涝渍胁迫下立丰灵施用对机插秧水稻抗倒性及产量的影响

曹 艳，黄 意，朱 波，赵记伍，向永玲，廖昌焦，王晓玲

（1.长江大学农学院，湖北 荆州 434025；2.金草帽农业专业合作社，湖北 监利 433300）

插秧是移栽水稻栽培过程中的重要环节，水稻机插效率明显高于人工栽插，具有提高农业经济效益［1］和降低劳动强度等优势［2］。但机插秧仍存在栽插质量差、漏插及分蘖推迟［3］等问题，此外，秧苗移栽后会有一定程度的植伤，机插秧造成植伤后，返青活苗缓慢；并且机插水稻由于秧苗小、植株矮、根系少且差，抗倒伏能力较差，容易发生倒伏，收获难度明显增加［4，5］。随着机插秧种植面积的不断增加，在保证产量的同时也应注重改善机插水稻的抗倒伏能力［6］。

江汉平原地势低洼，水高田低，平均降水量1.2×103mm，70%以上的降水量集中于4—8 月［7］，水稻分蘖期正值梅雨季节，王慧芳等［8］研究表明，6—8 月时涝渍灾害遍布湖北、湖南等5 个省，各省均达到中度及以上的洪涝灾害［9］。涝渍灾害的发生会破坏土壤通气性，使植株根部生长发育环境遭受破坏，增加水稻的倒伏风险［10］。前人研究表明，涝渍会使中后期水稻植株倒伏严重，不仅收获费工费时，还会导致产量明显降低［11］。且由于机插秧秧苗移栽后返青活苗缓慢、根系少且差等特点，机插秧水稻更易发生倒伏［4，5］。此外，水稻倒伏对肥效的发挥、水稻的生长生理特性、植株形态、产量构成因子结实率和千粒重以及品质等诸多方面均会产生负面影响［12-15］。

立丰灵（5%调环酸钙）对水稻、花生［16］及大麦［17］均具有增强抗倒性和促进生殖生长的双重效应［18，19］。赵东生［20］研究表明，调环酸钙可促进根茎的生长，增加根茎鲜重，提高水稻根系活力，有利于根系水分的吸收，并促进水稻植株的生长［21］。在水稻拔节期前7 d 左右施用适量的立丰灵具有提高水稻抗倒性的功效，并且在一定程度上有助于穗粒结构的协调，从而促进水稻增产［9，22］。本研究以分蘖期遭受涝渍胁迫的机插秧水稻为对象，研究了立丰灵对不同品种水稻株高、鲜重、倒伏指数以及产量相关性状的影响，以期探明涝渍胁迫下机插秧水稻喷施立丰灵对抗倒伏能力及产量形成的作用，为机插秧中稻涝渍后的抗倒增产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验以杂交稻荃优华占（Oryza sativaL.cv.Quanyouhuazhan）、常规稻绿银占（Oryza sativaL.cv.Lvyinzhan）为材料。抗倒剂立丰灵（主要成分调环酸钙，prohexadione calcium）由湖北移栽灵农业科技股份有限公司提供。

1.2 试验设计

试验为大区试验裂区设计，大区面积1 334 m2。以水分管理为主处理，设置涝渍胁迫（Waterlogging and flooding，WF）与常规水分管理（对照，Normal water management，NWM）。涝渍胁迫处理在分蘖中期进行，蓄水淹没稻株生长点，胁迫时长为7 d；常规水分管理不进行涝渍胁迫，按照当地正常高产栽培措施进行灌溉。以水稻品种为副处理，设置2 个品种，分别为杂交稻荃优华占和常规稻绿银占。不同品种内设置小裂区，分别为立丰灵处理（L）和清水对照（CK），立丰灵处理时期为拔节前7 d［19］，立丰灵粉剂施用量为450 g/hm2，采用二次溶解法配制成质量浓度为0.1%的药液，使用机动喷雾器人工均匀喷施于叶片；清水对照以等量的清水用机动喷雾器人工均匀喷施于叶片。试验3 次重复。

