磷硅互作对不同籼型杂交水稻产量和叶绿素含量的影响

从夕汉，施伏芝，阮新民，罗志祥*

(1.安徽省农业科学院水稻研究所，安徽合肥 230031；2.安徽省水稻遗传育种重点实验室，安徽合肥 230031)



磷硅互作对不同籼型杂交水稻产量和叶绿素含量的影响

从夕汉1,2，施伏芝1,2，阮新民1,2，罗志祥1,2*

(1.安徽省农业科学院水稻研究所，安徽合肥 230031；2.安徽省水稻遗传育种重点实验室，安徽合肥 230031)

摘要[目的]明确在氮肥基础上磷、硅及互作对水稻产量和叶绿素含量的影响。[方法]以籼型杂交水稻品种汕优63、丰两优1号、Ⅱ优838、丰两优4号、Y两优2号和Ⅱ优52为试验材料，研究磷、硅及互作对水稻产量及叶绿素含量的影响。[结果]施硅可明显增加每穗总粒、每穗实粒和千粒重，施磷可明显增加每穗总粒、每穗实粒和有效穗。与对照相比，磷硅互作可提高水稻产量，Y两优2号和Ⅱ优52这2个品种的产量增幅最大，分别达10.06%和10.90%。水稻叶片叶绿素含量在磷硅互作处理下明显高于单施磷肥或单施硅肥。[结论]试验结果为优质高产水稻的施肥提供了理论依据。

关键词水稻；磷；硅；产量；叶绿素含量

水稻的生长发育受品种遗传特性和环境因素的综合影响[1]。氮、磷是水稻正常生长的两大必需营养元素，硅是水稻吸收非常大的元素，都对水稻的产量和品质起到重要作用[2-4]。研究表明，氮肥在营养生长期可促进水稻生长和分蘖，增加单位面积穗数、穗粒数以及叶绿素含量，提高光合作用效率，增加产量，改善稻米品质[5-6]。磷肥具有能促进氮肥的吸收与利用、提高部分氨基酸含量等作用，并能增强苗期的抗逆性[7-8]。硅肥可促进水稻生长发育和根系的生长，增强茎秆强度，提高水稻抗病能力、抗倒伏能力以及光合作用效率等[9-11]。如何合理调整氮、磷、硅肥用量及配比来实现水稻的高产、稳产是目前急需解决的问题。

国内外学者针对施肥对水稻产量、品质及营养吸收利用的影响进行了大量研究[12-17]，主要集中在氮、磷、钾肥方面。张洪程等[12]在大田条件下研究不同施氮量对杂交稻两优培九的影响，结果表明产量和氮肥利用率均随施氮量的增加而增加，至中肥处理达最大值，而高肥处理则显著降低。朴钟泽等[13]研究了Dasanbyeo/IR667462632和TR22183/IR661672756这2个杂交组合在施氮和未施氮条件下杂交早期世代对产量及氮素利用效率的选择效果，结果表明产量及氮素利用效率的直接选择效应和遗传力在未施氮条件下明显高于施氮条件下，生理氮素利用效率与单株产量和收获指数呈显著正相关。商全玉等[18]研究了硅肥不同施用量对水稻品种沈农265 和丰优2000产量和品质的影响，结果表明施用硅肥能提高每穴穗数、一次枝梗上籽粒千粒重、二次枝梗上籽粒千粒重、每穗粒数，具有提高水稻产量的作用。但目前有关磷硅互作的研究较少，如丁能飞等[11]通过小区试验研究了氮硅互作对水稻营养与产量的影响，结果表明施硅可明显增加穗实粒数和千粒重，而施氮可明显增加有效穗数，氮硅配施可提高水稻的产量。鉴于此，笔者以生产上大面积种植的籼型水稻品种汕优63、丰两优1号、Ⅱ优838、丰两优4号、Y两优2号和Ⅱ优52为试验材料，研究了在氮肥基础上磷、硅及互作对水稻产量和叶绿素含量的影响，旨在为优质高产水稻的施肥提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料供试材料为我国大面积种植的6个水稻品种(表1)，包括汕优63、丰两优1号、Ⅱ优838、丰两优4号、Y两优2号和Ⅱ优52,其生育期分别为138、140、132、135、139和135 d。其中，丰两优4号和Ⅱ优838为安徽省中籼区试对照品种，6个品种的生育期基本一致。试验用的材料种子来源于市场和安徽省农业科学院水稻研究所。

