高产味优粳稻分蘖特性及其与群体生产力的关系

乔翊 卢颢文 戴其根 韦还和 孟天瑶

（1江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学农学院，江苏 扬州 225009；2 扬州大学教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室/扬州大学农业科技发展研究院，江苏 扬州 225009；第一作者：2438351607@qq.com；*通讯作者：007126@yzu.edu.cn）

水稻是我国最主要的粮食作物之一，全国约有2/3的人口以稻米为主食。随着生活水平的提高，人们对优质稻米的需求增加，水稻生产从以高产为目标逐渐转变为以高产优质为目标。我国在高产优质水稻的育种及品种筛选方面开展了大量工作，例如，近些年，我国长江中下游地区选育出以南粳、苏香粳、武香粳为代表的一系列高产味优常规粳稻品种，并且大面积推广应用[1]。水稻群体由主茎和分蘖构成，合理的群体结构是描述水稻质量的重要指标，也是取得高产的关键。分蘖的发生、生长发育和成穗情况能有效调节水稻群体结构及产量水平。因此，合理利用分蘖成穗是水稻高产栽培的重要环节[2]。前人研究表明，水稻分蘖的发生与成穗特性存在明显的基因型差异，并且容易受到栽培措施等因素的影响[3-5]。李珍珍等[4]研究表明，在机械条播栽培方式下，水稻的分蘖发生率和成穗率、二次分蘖产量贡献率以及穗部性状均优于机械撒播和人工撒播；稀播方式的一、二次分蘖发生率和成穗率优于密集播种方式，其主茎和二次分蘖的产量贡献率也优于密集播种方式。有关高产味优常规粳稻产量及其构成、物质生产、淀粉理化特性等方面的研究已经有相关报道[6-8]，但就高产味优常规粳稻分蘖发生与成穗特点的研究较少。本文以高产优质稻南粳5718 和中产优质稻常农粳10 号为试验材料，比较研究不同基因型品种分蘖发生与成穗特性，旨在明确高产味优基因型品种分蘖发生与成穗规律及其优势叶位，为高产优质水稻的高产栽培提供理论与实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以高产优质粳稻南粳5718 和中产优质粳稻常农粳10 号为供试品种。

1.2 试验方法

试验于2020年在扬州大学农学院试验农场进行。试验农场的土壤类型为沙壤土，理化性质为：全氮0.14%，碱解氮87.6 mg/kg，速效磷35.8 mg/kg，速效钾84.7 mg/kg。随机区组设计，小区面积24 m2（6 m×4 m），3 次重复。5月23日播种，毯苗育秧，6月12日移栽至大田，栽插规格25 cm×12 cm，小区间做埂隔离，并用塑料薄膜覆盖埂体，保证单独排灌。各小区氮、磷、钾肥施用量一致。施氮总量为270 kg/hm2，按基肥∶分蘖肥∶促花肥∶保花肥=3∶3∶2∶2 施用；过磷酸钙（含12% P2O5）和氯化钾（含60% K2O）施用量分别为900 kg/hm2和450 kg/hm2，全部基施。田间水分管理与病虫害防治均按当地常规高产栽培要求进行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 分蘖发生与成穗

在各小区中心区域选取长势比较一致的连续4行、每行7 丛植株。每5 d 标记1 次叶龄，为每个主茎和分蘖挂上标签，在标签上写好分蘖的次级和叶位。于成熟期将各级分蘖依次分开，记录各级各叶位分蘖的发生数、成穗数，并考察穗长、一次和二次枝梗数等穗部性状。各蘖位分蘖的发生率指该蘖位分蘖的实际发生数量与观察株数的百分比，各蘖位分蘖的成穗率指该蘖位分蘖的成穗数与分蘖实际发生数的百分比。A/0分蘖指着生在主茎第A 叶位上的一次分蘖，A/X 分蘖指主茎第X 叶位一次分蘖的第A 叶位上的二次分蘖，依此类推。

1.3.2 光合速率和叶绿素含量

于抽穗后30 d，对各小区标记的主茎、一次和二次分蘖的剪叶光合速率和叶绿素含量进行测定。光合速率采用LI-6400 光合仪测定，叶绿素含量采用SPAD-502 仪测定。

1.3.3 产量

于成熟期，各小区调查50 丛，调查有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重；收割面积5 m2，脱粒后晾晒，并称重。

1.4 数据处理

运用Microsoft Excel 软件进行数据的录入和计算。

2 结果与分析

2.1 不同基因型品种产量及其构成因素

由表1可知，南粳5718 产量较常农粳10 号高7.7%，差异显著。南粳5718 产量优势形成的重要基础是具有较高的有效穗数，较常农粳10 号高7.2%，差异显著（表1）。

表1 不同基因型水稻品种产量及其构成因素

2.2 不同基因型品种关键生育期茎蘖数和成穗率

南粳5718 拔节期群体的茎蘖数低于常农粳10号，差异不显著；抽穗期和成熟期的群体茎蘖数则显著高于常农粳10 号。南粳5718 茎蘖成穗率亦显著高于常农粳10 号（表2）。

表2 不同品种关键生育期茎蘖数和成穗率

2.3 不同基因型品种分蘖发生叶位及发生率

南粳5718 和常农粳10 号分蘖发生的一次叶位和二次叶位均一致，一次分蘖叶位有3/0、4/0、5/0、6/0 和7/0，其中4/0、5/0、6/0 叶位分蘖发生率较高，可达到100%；二次分蘖叶位则有1/4、2/4、3/4、1/5、2/5 和1/6，其中1/4、1/5 叶位分蘖发生率较高。在分蘖成穗率方面，南粳5718 和常农粳10 号一次分蘖的分蘖成穗率均以4/0、5/0 和6/0 较高，南粳5718 二次分蘖的分蘖成穗率以1/4、2/4、1/5 较高，常农粳10 号则以1/4 较高（表3）。