试验于2019 年在湖北监利金草帽种植专业合作社基地（29°97′N，112°67′E）进行。水稻播种期为2019 年5 月12 日，移栽 期为2019 年6 月7 日，秧龄26 d，机插秧，行株距30 cm×15 cm（22.2 万穴/hm2），插秧后及时补苗，其他田间管理按常规进行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 倒伏指数 测量时期为成熟期，每个处理连续调查50 穴，计算田间平均有效穗数，选取有效穗数为平均有效穗数的8 穴植株，用卷尺测量株高，用抗倒伏测定仪（DIK-7401，日本大起理化工业株式会社）测定弹簧长度，并根据不同系数计算植株倒伏指数。

在距离地面高20 cm（h）处，使用抗倒伏测定仪匀速推倒整穴植株，致植株与地面的夹角为45°，推倒的角度通过数显角度尺定位，推动过程中始终保持仪器与植株呈垂直状态，记下弹簧长度（P）的读数，测量株高后将植株齐地面割取，及时称重测量植株鲜重（G）。

1）倾斜力F的计算：

式中，F单位为牛顿N，K为不同弹簧对应的弹性系数（见DIK-7401 倒伏仪说明书）。

2）抗折力（Resistant press per plant，RPPP）的计算：

式中，g为重力常量，g=9.8 N/kg。

3）倒伏指数（Lodging index，LI）的计算：

式中，G为鲜重（kg），H为株高（cm），RPPP为抗折力，h为倒伏仪距地面的垂直距离20 cm。

1.3.2 产量和产量构成 成熟期收获前1 d，每小区随机选择3 点，每点连续调查30 穴的有效穗数，计算平均有效穗数。找到等于或接近平均有效穗数的植株为样本，取8 穴样本，用于考查每穴实粒数、空粒数、单穴粒重、千粒重等。每小区单打单收，晒干，除杂，称重实际产量。

1.4 数据处理

采用Excel 2010、SPSS 19.0 统计软件进行数据统计分析，所有数据通过最小显著性检验。

2 结果与分析

2.1 涝渍胁迫下立丰灵对机插秧水稻株高的影响

由表1 可知，正常水分管理（NWM）条件下，施用立丰灵对荃优华占和绿银占的株高均无显著影响。涝渍胁迫条件（WF）下，绿银占的株高较正常水分管理条件显著增加，涝渍胁迫下施用立丰灵后，荃优华占的株高显著降低了2.32%，绿银占的株高无显著变化。

表1 立丰灵处理对水稻植株株高的影响

2.2 涝渍胁迫下立丰灵对机插秧水稻鲜重的影响

由图1 可知，涝渍胁迫条件（WF）下，荃优华占和绿银占的鲜重均显著低于正常水分管理条件。在正常水分管理（NWM）下施用立丰灵后，荃优华占和绿银占的鲜重较对照分别显著增加了12.50%和15.76%；涝渍胁迫条件下施用立丰灵后，荃优华占和绿银占的鲜重分别显著增加了28.57% 和22.22%。

图1 立丰灵处理对水稻植株鲜重的影响

2.3 涝渍胁迫下立丰灵对机插秧水稻倒伏指数的影响

由表2 可知，在正常水分管理（NWM）条件下喷施立丰灵后，荃优华占和绿银占的植株倾斜力较对照分别提高了2.07 N 和2.96 N，倒伏指数分别降低了5.70%和18.92%。涝渍胁迫（WF）条件下，荃优华占和绿银占的倾斜力、抗折力和倒伏指数均显著降低。涝渍胁迫下喷施立丰灵后，荃优华占和绿银占的倒伏指数分别显著降低了13.38%和28.86%。