1.2试验设计试验于2015年在安徽省农业科学院水稻研究所国家水稻育种改良分中心(合肥)的网室进行，试验中各处理采用相同规格的塑料桶进行，桶上内径为30 cm、下内径为24 cm、高为20 cm。桶内土壤采取肥力水平较低的潴育型水稻土，土壤使用前晒干混匀并过5 mm筛，每盆装土15 kg。土壤基本理化性状：有机质21.5 g/kg,有效氮87.6 mg/kg,速效钾81.4 mg/kg,速效磷21.8 mg/kg。5月4日育秧，6月15日移栽至塑料桶中，每桶3穴，每穴1苗，常规肥水管理。成熟期收获籽粒进行产量及产量构成等的考察。

表1　供试材料

试验包括4个处理：CK、磷(P)、硅(Si)、和磷+硅(P+Si)，采用随机区组设计，每个处理设3个重复，6个品种共72桶。为保证植株生长，每桶施入相同本底水平的氮肥，氮肥采用尿素(纯氮含量为2.740 g/桶)，分别作为基肥1.92 g(70%)和追肥0.82 g(30%)。磷肥采用过磷酸钙(纯P含量为4.375 g/桶)，作基肥全部施入。硅肥采用韩国的农爱丰eco(纯Si含量为0.280 g/桶)，在移栽30 d后全部施入。在植株生长到始穗期进行叶片叶绿素含量的测定。

1.3测定方法水稻成熟期进行收获及考种，考察对照及各处理品种的株高、每穗总粒、每穗实粒、千粒重和结实率等产量构成。并将各处理植株地上部分放置于50 ℃烘箱中，48 h后取出，称量干物质重。利用SPAD-502叶绿素测定仪(Minolta,Japan)测量各处理植株剑叶、倒1叶和倒2片叶的叶绿素含量。

1.4 数据处理数据采用SPSS 19.0 进行统计分析，用P=0.05最小显著极差法进行显著性检验。

2结果与分析

2.1磷硅互作对水稻产量及产量构成要素的影响由表2可知，在磷、硅及互作处理下，各个品种的产量及产量构成要素都有不同程度的增加。与对照相比，在施磷肥处理下，汕优63、丰两优1号、Ⅱ优838、丰两优4号、Y两优2号和Ⅱ优52的产量分别增加了2.87%、4.08%、4.04%、3.31%、4.93%和5.03%；在施硅肥处理下，汕优63、丰两优1号、Ⅱ优838、丰两优4号、Y两优2号和Ⅱ优52的产量分别增加了4.02%、6.12%、7.13%、7.11%、7.71%和7.34%；磷硅互作处理下，汕优63、丰两优1号、Ⅱ优838、丰两优4号、Y两优2号和Ⅱ优52的产量分别增加了5.17%、6.89%、8.55%、9.00%、10.06%和10.90%。在氮、硅以及互作下，Y两优2号和Ⅱ优52这2个品种的增幅都最大。在产量构成要素方面，施磷、硅及两者互作下，穗长和结实率有一定幅度的增加，但趋势不明显。施磷对产量构成因素的影响主要表现为对有效穗、每穗粒数和每穗实粒的增加，千粒重变化不明显。而施硅对产量及产量构成要素的影响主要表现为对每穗总粒、每穗实粒和千粒重的增加。综上，磷硅互作处理各品种的产量增幅明显高于磷、硅单一处理。此外，磷硅互作处理品种Ⅱ优52的产量最高，并且产量的增幅也最大。

表2　磷硅互作对水稻产量及产量构成的影响

注：同一品种同列数据后不同字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。

Note: Different letters in the same row indicated significant differences at 0.05 level.

2.2磷硅互作对水稻叶片叶绿素含量的影响由表3可知，与对照相比，在磷、硅及互作处理下，6个水稻品种的剑叶、倒1叶和倒2叶的叶绿素含量都有不同幅度的增加，其中磷硅互作水稻叶片叶绿素含量增幅最大，而磷肥对水稻叶片叶绿素含量的影响小于硅肥。在对照处理下，汕优63、丰两优1号、Ⅱ优838、丰两优4号、Y两优2号和Ⅱ优52的剑叶、倒1叶和倒2叶叶绿素的平均值分别为30.2、36.0、30.6、28.9、33.3和34.8，其中丰两优1号的叶绿素含量最高。在磷硅互作处理下，6个品种剑叶、倒1叶和倒2叶叶绿素的平均值分别为34.5、37.7、37.1、40.2、41.1和43.1，其中Ⅱ优52的叶绿素含量最高，6个品种剑叶、倒1叶和倒2叶叶绿素的平均增幅分别为14.2%、4.7%、21.2%、39.1%、23.4%和23.9%。可见，品种间叶绿素含量对同一肥料的响应程度不同。另外，不同部位水稻叶片对肥料的响应程度也不同，剑叶叶绿素含量受肥料影响程度小于倒1叶和倒2叶。

表3　磷硅互作对水稻叶片叶绿素含量的影响

注：同一肥料处理同列数据后不同字母表示不同部位间在0.05水平差异显著。

Note: Different letters in the same row indicated significant differences at 0.05 level.

