甬優秈粳雜交稻花后干物質積累模型與特征分析

韋還和　孟天瑤　李　超　張洪程,*　史天宇　馬榮榮　王曉燕楊筠文　戴其根,*　霍中洋　許　軻　魏海燕　郭保衛

1揚州大學農業部長江流域稻作技術創新中心 / 江蘇省作物遺傳生理重點實驗室, 江蘇揚州 225009;2浙江省寧波市農業科學院作物研究所, 浙江寧波 315101;3浙江省寧波市種子公司, 浙江寧波315101;4浙江省寧波市鄞州區農業技術服務站, 浙江寧波 315100

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甬優秈粳雜交稻花后干物質積累模型與特征分析

韋還和1孟天瑤1李超1張洪程1,*史天宇1馬榮榮2王曉燕3楊筠文4戴其根1,*霍中洋1許軻1魏海燕1郭保衛1

1揚州大學農業部長江流域稻作技術創新中心 / 江蘇省作物遺傳生理重點實驗室, 江蘇揚州 225009;2浙江省寧波市農業科學院作物研究所, 浙江寧波 315101;3浙江省寧波市種子公司, 浙江寧波315101;4浙江省寧波市鄞州區農業技術服務站, 浙江寧波 315100

摘要:以甬優秈粳雜交稻甬優1538和甬優7176為試材, 常規粳稻寧粳3號和武運粳24, 雜交秈稻揚兩優6號和兩優培九為對照, 研究甬優秈粳雜交稻花后干物質積累特征及比較不同類型品種花后干物質積累特征差異。結果表明: (1)兩年中甬優秈粳雜交稻的平均產量為11.5 t hm–2(11.3～11.7 t hm–2), 較常規粳稻和雜交秈稻分別高7.8％和10.4％ (兩年平均值)。甬優秈粳雜交稻抽穗至成熟期的干物質積累量為8.9 t hm–2, 較常規粳稻和雜交秈稻分別高19.1％和26.9％ (兩年平均值)。(2)不同類型品種花后干物質積累量與花后天數(抽穗當天為0 d)均可用Richards方程擬合(R2均大于0.990); 各品種花后干物重積累速率均呈先平緩增加后下降的趨勢, 花后最大干物重積累速率和平均干物重積累速率呈雜交秈稻>常規粳稻>秈粳雜交稻, 秈粳雜交稻達最大干物重積累速率的時間大致在花后42～44 d,常規粳稻和雜交秈稻則在花后26～28 d; 秈粳雜交稻在花后漸增期天數和干物質積累量顯著高于常規粳稻和雜交秈稻, 漸增期干物重積累速率以雜交秈稻最高。常規粳稻在花后快增期和花后緩增期天數和干物質積累量均顯著高于秈粳雜交稻和雜交秈稻, 快增期和緩增期干物重積累速率則以雜交秈稻最高。本研究表明甬優秈粳雜交稻花后較強的干物質積累優勢主要體現在花后漸增期, 而花后漸增期較強的干物質積累能力主要在于其較長的漸增期持續天數。

關鍵詞:甬優秈粳雜交稻; 不同類型品種; 花后干物質生產

本研究由農業部超級稻專項(02318802013231), 國家公益性行業(農業)科研專項(201303102), 寧波市重大科技項目(2013C11001), 江蘇省重點研發項目(BE2015340)和江蘇省普通高校研究生科研創新計劃項目(KYLX15_1371)資助。

This research was supported by the Special Program of Super Rice of Ministry of Agriculture (02318802013231), China Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest (201303102), the Great Technology Project of Ningbo City (2013C11001), the Key Projects of Jiangsu Province (BE2015340) and the Innovative Training Program of Postgraduates, Jiangsu Province, China (KYLX15_1371).

第一作者聯系方式: E-mail: 920964110@qq.com

花后物質生產是影響水稻產量、籽粒灌漿和稻米品質的關鍵因素[1]。凌啟鴻依據水稻經濟產量=花后光合積累量+花前貯藏物質×R的理論表述, 認為水稻產量主要取決于花后光合生產積累能力[2]。從品種演進[2-3]、產量差異(高產、超高產)群體[4-5]的干物質生產特征的研究表明, 提高花后物質積累量是進一步提高水稻產量的有效途徑。花后干物質生產特征也一直是水稻高產栽培研究的熱點[4-5]。作物生長模擬模型可定量分析作物生長特征, 近年來, 眾多研究者基于作物生長模擬方程就干物質生產與產量的關系進行了大量研究, 如李向嶺等[6]、劉娟等[7]、李艷大等[8]基于Richards方程對玉米、小麥、水稻干物質積累特征的相關研究, 趙姣等[9]基于Logistic方程對小麥干物質積累特征的分析, 紀洪亭等[10]基于Gompertz方程對超級雜交水稻干物質積累特征的分析。

