抗倒酯对北方优质稻抗倒伏能力、产量和米质的影响

张小鹏 宫彦龙, 2 闫秉春 李丽 李坤译 王祎玮 鞠晓堂 程效义, * 徐海, *

抗倒酯对北方优质稻抗倒伏能力、产量和米质的影响

张小鹏1宫彦龙1, 2闫秉春1李丽1李坤译1王祎玮1鞠晓堂1程效义1, *徐海1, *

(1沈阳农业大学 水稻研究所/辽宁省北方粳稻遗传育种重点实验室/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室/北方超级粳稻育种教育部重点实验室，沈阳 110866；2贵州省水稻研究所，贵阳 550006；*通信联系人，E-mail: xycheng0512@126.com；xuhai@syau.edu.cn)

【】研究抗倒酯对优质稻抗倒伏能力及产量与米质的影响。【】以优质稻品种丰锦和沈农09001为试材，在分蘖期、拔节初期、孕穗期叶面喷施不同浓度(0、90、180和360 mg/L, 1200 L/hm2)的抗倒酯，以倒伏指数、抗折力以及抗推力作为评价植株抗倒伏能力的指标，研究抗倒酯对优质稻抗倒伏能力及产量和米质的影响。【】施用抗倒酯可以改善水稻茎秆的形态和解剖结构，提高植株抗倒伏能力。随着施用浓度的增加，株高降低，重心下移，基部第1、2、3节间长度缩短，茎秆粗度及茎壁厚度增加，大、小维管束数目、大维管束面积先增加后降低，抗折力和植株抗推力增加，倒伏指数降低，抗倒伏能力增加。不同施用时期处理间抗倒伏能力有显著差异，在孕穗期施用对提升抗倒伏能力最有效。随着施用浓度的增加，有效穗数、结实率、穗粒数显著降低，千粒重显著增加，而穗长显著降低，产量随之显著降低。施用时期越往后移，产量降幅越高。蛋白质含量随着施用浓度的增加而增加，大米食味值呈下降趋势，糙米率、精米率显著下降，对其他米质性状无显著影响。施用时期越晚对水稻外观品质及营养品质影响越小，稻米品质较好。【】随着抗倒酯浓度的增加优质稻的抗倒伏能力随之增强，产量和加工品质及营养品质虽有所下降，但可以一定程度弥补因倒伏而造成损失，因此抗倒酯可以作为提高抗倒伏能力的作物生长调节物质应用于优质稻生产中，最佳施用浓度和施用时期组合为拔节始期时施用180 mg/L(1200 L/hm2)的抗倒酯。

抗倒酯；优质稻；抗倒伏；产量；米质

随着水稻生产的发展及人们生活水平的提高，优质稻米的市场需求越来越旺盛。北方粳稻现有的优质稻品种普遍抗倒伏能力差，例如越光、稻花香2号、丰锦等。与一般水稻品种相比，优质稻茎秆纤细，植株较高，株型披散，极易发生倒伏[1]。水稻发生倒伏后严重影响产量并降低稻米品质，且收获困难，增加了种植成本[2-3]。倒伏很大程度上影响水稻群体的通风透光能力，而且伴随着水稻基部节间的折断和损伤，会限制植株根部与茎、叶、穗之间营养物质的交换，导致结实率显著降低，显著影响籽粒充实度，降低千粒重，导致产量下降[4-5]。倒伏现象越早出现，产量损失越大。前人研究发现乳熟期倒伏一般减产15%～25%，蜡熟期至完熟期倒伏一般减产5%～15%[6]。稻穗由于倒伏会长期接触到地面的高湿环境，致使部分籽粒因潮湿而发生霉变或萌芽，直接降低稻米品质，倒伏还使稻米蛋白质和直链淀粉含量升高，淀粉崩解值和最高黏度降低，导致品质下降[7-8]。因此，倒伏是限制优质稻高产、优质、高效发展的因素之一[9]，提高水稻抗倒伏能力对提高优质稻产量以及米质具有重要意义。

