蒙东地区耐盐碱水稻种质资源筛选与评价
2022-11-22韩磊郑红霞杨忠温丽海日汗孙乌日娜陈玉泉薛海楠梁爽李凤娇孟祥锐薛文静梁依徐兴健
韩磊 郑红霞 杨忠 温丽 海日汗 孙乌日娜 陈玉泉 薛海楠 梁爽 李凤娇 孟祥锐 薛文静 梁依 徐兴健
(兴安盟农牧科学研究所,内蒙古 乌兰浩特 137400;*通讯作者:xxjclean@126.com)
盐碱地是由氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐等可溶解盐类在土壤的表层溶解所形成,按pH进行分类可以将土壤类型分为盐土(以氯化钠、硫酸钠为主的土壤)和碱土(以碳酸钠和碳酸氢钠为主的土壤)[1]。兴安盟地区位于东经119°28′~123°38′、北纬44°14′~47°39′之间,地处内蒙古东部,大兴安岭中段,具有很好的水稻生长生态条件[2]。科尔沁右翼中旗地处科尔沁沙漠北端与大兴安岭南麓交接处,是兴安盟最南端的一个旗,盐碱侵蚀较为严重。盐碱地种稻要求对盐碱地“寓改良于利用”,改良与种植同步进行[3-4]。盐碱地种稻可以改良盐碱地土壤,增加粮食产量,在提高农民收入的同时,对水稻产业发展具有重要的意义。
1 材料与方法
1.1 供试材料
以来自内蒙古自治区、黑龙江省和吉林省选育及推广的102份水稻品种及资源为材料:长白9号、唯农101、龙洋21、乌兰105、乌兰107、兴粳5号、通系925、绥交5号、吉农大538、兴粳6号、兴粳7号、兴早香1号、吉农大8165、利元5号、吉农大18-32、吉农大8190、吉农大667、兴粳8号、兴粳11号、唯农201、吉农大N806、龙洋16、吉农大N859、吉农大N849、兴粳12号、吉农大17-11、稻花香9号、莎莎泥、RH211、富稻1号、C415、东农427、1189、苗稻2号、龙洋11、D12、龙粳31号、松辽5号、绥香35号、初香粳1号、苗稻1号、金郁6号、建原香177、垦稻17113、乌兰1号、龙庆稻1号、齐粳10号、鸿源134、金郁2号、鸿发17、兴安3号、龙锋稻1号、维育55、蒙龙3号、兴育早优、乌兰207、鸿源144、龙禾7号、蒙龙4号、天极4号、禾兴3号、小町GA11、兴安2号、龙禾1、绥粳18、蒙龙2号、禾田稻9、苗稻38、兴粳14、天极2号、乌兰527、鸿源145、蒙优1号、保农9号、金稻3号、吉大719、粳香216、乌兰4号、大粒香、鸿发18、垦粳8号、农丰1702、北粳5号、绥粳26、绥粳22、苗香粳1号、建航1715、松辽6号、早香1号、绥香5号、鸿发香粳1号、鸿源香1号、吉玉粳、垦稻1852、龙粳45、龙粳1539、龙粳3号、育龙63、珍宝香1号、农粳303、龙洋19、松辽186。
1.2 试验方法
试验于2021年4月设置在内蒙古兴安盟科尔沁右翼中旗巴彦淖尔苏木白音塔拉嘎查后塔拉艾里盐碱地,该地区大部分稻田以中、重度盐碱地为主,开垦时间不长,水稻受盐碱危害较为明显。本试验采用死叶百分率[5-6]为指标,用水稻单茎(株)分级法[1]来衡量水稻耐盐碱能力的强弱。每种材料插48株,单株插秧,插秧规格为30 cm×20 cm,供试田块与对照田块管理方法及施肥数量相同。供试田土壤和对照田土壤具体理化性质见表1。
表1 供试土壤理化性质
本次试验于插秧后进行2次盐碱胁迫处理,在盐碱条件下对秧苗进行压力筛选:第1次盐碱压力筛选在插秧后第4周(分蘖盛期),保持无水层1周,使秧田反碱达到胁迫目的;第2次胁迫处理在插秧后8周(孕穗拔节期),保持无水层1周,使秧田反碱达到胁迫目的。
1.3 调查及分析方法
本试验以两种形态伤害评价方法为基础:一是参照国际水稻研究所提出的水稻耐盐碱鉴定标准,即水稻耐盐碱标准死叶率法[7],观察记载10株水稻叶片分蘖受盐碱害症状,并且计算平均死叶率[8-9];二是1982年“全国水稻耐盐鉴定协作方案”规定的标准单茎(株)评定分级法,每种材料调查10株,按照表2记录每株植株受盐碱害危害级数,同时计算盐碱危害指数。同时调查参试水稻材料的农艺性状和产量状况,水稻成熟时每个材料中间连续取回5丛进行考种。平均死叶率(%)=(供试植株总死叶片数/供试植株叶片总数)×100;盐/碱危害指数(%)=∑(各级记载的受害植株数×相应级数值)/(调查总株数×最高盐/碱危害级数值)。
表2 盐碱危害症状目测分级标准(中国,1982)
1.4 数据分析
用SPSS 26.0软件进行数据差异分析和相关性分析。
2 结果与分析
2.1 不同品种(系)死叶率
从表3可见,长白9号表现出极强的耐盐碱能力,第1次和第2次盐碱胁迫后死叶率分别为9.1%和18.2%;绥粳26、兴粳5号、乌兰105、吉农大538、兴粳6号、松辽5号、龙洋19、松辽186和绥粳22等9个品种(系)的耐盐碱能力表现强,平均死叶率在20.1%~40.0%之间;唯农101、兴粳7号等20个品种(系)耐盐碱能力中等;耐盐碱能力表现为弱或者极弱分别有60份和12份。