甬優系列秈粳雜交稻已在生產上表現出較高的產量潛力。與生產上大面積種植的常規粳稻和雜交秈稻相比, 甬優系列秈粳雜交稻一般具有10％以上的產量增幅[11-12], 人們也就甬優系列秈粳雜交稻的穗型結構、冠層結構、光合特性、莖稈特征、根系形態生理特征等方面進行了相關研究[11-16]。當前就甬優系列秈粳雜交稻花后物質生產特征的研究相對較少, 且與常規粳稻和雜交秈稻相比, 甬優系列秈粳雜交稻在花后物質生產特征存在哪些差異, 尚缺乏較為系統的比較研究。此外, 當前基于作物生長模擬模型分析水稻干物質積累特征的研究多側重于全生育期, 對花后干物質積累特征的研究相對較少。為此, 本研究采用作物生長模型對不同類型水稻品種干物質積累與花后天數的關系進行曲線估計,并利用推導出的特征參數定量分析不同類型品種花后物質生產特征及其差異, 以期為甬優秈粳雜交稻高產機理和高產栽培提供理論與實踐依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料與栽培管理概況

以甬優系列秈粳交品種(品系)甬優1538和甬優7176, 常規粳稻寧粳3號和武運粳24, 雜交秈稻揚兩優6號和兩優培九為材料。甬優1538和甬優7176由寧波市種子有限公司提供。2013—2014年供試品種的主要生育期及株高見表1。

試驗于2013—2014年在浙江省寧波市鄞州區洞橋鎮百梁橋村進行。土壤類型為黃化青紫泥田, pH 5.51、含有機質38.37 g kg–1、全氮0.16％、堿解氮82.45 mg kg–1、速效磷20.14 mg kg–1、速效鉀78.45 mg kg–1、水溶性鹽總量0.13 g kg–1。兩年中水稻生長期間的平均溫度、日照時數、降雨量見圖1。

采取完全隨機區組設計, 小區面積40 m2, 2次重復。小區間作埂隔離, 并用塑料薄膜覆蓋埂體, 保證單獨排灌。毯苗育秧, 播種期見表1, 秧齡20 d, 栽插株行距為30.0 cm × 13.2 cm。秈粳雜交稻和雜交秈稻每穴2苗栽插, 常規粳稻每穴4苗栽插。秈粳雜交稻和常規粳稻施純氮270 kg hm–2, 雜交秈稻施純氮225 kg hm–2, 氮肥按基蘗肥∶穗粒肥=6∶4施用。各小區磷、鉀肥施用量一致, 即過磷酸鈣(含12％ P2O5) 1125 kg hm–2, 全部基施; 氯化鉀(含60％ K2O) 450 kg hm–2, 按基蘗肥∶穗粒肥=4∶6施用。移栽后采用濕潤灌溉為主, 建立淺水層; 群體達到目標穗數的80％時擱田, 控制無效分蘗發生; 抽穗揚花期田間保持3 cm水層, 灌漿結實期間歇灌溉, 干濕交替, 收割前7 d斷水擱田。按常規高產栽培要求防治病蟲害。

表1　主要生育期、生育階段天數及株高Table 1　Development stage, period, and plant height of the tested varieties

圖1　水稻生長期間的平均溫度(A)、日照時數(B)和降雨量(C)Fig. 1　Mean temperature (A), sunshine hours (B), and precipitation (C) during the rice growing seasons in 2013 and 2014

1.2測定項目與方法

1.2.1花后干物質積累動態對甬優秈粳雜交稻于花后0 (抽穗期)、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65 d按每小區的平均莖蘗數取樣, 每次取5穴植株。對常規粳稻于花后0 (抽穗期)、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 d按每小區的平均莖蘗數取樣, 每次取5穴植株。對雜交秈稻于花后0 (抽穗期)、5、10、15、20、25、30、35、40、45 d按每小區的平均莖蘗數取樣, 每次取5穴植株。將樣株分成葉、莖鞘、穗3個部分, 105℃殺青30 min, 75℃烘干至恒重, 測定干物質量。1.2.2產量成熟期調查每小區100穴, 計算有效穗數, 取20穴調查每穗粒數、結實率和測定千粒重及理論產量; 每小區實產收割面積8 m2, 脫粒后晾曬, 并稱重。

1.2.3計算方法與數據處理

群體生長率(g m–2d–1) = (W2–W1)/(t2–t1), 式中, W1和W2為前后2次測定的干物質量(t hm–2), t1和t2為前后2次測定的時間(d)。

式中, L1和L2為前后2次測定的葉面積(m2hm–2), t1和t2為前后2次測定的時間(d)。

凈同化率(g m–2d–1) = [(ln L2–ln L1)/(L2–L1)] × [(W2–W1)/(t2–t1)], 式中, L1和L2為前后2次測定的葉面積(m2hm–2), W1和W2為前后2次測定的干物質重(t hm–2), t1和t2前后2次測定的時間(d)。