抗倒酯(TE)是一种具有高效植物生长调节活性的环己烷衍生物，与其他植物生长调节剂相比，克服了由于土质、植株及施药时间等影响而使药效减弱或不稳定和毒性大等缺点[10]。抗倒酯可以干扰赤霉素的合成，减少细胞伸长和器官扩大，控制植物体内非结构性碳水化合物、内源激素、氨基酸的合成与代谢，从而增强植物抗逆性[11]。抗倒酯主要的生理功能是抑制地上部分生长而不影响发育，抑制细胞伸长，增加分蘖，缩短基部节间长度，使植株矮化，防止倒伏[12-13]。抗倒酯已被广泛应用于抑制草坪草的生长，降低植株株高，减少草坪修剪次数[14]。抗倒酯处理显著缩短了水稻节间长度，降低了株高，增加了茎粗以及茎壁厚度，增强了基部节间抗折力，同时对产量无显著影响，对再生籼稻抗倒伏栽培具有现实意义[15]。

维管束在水稻茎秆中具有结构支撑的作用，因此维管束性状也是水稻抗倒伏选育的重要指标之一。大小维管束数目增加，倒伏指数减小，与小维管束数目关系更密切，维管束面积与水稻抗折力呈正相关关系，即随着维管束面积的增加，水稻的抗倒性增强[16-17]。

当前利用抗倒酯调控北方优质粳稻抗倒伏性的研究较少，施用抗倒酯后对北方优质粳稻产量和米质的影响更鲜有报道。本研究以优质粳稻品种沈农09001和丰锦为试材，研究抗倒酯对调控优质水稻抗倒伏性状的效果及最佳的施用浓度与时期，进一步明确抗倒酯对产量和米质的影响，以期为抗倒酯在优质稻生产中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为日本优质常规粳稻品种丰锦(主茎叶片数16)和沈阳农业大学培育的优质常规粳稻品种沈农09001(主茎叶片数16)，符合新颁国家优质米标准，二者熟期一致，株型均披散，极易倒伏。抗倒酯(Trinexapac-ethyl，TE)购自上海源叶生物科技有限公司，分子式C13H16O5，纯度≥90%。

1.2 试验设计

试验采用裂-裂区设计，以水稻品种为主区，喷施抗倒酯的时期(T)为副区，喷施浓度(C)为裂区，按叶龄进程设置3个喷施时期：T1(叶龄9.7，分蘖末期)、T2(叶龄12.1，拔节始期)、T3(叶龄13.5，孕穗期)。4个施用浓度：0 mg/L(对照，CK)、90

mg/L(低浓度，C1)、180 mg/L(中浓度，C2)、360 mg/L(高浓度，C3)，用量分别为0 g/hm2，108 g/hm2，216 g/hm2，432 g/hm2。配制溶液需用少量无水乙醇做助溶剂，然后加入适量蒸馏水配制相应浓度溶液，施用量为1200 L/hm2，对照为加入同样体积无水乙醇的等量蒸馏水。为防止不同处理间溶液混杂，喷施时不同处理行间要用塑料布间隔开，待溶液被叶片吸收后及时撤走塑料布。

试验材料于2019年和2020年分别种植于沈阳农业大学水稻研究所试验田，2019年4月17日播种，5月20日移栽，10月1日收获；2020年4月18日播种，5月23日移栽，10月14日收获。田块采用减氮增施有机肥的优质稻种植模式，基肥施尿素75 kg/hm2，磷酸二铵150 kg/hm2，氯化钾112.5 kg/hm2，有机肥1200 kg/hm2，返青后追施尿素75 kg/hm2，幼穗分化期追施尿素30 kg/hm2、氯化钾75 kg/hm2。其他田间管理措施与当地生产田一致。

1.3 测定指标

1.3.1 水稻抗倒伏性状

为了直接反映田间倒伏需受外力的大小，于田间连续选择10株稻株，记录其分蘖数后将稻株距离地面20cm处用绳子扎紧，使用YYD-1型植物茎秆强度测定仪于捆扎处施加水平于地面的外力直至稻株倾斜45°(使用大量角器，测定时将稻株推至45°刻度线即可)，此时仪器的读数即为植株抗推力，并计算其单茎抗推力(植株抗推力/分蘖数)。

