杂交水稻新品种的抗倒性及其与茎秆性状关系分析

张 扬，杨 东，董练飞，游晴如，张水金，董瑞霞，王志赋，黄庭旭

（1．福建省农业科学院作物研究所，福建福州350003；2．福建省农业科学院水稻研究所，福建福州350018；3．福州国家水稻改良分中心，福建福州350018；4．中国海峡人才市场人才服务中心，福建福州350001）

水稻倒伏是世界性的技术难题，倒伏是水稻高产优质的重要限制因素，要突破这一瓶颈，主要从遗传改良和栽培措施等方面来解决。在与抗倒性有关的诸多因素中，株高是最重要的因素［1］。20世纪60年代以来矮秆基因被广泛应用于水稻品种的选育，使品种株高降低到70～80 cm，从而提高了品种的抗倒能力，水稻产量也增加了15%～20%［2］。但要进一步高产就必须提高水稻的生物产量，而增加株高是获得生物产量突破的重要途径。20世纪90年代后常规粳稻和杂交籼稻组合株高分别提升到90～100 cm和110～130 cm，产量也有显著的提高，为中国粮食的大幅度增产及解决中国13亿人口的温饱问题做出了巨大的贡献。然而，这种选育由高秆到矮秆再到高秆的回归，虽然极大的提高了粮食的产量，但又重新带来倒伏的危险［3］。因此，寻找抗倒性品种及优良的茎秆，寻找植株矮化以外的抗倒因素，就成为高秆水稻选育和栽培方面的重要研究内容［4］。

笔者选用福建省农科院水稻研究所新育成的恢复系HK02作父本，与近年国内新育成的三系、两系不育系作母本，杂交配组成金生S/HK02等11个品种为试验材料，以生产上大面积推广应用的品种Ⅱ优明86、宜优673为照，测定了供试材料的株高、节间长、节间粗、茎壁厚、抗折力等性状，计算其倒伏指数，分析了抗倒性与茎秆性状的关系，以期从中选出较抗倒伏的品种，并为培育抗倒伏品种提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料选用近年来福建农业科学院水稻研究所育成的恢复系HK02作父本，与近年国内新育成的三系、两系不育系天丰A、金生S等，杂交配组成金生S/HK02等11个品种和2个对照品种宜优673、Ⅱ优明86为试验材料，其对应代号见表1。

表1 供试材料及代号

1.2 方法

试验在福建省农科院水稻研究所试验田进行。于2008年4月28日播种，5月26日移栽；插植规格株行距为15 cm×15 cm，每小区100株，均为单本插植，采取随机区组排列，3个重复。大田管理按普通耕作进行。成熟期测定相关指标，每小区各取10株代表植株，田间取回整个植株，放在水桶里（桶内放水，保持植株不失水）。

测定倒3、倒4、倒5节间的节间长、各节至穗顶的高度及其鲜重和各节间中部的抗折力，茎秆抗折力测定参考濑古秀生的方法：田间取回茎秆，保留叶鞘、叶片和穗子，并保持不失水，将待测定的节间茎秆（保留叶鞘）置于自制简易测定器上，该节间中点与测定器中点对应（支点间距5cm），在中点挂一盘子，逐渐加入砝码，直至茎秆折断，此时砝码及盘子的重量即为该节间茎秆的抗折力（g）。

计算各品种倒3、倒4、倒5节间的弯曲力矩和倒伏指数：

弯曲力矩=节间基部至穗顶长度（cm）×该节间基部至穗顶鲜重（g）

倒伏指数=弯曲力矩/抗折力×100%。

倒伏指数越大，则茎秆越易倒伏，以倒伏指数200为抗倒伏临界值。由于倒伏指数既考虑株高和鲜重等形态特性，同时也考虑挫折重等力学特性，故具有较强的综合评价性，所以在水稻的抗倒伏研究中有较为广泛的引用［5］。

试验所有试验数据均采用Microsoft Excel 2003进行平均数计算，采用DPS数据处理系统进行处理。

2 结果与分析

2.1 供试品种的株高及主茎节间性状

供试品种的植株高度都在100～120 cm，株高较适中（表2）。

表2 供试品种的株高及主茎节间性状

2.2 各节间抗折力比较

从表3可以看出，11个供试新品种中倒3抗折力最大的是中新A/HK02，倒4抗折力最大的是湖南44 A/HK02，倒5抗折力最大的是京福1A/HK02；对照Ⅱ优明86的倒3、倒4的抗折力都为最大，倒5的抗折力除比京福1A/HK02、湖南44 A/HK02小外，均比其他品种大，而宜优673各节间的抗折力表现一般。各个品种倒3至倒5节的抗折力水平随着节间厚度的增加也呈增大的趋势，也即基部节间的抗倒力最强，而且重穗型品种各节的抗折力均大于中穗型品种，这个结果与马均等的研究结果相同［6］。其中湖南44 A/HK02的倒4、倒5节间抗折力是所有组合中对应节间抗折力最大的，中新A/HK02次之。对应节间抗折力最小的品种是新安S/HK02，但是所有品种倒3、倒4节间的抗折力都比对照Ⅱ优明86对应节间更小，与宜优673差异不大。