莖鞘物質表觀輸出量=抽穗期單莖莖鞘重–成熟期單莖莖鞘重。

莖鞘物質最大輸出量=抽穗期單莖莖鞘重–灌漿期最低單莖莖鞘重。

表觀輸出率(％)=100×(抽穗期單莖莖鞘重-成熟期單莖莖鞘重)/抽穗期單莖莖鞘重。

最大輸出率(％)=100×(抽穗期單莖莖鞘重-灌漿期最低單莖莖鞘重)/抽穗期單莖莖鞘重。

干物質積累階段的漸增期為(0-t1), 快增期為(t1-t2), 緩增期為(t2-t3)。

1.3數據處理

運用Microsoft Excel軟件錄入計算數據, 用DPS軟件統計分析。

2　結果與分析

2.1產量及其構成因素

兩年中秈粳雜交稻甬優1538和甬優7176產量均顯著高于常規粳稻和雜交秈稻, 如2014年秈粳雜交稻的平均產量分別較常規粳稻和雜交秈稻高8.6％ 和12.0％。甬優秈粳雜交稻增產的主要原因是穗大粒多, 兩年中秈粳雜交稻的每穗實粒數為255.39,是常規粳稻(134.36)的近2倍, 較雜交秈稻(180.85) 高41.2％。穗數、結實率則以常規粳稻最高。此外, 兩年中參試品種的每穗粒數變化較大, 尤其對于甬優1538和甬優7176。2013年不同類型品種的平均日產量以雜交秈稻最高, 甬優秈粳雜交稻最低, 2014

年則呈相反趨勢(表2)。

2.2花后物質生產特征

由表3可知, 抽穗期和成熟期的葉面積指數均以甬優秈粳雜交稻最高。抽穗至成熟期的干物質積累量也以甬優秈粳雜交稻最高, 如2014年甬優秈粳雜交稻抽穗至成熟階段的干物質積累量達9.2 t hm–2,較常規粳稻和雜交秈稻分別高22.8％和27.1％, 差異顯著。2013年抽穗至成熟期的群體生長率以雜交秈稻最高, 2014年則以甬優秈粳雜交稻最高。兩年中的抽穗至成熟期的光合勢以甬優秈粳雜交稻最高, 如2013年甬優秈粳雜交稻較常規粳稻和雜交秈稻分別高20.17％和35.51％, 差異顯著。兩年中凈同化率均以雜交秈稻最高。

2.3花后干物質積累動態

不同類型水稻品種兩年花后干物質積累動態基本一致。以2014年數據為例, 各品種抽穗后干物質積累動態均呈漸增、快增、緩增的趨勢(圖2)。干物質積累方程見表4。

表2　產量及其構成因素Table 2　Grain yield and its components of the tested variety

2.4花后干物質積累特征

不同類型水稻品種2013年和2014年花后干物質積累速率變化動態基本一致。以2014年數據為例,各品種抽穗后干物質積累動態均呈先上升后下降的趨勢(圖3)。花后最大干物重積累速率和平均干物重積累速率呈雜交秈稻>常規粳稻>秈粳雜交稻, 秈粳雜交稻達最大干物重積累速率的時間大致在花后42～44 d, 常規粳稻和雜交秈稻則在26～28 d (表5)。

秈粳雜交稻在漸增期天數和干物質積累量均顯著高于常規粳稻和雜交秈稻, 漸增期干物重積累速率則以雜交秈稻最高。常規粳稻在快增期和緩增期天數和干物質積累量均顯著高于秈粳雜交稻和雜交秈稻, 快增期和緩增期干物重積累速率則以雜交秈稻最高(表6)。

2.5花后單莖莖鞘重變化動態

不同類型水稻品種2013年和2014年花后單莖莖鞘重的變化趨勢基本一致。以2014年為例, 不同類型品種抽穗后單莖莖鞘重的變化均呈先下降后上升的趨勢(圖4)。秈粳雜交稻在抽穗后30 d單莖莖鞘重最低。常規粳稻中武運粳24在抽穗后20 d單莖莖鞘重最低, 寧粳3號則在抽穗后25 d。雜交秈稻則在抽穗后20 d單莖莖鞘重最低。秈粳雜交稻莖鞘物質的平均最大輸出量(g)和表觀輸出量(g)分別為0.891和0.343, 均顯著高于常規粳稻(0.496和0.133)和雜交秈稻(0.507和0.285)。花后表觀輸出率(％)呈雜交秈稻(11.94) > 甬優秈粳雜交稻(9.65) > 常規粳稻(6.80), 花后最大輸出率(％)呈常規粳稻(25.30) >甬優秈粳雜交稻(25.08) > 雜交秈稻(21.29)。

圖2　不同水稻品種抽穗后干物質積累動態Fig. 2　Dynamics of dry matter accumulation after heading in different rice varieties

表4　各品種花后干物重積累的擬合方程Table 4　Stimulation equations of dry matter accumulation after heading in tested varieties

(續表4)

圖3　不同水稻品種花后干物重積累速率Fig. 3　Rate of dry matter accumulation after heading in different rice varieties