齐穗后25 d，调查各处理的抗倒伏性状。利用YYD-1型茎秆强度测定仪的不同测头测定各节间抗折力及茎秆强度。每个处理取5个主茎，保持不失水，测定每个茎秆的重心高度，测定每个茎秆基部第1、第2和第3节间茎秆中部的节间粗、茎壁厚、抗折力、该节间基部至穗顶长度及鲜质量，计算处理基部第1节间(N1)、第2节间(N2)和第3节间(N3)的弯曲力矩(BR)、抗折力(BM)和倒伏指数(LI)：

杨秋香生怕和杨力生吹了关系，吓得彩礼不敢要，原本想要一笔款替父母还债，也不敢出声了，楼房、车及结婚用的一干物件，不管价高价低，一概都让杨力生自己看着办。就这样，二人又糊里糊涂谈了大约半年的时间，最后终于结婚了。至于结婚后，夫妻之间，以及夫妻二人与双方父母的相处关系究竟都能产生什么波折，在他们的头脑中却像一张白纸那样，没有思考的痕迹。

弯曲力矩(cm·g)=节间基部至穗顶长度(cm)×该节间基部至穗顶鲜质量(g)；

倒伏指数(cm·g·N−1)=弯曲力矩(cm·g)/抗折力(N)×100。

1.3.2 水稻基部茎秆解剖结构

在齐穗期，每个处理选取3株长势一致的主茎，在极易发生倒伏的基部10 cm处，采用徒手切片的方法进行切片，用1%浓度的番红染色剂对切片进行染色。用体视显微镜(德国卡尔蔡司公司生产的Axio Zoom V16型)对切片进行观察并拍照，计数各处理主茎的基部大维管束数目、小维管束数目，并计算单株大维管束面积、单株大维管束木质部面积以及单株大维管束韧皮部面积。

1.3.3 水稻穗部性状和产量性状

成熟期每个处理取长势一致的5株，风干后于室内考种。首先调查每个处理所取5株的所有穗的一次枝梗数，按一次枝梗众数取其中10穗，分别考查穗长、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重等。剩余材料全部按小区脱粒测产。

1.3.4 水稻品质性状的测定

稻米品质的测定按照国家标准《GB/T17891－2017优质稻谷》进行。利用日本YAMAMOTO公司生产的FC2K型研磨米机和VP-32型精米机研磨测定加工品质，SHIZUOKA公司生产的ES-1000大米外观品质判别仪测定外观品质，静冈制机株式会社生产的QS-4000型高级近红外线食味分析仪测定营养品质和食味品质。

1.4 数据统计与分析

利用Microsoft Excel 2016和DPS 12.5数据处理系统进行数据的统计分析。

因两年试验结果趋势一致，本文以2020年试验数据为主进行分析。

2 结果与分析

2.1 抗倒酯浓度及施用时期对优质稻茎秆形态性状的影响

由表1可知，抗倒酯施用浓度对丰锦和沈农09001株高、穗长和基部各节间长度的影响达显著或极显著水平，不同施用时期对丰锦穗长和基部第1节间长度存在显著或极显著影响，对沈农09001株高、穗长和各节间长度的影响达到显著或极显著水平，浓度与时期对两个品种株高、穗长和基部第1节间长度均具有显著的互作效应。不同浓度处理下，两个供试品种株高、穗长和各节间长度均呈高浓度＜中浓度＜低浓度＜对照的趋势，低、中、高浓度处理与对照间两个品种株高和基部第1、2节间长度差异达到显著或极显著水平；中、高浓度下丰锦穗长及高浓度处理下沈农09001穗长极显著低于对照；丰锦基部第3节间长度在高浓度处理下与对照差异达到显著水平，沈农09001基部第3节间长度在中、高浓度处理下较对照极显著降低。不同时期处理均对主茎形态产生一定程度的影响，但两个品种间调控基部节间长度效果在不同时期间有所不同。株高和穗长表现为T3处理>T2处理>T1处理，其中在T3和T2处理丰锦穗长显著低于T1处理，沈农09001株高和穗长在T3处理与T1、T2处理差异显著；丰锦基部第1节间在T3处理与其余两个时期差异达到显著水平，而沈农09001基部第1节间在各时期间差异不显著，但其基部2、3节间在T3处理与T1、T2处理差异显著。说明施用抗倒酯在不同浓度及时期下均有利于改善基部各节间的茎秆抗倒性。

