加,产量增加,但施用15～21 kg/667 m2的纯N,都能增产,15 kg/667 m2施氮处理产量显著提高,但高于15 kg/667 m2增产不显著,因此,15 kg/667 m2左右纯N为最佳施用水平。对于准两优527,9 kg/667 m2处理产量最高,显著高于施用纯N量以9 kg/667 m2为佳。

2.2 不同品种的基部节间性状和抗倒性状与产量间的相关性分析

(1)超级杂交稻组合88S/1128的基部节间性状和抗倒性状与产量间的相关性 表2是杂交稻组合88S/1128的基部第一伸长节间性状、抗倒力和产量等间相关分析结果。从表2可见,超级杂交稻组合88S/1128的基部第一伸长节间长度和节间基部至穗顶高度、SP AD值、株高显著正相关,与抗折力呈显著负相关;节间基部至穗顶高度与抗折力呈极显著负相关,与SPAD值、株高极显著正相关,与穗长、产量呈显著相关;节间基部至穗顶重与弯曲力矩呈极显著正相关;基部第一伸长节间的抗折力与倒伏指数、SPAD值、株高、产量呈显著负相关;倒伏指数与产量呈极显著相关;SPAD值与穗长、株高呈极显著相关,与产量显著相关;穗长与株高呈显著相关,与产量呈极显著相关,株高与产量显著相关。

表2 杂交稻组合88S/1128基部第一伸长节间性状与抗倒伏、产量相关性状的相关性分析

基部第一伸长节间长度和节间基部至穗顶高度显著相关,相关系数为0.883;节间长度与抗折力呈显著负相关,相关系数为—0.826;节间长度与SPAD值呈显著相关,相关系数为0.828;节间长度与株高呈显著相关,相关系数为0.911。

表2的节间基部至穗顶高度与抗折力呈极显著负相关,相关系数达—0.918,与SPAD值呈极显著相关,相关系数达0.980,与株高极显著相关,相关系数达0.968,与穗长呈显著相关,相关系数为0.968,与产量呈显著相关,相关系数为0.892;节间基部至穗顶重与弯曲力矩呈极显著相关,相关系数为0.967。抗折力与倒伏指数呈显著负相关,相关系数为—0.830,与SPAD值呈显著负相关,相关系数为—0.845,与株高呈显著负相关,相关系数为—0.861,与产量呈显著负相关,相关系数为—0.863。倒伏指数与产量呈极显著相关 (0.942);SPAD值与穗长呈极显著相关 (0.942),与株高呈极显著相关 (0.932),与产量呈显著相关 (0.889)。

表2中,穗长与株高呈显著相关,相关系数为0.911;穗长与产量呈极显著相关 (0.943),显示组合88S/1128是依靠大穗和一定的生物产量为高产的基础,大穗为主攻目标,株高与产量呈显著相关,相关系数为0.965。对于组合88S/1128,增加株高利于形成大穗,SPAD值与穗长呈极显著相关,中后期适度的氮肥供应,利于形成高产,株高和节间降低虽然可以抗倒,但不利于产量的提高,高产和抗倒需要达到一种平衡。

本组合抗倒力强,可以适当促进基部第一节间生长,适当提高株高,后期保持一定的N代谢,从而实现高产而不倒。

(2)易倒品种准两优527的基部节间性状和抗倒性状与产量间的相关性 表3杂交稻组合准两优527基部第一伸长节间长度与抗折力呈显著负相关 (—0.863),和穗长显著正相关,和株高极显著正相关,系数高达0.955,节间的粗度与节间基部至穗顶重显著正相关 (0.837)和产量极显著正相关(0.944),和穗长显著正相关,节间至穗顶高和抗折力显著负相关 (—0.915)。基部第一伸长节间长度短粗度大利于高产。准两优527基部第一伸长节间长度对株高的升降有重要影响,但外径粗对产量影响极显著。适当控制第一伸长节间的长度并增加外径粗度能到达抗倒又高产的效果。表3中穗长与株高极显著正相关,但与产量显著正相关,表明准两优527的第一节间外径粗度、弯曲力矩均与产量极显著正相关,表明增加基部节间长度适当控制而以增粗为主攻目标,利于抗倒,也是高产的关键。