表5　各品種花后干物重積累參數Table 5　Parameters of dry matter accumulation after heading in tested varieties

(續表5)

圖4　不同水稻品種抽穗后單莖莖鞘重變化動態Fig. 4　Dynamics of dry weight per stem after heading in different rice varieties

3　討論

3.1不同類型水稻品種花后光合物質生產差異

增加花后光合物質生產能力是提高水稻產量的有效途徑, 葉面積指數、光合勢、群體生長率和凈同化率等是表征群體光合生產能力的重要指標[2]。Xiong等[18]研究表明, 超高產品種花后干物質積累量、干物質轉移量、干物質轉移率均顯著高于一般高產品種。龔金龍等[19]研究表明, 粳型超級稻花后干物質積累量、光合勢、群體生長率、凈同化率均顯著高于秈型超級稻。姜元華等[15]研究表明, 與雜交粳稻、常規粳稻和雜交秈稻相比, 甬優秈粳雜交稻花后光合勢、凈同化率、干物質積累量等均具有較明顯的優勢。本試驗條件下, 兩年中甬優秈粳雜交稻產量達11.5 t hm–2, 較常規粳稻和雜交秈稻的產量均高出7％以上。抽穗期和成熟期的葉面積指數、花后光合勢、花后干物質積累量均以甬優秈粳雜交稻顯著高于常規粳稻和雜交秈稻。而甬優秈粳雜交稻花后凈同化率并不高, 低于雜交秈稻。

3.2不同類型水稻品種花后干物質積累模型的建立及特征參數

作物生長模擬模型可解釋作物生長發育特征, 在水稻、小麥、玉米、棉花等作物上均有相關報道[6-8,20]。就水稻而言, 李艷大等[8]基于Richards方程分析了不同株型水稻的干物質積累特征, 并將整個干物質積累過程分成前、中和后期3個階段。紀洪亭等[10,21]基于Gompertz方程分析了超級雜交水稻的干物質積累、養分積累特征。林瑞余等[22]研究表明, 三次曲線對雜交秈稻(汕優63和兩優2186)和常規稻(IR64)的擬合效果好于Logistic模型。楊京平等[23]借助水稻生長模型Oryza-0研究了水稻干物質和氮素積累的動態特征。本研究表明, 3種類型品種花后干物質積累量與花后天數的關系均以Richards方程的擬合效果最好(R2均大于0.990)。在此基礎上, 分析了不同類型品種花后干物質生產特征。

此前, 基于作物生長模型對水稻干物質生產特征的描述多側重于全生育期, 而對花后干物質生產特征的研究較少。楊惠杰等[24]研究表明, 超高產水稻品種的最大干物質積累速率出現在生育中期, 且生育中期和后期的干物質積累速率與產量呈高度正相關。紀洪亭等[10]研究表明, 超級雜交稻干物質積累速率曲線呈先升高后下降的單峰曲線, 最大干物質積累速率出現在移栽后69～72 d, 且超級雜交稻的最大干物質積累速率高于對照品種。龔金龍等[19]研究表明, 粳型超級稻移栽至拔節期的干物質積累速率低于秈型超級稻, 拔節至抽穗期、抽穗至成熟期的干物質積累速率則以粳型超級稻高于秈型超級稻。本研究表明, 不同類型品種花后干物質積累速率均呈先上升后下降的單峰曲線, 秈粳雜交稻花后最大干物質積累速率出現在花后42～44 d, 常規粳稻和雜交秈稻則在26～28 d。花后最大干物質積累速率和平均干物質積累速率呈雜交秈稻>常規粳稻>甬優秈粳雜交稻, 這也表明, 甬優秈粳雜交稻花后較高的干物質積累量主要是來自其較長的灌漿期持續天數, 而不是其花后干物質積累速率。

劉娟等[7]基于歸一化法將小麥干物質積累過程劃分成前、中、后期3個階段, 前、中、后期的干物質積累量所占比例依次為10％、70％和20％。李艷大等[8]基于Richards方程將水稻整個干物質積累過程分成漸增、快增、緩增3個階段, 具有明顯的生物學意義。紀洪亭等[10,21]研究表明, 超級雜交稻在快增期的干物質積累量顯著高于對照, 而在緩增期和減速增長期的干物質積累量低于對照, 且超級雜交稻干物質和養分積累的優勢在于快增期持續時間較長、花后干物質和養分積累速率較快。本研究表明, 秈粳雜交稻在漸增期的持續天數、干物質積累量均顯著高于常規粳稻和雜交秈稻, 但秈粳雜交稻漸增期的平均干物質積累速率顯著低于對照; 快增期和緩增期的干物質積累量和持續天數則均以常規粳稻最高, 快增期和緩增期的平均干物質積累速率則以雜交秈稻最高。該結果表明, 秈粳雜交稻花后較強的干物質積累優勢主要體現在花后漸增期, 而花后漸增期較強的干物質積累能力主要在于其較長的持續天數。