表3 不同品种分蘖发生率与成穗率（单位：%）

不同蘖位间分蘖发生率南粳5718 和常农粳10 号均呈现为主茎＞一次分蘖＞二次分蘖。与常农粳10 号相比，南粳5718 主茎和一次分蘖的分蘖发生率差异较小，一次分蘖和二次分蘖的分蘖发生差异率也较小。南粳5718 一次分蘖的分蘖发生率较高，但与常农粳10相比差异不显著，而二次分蘖的分蘖发生率南粳5718显著高于常农粳10 号。与分蘖发生率相似，南粳5718和常农粳10 号分蘖成穗率也表现为主茎＞一次分蘖＞二次分蘖；南粳5718 一次和二次分蘖的分蘖成穗率均显著高于常农粳10 号（表4）。

表4 不同品种不同蘖位的分蘖发生率及成穗率（单位：%）

2.4 不同基因型品种单株成穗数的茎蘖组成及对产量的贡献

由表5可知，南粳5718 单株成穗数为5.44 个，显著高于常农粳10 号的4.85 个；南粳5718 和常农粳10号一次分蘖中以4/0、5/0 和6/0 叶位对单株成穗数贡献较高，二次分蘖中则以1/4 和1/5 叶位的贡献较高；南粳5718 一次和二次分蘖成穗个数均高于常农粳10号；两品种均是一次分蘖对单株成穗数的贡献率最高，大于主茎和二次分蘖贡献率之和，而主茎和二次分蘖贡献率相近。

表5 不同品种单株成穗数的茎蘖组成

与单株成穗数趋势相类似，南粳5718 和常农粳10号产量差异主要体现在一次分蘖和二次分蘖上；一次分蘖中以4/0、5/0 和6/0 叶位对群体产量贡献较高，二次分蘖中则以1/4 和1/5 叶位对产量贡献较高。两品种不同蘖位对群体产量的贡献率均呈一次分蘖＞主茎＞二次分蘖（表6）。

表6 不同品种各叶位茎蘖对群体产量的贡献

2.5 不同基因型品种各叶位茎蘖的穗部性状

南粳5718 主茎、一次分蘖和二次分蘖的穗长、每穗粒数、一次和二次枝梗数、一次和二次枝梗上的粒数均低于常农粳10 号。不同蘖位间比较，穗长、每穗粒数、一次和二次枝梗数、一次和二次枝梗上的粒数均呈主茎＞一次分蘖＞二次分蘖（表7）。

表7 不同品种各叶位分蘖的穗部性状

2.6 不同基因型品种不同蘖位叶片光合生理指标

与常农粳10 号相比，南粳5718 在花后30 d 剑叶光合速率和叶绿素含量均较高，差异主要体现在一次分蘖和二次分蘖上。不同蘖位间叶片光合速率和叶绿素含量两品种均呈主茎＞一次分蘖＞二次分蘖（表8）。

表8 不同品种不同蘖位的光合生理参数

3 讨论与结论

当前，有关高产味优基因型品种产量形成特征的研究已有相关研究报道[9-11]，但研究结论受试验地点、参试品种等的不同而有所差异。胡蕾等[10]研究表明，与中产味优基因型相比，高产味优基因型的有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重均较高。卫平洋等[11]研究表明，高产味优基因型的有效穗数与中产味优基因型大致相当，每穗粒数、结实率和千粒重则显著高于中产味优基因型。但本试验条件下，高产味优基因型有效穗数显著高于中产味优基因型，每穗粒数、结实率和千粒重均低于中产味优基因型，但差异不显著（表1），表明较多的有效穗数是高产味优基因型产量形成的重要基础。

水稻分蘖发生与成穗规律普遍存在优势叶位现象，在不同基因型、不同栽培方式下均有相关报道[4,12-13]。吕伟生等[12]研究表明，机插早稻一次分蘖主要发生在主茎第3～6 叶位，第4 和第5 叶位为分蘖发生与成穗的优势叶位，二次分蘖发生较少，以1/3、2/3 和1/4 为主。谢成林等[13]研究表明，与汕优63 相比，丰优香占分蘖位少，分蘖发生率低，最终成穗数较少。本试验条件下，南粳5718 和常农粳10 号一次分蘖的优势叶位一致，均为4/0、5/0 和6/0；二次分蘖方面，南粳5718 二次分蘖的分蘖发生与成穗率以1/4、2/4、1/5 叶位较高，常农粳10 号则以1/4 叶位较高（表3）。表明促进低中位二次分蘖的早发快发，充分发挥其分蘖成穗优势以获取较多穗数是高产味优基因型产量形成的重要特征。

本研究比较分析了不同基因型品种各蘖位间的光合特性差异，结果表明，南粳5718 与常农粳10 号花后剑叶的光合速率和叶绿素含量的差异主要体现在一次分蘖和二次分蘖上，南粳5718 花后剑叶光合特性优于常农粳10 号。不同蘖位间叶片光合速率和叶绿素含量两品种均呈主茎＞一次分蘖＞二次分蘖（表8）。表明高产味优基因型品种与中产味优基因型品种相比，不仅一次和二次分蘖的发生与成穗率较高，利于穗数和大库容的形成，且在花后植株光合特性亦有一定优势，从而促进库容充实，最终产量较高。