北方常规粳稻与杂交粳稻苗期根系性状差异与产量间关系
2018-10-18宫殿凯于广星代贵金刘宪平陈盈李海波侯守贵
宫殿凯 于广星 代贵金 刘宪平 陈盈 李海波 侯守贵
(辽宁省水稻研究所,沈阳110101;#共同第一作者;第一作者:714732190@qq.com)
根系是水稻吸收水分和养分的主要器官,又是多种激素、有机酸和氨基酸合成的重要场所,水稻根系形态、生理特性与产量及地上部生长发育都有着密切的联系[1-2]。北方杂交粳稻杂种优势一直不突出,与常规粳稻产量差异并不显著。前人围绕移栽后水稻根系的形态及生理特征及与产量的关系进行了大量研究[3-5]。但对北方杂交粳稻与常规粳稻苗期根系特征特性研究不是很多。因此,深入研究北方杂交粳稻与常规粳稻苗期根系差异情况对产量的影响有重要意义,也许能为解决北方粳稻杂种优势不突出问题提供一定帮助,并为育种家选育品种提供方向。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验于2017年在辽宁省水稻研究所试验基地进行。供试品水稻品种为北粳1号、辽星1号、辽粳9号、辽粳 212、辽粳 401、粳优 653、粳优 6568、辽优9906、辽 73 优 62。
1.2 试验方法
采用水稻自动化播种机进行播种,每盘均匀撒谷约100 g,不同水稻品种各育苗3盘,随机摆放于温室大棚中,与正常旱育苗管理相同;试验采用大区对比设计,于叶龄3.5叶左右进行移栽,移栽行株距为30.0 cm×16.7 cm。每667 m2施用氮肥15 kg(按纯N计算),基肥∶蘖肥∶穗肥=5∶4∶1。其他管理均与一般大田相同。
1.3 测定内容及方法
插秧前随机取100株秧苗,调查秧苗地上部分和地下部分干物质量;挑选有代表性长势均匀的10株秧苗,用根系扫描仪(WinRHIZO Pro 2016)及分析软件测量秧苗根长、根体积等指标;测定水稻分蘖动态、株高、产量及产量构成因素。
1.4 数据分析
试验数据采用Microsoft Excel 2007和SPSS统计软件进行处理与分析。采用单因素方差分析,并用Duncan法进行各处理间的差异性比较。
2 结果与分析
2.1 常规粳稻与杂交粳稻产量及产量构成对比
由表1可知,杂交粳稻的实粒数优势十分明显,平均高达146.7粒/穗,较常规粳稻的120.6粒/穗高21%左右,辽优9906更是高达183.5粒/穗;有效穗数和结实率杂交粳稻平均比常规粳稻低8%左右;千粒重、经济系数两者差异不是很大,均值在23~24 g之间和0.53左右;杂交粳稻产量均值为697.40 kg/667 m2,较常规粳稻(656.70 kg/667 m2)仅高出5%左右。
2.2 常规粳稻与杂交粳稻苗期根系性状对比
由表2可知,杂交粳稻苗期根系的平均直径为6.32 mm,比常规粳稻粗19%左右,最大的是粳优6568,达8.22 mm;而常规粳稻的根长、投影面积、表面积、根体积、根尖数上分别比杂交粳稻高40%、21%、21%、31%和65%。
表3 产量及产量构成与苗期根系性状间的相关性分析
2.3 产量及产量构成与苗期根系性状间的相关性
由表3可知,实际产量与穗粒数呈正相关。由于杂交粳稻结实率较低,但是产量比常规粳稻高一些,因此相关性分析中产量与结实率、千粒重出现负相关,但是并没有多大意义。根体积与根系投影面积、表面积、根直径呈显著正相关;根尖数与穗粒数呈显著负相关,与结实率、根长、投影面积、表面积呈显著正相关。产量和苗期根直径以及根体积呈正相关,与根长、根尖数呈负相关,但都不显著。
3 结论与讨论
王彦荣等[6]研究表明,相比常规粳稻,杂交粳稻产量优势并不明显,但是穗粒数优势突出。本试验结果也显示,杂交粳稻产量较常规粳稻高出5%左右,差异并不显著,杂种优势不突出;杂交粳稻每穗实粒数较常规粳稻增加21%左右,但是有效穗数和结实率分别比常规粳稻低8%左右,这是导致产量差异不显著的重要原因。千粒重和经济系数两种类型粳稻差异较小。
董桂春等[7]研究认为,南方杂交籼稻秧苗在发根力、根系活力、根系分布、各级根长、根粗、根数以及根毛均优于常规水稻。王彦荣等[6]研究表明,粳型杂交稻根系粗壮、根长、根体积、根质量和根冠比等方面都比常规粳稻有明显的优势,尤以生长前期表现更为明显。吴伟明等[8]研究认为,粳型水稻一般具有良好的深扎根性,而籼型水稻的根系分布则相对较浅;籼粳杂交稻根系分布特征与粳稻相似。本试验结果表明,北方杂交粳稻苗期根系的平均直径比常规粳稻粗19%左右,而在根长、投影面积、表面积、根体积、根尖数上均比常规粳稻小,两者间差距较大;北方杂交粳稻苗期根系属于“短粗胖”类型,而常规粳稻相对细长。通过相关性分析发现,产量和苗期根系平均直径以及根体积呈正相关,与根长、根尖数呈负相关,但都不显著,说明增加苗期根系平均直径和根体积对产量有一定提升作用。