3结论与讨论

该试验以汕优63、丰两优1号、Ⅱ优838、丰两优4号、Y两优2号和Ⅱ优52为材料，研究了磷、硅及互作对水稻产量及叶片叶绿素含量的影响。结果表明，施磷可明显增加水稻产量，增幅为2.87%～5.03%；施硅也可明显增加水稻产量，增幅为4.02%～7.71%。施磷对产量构成因素的影响主要表现为对有效穗、每穗粒数和每穗实粒的增加，而施硅主要是提高了水稻的每穗粒数、每穗实粒与千粒重，这与前人的研究结果基本一致[11,17]。磷硅互作显著提高了水稻穗粒数和千粒重，品种Ⅱ优52的产量最高，达52.9 g/pot，增幅最大，达到10.90%，这可能是因为在单施磷和单施硅条件下，品种Ⅱ优52的磷、硅农学利用效率显著高于其他5个品种。

水稻叶片叶绿素的合成需要多种营养元素参与，有关磷、硅及互作对叶片叶绿素含量影响的报道较少[19-20]。该研究表明，在磷、硅及互作条件下，与对照相比，6个水稻品种剑叶、倒1叶和倒2叶的叶绿素含量都有不同程度的增加。在磷硅互作处理下，水稻叶片叶绿素含量增幅最大，明显高于施磷或施硅单一处理，6个品种中以丰两优4号的平均叶绿素含量受磷硅互作影响最大，比对照处理增加了39.1个百分点。磷、硅及互作处理对水稻叶片叶绿素含量的影响也较好地反映了其对水稻产量的影响。

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Effects of Phosphorus and Silicon Interaction on Yield and Chlorophyll Content of Different Indica Hybrid Rice Varieties

CONG Xi-han1,2,SHI Fu-zhi1,2,RUAN Xin-min1,2,LUO Zhi-xiang1,2*(1.Institute of Rice Research,Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei,Anhui 230031; 2.Key Laboratory of Rice Genetics and Breeding of Anhui Province,Hefei,Anhui 230031)

Abstract[Objective] To clear effects of phosphorus,silicon and their interaction on yield and chlorophyll content of different indica hybrid rice varieties based on nitrogen fertilizer.[Method] We studied effects of phosphorus,silicon and their interaction on yield and chlorophyll content of different indica hybrid rice varieties like Shanyou 63,Fengliangyou 1,ⅡYou 838,Fengliangyou 4,Y liangyou 2 and ⅡYou 52.[Result] Silicon application could significantly increase the spikelets per panicle,filled grains per panicle and 1 000-grain weight,while phosphorus application could significantly increase the spikelets per panicle,filled grains per panicle and effective ears.Comparing with control group,phosphorus and silicon combined application could increase the yield of rice,and the increasing ranges of yield from Y liangyou 2 and ⅡYou 52 were the most,with 10.06% and 10.90% respectively.The chlorophyll content of rice leaves under phosphorus and silicon combined application was obviously higher than that of phosphorus application or silicon application.[Conclusion] The results provide theoretical basis for the fertilization of high yield and good quality rice.

Key wordsRice (OryzasativaL.); Phosphorus; Silicon; Yield; Chlorophyll content

收稿日期2015-12-24

作者简介从夕汉(1981- )，男，安徽芜湖人，助理研究员，硕士，从事水稻遗传育种及农业生物技术研究。*通讯作者，研究员，从事水稻遗传育种研究。

基金项目安徽省国际科技合作计划项目(1403062025)；国家“863”计划项目(2012AA101103)；国家科技支撑计划项目(2011BAD35B02-1)；安徽省科技攻关计划项目；安徽省自然科学基金项目(1608085QC67)；院长青年创新基金面上项目(16B0102)；学科建设项目(16A0101)。

中图分类号S 511.2+1

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)02-004-03