表3 供试品种主茎的抗折力和倒伏指数

2.3 供试品种的倒伏指数比较

供试材料各节间均有一个共同的规律，即从基部节间到上部各节间长度逐渐增大，抗折力则随着减小，倒伏指数呈增大的趋势，这与袁志华等的研究结果相同［8］。从表3可以看出，Ⅱ优明86的倒3、倒4节倒伏指数明显比其他品种的低，只是倒5节的倒伏指数比京福1A/HK02和湖南44A/HK的略高。

水稻倒伏折断主要是发生在植株基部节间倒3、倒4、倒5节间。供试品种湖南44 A/HK02（代号10）除倒3节的倒伏指数高于中新A/HK02（代号9）和对照Ⅱ优明86（代号13）外，其余各节的倒伏指数都小于其他品种；中新A/HK02（代号9）倒3节间的倒伏指数是所有供试品种中最低的，只比对照Ⅱ优明86（代号13）略高，且各节间的倒伏指数均小于200，可见，中新A/HK02（代号9）和湖南44 A/HK02（代号10）两个新品种的抗倒能力优于其他新品种。

2.4 抗倒伏性与茎秆性状的相关性

抗倒伏性与茎秆性状的相关分析结果表明 （表4），各个节间的株高与节间长呈正相关，与壁厚、抗折力呈负相关，但均未达显著水准，而与倒伏指数呈极显著负相关；抗折力与壁厚呈一定程度的正相关，与节间长呈负相关，其中倒3节间呈显著水平，抗折力与倒伏指数呈极显著负相关；倒伏指数与节间长呈一定程度正相关，而与壁厚呈负相关，其中在倒3、倒5节间达显著水准。

从试验结果总的来看，不同株高品种的抗倒伏性存在着明显的品种间差异，株高与倒伏指数呈极显著正相关，这与前人的研究结果是一致的［8］。

表4 供试品种茎秆物理性状与倒伏指数的相关系数

3 结论与讨论

植株的抗倒伏能力是基部茎秆各物理性状综合作用的结果，任何一个茎秆性状的削弱，比如：节间长、秆基重、秆壁厚度等都会影响抗倒性［9］。倒伏的发生是多因素综合作用结果，要准确预测田间栽培水稻是否会倒伏是较困难的，日本学者在这方面的研究较早，八柳氏曾以主茎上数第4片叶的长度作为衡量日本东北地区水稻是否倒伏的依据，认为该叶越长，倒伏的危险性越大；日本东北农户则以株高为预测倒伏的指标［10］，但是上述无论哪种预测方法，均是以某一种性状指标的量变为预测倒伏的依据，这些性状在不同品种间，同一品种在不同地区间、不同栽培技术条件下都会有较大的变动，因而都存在其局限性。而濑古氏提出用“倒伏指数”大小确定水稻的抗倒伏性状，杨惠杰等采用了此方法研究了茎秆性状与抗倒性的关系［11］，证明是比较科学的［12］。因此，笔者也采用了濑古氏这种测定方法进行试验。

水稻的抗倒性主要与构成茎秆的节间组织以及包住这些组织的叶鞘组织有紧密的关系，因此应该对这些组织的形态结构、茎秆力学的特性等方面进行深入的研究，进一步说明水稻的抗倒性与茎秆性状之间的关系，现笔者试验发现，茎秆的基部茎节间短而粗的水稻品种比其它品种更抗倒伏，试验结果表明，湖南44 A/HK0是所有供试新品种中最抗倒的，川香29A/HK02、天丰A/HK02、兴A/HK02、京福1A/HK02、中新A/HK0等品种比较抗倒，新安S/HK02、Ⅱ-32A/HK02、宜香1A/HK0差等的抗倒性最差。在品种推广过程中，应该考虑不同品种抗倒性的差异，因地制宜的进行推广。水稻倒伏直接影响着收割、产量和米质，影响种植效益，育种家可以采用濑古氏这种验证抗倒性的方法，来选育高产抗倒的品种，提高育种效率。

[1] 赵清政，何安奎，张华信.水稻倒伏原因及对策［J］.垦殖与稻作，2002（4）：40.

[2] 李荣田，姜廷波，崔成焕，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] 周继勇，肖层林，王仁祥.水稻抗倒性研究进展［J］.作物研究，2006（5）：388-392.

[4] 邓文，青先国，马国辉，等.水稻抗倒伏研究进展［J］.杂交水稻，2006，21（6）：6-10.

[5] 邹德堂，崔成焕，赵宏伟，等.水稻倒伏指数的配合力分析［J］.东北农业大学学报，1997，28（4）：328-333.

[6] 马均，马文波，田彦华，等.重穗型水稻植株抗倒伏能力的研究［J］.作物学报，2004，30（2）：143-148.

[7] 袁志华，冯宝萍，赵安庆，等.作物茎秆抗倒伏的力学分析及综合评价探讨［J］.农业工程学报，2002，18（6）：23-24.

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

[9] 邹德堂，崔成焕，赵宏伟，等.水稻倒伏指数与其它性状的相关和通径分析［J］.东北农业大学学报，1997，28（2）：112-118.

[10] 周丽华.水稻茎秆性状与抗倒伏关系的研究综述.发展与对策［J］．中国稻米，2006（3）：10-11

[11] 杨惠杰，杨仁崔，李义珍，等.水稻茎秆性状与抗倒性的关系［J］.福建农业学报，2000，15（2）：1-7.

[12] 张旭编译.日本防止水稻倒伏新方法研究的进展［J］.国外科技，1989（12）： 26-29.