3.3不同類型水稻品種花后單莖莖鞘重的變化

較多的研究已表明, 單莖莖鞘重在花后的“二次增重”現象被認為是源庫關系協調的重要指標[25-26],即水稻單莖莖鞘重在花后經歷先下降后上升的變化。較高的單莖莖鞘重是植株壯稈、抗倒伏的重要標志[2], 由于單莖莖鞘重在花后經歷先下降后上升的變化, 因此花后最低單莖莖鞘重的出現時間往往被認為是倒伏的敏感時期。一般而言, 水稻單莖莖鞘重在花后20～25 d最低, 因此, 水稻倒伏相關指標的測定也多在此時期進行[27-29]。本研究結果表明, 3

種類型品種花后單莖莖鞘重的變化均呈先下降后上升的趨勢, 雜交秈稻花后最低單莖莖鞘重出現在花后15 d, 常規粳稻出現在花后20 d和25 d, 秈粳雜交稻則出現在花后30 d。本試驗條件下, 秈粳雜交稻、常規粳稻和雜交秈稻的花后倒伏敏感期大致在花后30 d、花后20～25 d、花后15 d。該結果可為相關地區防止生育后期水稻倒伏制定的栽培措施提供一些理論與實踐參考。

4　結論

甬優秈粳雜交稻花后干物質積累量顯著高于對照品種, 其花后較強的干物質積累優勢主要體現在花后漸增階段, 且花后漸增階段較強的干物質積累能力主要在于其較長的漸增期持續天數。

References

[1] 楊建昌, 杜永, 吳長付, 劉立軍, 王志琴, 朱慶森. 超高產粳型水稻生長發育特性的研究. 中國農業科學, 2006, 39: 1336–1345

Yang J C, Du Y, Wu C F, Liu L J, Wang Z Q, Zhu Q S. Growth and development characteristics of super-high-yielding midseason japonica rice. Sci Agric Sin, 2006, 39: 1336–1345 (in Chinese with English abstract)

[2] 凌啟鴻. 作物群體質量. 上海: 上海科學技術出版社, 2000. pp 42–120

Ling Q H. Quality of Crop Population. Shanghai: Shanghai Scientific and Technical Publishers, 2000. pp 42–120 (in Chinese)

[3] Zhang H, Chen T T, Liu L J, Wang Z Q, Yang J C, Zhang J H. Performance in grain yield and physiological traits of rice in the Yangtze River Basin of China during the last 60 yr. J Integr Agric, 2013, 12: 57–66

[4] 吳桂成, 張洪程, 戴其根, 霍中洋, 許軻, 高輝, 魏海燕, 沙安勤, 徐宗進, 錢宗華, 孫菊英. 南方粳型超級稻物質生產積累及超高產特征的研究. 作物學報, 2010, 36: 1921–1930

Wu G C, Zhang H C, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Gao H, Wei H Y, Sha A Q, Xu Z J, Qian Z H, Sun J Y. Characteristics of dry matter production and accumulation and super-high yield of japonica super rice in South China. Acta Agron Sin, 2010, 36: 1921–1930 (in Chinese with English abstract)

[5] 李杰, 張洪程, 錢銀飛, 郭振華, 陳燁, 戴其根, 霍中洋, 許軻,李德劍, 華正雄, 沙安勤, 周有炎, 劉國林. 兩個雜交粳稻組合超高產生長特性的研究. 中國水稻科學, 2009, 22: 179–185

Li J, Zhang H C, Qian Y F, Guo Z H, Chen Y, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Li D J, Hua Z X, Sha A Q, Zhou Y Y, Liu G L. Growth characteristics of two super high-yielding japonica hybrid rice combinations. Chin J Rice Sci, 2009, 22: 179–185 (in Chinese with English abstract)

[6] 李向嶺, 趙明, 李從鋒, 葛均筑, 侯海鵬, 李琦, 侯立白. 播期和密度對玉米干物質積累動態地影響及其模型的建立. 作物學報, 2010, 36: 2143–2153

Li X L, Zhao M, Li C F, Ge J Z, Hou H P, Li Q, Hou L B. Effects of sowing date and planting density on dry matter accumulation dynamic and establishment of its simulated model in maize. Acta Agron Sin, 2010, 36: 2143–2153 (in Chinese with English abstract)

[7] 劉娟, 熊淑萍, 楊陽, 翟清云, 王嚴峰, 王靜, 馬新明. 基于歸一化法的小麥干物質積累動態預測模型. 生態學報, 2012, 32: 5512–5520

Liu J, Xiong S P, Yang Y, Zhai Q Y, Wang Y F, Wang J, Ma X M. A method to predict dry matter accumulation dynamics in wheat based on the normalized method. Acta Ecol Sin, 2012, 32: 5512–5520 (in Chinese with English abstract)