表2 立丰灵处理对植株倒伏指数的影响

2.4 涝渍胁迫下立丰灵对水稻产量的影响

由表3 可知，正常水分管理条件下（NWM），施用立丰灵对荃优华占和绿银占的产量均无显著增加。涝渍胁迫下（WF），在未喷施立丰灵时，荃优华占的有效穗数、实粒数、结实率及千粒重显著降低了16.27%、7.56%、7.99%和2.64%，绿银占有效穗数与结实率显著降低了18.71%和10.05%，且荃优华占和绿银占在涝渍胁迫后产量分别显著下降了18.72%和17.83%。施用立丰灵后，荃优华占的产量显著增加了7.42%，主要表现为实粒数和千粒重分别显著增加了9.05%和8.14%。而绿银占在喷施立丰灵后，有效穗数、实粒数、千粒重、结实率和产量与对照相比均差异不显著。

表3 立丰灵处理对水稻产量的影响

3 讨论

涝渍灾害是影响水稻生产的主要逆境因子之一［23］，涝渍胁迫的发生会导致植株株高显著增高［24］，并使水稻茎秆充实度降低［25］，而株高的增加和水稻茎秆充实度降低则是引起倒伏的重要因素［12］。涝渍胁迫后，作物根系缺氧，根系吸收养分困难［26］，会导致作物生长缓慢、植株鲜重及干重积累量降低［27，28］。但适量地喷施立丰灵能够使节间粗度增大，秆壁厚度增加，能增强基部节间的抗折力，降低倒伏指数［17，26，29］。

本研究中，涝渍胁迫后，绿银占的株高较正常水分管理显著增加，说明在涝渍胁迫下绿银占表现出明显的形态上的适应反应，这与前人的研究结果相似［30，31］；但施用立丰灵后，荃优华占株高显著降低。张丰转等［32］研究表明，施用立丰灵可使水稻下部伸长节间变短、增粗，显著降低株高，从而提高抗倒性；许凤英等［33］研究表明，立丰灵能显著增加作物的根系重量，提高作物抗倒伏能力。本研究发现，施用立丰灵后，荃优华占的株高显著降低且涝渍胁迫下施用立丰灵可显著提高植株鲜重，并降低倒伏指数。推测其可能原因为涝渍胁迫下喷施立丰灵促进株高降低的同时有利于根系生长，因而提高其抗倒伏能力的同时也可增加产量，但其中的具体生理机制还有待进一步研究和探索。

涝渍胁迫一方面会导致水稻植株的茎秆伸长而引起严重倒伏，另一方面则会使抽穗时间推迟，从而导致产量下降［11，34］。前人的研究结果表明，在水稻拔节前7 d 左右使用立丰灵进行叶面喷施，能有效降低水稻株高、促进根系生长和增加每穗的实粒数和千粒重，进而提高抗倒伏能力和产量［6，35-38］。在本试验中，涝渍胁迫导致机插秧水稻荃优华占和绿银占的产量分别显著下降了18.72%和17.83%，而拔节前7 d 左右施用立丰灵可有效减少产量损失，这与郭聪华等［39］的研究结果相符。但是不同类型的水稻品种在涝渍胁迫后施用立丰灵的效果不同，且不同水稻品种适宜立丰灵的用量也有待研究。

4 小结

本研究探讨了涝渍胁迫与正常水分管理两种不同条件下，立丰灵处理对机插秧水稻荃优华占和绿银占的影响。得出以下结论。

1）涝渍胁迫后，绿银占的株高较正常水分管理条件下显著增加，荃优华占和绿银占的植株鲜重都显著降低。立丰灵处理后，荃优华占的株高显著降低了2.32%；荃优华占和绿银占的植株鲜重都显著增加。涝渍胁迫后，荃优华占和绿银占的植株倾斜力、抗折力均显著降低，最终增加了水稻的倒伏风险。因此，适时喷施立丰灵能有效降低水稻植株倒伏指数，提高涝渍胁迫下水稻的抗倒伏能力。

2）产量构成方面，在涝渍胁迫条件下，杂交品种荃优华占在施用立丰灵后，实粒数、千粒重和产量分别显著增加了9.05%、8.14%和7.42%。而常规优质品种绿银占在喷施立丰灵后，其有效穗数、实粒数、千粒重、结实率和产量与对照相比均差异不显著；涝渍胁迫会导致水稻产量下降，而施用立丰灵对杂交品种荃优华占具有显著增产效应。