表1 抗倒酯对优质稻穗长、基部各节间长度和株高的影响

N1、N2和N3分别表示植株基部第1、2和3节间。C1、C2和C3分别代表90、180和360 mg/L抗倒酯，施用量为1200 L/hm2。不同大小写字母分别表示1%和5%差异显著水平。*和**分别表示在=0.05和=0.01水平差异显著。下同。

N1, N2 and N3 represent basal internodes 1, 2 and 3, respectively. C1, C2 and C3 represent 90, 180, 360 mg/L trinexapac-ethyl, respectively. The application level was 1200 L/hm2. Uppercase and lowercase letters indicate significant difference at 1% or 5%, respectively. * and ** indicate significant difference at 0.05 and 0.01 levels, respectively. The same as below.

由表2可知，浓度处理对丰锦基部第2、3节间茎秆粗度和第2节间茎壁厚度的影响达极显著水平，对沈农09001基部各节间茎秆粗度和茎壁厚度的影响均达到显著或极显著水平，不同时期处理间对丰锦基部各节间茎秆粗度和茎壁厚度的影响不明显，但对沈农09001基部第1、3节间茎秆粗度和第1节间茎壁厚度的影响达到显著或极显著水平，浓度与时期处理对丰锦基部各节间茎秆粗度影响的互作效应达显著水平，对沈农09001基部第1、2节间茎秆粗度和基部第1、2、3节间茎壁厚度影响的互作效应达到显著水平。随着施用浓度的增加，丰锦基部第1、2节间茎秆粗度呈先增加后降低的趋势，在中浓度处理下较对照显著增加，第3节间茎秆粗度随着浓度的增加而显著降低，沈农09001基部各节间茎秆粗度均表现为随着浓度的增加先增加后降低，且在中、高浓度下显著高于对照；两个品种基部各节间茎壁厚度均呈高浓度＞中浓度＞低浓度＞对照的趋势，其中，中、高浓度处理下与对照总体上差异显著。在不同时期处理下，两个品种基部各节间茎秆粗度和茎壁厚度总体上表现出T3处理＞T2处理＞T1处理的趋势，其中丰锦各茎秆特征在时期间差异不明显，但沈农09001基部各节间茎秆粗度和第1节间茎壁厚度在T3处理显著高于对照。

表2 抗倒酯对优质稻各节间茎秆粗度和茎壁厚度的影响

2.2 抗倒酯浓度及施用时期对优质稻抗倒伏能力的影响

表3显示，在不同浓度处理下，两个品种基部不同节间的抗折力与倒伏指数表现一致，不同浓度对基部各节间抗折力和倒伏指数存在显著或极显著影响(丰锦基部第3节间抗折力除外)。不同时期处理对丰锦基部第1节间和沈农09001第1、2、3节间抗折力存在显著或极显著影响，而对基部各节间倒伏指数影响不明显，浓度与时期处理对丰锦第3节间和基部第1、2节间倒伏指数及沈农09001各节间抗折力和倒伏指数存在显著的交互作用。不同浓度处理下，两个供试品种的抗折力均呈高浓度＞中浓度＞低浓度＞对照，倒伏指数随着浓度的增加而显著降低；不同时期间，两个供试品种的抗折力呈T3处理＞T2处理＞T1处理，倒伏指数随着施用时期的后移而随之显著降低，表明在不同浓度处理均能改善基部茎秆的力学特性，且随着施用浓度的增加及施用时期的后移茎秆的抗倒伏能力随之增强。

