多年生稻云大107 产量潜力分析

李小波 黄光福 施继芳 王春荣 张玉娇 程卯 胡建 张石来 胡凤益*

（1 云南大学农学院，昆明650201；2 勐海县勐遮镇农业技术综合服务中心，云南 勐海666205；3 景洪市农业技术推广中心，云南景洪666101；第一作者：lixiaobo@mail.ynu.edu.cn；*通讯作者：hfengyi@ynu.edu.cn）

近年来，云南大学利用长雄野生稻地下茎无性繁殖特性培育的多年生稻获得了成功[1-3]，多年生稻品种多年生稻23 已经通过了云南省审定（审定编号：滇审稻2018033 号）。多年生稻是指种植一次就可以连续收获多年的稻作生产方式，从第2 年起水稻生产不再需要种子、育秧、犁田耙田、栽秧等环节，不仅减少了劳动力投入和生产成本，也大大降低了劳动强度，是一项轻简化的稻作生产技术。最近，云南农业大学又从“滇瑞449//RD23/长雄野生稻”杂交组合中选育出了具有多年生性的优质稻品种云大107。为了明确云大107 的产量潜力，为其栽培技术优化提供依据，我们用云南主栽的优质稻品种滇屯502、滇瑞449、文稻5 作对照，于2018 年在云南景洪进行了田间比较试验，以期为云大107 的推广与栽培技术的优化提供详实数据和理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料与供试地点

供试材料为滇屯502、文稻5、滇瑞449、云大107。试验于2018 年在云南景洪市嘎洒镇试验基地进行（海拔550 m）。试验地土壤基础肥力：pH 值5.05，有机质含量34.0 g/kg，全氮2.1 g/kg，碱解氮155.60 mg/kg，速效磷7.58 mg/kg，速效钾139.10 mg/kg。

1.2 试验设计

采用随机区组设计，3 次重复，小区面积20 m2（长×宽=4 m×5 m）。种植方式和施肥措施与当地生产水平类似。7 月23 日播种，8 月17 日移栽，移栽行株距20 cm×20 cm，每667 m2插1.67 万丛，每丛1～2 苗；氮肥、磷肥、钾肥分别选用尿素（46%）、过磷酸钙（12%）和氯化钾（60%），纯N 用量13 kg/667 m2，P2O56.5 kg/667 m2，K2O 13 kg/667 m2。其中，氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥∶粒肥=5∶2∶2∶1 分4 次施，磷肥全部作基施，钾肥按基肥∶穗肥=1∶1 分2 次施。水分管理和病虫害防治参照水稻高产管理措施进行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 生育期

记载播种期、成熟期，并计算最终的全生期天数。

1.3.2 干物质积累

分别在齐穗期和成熟期取样，每小区取5 丛，洗净泥沙，测定茎蘖数，然后剪去根。齐穗期将样品分成茎、叶、穗3 部分；成熟期将样品分成稻草、枝梗、实粒、秕粒4 部分。样品整理好及时放入烘箱105℃杀青30 min，后调温度至75℃烘干至恒质量，分别测定干物质量。

表1 不同品种产量及产量构成表现

表2 不同品种生育期表现

1.3.3 净光合速率和叶绿素含量

在齐穗期，用LI-6400XT 便携式光合测定仪梭形叶室测定剑叶净光合速率（Pn），每个小区测3 株，测定时间选择晴朗天气的上午9∶00—11∶00；同时将测定净光合速率（Pn）剑叶对应做好标记取样放入封口袋中，带回实验室测其叶绿素含量。叶绿素含量的测定参考张其德[4]的方法。每次测定重复3 次，取平均值。

1.3.4 产量与产量构成

采用5 点取样法进行取样调查，调查有效穗数、穗粒数、结实率、千粒重等性状，计算理论产量。同时每个小区取5 m2进行实割测产，计算实际产量。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel 和SPSS 23.0 软件进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 产量及产量构成

从表1 可见，实际产量和理论产量均表现为云大107＞滇瑞449＞文稻5＞滇屯502，其中实际产量云大107 为564.52 kg/667 m2，较滇屯502、文稻5 和滇瑞449 分别增加25.94%、5.41%和2.93%，与滇屯502 相比产量差异显著。从产量构成因素看，云大107 每穗粒数为138.82 粒，显著多于滇瑞449、文稻5 和滇屯502，分别提高8.49%、14.84%和15.62%；云大107 有效穗数16.23 万/667 m2，较滇屯502、文稻5 和云大107 分别减少5.80%、14.08%和28.75%，其中与滇瑞449 差异显著；云大107 千粒重30.8 g，显著高于滇瑞449；各品种之间结实率差异不显著。可见，云大107 的产量比云南主栽优质稻品种略高，其高产的原因主要在于有较多的穗粒数和较高的千粒重。

2.2 生育期

从表2 可见，全生育期表现为滇瑞449＞滇屯502＞云大107＞文稻5，云大107 较亲本滇瑞449 缩短7 d，较滇屯502 缩短4 d，比文稻5 长11 d。品种间生育期差异主要表现在播始历期，为3～21 d，而始穗至成熟期差异不明显。说明云大107 的生育期适合云南优质稻生产的生育期需求。

