两种插秧密度下不同穗型水稻品种耐密性研究

2014-06-12,,,

土壤与作物 2014年1期

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(1中国科学院东北地理与农业生态研究所，黑龙江哈尔滨 150081；2黑龙江省农垦科学院水稻研究所，黑龙江佳木斯 154007)

黑龙江省自1978年杂交育成第一个推广品种、1980年旱育稀植技术推广以来，水稻育种和配套栽培技术得到长足发展，然而现在不管是育种，还是栽培技术都遇到发展的瓶颈。水稻施肥严重过量，倒伏、病害[1]大面积发生，越区种植，没有农民特别满意的品种等问题普遍存在，严重限制水稻安全生产。半直立耐密型水稻品种选育及相应减肥增密配套栽培，可实现水稻产量和品质在更高水平上统一起来的可能[2]。品种选择趋于更耐密型品种，栽培水平更趋于密植，可减少氮肥施用。

研究以颈穗弯曲度为划分标准[3]，将水稻划分为直立棒穗型、半直立耐密型、弯穗型3种穗型，以目前在水稻生产中大面积推广应用的半直立耐密穗数型水稻品种和苗头品系为研究材料，在25 cm 、30 cm两种密度水平下种植，比较研究一些重要的性状因子的差异，以期为水稻高产育种和配套栽培提供理论依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验于2013年在黑龙江省农垦科学院水稻研究所哈尔滨试验站水稻试验田内进行，选熟期基本一致的不同穗型的常规粳稻14个(其中直立棒穗型品种3个：松粳3号、垦选201240、方圆8200；半直立耐密型品种6个：空育131、龙粳21、龙粳31、垦选201216、北粳1202、龙稻5号；弯穗型品种5个：垦稻12号、垦选201212、龙粳20、龙稻10、松粳12)为材料，插秧规格为30 cm×12 cm、25 cm×12 cm两处理密度水平，每穴4株，随机区组设计，小区面积21 m2。施肥水平尿素150 kg·hm-2，二铵105 kg·hm-2，硫酸钾120 kg·hm-2，基肥∶蘖肥∶穗肥按5∶3∶2比例施，4月12日播种，5月15日移栽，9月18日收获，其它管理按寒地水稻叶龄诊断栽培技术进行管理。

1.2 测定项目

1.2.1绿叶面积及叶面积指数：成熟时每小区分别取样5株，剪下全部叶片，采用比叶重法测定剑叶、倒2叶、倒3 叶和下部叶片叶面积和绿叶面积，计算叶面积指数和高效叶面积。测量上3叶长、宽、角。

比叶重法：将取样的全部叶片称鲜质量，再选取均匀一致的10片，叠集起来，分别用2种10 cm*10 cm面积玻璃板，压在叠好的叶片上，用刀片小心沿玻璃板边缘切割，把切下的一定面积的样品在天平上称质量。

叶面积=全部叶片质量*100 cm2/小样质量。

绿叶面积=绿叶质量*100 cm2/小样质量。

1.2.2倒伏率及倒伏指数。倒伏率：倒伏面积占试验小区面积的百分比。参考乔春贵[4]计算倒伏率及倒伏指数。

1.2.3产量及产量构成因素。成熟时调查小区中间连续10穴有效穗数计算平均数，每小区取平均数样本2株考查株高、穗长、每穗粒数、空粒数、千粒重等，计算着粒密度和结实率。调查平方数穗数，收获平方米产量，测糙米率和精米率。

1.3 统计方法

用Excel进行数据方差分析。同一穗型增加密度后进行F值检验。不同穗型品种间进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 成熟期水稻叶面积指数及高效叶面积

成熟期水稻叶面积指数不同穗型品种间差异极显著，表现为弯穗型>半直立耐密型>直立棒穗型，见图1。弯穗型品种的叶面积指数极显著地大于半直立耐密型品种和直立棒穗型品种，半直立耐密型品种和直立棒穗型品种叶面积指数差异不显著。增加密度后叶面积指数半直立耐密型品种和直立棒穗型品种极显著增加，其差异显著水平(F=156.3，F=88.4；F0.01=21.20，F0.01=10.04)。不同穗型品种叶面积指数顺序为半直立耐密型>直立棒穗型>弯穗型。半直立耐密型品种叶面积指数极显著大于弯穗型品种和直立棒穗型品种。