表3 抗倒酯对优质稻各节间抗折力和倒伏指数的影响

表4 抗倒酯对优质稻各节间茎秆强度和抗推力的影响

由表4可见，不同浓度处理对植株抗推力和基部各节间茎秆强度的影响达到显著或极显著水平(丰锦基部第3节间茎秆强度除外)，施用时期对丰锦基部第1节间茎秆强度和沈农09001基部第2、3节间茎秆强度存在显著或极显著影响，浓度与时期对两个供试品种抗推力以及丰锦基部第2节间茎秆强度和沈农09001基部第1节间茎秆强度影响的互作效应达显著或极显著水平。在不同浓度处理下，植株抗推力和基部各节间茎秆强度总体上呈高浓度＞中浓度＞低浓度＞对照的趋势，且在中、高浓度下茎秆强度和抗推力较对照显著增强；在不同时期间，随着施用时期的后移植株抗推力和基部各节间茎秆强度随之增强，这与茎秆力学特征结果一致，说明茎秆强度和抗推力作为衡量水稻抗倒伏性的重要指标，与抗倒伏能力具有显著相关性，施用抗倒酯有利于改善基部茎秆特征，增强植株的抗倒伏能力。

2.3 抗倒酯浓度及施用时期对优质稻茎秆维管束性状的影响

由基部茎秆的解剖结构可以得知(表5)，在不同浓度处理下，随着浓度的增加各维管束性状均呈先增加后降低的趋势，大维管束数目、小维管束数目、大维管束面积于低浓度下达到最高值，中浓度下开始下降，大维管束韧皮部面积和木质部面积于中浓度下达到最高值，高浓度下极显著下降。表明在低、中浓度处理下能够改善维管束性状，而高浓度处理下则会抑制维管束性状发育。不同施用时期对维管束性状影响较小，3个时期处理间维管束性状基本没有显著差异。

2.4 抗倒酯调控抗倒伏性状的最佳施用浓度与时期组合

抗倒酯的施用浓度和时期具有互作效应。表6显示在不同时期施用不同浓度的抗倒酯后，调控抗倒伏性状的最佳施用时期与浓度组合。抗倒酯降低倒伏指数以及增加抗折力和茎秆强度最佳处理是孕穗期(T3)喷施360 mg/L(C3)的抗倒酯，促进抗推力增强的最佳处理是拔节始期(T2)喷施360 mg/L(C3)的抗倒酯，抑制节间伸长的最佳处理是孕穗期(T3)喷施360 mg/L(C3)的抗倒酯，促进茎秆粗度和茎壁厚度增加的最佳处理是孕穗期(T3)喷施180 mg/L(C2)的抗倒酯，降低株高和重心高度的最佳处理是分蘖末期(T1)喷施360 mg/L(C3)的抗倒酯。

表5 抗倒酯对丰锦维管束性状的影响

表6 抗倒酯调控抗倒伏性状的最佳施用浓度与时期

2.5 抗倒酯浓度及施用时期对优质稻产量及产量构成因素的影响

图1显示，随着施用浓度的增加，两个优质稻品种的产量均降低，中浓度和高浓度处理下产量较对照达到显著水平。丰锦和沈农09001在中浓度下产量分别降低8.7%和10.7%，高浓度下分别降低27.1%和25.8%。分析产量构成因素可知，导致产量降低的原因主要是有效穗数、每穗粒数和结实率降低。随着施用抗倒酯浓度的增加，丰锦的有效穗数、每穗粒数和结实率呈现先增加后减小的趋势，在低浓度时略高于对照，中浓度处理下有所下降，高浓度下显著低于对照。沈农09001的有效穗数、每穗粒数和结实率均随着浓度的增加而降低。两个品种的千粒重随着浓度的增加而增加，在中浓度处理下千粒重显著高于对照。从施用时期来看，喷施抗倒酯后产量及产量构成在不同时期间差异显著。各时期产量及产量构成因素大致表现为T1处理>T2处理>T3处理，即随施用时期的后移，两个供试品种的产量降低，在T2、T3处理下产量显著低于T1处理，有效穗数、穗粒数、结实率的下降是导致产量降低的主要原因。

2.6 抗倒酯浓度及施用时期对优质稻稻米品质的影响

由表7可见，不同浓度处理对丰锦整精米率的影响达显著或极显著水平，对沈农09001糙米率、精米率、整精米率存在显著或极显著影响。不同喷施时期处理对两个供试品种的垩白度的影响达显著或极显著水平。供试品种的糙米率、精米率、整精米率总体上呈高浓度＜中浓度＜低浓度＜对照的趋势，沈农09001中、高浓度下糙米率和高浓度处理下整精米率与对照差异达显著水平；在不同时期间，两个供试品种的糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度含量总体上呈现T1处理＞T2处理＞T3处理的趋势，其中T3处理下垩白度较T2处理及T1处理差异达到显著水平；表明在抗倒酯处理下，随着浓度的增加或施用时期的后移优质米的加工品质随之降低，但其外观品质有所改善。

图1 抗倒酯对优质稻产量及产量构成因素的影响

Fig. 1. Effects of TE on yield and its components of good quality rice.