表3 平均死叶率调查结果
2.2 不同品种(系)盐碱危害指数
相较于平均死叶率,盐碱危害指数能够较为直观的表现出水稻受盐碱侵害后的表现。从表4可见,没有出现盐碱危害指数在15.0%以下的品种(系);盐碱危害指数在15.1%~30.0%之间的品种(系)有长白9号、绥粳26、吉农大538、兴粳6号、乌兰105、松辽5号、龙洋19、保农9号、松辽186等9个品种;盐碱危害指数在30.1%~60.0%之间的中等耐盐碱品种(系)有农丰1702等34个;其他品种(系)耐盐碱能力表现弱或极弱,分别为54个和5个。
表4 盐碱危害指数调查结果
2.3 不同品种(系)生育期
调查结果表明,盐碱胁迫对参试品种(系)生育期有不同影响,主要与品种(系)本身特性、当地气候条件有关。在供试的102份材料中,受盐碱胁迫生育期较对照延长的品种(系)有73份,占比71.5%,较对照缩短的有9份,占比8.8%,与对照生育期基本相同的有18份,占比17.8%,盐碱胁迫处理与对照均有2份品种(系)未成熟。水稻在不同生育阶段对盐碱的敏感性不同,生殖生长期对盐碱敏感性较高,受盐碱影响大[10-11]。水稻在生殖生长期受到盐碱胁迫后幼穗分化会受到明显影响,齐穗期延长或缩短,颖花形成受到抑制,严重影响水稻产量[12]。抽穗期也是水稻受盐碱胁迫的重要时期,对盐碱环境钝感的水稻品种在此时期要有很好的耐盐碱能力[13-14],保证能够正常抽穗,生育期不变,这是鉴别水稻耐盐碱能力强弱的重要指标。本研究中,长白9号、绥粳26、兴粳5号、乌兰105、兴粳6号、松辽5号、龙洋19、松辽186、绥粳22、农丰1702、建航1715、龙洋16、齐粳10号、兴粳14、吉玉粳、垦粳8号、吉农大N806和吉农大N859等18份材料盐碱胁迫处理后其生育期与对照基本相同,说明具有较强的耐盐碱能力。
2.4 水稻农艺性状及产量调查结果
对平均死叶率和盐碱危害指数较低的13份材料的农艺性状及产量进行调查,结果详见表5。从表5可见,盐碱胁迫后13个品种(系)株高、穗长、千粒重、有效穗数、结实率和穗粒数均有所下降,各个指标下降幅度不同,株高、穗长、穗粒数和有效穗数受盐碱胁迫的影响大,这与前人研究的结果相一致[15-16]。盐碱胁迫后13个品种(系)产量下降明显,不同品种受到的影响不同,减产幅度为20%~30%的品种(系)有长白9号、绥粳26、乌兰105、松辽5号、松辽186和兴粳7号等6个,减产幅度为30%~40%的有兴粳6号、龙洋19、吉农大538、兴粳5号和通系925等5个,减产幅度为40%~50%的有建航1715,减产最多的是农丰1702,减产幅度为51.78%。对13个品种(系)盐碱胁迫后的产量进行对比发现,乌兰105、松辽5号产量较高,其次是长白9号、绥粳26、吉农大538和松辽186等。据相关性分析,产量与有效穗数呈极显著正相关,相关系数为0.689,与穗长、株高、穗粒数呈显著正相关,相关系数分别为0.421、0.531和0.488。说明分蘖能力是影响水稻产量的主要因素,是评价水稻耐盐碱能力的重要指标。
表5 13份耐盐碱能力较强品种(系)农艺性状及产量调查结果
3 结论与讨论
从死叶率来看,耐盐碱能力最强的是长白9号,第1次盐碱胁迫后平均死叶率为9.1%,第2次盐碱胁迫后平均死叶率为18.2%;其次是绥粳26、兴粳5号、乌兰105、吉农大538、兴粳6号、松辽5号、龙洋19、松辽186、绥粳22等9个品种(系),2次胁迫平均死叶率在20.1%~40.0%之间。
从盐碱危害指数看,2次盐碱胁迫后,危害指数在15.1%~30.0%的品种有9个,其中,长白9号、绥粳26、吉农大538、兴粳6号、乌兰105、松辽5号、龙洋19、松辽186等8个品种表现与死叶率表现一致,表现出较强的耐盐碱能力。
从生育期方面看,有18份材料受盐碱胁迫与对照的生育期基本相同,其中,长白9号、绥粳26、兴粳5号、乌兰105、兴粳6号、松辽5号、龙洋19、松辽186、绥粳22、农丰1702和建航1715与由平均死叶率、盐碱危害指数筛选出的耐盐碱品种部分重合,说明生育期是评价水稻耐盐碱能力的重要指标之一。
从平均死叶率和盐碱危害指数来看,耐盐碱能力表现最强的是长白9号,结合产量因素分析,表现最好的是乌兰105、松辽5号、绥粳26、松辽186和吉农大538,产量在5 000 kg/hm2以上的水稻材料分蘖能力都较强,有效穗数是影响水稻产量的主要因素。
综合试验结果来看,长白9号、绥粳26、吉农大538、兴粳6号、松辽5号、龙洋19、松辽186和乌兰105在平均死叶率、盐碱危害指数和产量方面均有很好表现,可以作为耐盐碱种质资源在蒙东地区进一步应用。