2.3 干物质积累

从表3 可见，云大107 成熟期干物质量为1 984.8 g/m2，比文稻5、滇屯502、滇瑞449 分别增加28.87%、19.94%、11.44%，其中与文稻5 差异显著；齐穗期干物质量为1 305.4 g/m2，比滇瑞449 显著增加308.7 g/m2，而与滇屯502、文稻5 差异不显著；云大107 收获指数为0.55，与滇瑞449、滇屯502 以及文稻5 差异不显著；云大107 齐穗至成熟期生长速率为20.0 g/（m2·d），显著高于滇屯502 和文稻5。这4 个参试品种的产量与成熟期干物质量和生长速率呈显著正相关（r=0.775*，r=0.778*）（表4）。总的来看，云大107 在成熟期及齐穗期的干物质量均大于其他优质稻品种，收获指数和生长速率亦较高，具有适应云南优质稻区种植的潜力。

2.4 光合特性

2.4.1 叶绿素含量

从图1 可见，云大107 的叶绿素a、类胡萝卜素和叶绿素a+b 小于滇屯502，但均大于文稻5 和滇瑞449。表明云大107 在云南优质稻主栽区具有较高的光合特性，利于通过优化栽培措施提高产量。

2.4.2 净光合速率

表3 不同品种干物质积累、生长速率、收获指数差异

表4 不同品种干物质积累、生长速率、收获指数相关性分析

表5 不同品种净光合速率比较

图1 云南主栽优质稻不同品种叶绿素含量差异

从表5 可见，云大107 齐穗期剑叶净光合速率为26.31 μmol/（m2·s），显著高于滇屯502、滇瑞449 和文稻5，分别增加4.45%、4.65%和16.83%；而气孔导度是0.61 mol/（m2·s），显著高于滇屯502、滇瑞449，与文稻5 持平；胞间CO2浓度为275.11 μmol/mol，和文稻5、滇屯502 以及滇瑞449 持平；蒸腾速率4.86 μmol/（m2·s），显著小于文稻5、滇屯502 和滇瑞449。云大107 的净光合速率与叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b 和类胡萝卜素呈极显著正相关性（相关系数分别为0.880**、0.906**、0.908**、0.895**）（表6）。从光合特性和净光合速率可以看出，云大107 具有高产的光合潜力。

3 讨论与结论

3.1 产量与产量构成关系

在产量构成要素中，有效穗数、每穗实粒数是衡量库容量大小的主要指标，千粒重反应的则是库容的充实程度。研究表明，在高产水平下产量构成要素中，千粒重与产量的偏相关系数最大，每穗实粒数次之[5]，所以说提高库容量是获得高产的重要途径，而库的充实程度是获得高产的保证。研究证明，增加穗粒数和千粒重是获得高产的直接原因，尤其在高产条件下关系更为密切[6]。本研究中，实际产量和理论产量均表现为云大107＞滇瑞449＞文稻5＞滇屯502，云大107 的每穗粒数显著多于滇屯502、文稻5 和滇瑞449，而千粒重也高于滇屯502、文稻5 和滇瑞449。与其他品种相比，云大107 产量潜力优势主要体现在穗大、粒重上，通过调控栽培措施可以进一步协调产量构成四要素的关系，进而挖掘云大107 产量潜力。

3.2 产量与干物质积累、收获指数关系

水稻各器官干物质的积累是产量形成的基础[7]。产量潜力提高更多地是依靠增加生物产量和协调生物产量与收获指数的关系[8]。高产高效栽培和超高产栽培可以显著提高水稻干物质总积累量，特别是齐穗至成熟阶段的干物质积累量，使产量随干物质的增加而同步增加[9]。云大107 成熟期的干物质积累量最大，这也是云大107 产量高于其他优质稻的主要原因之一。

3.3 剑叶净光合速率、叶绿素含量与产量、干物质积累的关系

表6 不同品种剑叶净光合速率和叶绿素含量的相关性分析

产量变化主要取决于抽穗至成熟期光合生产能力[10]，而光合生产能力又主要取决于净光合速率和蒸腾速率的快慢。云大107 净光合速率显著高于滇屯502、滇瑞449 和文稻5，气孔导度和胞间C02浓度显著大于或略高于其他3 个云南主栽的优质稻；蒸腾速率却显著小于文稻5、滇屯502 和滇瑞449。可见，云大107 具有较高的光合潜力，这也是其产量高于其他优质稻品种的主要原因之一。

光合生产能力取决于植物体叶片的叶色，水稻叶色的深浅是由体内叶绿素含量的多寡决定的，叶绿素在光合作用的光能吸收、传递和转换中起着关键作用[11]。叶绿素含量与净光合速率呈显著相关性，并且直接影响产量[12]，叶绿素含量高，有助于获取更多太阳辐射量，也利于光合产物的形成和积累，提高植物的光能利用率。本研究表明，净光合速率与叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b 和类胡萝卜素呈极显著正相关性，云大107 除了叶绿素a、类胡萝卜素和叶绿素a+b 小于滇屯502 外，其他各指标均大于文稻5 和滇瑞449。

云大107 较云南主栽其他优质稻产量高的主要原因是粒多粒大，同时生长后期具有较高的光合产物生产能力，保证成熟期有较高干物质积累。因此，提高包括多年生稻云大107 在内的云南优质稻产量及挖掘产量潜力的主要途径是提高每穗粒数，同时提高齐穗后剑叶光合能力，以积累较多光合产物，进而提高成熟期生物产量。