表8可见，浓度处理对丰锦蛋白质含量、硬度、食味值的影响达到显著或极显著水平，对沈农09001蛋白质含量、直链淀粉含量、食味值存在显著或极显著影响。不同时期对两个供试品种的蛋白质含量、直链淀粉含量及食味值的影响达显著或极显著水平。浓度与时期对两个供试品种的蛋白质含量和食味值存在显著交互作用。随着浓度的增加，蛋白质含量和硬度呈升高趋势，中、高浓度与对照差异达到显著或极显著水平；直链淀粉含量在两个品种间响应不一，对丰锦而言，直链淀粉含量在浓度处理间差异不显著，对沈农09001而言，随着浓度的增加，直链淀粉含量降低，在中、高浓度与对照差异显著；随着浓度的增加，两个供试品种食味值呈降低趋势，分别在高浓度与中、高浓度下与对照差异达极显著水平。就不同时期而言，两个供试品种的蛋白质含量和直链淀粉含量总体上呈现T1处理＞T2处理＞T3处理的趋势，而食味值表现为T3处理＞T2处理＞T1处理的趋势，即随着施用时期的后移，蛋白质和直链淀粉含量降低，食味值升高。综上所述，随着浓度的增加，尤其在中、高浓度下由于蛋白质含量的增加导致食味品质显著下降，施用时期越早食味品质越差，蒸煮品质在各处理下差异不明显。

表7 抗倒酯对优质稻加工品质和外观品质的影响

3 讨论

3.1 抗倒酯提高优质稻抗倒伏性的效果

水稻倒伏是由多个因素共同作用的结果，除外界环境因素如强风降雨、水肥运筹和病虫害等，自身抗倒伏能力对其影响也很大。一般采用倒伏指数、抗折力以及抗推力等指标来评价水稻抗倒伏能力的强弱[18-20]。关于水稻抗倒伏能力与植株茎秆特性的关系，国内外学者做过不少相关的研究[22-24]，普遍认为抗倒伏能力与茎秆粗度、茎壁厚度、节间充实度呈正相关，与株高、重心高度、基部节间长度呈负相关。本研究对施用抗倒酯后茎秆形态性状与抗倒伏能力的关系进行了深入研究，发现倒伏指数与株高、重心高度、基部节间长度呈极显著正相关，与茎壁厚度呈显著负相关，即株高、重心高度和基部节间长度的增加对抗倒伏能力具有极显著的负效应，茎壁厚度的增加对抗倒伏能力具有显著的正效应，这与前人研究结果基本一致[25-30]。

抗倒酯在防治多年生草坪草及牧草倒伏上已得到广泛应用[31-32]，但在北方优质粳稻生产上应用较少。本研究发现，喷施不同浓度的抗倒酯显著缩短了基部第1、2、3节间长度，增加了茎秆粗度及茎壁厚度，极显著降低了株高，高浓度下两个品种降幅分别达到了27.8%和33.5%。各节间抗折力及茎秆强度显著高于对照，倒伏指数较对照极显著下降，抗倒伏能力明显增加。但施用时期不同对其调控效果略有差异，随着施用时期后移对植株茎秆性状及抗倒伏性状的调控效果逐渐增强，调控最佳时期为13.5叶期。可能原因是此时正处在拔节最旺盛的时期，施用抗倒酯会显著降低IAA酶活性以及阻碍GA活化过程，抑制细胞伸长，从而改善茎秆形态特征，增强植株的抗倒伏能力。植株基部茎秆解剖结构与抗倒伏能力密切相关，有研究指出维管束数目与倒伏指数呈显著负相关，维管束面积、韧皮部面积等指标也同维管束数目一起对抗倒伏能力起间接作用[33-34]。本研究通过分析基部茎秆解剖结构发现，大、小维管束数目随着浓度的升高而呈现先升高后降低的趋势，说明在低浓度抗倒酯处理下能够改善维管束性状，而高浓度处理下则会抑制维管束性状发育。