表3显示SPAD值和穗长、株高和产量正相关,但均不显著。本品种后期叶色对产量的影响力有限,适当控制N肥,使后期顶叶正常落色,对产量没有显著影响,但利于抗倒。

表3 杂交稻组合准两优527基部第一伸长节间性状与抗倒伏、产量相关性状的相关性分析

3 小结

组合88S/1128和准两优527对N适应性差异明显。低N水平不利于组合88S/1128产量优势发挥,15 kg/667 m2水平下产量显著高于0～12 kg/667 m2处理,在高于15 kg/667 m2水平的高N水平下,组合88S/1128表现了极好的耐高N性,产量增加,但不显著,是耐高N型品种组合;准两优527适宜低中N素水平下栽培,在9 kg/667 m2水平的纯N水平下产量显著高于其他处理,高于12 kg/667 m2水平的高N产量开始下降。

组合88S/1128和准两优527基部伸长节间性状与抗倒力和产量的相关性有差异。总体上基部节间长度与抗倒力呈负相关,与产量呈正相关关系。杂交稻组合88S/1128的基部第一伸长节间长度与抗折力显著负相关,与穗长显著正相关,和产量极显著正相关,对于杂交稻组合88S/1128第一伸长节间的适当生长,对抗倒性的影响有限,可以适当调节N素早期供应,利于实现品种的产量潜力。

品种准两优527的基部第一伸长节间对抗倒力和产量的影响大。基部第一伸长节间短而粗利于抗倒和高产。基部第一伸长节间长度对株高的升降和抗倒有重要影响。在平衡该品种的抗倒力和产量时,严格控制基部节间生长至关重要。

高产和抗倒总体上是一对矛盾,但是通过适宜的栽培技术控制,可以达到缓和矛盾,实现高产且不倒伏。因而研究品种特性,找到品种的N素利用和抗倒的关系,对于发挥品种的应有产量潜力尤其重要,即是所谓的良种需要良法。而品种的株型性状尤其是节间性状对于抗倒和产量有重要影响。不同的抗倒力和N素利用特性的杂交稻品种组合,在施肥尤其是N肥的施用上应该有不同的方案,这尚待有针对性地研究。缓释N由于释放缓慢,在水稻生长的前期供N强度和速效N相比较低,极有可能对提高水稻抗倒能力有利,但有待进一步研究证实。

[1]申广勒 ,石英尧 ,黄艳玲,等.水稻抗倒伏特性及其与茎秆性状的相关性研究[J].中国农学通报,2007,23(12):58～62.

[2]李荣田,姜廷波,秋太权,等.水稻倒伏对产量影响及倒伏和株高关系的研究[J].黑龙江农业科学,1996,(1):13～17.

[3]关玉萍,沈 枫.水稻抗倒伏能力与茎秆物理性状的关系及其对产量的影响[J].吉林农业科学,2004,29(4):6～11.

[4]杨守仁,张龙步,王进民.水稻理想株型育种的理论和方法初论[J].中国农业科学,1984,(3):6～13.

[5]杨 利,游艾青,范先鹏,等.湖北省水稻倒伏原因调查与预防策略[J].湖北农业科学,2007,46(6):880～882.

[6]马国辉,周 静,龙继锐,等.缓释氮肥对超级杂交早稻生长发育和产量的影响[J].湖南农业大学学报 (自然科学版)2008,34(1):95～99.

[7]杨长明,杨林章,颜延梅,等.不同养分和水分管理模式对水稻抗倒伏能力的影响[J].应用生态学报,2004,15(4):646～650.