成熟期高效叶面积不同穗型品种间差异极显著，表现为高效叶面积顺序是半直立耐密型>直立棒穗型>弯穗型。半直立耐密型品种的高效叶面积极显著地大于直立棒穗型品种和弯穗型品种。增加密度后高效叶面积直立棒穗型品种极显著增加(F=57.6，F0.01=21.20)，半直立耐密型品种和弯穗型品种显著增加，其差异呈显著水平(F=8.7，F=9.1；F0.05=4.96，F0.05=5.32)。增加密度后不同穗型品种高效叶面积顺序为半直立耐密型>直立棒穗型>弯穗型。半直立耐密型品种高效叶面积极显著大于直立棒穗型品种，直立棒穗型品种极显著大于弯穗型品种。

图1 成熟期叶面积指数、高效叶面积Fig.1 Leaf area index(LAI)，effective leaf area(ELA)注：叶面积指数leaf area index(LAI)；高效叶面积effective leaf area(ELA)；直立棒穗型Erect panicle type(EPT)；半直立耐密型The dense-resistance of Semi-erect panicle type(RSPT)；弯穗型Curved panicle type(CPT)。不同小、大写字母分别表示0.05和0.01水平上差异显著。

2.2 株高

株高的高矮是弯穗型品种>半直立耐密型品种>直立棒穗型品种，差异达极显著水平，半直耐密型品种较弯穗型品种的株高显著降低，株高在85 cm～90 cm之间，见表1。增加密度后株高略有降低，但差异不显著。半直耐密型品种株高降低说明增加密度后利于抗倒性的提高。

2.3 穗长及着粒密度

穗长大小是弯穗型品种>半直立耐密型品种>直立棒穗型品种，差异达显著或极显著水平，半直耐密型品种较弯穗型品种的穗长差异极显著低，较直立棒穗型品种的穗长略长但差异不显著，穗长13 cm～18 cm，见图2。增加密度后穗长略有降低，但变化差异不显著。

着粒密度半直立耐密型品种与弯穗型品种差异不显著，与直立棒穗型品种差异极显著。增加密度后着粒密度变化不大。说明半直立耐密型和直立棒穗型品种穗形趋于紧凑，而直立棒穗型品种穗粒更多地集中在穗的下部，是直立穗型品种结实率低的主要原因。

图2 穗长和着粒密度Fig.2 Panicle length and grain density

2.4 成熟期水稻上3叶长宽与配置

上三叶叶长总的趋势是直立棒穗型品种最短，半直耐密型品种次之，弯穗型品种最长，见图3。半直耐密型品种剑叶和倒2叶显著高于直立棒穗型品种，与弯穗型品种差异不显著，倒3叶各穗型品种间差异不显著。半直耐密型品种和直立棒穗型品种上3叶叶长序为倒3叶>倒2叶>剑叶，弯穗型品种上3叶叶长序为倒2叶>倒3叶>剑叶。从叶片宽度来看，上3叶叶宽表现为直立棒穗型品种>半直耐密型品种>弯穗型品种。半直耐密型品种上3叶叶宽与弯穗型品种差异显著，与直立棒穗型品种差异不显著。

增加密度后半直耐密型品种剑叶长极显著缩短(F=15.86，F0.01=10.04)、倒2叶叶长显著缩短(F=5.79，F0.01=4.96)。增加密度后各穗型品种上3叶长为直立棒穗型品种<半直耐密型品种<弯穗型品种，半直耐密型品种剑叶和倒2叶显著低于弯穗型品种，与直立棒穗型品种差异不显著，倒3叶各穗型品种间差异不显著。增加密度后各穗型品种上3叶宽差异不显著。

图3 成熟期水稻上3叶配置Fig.3 Configuration of the top 3 leaves in the ripening stage

上3叶与主茎的角度在不同穗型品种差异极显著，表现为直立棒穗型品种<半直耐密型品种<弯穗型品种。增加密度后半直耐密型品种剑叶、倒2叶与主茎的角度极显著缩小，其差异显著水平(F=31.77、F=32.3；F0.01=10.04)，倒3叶与主茎的角度显著缩小(F=5.93，F0.05=4.96)。增加密度后直立棒穗型品种剑叶、倒2叶与主茎的角度显著缩小。说明半直耐密型和直立棒穗型品种增加密度后个体收敛适合构建成耐密型群体。