表8 抗倒酯对优质稻营养品质和蒸煮品质的影响

3.2 抗倒酯对优质稻产量和米质的影响

本研究施用抗倒酯后，在小区没有倒伏的情况下，产量较对照有显著降低，两个品种在中浓度下分别降低8.7%和10.7%，高浓度下分别降低27.1%和25.8%。究其原因，随着施用浓度的增加，千粒重虽然略有上升但有效穗数、结实率和穗粒数随之显著降低，尤其是在中、高浓度处理下较对照达到显著差异。从不同时期喷施抗倒酯对产量的影响上来看，施用时期越晚，产量下降越明显。分析原因，可能是孕穗期正处在水稻营养生长和生殖生长并进的时期，此时是决定库容的关键时期，若此时生长受到抑制，成穗率、每穗粒数及结实率就会降低，从而导致产量下降。

目前国内外探究抗倒酯对作物品质影响的研究较少，且主要围绕草坪草及牧草种子质量[13]。本研究表明，施用抗倒酯后蛋白质含量增加，食味值呈下降趋势，且在高浓度下与对照的差异达到显著水平。中、高浓度处理下糙米率、精米率显著下降，外观品质因垩白度和垩白粒率下降而有所改善，对其他米质性状无显著影响。但不同时期施用对其调控效果略有差异，孕穗期时喷施抗倒酯垩白粒率、垩白度、蛋白质含量、直链淀粉含量均小于分蘖末期和拔节始期，说明施用抗倒酯时期越晚对其水稻外观品质及营养品质影响越小，稻米品质较好。

3.3 抗倒酯在优质稻生产中的应用前景

倒伏发生后致使水稻物质生产和籽粒灌浆受到抑制，导致产量显著下降，同时蛋白质含量极显著增加，加工品质和食味品质呈变劣趋势。前人研究发现，倒伏越早，对水稻产量及米质的影响越明显，乳熟期倒伏减产超30%，蜡熟期前后发生倒伏减产约15%左右[8, 35]。本研究中在小区水稻材料没有发生倒伏的情况下，施用不同浓度的抗倒酯后产量均较对照有所降低，通过比较产量构成因素后发现，有效穗数、结实率和每穗粒数减少是产量降低的重要原因，表明施用抗倒酯后不利于水稻成穗、籽粒灌浆以及颖花分化。施用抗倒酯后产量随着施用浓度的增加而降低，但对提高水稻抗倒伏能力效果显著，可以有效降低田间倒伏率，因此在一定程度上避免了因品种倒伏造成产量的更大损失以及对米质的更大影响，同时减轻了农户收获成本。按普通优质稻收购价4元/kg，抗倒酯成本20元/瓶(30 mL，有效成分130 g/L)，低、中、高浓度下分别用2、4、8瓶/667 m2计算，在田间未发生倒伏情况下，施用180 mg/L(C2)的抗倒酯与对照相比，两个品种每667 m2分别减少效益246元和321元，施用360 mg/L(C3)的抗倒酯两个品种每667 m2分别减少效益668元和737元；田间大面积倒伏的情况下，按产量损失20%，机械收割110元/667 m2，人工收割400元/667 m2计算，施用180 mg/L(C2)的抗倒酯与对照相比，两个品种每667 m2分别增加效益164元和161元，施用360 mg/L(C3)的抗倒酯两个品种每667 m2分别减少效益258元和255元。因此，本研究水稻未发生大面积倒伏情况下施用抗倒酯经济效益显著降低，在田间发生大面积倒伏情况下施用中浓度的抗倒酯，会因为增强其抗倒伏能力，减少田间倒伏率，降低产量损失，提升经济效益。但高浓度处理下因其严重抑制生殖生长而导致产量极显著降低，达不到增加效益的效果。因此，从本研究结果来看，在孕穗期施用360 mg/L(T3C3)处理下抗倒伏最佳，但为兼顾经济效益，可以选择在拔节始期施用180 mg/L(T2C2)的抗倒酯。在实际生产中，应该根据田间实际情况配合适当的栽培措施，合理安排喷施抗倒酯的浓度与时期，以降低因水稻倒伏而造成的损失，提高水稻种植户的效益。