[8] 李艷大, 湯亮, 陳青春, 張玉屏, 曹衛星, 朱艷. 水稻地上部干物質積累動態的定量模擬. 應用生態學報, 2010, 21: 1504–1510

Li Y D, Tang L, Chen Q C, Zhang Y P, Cao W X, Zhu Y. Dry matter accumulation in rice aboveground part quantitative simulation. Chin J Appl Ecol, 2010, 21: 1504–1510 (in Chinese with English abstract)

[9] 趙姣, 鄭志芳, 方艷茹, 周順利, 廖樹華, 王璞. 基于動態模擬模型分析冬小麥干物質積累特征對產量的影響. 作物學報, 2013, 39: 300–308

Zhao J, Zheng Z F, Fang Y R, Zhou S L, Liao S H, Wang P. Effect of dry matter accumulation characteristics on yield of winter wheat analyzed by dynamics simulation model. Acta Agron Sin, 2013, 39: 300–308 (in Chinese with English abstract)

[10] 紀洪亭, 馮躍華, 何騰兵, 李云, 武彪, 王小艷. 兩個超級雜交水稻品種物質生產的特性. 作物學報, 2013, 39: 2238–2246

Ji H T, Feng Y H, He T B, Li Y, Wu B, Wang X Y. Dynamic characteristics of matter population in two super hybrid rice cultivars. Acta Agron Sin, 2013, 39: 2238–2246 (in Chinese with English abstract)

[11] 姜元華, 張洪程, 趙可, 許俊偉, 韋還和, 龍厚元, 王文婷, 戴其根, 霍中洋, 許軻, 魏海燕, 郭保衛. 長江下游地區不同類型水稻品種產量及其構成因素特征的研究. 中國水稻科學, 2014, 28: 621–631

Jiang Y H, Zhang H C, Zhao K, Xu J W, Wei H H, Long H Y, Wang W T, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Guo B W. Difference in yield and its components characteristics of different type rice cultivars in the lower reaches of the Yangtze River. Chin J Rice Sci, 2014, 28: 621–631 (in Chinese with English abstract)

[12] 許德海, 王曉燕, 馬榮榮, 禹盛苗, 朱練峰, 歐陽由男, 金千瑜. 重穗型秈粳雜交稻甬優6號超高產生理特性. 中國農業科學, 2010, 43: 4796–4804

Xu D H, Wang X Y, Ma R R, Yu S M, Zhu L F, Ou-Yang Y N, Jin Q Y. Analysis on physiological properties of the heavy panicle type of indica-japonica inter-subspecific hybrid rice Yongyou 6. Sci Agric Sin, 2010, 43: 4796–4804 (in Chinese with English abstract)

[13] 馬榮榮, 許德海, 王曉燕, 禹盛苗, 金千瑜, 歐陽由男, 朱連峰. 秈粳亞種間雜交稻甬優6號超高產株型特征與競爭優勢分析. 中國水稻科學, 2007, 21: 281–286

Ma R R, Xu D H, Wang X Y, Yu S M, Jin Q Y, Ou-Yang Y N, Zhu L F. Heterosis on plant morphology of Yongyou 6, an indica-japonica inter-subspecific super high-yielding hybrid rice. Chin J Rice Sci, 2007, 21: 281–286 (in Chinese with English abstract)

[14] 姜元華, 許俊偉, 趙可, 韋還和, 孫建軍, 張洪程, 戴其根, 霍

中洋, 許軻, 魏海燕, 郭保衛. 甬優系列秈粳雜交稻根系形態與生理特征. 作物學報, 2015, 41: 89–99

Jiang Y H, Xu J W, Zhao K, Wei H H, Sun J J, Zhang H C, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Guo B W. Root system morphological and physiological characteristics of indica-japonica hybrid rice of Yongyou series. Acta Agron Sin, 2015, 41: 89–99 (in Chinese with English abstract)

[15] 姜元華, 許軻, 趙可, 孫建軍, 韋還和, 許俊偉, 魏海燕, 郭保衛, 霍中洋, 戴其根, 張洪程. 甬優系列秈粳雜交稻的冠層結構與光合特性. 作物學報, 2015, 41: 286–296

Jiang Y H, Xu K, Zhao K, Sun J J, Wei H H, Xu J W, Wei H Y, Guo B W, Huo Z Y , Dai Q G, Zhang H C. Canopy structure and photosynthetic characteristics of Yongyou series of indica-japonica hybrid rice under high-yielding cultivation condition. Acta Agron Sin, 2015, 41: 286–296 (in Chinese with English abstract)

[16] 韋還和, 李超, 張洪程, 孫玉海, 馬榮榮, 王曉燕, 楊筠文, 戴其根, 霍中洋, 許軻, 魏海燕, 郭保衛. 水稻甬優12不同產量群體的株型特征. 作物學報, 2014, 40: 2160–2168

Wei H H, Li C, Zhang H C, Sun Y H, Ma R R, Wang X Y, Yang J W, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Guo B W. Plant-type characteristics in populations with different yield of Yongyou 12. Acta Agron Sin, 2014, 40: 2160–2168 (in Chinese with English abstract)

