天津地区10个水稻品种顶土能力比较研究

杜锦 ，高星 ，陈瀚 ，杨吉林 ，刘建 ，向春阳 ,通信作者

（1. 天津农学院 农学与资源环境学院，天津 300392；2. 天津知味米有限公司，天津 300380；3. 天津市吉达农产品种植专业合作社，天津 301729）

随着我国人口增加和农村可用劳动力减少，水稻栽培向机械化、自动化、规模化发展[1]。水稻直播因其省工、栽培成本低在我国一些地区得到了快速发展。直播稻栽培关键是保证全苗，在保证整地质量的基础上，解决直播稻出苗不齐的问题，选用顶土能力强的直播稻品种尤为关键。顶土能力强弱表现在种子出苗率和出苗高度上，直播稻种子本身的条件影响顶土能力大小。前人关于直播稻也进行了一些研究，张光恒等[2]通过设计不同阻力研究发现，长胚轴水稻出苗速度快，出苗率高，而短胚轴水稻出苗速度慢，出苗率低。水稻出苗与胚芽鞘长度相关，胚芽鞘大于90 mm的水稻品种在深播下对出苗有负面影响[3]。潘宝国等[4]研究发现，适合沿江地区直播稻最佳的播种土层为0～3 cm。前人研究主要集中于分析水稻顶土能力强弱与中胚轴、胚芽鞘的关系，但针对不同水稻品种顶土能力筛选研究较少。因此，本研究通过对天津市一些主栽水稻品种进行顶土能力筛选，筛选出顶土能力强的直播稻品种，为水稻实际生产提供借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为‘东-45’（V1）、‘津川 1 号’（V2）、‘津糯 3 号’（V3）、‘津原 U99’（V4）、‘金稻 777’（V5）、‘津原 89’（V6）、‘津原 E28’（V7）、‘津稻 175（V8）’、‘津原 45’（V9）、‘隆优 619’（V10）10个水稻品种。

1.2 试验方法

本试验采用砂床培养，随机数取100粒种子均匀置于砂床上，并覆盖3 cm厚砂层，于光照培养箱中培养，根据生长情况及时补充水分。每天观察出苗情况，记录出苗数，在第7天和第14天分别测其发芽势和发芽率，在第14天取出植株，用游标卡尺测定幼苗茎粗，用直尺测量苗长、主根长，同时测定地上部和地下部鲜重。将样品放入烘箱105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重后测定地上部和地下部干重。用考马斯亮蓝G-250测定可溶性蛋白质含量、蒽酮法测定可溶性糖含量、愈创木酚法测定过氧化物酶活性、分光光度法测定叶绿素、类胡萝卜素和丙二醛含量。

1.3 数据分析

采用 SPSS软件对数据进行方差分析和显著性差异水平分析。

2 结果与分析

2.1 砂培处理下不同水稻品种发芽指标、苗长、根长、茎粗的比较研究

表1可以看出，10个水稻品种的发芽势、发芽率、苗长、根长、茎粗指标均有一定差异。V1～V9发芽势为0，仅V10发芽势为10%，高于其他品种；V10发芽率最高，达到91%，显著高于其他品种，V1和V2发芽率均高于80%，显著高于V3～V8。V10苗长最大，为 13.0 cm，显著高于V3～V9，V7苗长最小，为7.0 cm，显著低于其他品种。根长变化范围为4.75～9.15 cm，V10根长最长，为9.15 cm，高于其他品种，但10个品种的根长差异均未达到显著水平。V1和V10两个品种的茎粗达到0.9 cm，高于其他品种，V8茎粗最小，显著低于V1和V10，和其他7个品种差异不显著。

表1 不同水稻品种发芽指标、苗长、根长、茎粗的比较

2.2 砂培处理下不同水稻品种地上地下部鲜重、干重的比较研究

10个水稻品种地上部和地下部鲜重、干重均有差异（表2）。V6地上部鲜重最大，为0.237 5 g，V10次之，为0.228 0 g，V4地上部鲜重最小，为0.144 5 g。V3、V10两个品种的地上部干重最大，为0.028 5 g，显著高于V2、V4、V7、V9四个品种，V4地上部干重最小，为0.018 5 g。V10地下部鲜重最大，达到0.184 0 g，显著高于V1～V4、V7品种。10个品种的地下部干重差异未达到显著水平，V6地下部干重最大，为0.059 5 g。

