河南省水稻推广品种的耐淹性分析

宋睿　李俊周　刘娟　李梦琪　杜彦修　张静　赵全志

摘要：为了筛选适应河南省种植的耐淹涝水稻（Oryza sativa L.）品种，以河南省目前推广种植的27个品种为材料，采用人工模拟淹涝灾害，于水泥池中进行没顶淹涝处理，分别测定淹涝处理和正常水分管理各品种的株高、主茎节间长、分蘖数、主茎绿叶数等形态性状，结果表明，以主茎叶片相对绿叶数和干物质质量2个指标聚类分析发现，内2优6号、冈优158、丰优22、冈优188、冈优827、Ⅱ优838、粤优938、裕丰8号和珞优8号耐淹性强，方欣1号、冈优363、Y两优1号、方欣4号、豫农粳6号耐淹性较弱。淹涝处理造成水稻植株伸长生长和主茎绿叶数减少。与敏感品种相比，耐淹品种绿叶数多、植株较高、根系发达、叶片和叶鞘干物质质量都较大。淹涝条件下，植株高、分蘖多、干物质质量大和保持一定的绿叶数是分蘖期河南省主推水稻品种耐淹涝的特征。

关键词：水稻（Oryza sativa L.）；品种筛选；耐淹性；河南省

中图分类号：S511；Q945.78 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）10-1814-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.10.004

Analysis of Submergence Tolerance of Rice Varieties in Henan Province

SONG Rui， LI Jun-zhou， LIU Juan， LI Meng-qi， DU Yan-xiu， ZHANG Jing， ZHAO Quan-zhi

（Agricultural College， Henan Agricultural University/Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops， Zhengzhou 450002， China）

Abstract： In order to screen rice varieties with flooding and waterlogging tolerance in Henan， twenty seven rice varieties in Henan province were used as experimental material. Plant height， internode length， tiller number， the number of green leaves， and other morphological traits were measured under submergence treatment in cement pool and normal growth environment. Cluster analysis using the number of relative green leaves of main stem and dry matter weight showed that Nei-two-you 6， Gangyou 158， Fengyou 22， Gangyou 188， Gangyou 827， Ⅱ-you 838， Yueyou 938， Yufeng 8 and Luoyou 8 are varieties with strong submergence tolerance. Fangxin 1， Gangyou 363， Y-langyou 1， Fangxin 4 and Yunongjing 6 are varieties with weak tolerance. The elongation growth of rice and the reduction of the number of green leaves were induced by submergence treatment. Compared with sensitive varieties， tolerant varieties have more green leaves， higher plant height， larger leaf and sheath dry weight. The characteristics of submergence tolerance of rice varieties in Henan in tiller stage are high plant height， large dry matter weight， more tillers and green leaves.

Key words： rice（Oryza sativa L.）； variety selection； submergence tolerance； Henan province

淹澇是危害农作物生产的自然灾害。自水稻（Oryza sativa L.）Sub1基因被克隆后，耐淹性状及其机制研究取得了较大的进展[1]。淹涝对水稻的危害程度受多种因素的影响，不同地区、品种类型和生长期的水稻对淹涝的反应不同，国内研究者研究了不同类型水稻（杂交稻和常规稻）、不同淹涝胁迫程度（淹水0～8 d）、不同淹涝时期（分蘖期、孕穗期、乳熟期）淹涝对水稻农艺性状、生理性状的影响及耐涝能力评价指标[2-5]，但是这些研究还不够系统，水稻耐淹涝的鉴定指标也存在分歧。其次，针对河南气候特点和品种进行耐淹涝机制和品种筛选的研究未见报道。为此本研究利用河南省主推的27个水稻品种为材料，通过人工模拟淹涝，筛选耐淹涝水稻品种，研究淹涝对水稻生长的影响，探讨实用、操作性强的耐涝评价指标，以期为减轻淹涝对我国水稻生产的危害提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试水稻材料共27个，其中杂交水稻24个，常规水稻3个。杂交水稻分别为丰两优4号、D优527、裕丰8号、金优725、神稻188、冈优827、Ⅱ优838、粤优938、内2优6号、冈优158、Ⅱ优1259、珞优8号、D优158、中莲优950、丰优22、新两优6号、冈优527、冈优188、冈优881、Ⅱ优084、冈优3551、冈优363、Y两优1号和冈优177。常规水稻分别为方欣1号、方欣4号和豫农粳6号。