[17] 朱慶森, 曹顯祖, 駱亦其. 水稻籽粒灌漿的生長分析. 作物學報, 1988, 14: 182–193

Zhu Q S, Cao X Z, Luo Y Q. Growth analysis on the process of grain filling in rice. Acta Agron Sin, 1988, 14: 182–193 (in Chinese with English abstract)

[18] Xiong J, Ding C Q, Wei G B, Ding Y F, Wang S H. Characteristics of dry-matter accumulation and nitrogen-uptake of super-high-yielding early rice in China. Agron J, 2013, 105: 1142–1150

[19] 龔金龍, 邢志鵬, 胡雅杰, 張洪程, 戴其根, 霍中洋, 許軻, 魏海燕, 高輝. 秈、粳超級稻光合物質生產與轉運特征的差異.作物學報, 2014, 40: 494–510

Gong J L, Xing Z P, Hu Y J, Zhang H C, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Gao H. Difference in characteristics of photosynthesis, matter production and translocation between indica and japonica super rice. Acta Agron Sin, 2014, 40: 494–510 (in Chinese with English abstract)

[20] 趙新華, 束紅梅, 王友華, 陳兵林, 周治國. 施氮量對棉鈴干物質和氮累積及分配的影響. 植物營養與肥料學報, 2011, 17: 888–897

Zhao X H, Shu H M, Wang Y M, Chen B L, Zhou Z G. Effects of nitrogen fertilization on accumulation and distribution of dry weight and nitrogen of cotton bolls. Plant Nutr Fert Sci, 2011, 17: 888–897 (in Chinese with English abstract)

[21] 紀洪亭, 馮躍華, 何騰兵, 潘劍, 范樂樂, 李云, 武彪, 肖銘,梁顯林. 超級雜交稻群體干物質和養分積累動態模型與特征分析. 中國農業科學, 2012, 45: 3709–3720

Ji H T, Feng Y H, He T B, Pan J, Fan L L, Li Y, Wu B, Xiao M, Liang X L. A dynamic model of dry matter and nutrient accumulation in super hybrid rice and analysis of its characteristics. Sci Agric Sin, 2012, 45: 3709–3720 (in Chinese with English abstract)

[22] 林瑞余, 梁義元, 蔡碧瓊, 何海斌, 林文雄. 不同水稻產量形成過程的干物質積累與分配特征. 中國農學通報, 2006, 22(2): 185–190

Lin R Y, Liang Y Y, Cai B Q, He H B, Lin W X. Characteristics of dry matter accumulation and partitioning in the process of yield formation in different rice cultivars. Chin Agric Sci Bull, 2006, 22(2): 185–190 (in Chinese with English abstract)

[23] 楊京平, 姜寧, 陳杰. 水稻吸氮量和干物質積累的模擬試驗研究. 植物營養與肥料學報, 2002, 8: 318–324

Yang J P, Jiang N, Chen J. The validation of modeling effects of different nitrogen levels on the leaf nitrogen and yield dynamic of rice. Plant Nutr Fert Sci, 2002, 8: 318–324 (in Chinese with English abstract)

[24] 楊惠杰, 李義珍, 楊仁崔, 姜照偉, 鄭景生. 超高產水稻的干物質生產特性研究. 中國水稻科學, 2001, 15: 265–270

Yang H J, Li Y Z, Yang R C, Jiang Z W, Zheng J S. Dry matter production characteristics of super high yielding rice. Chin J Rice Sci, 2001, 15: 265–270 (in Chinese with English abstract)

[25] 姜元華, 張洪程, 韋還和, 趙可, 許俊偉, 戴其根, 霍中洋, 許軻, 魏海燕, 郭保衛. 亞種間雜交稻不同冠層葉形組合產量差異及其形成機理. 中國農業科學, 2014, 47: 2313–2325

Jiang Y H, Zhang H C, Wei H H, Zhao K, Xu J W, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Guo B W. Difference of yield and its formation mechanism of indica-japonica inter-subspecific hybrid rice with different canopy leaf types. Sci Agric Sin, 2014, 47: 2313–2325 (in Chinese with English abstract)

[26] 馬均, 朱慶森, 馬文波, 田彥華, 楊建昌, 周開達. 重穗型水稻光合作用、物質積累與運轉的研究. 中國農業科學, 2003, 36: 375–381

Ma J, Zhu Q S, Ma W B, Tian Y H, Yang J C, Zhou K D. Studies on the photosynthetic characteristics and accumulation and transformation of assimilation product in heavy panicle types of rice. Sci Agric Sin, 2003, 36: 375–381 (in Chinese with English abstract)

[27] 龔金龍, 邢志鵬, 胡雅杰, 張洪程, 戴其根, 霍中洋, 許軻, 魏海燕, 高輝. 秈、粳超級稻莖稈抗倒支撐特征的差異研究. 中國水稻科學, 2015, 29: 273–281