4 结论

喷施抗倒酯可以显著提高优质稻的抗倒伏能力。随着施用浓度的升高，各节间长度、株高显著降低，茎秆粗度和茎壁厚度显著增加，倒伏指数降低，抗倒伏能力增加。产量随着浓度的升高显著下降，高浓度处理显著降低产量构成因素中的有效穗数、每穗粒数、结实率。随着施用浓度的升高，稻米的整精米率食味值均显著下降，蛋白质含量显著增加且浓度越高，上述指标下降越明显。不同时期喷施抗倒酯处理均能提高优质稻的抗倒伏能力。从不同喷施时期处理的效果上来看，水稻抗倒伏能力表现为孕穗期喷施处理＞拔节始期＞分蘖末期。产量随着喷施时期的后移而显著降低，在孕穗期喷施后有效穗数和结实率显著低于其他两时期。进一步调查米质性状发现，垩白度、蛋白质含量和直链淀粉含量随喷施时期的后移而显著降低，食味值显著升高。综合考虑施用抗倒酯对优质米品种抗倒伏性、产量和米质的影响，建议生产上在水稻叶龄12.1时喷施浓度为180mg/L的抗倒酯效果最佳。

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Effects of Trinexapac-ethyl on Lodging Resistance, Yield and Rice Quality of Northern Rice with Good Quality

ZHANG Xiaopeng1, GONG Yanlong1, 2, YAN Bingchun1, LI Li1, LI Kunyi1, WANG Yiwei1, JU Xiaotang1, CHEN Xiaoyi1,*, XU Hai1,*

(Guizhou Rice Research Institute, Guizhou 550006, China; Corresponding author, E-mail: )

【】The present study aims to evaluate the effect of trinexapac-ethyl spraying on rice lodging resistance，yield and quality performance of good quality rice.【】Good quality rice varieties Toyonishiki and Shennong 09001 were used as test materials to investigate the effects of trinexapac-ethyl at different concentrations(CK, 0 mg/L; C1, 90 mg/L; C2, 180 mg/L; C3, 360 mg/L) during different growth stages(T1, late tillering stage; T2, early jointing stage; T3, booting stage) on lodging resistance, yield and quality of good-quality rice based on lodging index, bending resistance and thrust resistance.【】The morphological and anatomical structure of stem, and the lodging resistance of rice plants were improved by trinexapac-ethyl application. With the increasing application concentration, the plant height decreased, the center of gravity moved down, the length of the first, second and third internodes at the base shortened, the stem diameter and stem wall thickness increased, the number of large and small vascular bundles and the area of large vascular bundles first increased and then decreased, the bending resistance and plant thrust resistance increased, the lodging index decreased and the lodging resistance increased. There were significant differences in lodging resistance among different application periods. Application during booting stage was the most effective to improve lodging resistance. With the increasing application concentration, the number of effective panicles, seed setting rate, grain number per panicle, the panicle length, and the yield significantly decreased, but the 1000-grain weight significantly increased. The grain yield was on a downward slide as the application of trinexapac-ethyl was postponed. The protein content increased with the increase of application concentration, the protein content significantly increased, the taste value of rice, the brown rice rate, and milled rice rate significantly decreased, which had no significant effect on other rice quality traits. Trinexapac-ethyl spraying exerted a declining influence on rice quality and nutritional quality for delayed application, and the rice quality was relatively good.【】With the increasing concentration, the lodging resistance of good quality rice increases. Although the yield, processing quality and nutritional quality decline, they can make up for the loss caused by lodging to a certain extent. Therefore, lodging resistance can be used as a plant growth regulator to improve lodging resistance in the production of good quality rice. The best combination of application concentration and application period was 180 mg/L (1200 L/hm2) during early jointing stage(T2C2).

good quality rice; trinexapac-ethyl; lodging resistance; yield; quality

10.16819/j.1001-7216.2022.210809

2021-08-17；

2021-10-17。

国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-01-12）；辽宁省科技重大专项（2019JH1/10200001）；国家自然科学基金委联合基金项目（U1708231）。