1.2 试验设计

试验在河南农业大学科教园区进行。淹涝采用人工模拟淹涝灾害，在一个水泥池中对水稻进行没顶淹涝处理，同时在另一个水泥池设正常水分管理，作为对照。所有材料于2015年5月10日育苗，6月15日移栽于水泥池，6月30日（分蘖期初期）开始进行没顶淹涝，淹涝处理5 d，水为洁净的地下水。处理前和胁迫处理排水后，分别测定正常水分管理与淹涝处理各品种的植株性状。

1.3 测定项目与方法

植株性状包括：株高、主茎节间长、分蘖数、主茎绿叶数、根数、根干质量、叶干质量、鞘干质量和干物质质量等。用直尺测定株高和主茎节间长，数分蘖和主茎绿叶数，然后分离根系、叶片和茎鞘，烘干后测定各部位的干物质质量。

1.4 统计分析方法

应用Excel 2000和SPSS18.0软件进行相关和聚类统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同水稻品种耐淹能力的评价

对主茎相对绿叶数和植株干物质质量进行评价，从胁迫处理5 d后的主茎相对绿叶数（图1）看出，金优725、Y两优1号、冈优177、冈优827和Ⅱ优838绿叶数最少，主茎相对绿叶数都小于0.68；珞优8号、冈优881、冈优188、冈优158、内2优6号和Ⅱ优084绿叶数最多，主茎相对绿叶数都大于1.18。从胁迫处理5 d后的干物质质量（图1）看出，Y两优1号、方欣1号、冈优363、方欣4号、金优725干物质质量最小，干物质质量都小于2.00 g；冈优158、内2优6号、丰优22、冈优188干物质质量最大，其干物质质量都大于3.96 g。以主茎叶片相对绿叶数和干物质质量2个指标进行聚类分析（图2）。从图2可以看出，内2优6号、冈优158、丰优22、冈优188、冈优827、Ⅱ优838、粤优938、裕丰8号和珞优8号抗性强，方欣1号、冈优363、Y两优1号、方欣4号、豫农粳6号抗性弱，其他13个品种抗性中等，属中性品种。

2.2 淹涝处理对水稻形态性状的影响

选取耐淹和敏感类型各4个品种进行了比较（表1），耐淹品种地上部分株高较高，分蘖数多，干物质质量、叶片干物质质量和鞘干物质质量都较大；地下部根数多、根干物质质量大，根系发达；耐淹涝水稻品种植株性状和地下部根系的均值显著大于敏感水稻品种。淹涝处理与对照相比，淹涝造成水稻植株高的增高，耐淹品种比对照平均升高了0.34倍，敏感类型比对照平均升高了1.32倍。耐淹品种的叶片干物质质量明显高于对照，是对照的1.62倍，表现出明显的植株伸长趋势。主茎绿叶数、分蘖数、根数和鞘干质量基本与对照处理相同。对于敏感品种而言，叶干质量淹涝处理与对照没有明显差异，其他各性状淹涝后表现都明显小于对照（方欣4号除外）。淹涝造成所有品种株高升高，其他性状不同类型品种间表现不同，耐性较强品种叶片有伸长的趋势，其他植株性状受影响也较小；敏感品种多数植株性状受淹涝后生长受到抑制。