表2 不同水稻品种地上部和地下部鲜重、干重的比较 g

2.3 砂培处理下不同水稻品种叶片生理生化特性比较研究

从表3可以看出，10个水稻品种可溶性蛋白含量的变化范围为13.56～73.57 mg/g，V10可溶性蛋白含量最高，显著高于V3、V4、V6、V7、V8，V7可溶性蛋白含量最低。10个品种的可溶性糖含量变化范围为 0.145%～0.238%，V6可溶性糖含量最高，V4最低，显著低于V6和V10，且9个品种间（V4除外）的差异均未达到显著水平。V8过氧化物酶活性最高，V1过氧化物酶活性最低，与其他9个品种差异不显著。V10丙二醛含量最大，为0.092 mmol/g，V7丙二醛含量最小，为0.053 mmol/g。

表3 不同水稻品种叶片生理生化特性的比较

从表4可以看出，10个水稻品种叶绿素a含量的变化范围为110.51～239.70 mg/g，V1叶绿素a含量最高，V5最低。10个水稻品种叶绿素b含量的变化范围为306.66～673.28 mg/g，V10叶绿素b含量最高，V5最低，各品种叶绿素b含量差异均未达到显著水平。类胡萝卜素含量的变化范围为8.79～30.87 mg/g，V7类胡萝卜素含量最高，V5最低，各品种间差异均未达到显著水平。

表4 不同水稻品种叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的比较 mg/g

续表

2.4 不同水稻品种顶土能力聚类分析

根据不同水稻品种萌发和幼苗生长指标进行聚类分析，利用系统分类的组内连接法，取欧式距离＞5。由图1可知，将10个水稻品种的顶土能力分为4类，第I类中包含1个品种，为‘隆优 619’，属于顶土能力很强品种；第Ⅱ类包含 4个品种，分别是‘东-45’‘津川1号’‘津稻175’‘津原45’，属于顶土能力较强品种；第Ⅲ类包含1个品种，为‘津原U99’，属于顶土能力中等的品种；第Ⅳ类包含4个品种，分别是‘津糯3号’‘金稻777’‘津原89’‘津原E28’，属于顶土能力弱的品种。

图1 不同水稻品种顶土能力聚类分析

3 讨论与结论

发芽势和发芽率能直观地表现直播稻顶土能力强弱。在深播处理下，‘隆优619’发芽率和发芽势均高于其他品种，表明该品种的顶土能力强，能更快地顶土出苗。‘津原U99’的发芽率低于其他品种，可能该品种在深播处理下，中胚轴伸长能力较弱，导致出苗量减少[6]。MATSUI等[7]和SUGE等[8]等认为，耐深播性与胚芽鞘长度密切相关。本研究发现，在深播处理下，10个品种的苗长、根长、茎粗、地上部鲜重、干重等指标有较明显的区别，‘隆优 619’‘津原 89’的生长指标优于其他品种，可能在深播处理下这两个品种植株的代谢比较旺盛，促进了胚芽鞘的伸长和干物质的积累。

可溶性蛋白和可溶性糖是植物生长过程中重要的渗透调节物质，能增加植物抵御逆境胁迫的能力[9]。本研究发现，‘隆优619’‘东-45’和‘津川1号’的可溶性蛋白含量较高，‘隆优619’‘津原89’的可溶性糖含量较高，表明这些品种可以通过合成渗透调节物质来增加植株抗性，抵御深播对水稻萌发产生的影响。过氧化物酶可以清除植物体内逆境胁迫下产生的有害物质H2O2，是判断植物组织老化的一项指标。本研究发现，‘津稻175’POD活性最高，说明在深播处理下它可以迅速响应，清除体内有害物质，提高植株抗性。丙二醛是植物细胞过氧化的产物之一，其含量多少可以反映植物细胞膜脂过氧化程度和抗氧化能力。本试验得出，‘津原E28’中丙二醛含量最少，说明其膜脂过氧化程度弱，膜系统受损程度较低。

作物耐深播性是较为复杂的遗传性状，是多种因素综合作用的结果[10]。本研究采用聚类分析方法综合多个耐深播的性状进行水稻顶土能力测定，比以往采用单一指标进行耐深播评价更为准确、客观。关于水稻顶土萌发细胞形态学、相关基因的功能则需要进一步深入研究。