2.5 倒伏率及倒伏指数

在30 cm行距栽培水平下，半直耐密型和直立棒穗型品种均没有倒伏，倒伏率和倒伏指数为零，且弯穗型品种倒伏程度也很低，倒伏率和倒伏指数分别为4.76%、0.01，见表1。增加密度后半直耐密型和直立棒穗型品种均没有倒伏，而弯穗型品种倒伏程度极显著增加，倒伏率和倒伏指数分别为79.0%、0.64，倒伏严重。

2.6 糙米率及精米率

在30 cm行距栽培水平下，半直耐密型品种糙米率和精米率最高，弯穗型品种次之，直立棒穗型糙米率和精米率最低，且差异达极显著水平，见表1。增加密度后直立棒穗型品种糙米率和精米率极显著降低。弯穗型品种糙米率显著下降，精米率极显著降低。半直耐密型品种糙米率和精米率也降低，但差异不显著。

表1 倒伏率和出米率Tab.1 Lodging rate and milled rice rate

注：不同小、大写字母分别表示0.05和0.01水平上差异显著，下同。

2.7 产量及产量要素构成

不同穗型品种产量差异不显著，见表2。产量构成要素中平方米穗数半直立耐密型与弯穗型差异不显著，与直立棒穗型差异极显著；每穗粒数是直立棒穗型极显著地高于弯穗型，弯穗型极显著高于半直立耐密型；结实率是半直立耐密型极显著地高于弯穗型，弯穗型极显著高于直立棒穗型；千粒重不同穗型品种差异不显著。增加密度后直立棒穗型产量显著增加，半直立耐密型极显著增加，弯穗型产量差异不显著。产量构成要素中平方米穗各穗型均极显著增加；结实率EPT极显著降低、弯穗型显著降低；千粒重弯穗型显著降低。从表2中还可以看出，要获得>10 500 kg·hm-2产量：产量构成要素参数为平方米穗数 > 600穗、每穗粒数>80粒、结实率>90%、千粒重25.4 g。

表2 不同穗型品种产量及产量构成Tab.2 Grain yield and four factor of yield

3 讨论

3.1 半直耐密型品种株型配置

成熟期株高及上3叶配置是影响群体耐密程度的重要因素。松岛[5]研究水稻理想株型的特征，认为其最重要的是上3位叶要短、直、厚。陈温福等[6]研究直立大穗型株型因子时，认为直立大穗型品种的株高应有所增加，上3 叶应短、直、挺、厚。研究结果表明，半直耐密型品种较弯穗型品种的株高略有降低，株高85 cm～90 cm较好，上3叶的剑叶、倒2叶、倒3叶叶角小而挺直，叶片短、略宽，尤其是剑叶，穗在剑叶上，半直耐密型品种增大密度后，株形更趋于收敛、抗倒，结实率高，出米率好，产量将显著提高。

成熟期半直立耐密型品种的叶面积指数(LAI)极显著低于弯穗型品种，但高效叶面积显著地高于弯穗型品种，增加密度后半直立耐密型品种和直立棒穗型品种的叶面积指数LAI极显著增加，但半直立耐密型品种LAI增加比例小，高效叶面积增加显著，是结实率高于直立棒穗型品种可能内在因素。

3.2 半直耐密型品种穗型特点

目前黑龙江寒地稻区80%以上种植品种的穗型为弯穗型，这样的品种进一步增加密度，提高产量的空间不大，半直耐密型品种较弯穗型品种的穗长极显著低，较直立棒穗型品种的穗长略长但差异不显著，半直耐密型品种穗长为13 cm～18 cm。着粒密度与弯穗型品种差异不显著，与直立棒穗型品种差异极显著，半直耐密型品种着粒密度5粒·cm-1～6粒·cm-1。这样的穗型使半直耐密型品种穗粒集中到穗的中下部，适合穗型半直立，能充分利用光能，增加密度，提高抗倒性和结实率，可以协调产量构成因素之间的矛盾。

3.3 半直耐密型品种的耐密性

不同穗型的品种，对行距的要求不同，相应的耐密程度也不同。赵海新等[7]研究认为窄行距有利于提高少蘖半直立穗型品种的空间利用。胡雅杰等[8]研究不同穗型粳稻适宜机插株行距，认为小穗型宜采用行距25 cm种植。研究认为半直立耐密型品种较弯穗型品种耐密性强，产量、出米率高，适合窄行种植。直立棒穗型品种较半直立耐密型品种耐密性强，但结实率，出米率均很低，不适合寒地稻区密植栽培。