3 讨论

水稻不同基因型对淹涝胁迫的忍耐力存在差异，选用耐淹涝品种是防范淹涝灾害最经济有效的措施。淹涝胁迫会引起水稻发生一系列生理生化、形态和产量性状变化，利用这些形态和产量性状指标，可以比较不同品种对淹涝胁迫环境适应能力的差异性。然而，水稻的耐淹能力不仅受温度、水质、水深、施肥、生产季节等影响，而且与水稻所处的生育期也密切相关[6]。孕穗期水稻对淹涝最敏感，其次是开花期和乳熟期[7]。同一水稻品种不同生育期的耐淹涝能力差异明显，且相互间并无必然联系。以受淹后水稻的收获产量作为衡量标准，苗期耐涝强的品种其生育后期并不一定耐涝，但后期耐涝的品种，其前期往往耐涝较强。陈祖玉等[8]对杂交水稻孕穗期的耐涝农艺指标进行筛选，发现与产量相对受害率最密切相关的依次是结实率、高位芽率和千粒重。李阳生等[2]认为叶片相对成活率可以作为评价水稻分蘖期耐淹能力的指标。陈永华等[3]发现，叶片相对成活率和茎蘖耐淹能力可用来评价水稻耐淹能力。淀粉和可溶性糖能为淹没期间代谢活动的维持和去淹没后植株的恢复生长提供能量，碳水化合物一直被认为是影响水稻耐淹能力的一个重要因素[9]。因此，本研究把叶片相对成活率和植株较高的物质能量作为评价水稻分蘖期耐淹能力的重要指标，对27个水稻品种进行评价，内2优6号、冈优158、丰优22、冈优188、冈优827、Ⅱ优838、粤优938、裕丰8号和珞优8号抗性强，方欣1号、冈優363、Y两优1号、方欣4号、豫农粳6号抗性弱，其他13个品种抗性中等，属中性品种，杂交稻耐涝性优于常规稻，结果与实际表现相符合，可以作为水稻分蘖期耐淹能力的筛选指标。并且，叶片相对成活率和干物质质量，具有直观、简单、实用性与可操作性强特点，易于准确判断，对生产实践意义重大。其次，通过研究发现耐淹品种的根系都明显优于不耐淹品种，因此，在实践当中，根系也可以作为耐淹筛选的辅助指标。

淹涝条件下，植株高、分蘖多、干物质量大和保持一定的绿叶数是维持生存的必要条件。水稻应对淹涝胁迫的策略有避淹和耐淹。避淹是通过伸长生长，植株顶端浮出水面，进行光合作用。耐淹策略是植株保存能量和碳水化合物，缓慢生长，在无大的伤害下存活下来。对于河南地区灌溉水稻品种，淹涝时间一般较短。因此，淹没期间植株伸长缓慢，保存能量，更有利于植株维持生命。

参考文献：

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[4] 陈永华，柳 俊，赵 森，等.水稻分蘖期耐淹能力评价及不同淹涝强度对重要农艺性状的影响[J].广西农业生物科学，2006， 25（2）：111-115.

[5] 李阳生，李绍清.淹涝胁迫对水稻生育后期的生理特性和产量性状的影响[J].武汉植物学研究，2000，18（2）：117-122.

[6] 李绍清，李阳生.水稻孕穗期在淹涝胁迫下施肥的优化选择及其作用机理[J].作物学报，2002，28（1）：115-120.

[7] 朱崇基，朱远骥，应盛木.水稻孕穗期到始穗期淹水对产量及经济性状的影响[J].浙江农业科学，1989（4）：151-154.

[8] 陈祖玉，彭其安，刘传凤，等.杂交水稻孕穗期的耐涝农艺指标评价[J].安徽农业科学，2010，38（21）：11087-11089.

[9] RAM P C，SINGH B B，SINGH A K，et al. Physiological basis of submergence tolerance in rainfed lowland rice： Prospects for germplasm improvement through marker aided breeding[J].Field Crops Research，2002，76：131-152.