Gong J L, Xing Z P, Hu Y J, Zhang H C, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Gao H. Difference in lodging resistance of culm between indica and japonica super rice. Chin J Rice Sci, 2015, 29: 273–281 (in Chinese with English abstract)

[28] 李杰, 張洪程, 龔金龍, 常勇, 戴其根, 霍中洋, 許軻, 魏海燕.不同種植方式對超級稻植株抗倒伏能力的影響. 中國農業科學, 2011, 44: 2234–2243

Li J, Zhang H C, Gong J L, Chang Y, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y. Effects of different planting methods on the culm lodging resistance of super rice. Sci Agric Sin, 2011, 44: 2234–2243 (in Chinese with English abstract)

[29] 郭保衛, 朱大偉, 許軻, 張洪程, 周興濤, 朱聰聰, 曹利強,陳厚存, 陳京都, 戴其根, 霍中洋, 魏海燕, 李明銀. 有序擺拋栽對超級稻植株抗倒伏能力的影響. 中國水稻科學, 2015, 29: 45–55

Guo B W, Zhu D W, Xu K, Zhang H C, Zhou X T, Zhu C C, Cao L Q, Chen H C, Chen J D, Dai Q G, Huo Z Y, Wei H Y, Li M Y. Effect of ordered transplanting and optimized broadcasting on the culm lodging resistance of super rice. Chin J Rice Sci, 2015, 29: 45–55 (in Chinese with English abstract)

URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20151008.1403.014.html

Dynamic Model and Its Characteristics Analysis for Dry Matter Production after Heading of Indica/Japonica Hybrid Rice of Yongyou Series

WEI Huan-He1, MENG Tian-Yao1, LI Chao1, ZHANG Hong-Cheng1,*, SHI Tian-Yu1, MA Rong-Rong2, WANG Xiao-Yan3, YANG Jun-Wen4, DAI Qi-Gen1,*, HUO Zhong-Yang1, XU Ke1, WEI Hai-Yan1, and GUO Bao-Wei1
1Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze River Valley, Ministry of Agriculture / Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China;2Crop Research Institute, Ningbo Academy of Agricultural Sciences of Zhejiang Province, Ningbo 315101, China;3Ningbo Seed Company of Zhejiang Province, Ningbo 315101, China;4Agricultural Technology Extension and Service, Yinzhou District, Ningbo 315100, China

Abstract:This study was conducted using indica-japonica hybrid rice Yongyou 1538 and Yongyou 7176 as the materials, conventional japonica rice Ningjing 3 and Wuyunjing 24, and hybrid indica rice Yangliangyou 6 and Liangyoupeijiu as the checks to study the characteristics of dry matter production after heading in indica/japonica hybrid rice of Yongyou series and compare the differences in characteristics of dry matter production after heading among different types of rice varieties. Results indicated that, grain yield of indica/japonica hybrid rice of Yongyou series was 11.5 t ha–1, on an average, which was 7.8％ and 10.4％ higher

than those of conventional japonica rice and hybrid indica rice, respectively. Dry matter accumulation of indica/japonica hybrid rice was 8.9 t ha–1, which was 19.1％ and 26.9％ higher than those of conventional japonica rice and hybrid indica rice, respectively. Richards’ equation was fit to simulate the relationship between dry matter weight and days after heading for three types of rice varieties (R2≥ 0.990). Rate of dry matter accumulation of three types of rice varieties decreased after an even increase. Maximum rate of biomass accumulation and mean rate of biomass accumulation after heading of hybrid indica rice were the highest, followed by those of conventional japonica rice, and indica/japonica hybrid rice. Time to maximum rate of dry matter accumulation after heading of indica/japonica hybrid rice was at 42–44 days after anthesis, while those of conventional japonica rice and hybrid indica rice were both at 26–28 days after anthesis. Duration of gradual increase stage and dry matter accumulation in this stage were higher in indica/japonica hybrid rice than in the check, while mean rate of dry matter accumulation during gradual increase stage was higher in hybrid indica rice than in indica/japonica hybrid rice. The duration and dry matter accumulation during fast increase stage and slow increase stage of conventional japonica rice were the highest among three types of rice varieties, while mean rate of dry matter accumulation during fast increase stage and slow increase stage of hybrid indica rice was the highest. Our results implied that greater dry matter accumulation mainly occurred in the gradual increase stage for indica/japonica hybrid rice, which was mainly attributed to the longer duration of this stage.

Keywords:Indica/japonica hybrid rice of Yongyou series; Different type rice varieties; Dry matter production after heading

收稿日期Received(): 2015-06-09; Accepted(接受日期): 2015-09-06; Published online(網絡出版日期): 2015-10-08.

通訊作者*(Corresponding authors): 張洪程, E-mail: hczhang@yzu.edu.cn; 戴其根, E-mail: agdai@yzu.edu.cn

DOI:10.3724/SP.J.1006.2016.00265