探討水稻抗倒伏生理機制與評價方法

摘要：倒伏影響水稻的產量和水稻的品質，對提高水稻倒伏指數貢獻大的因素很多，矮化育種使水稻品種的抗倒性明顯增強，高抗型的莖稈在抗倒性狀明顯優于其他類型。通過篩選基部節間短干重大維管束多的品種，建立水稻抗倒伏評價體系，根據倒伏指數進行評價對提高水稻抗倒性有重要作用。

關鍵詞：生理機制 評價方法 水稻抗倒伏

中圖分類號：S451 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0143-01

隨著人口的增加和生活水平的提高，提高生物學產量是實現水稻高產的物質基礎，提高水稻單產是水稻育種和生產的重要課題。國內外不少學者對此進行了研究，實現超級稻育種是一種有效途徑，它主要是從株型改良入手，要提高源的積累以及轉化，努力取得新的突破，才能進一步提高水稻的產量。

1 倒伏對水稻的影響

水稻的倒伏不但可以導致產量下降，而且引起品質變劣。提高水稻生物產量的途徑包括增加水稻群體生產能力，增加水稻個體的生產能力，和化學促控措施提高水稻植株的生產能力。倒伏是水稻生產中普遍存在的問題，要想通過增加株高來實現超級稻產量突破，克服倒伏的嚴重性和對產量造成的損失，必須克服因株高過高而引起倒伏的問題。

在高肥水栽培或生育后期，水稻倒伏多由外界因素引起的，水稻倒伏一般是發生在抽穗后，如遇到不利氣候（暴風雨等）條件下都會引發倒伏。倒伏導致植株衰老，倒伏導致米質變劣，水稻倒伏后，通風透光條件差，會妨礙干物質的積累而造成癟粒，加之田間濕度大，使結實率下降，使下部葉片迅速枯黃腐爛，使結實率下降，功能葉面積急劇下降，直接影響水稻籽粒的產量。

影響水稻倒伏的因子。株高過高或下部節間過長是倒伏重要原因，一般來說，莖稈越粗，其抗倒性越強，確保不倒伏的前提下，有必要適當增加株高，基部莖稈的性狀與抗倒伏能力關系密切。莖稈的抗倒伏能力是莖稈的物理特性的綜合表現出來，所受的彎曲力較大時，易發生彎曲型倒伏，增強莖稈的物理強度，葉鞘抱莖越緊，水稻莖稈的機械強度特性是莖稈的硬性和彈性的綜合屬性，不易被暴風雨刮倒，抗倒性較強。

莖稈的抗倒伏質量與莖稈的解剖學結構有密切關系。莖稈中維管束數目多、密度小、寬度大有利于抗倒伏，優質莖稈的機械組織發達，木質化程度高，是增強莖稈抗倒的因素之一，皮層纖維組織越厚越能增強其抗倒伏能力，數目多、面積大有助于增強莖稈的堅韌性。

鮮重和干重反映植株的大小，還反映是組織器官的物質充實程度，莖稈的化學組成與抗倒伏能力有密切關系。莖稈基部重和節間的干重與抗倒性有關，高的莖稈可用性糖和淀粉含量是有利的，下部葉片早衰及受病蟲為害會低莖稈抗倒伏能力。纖維素和半纖維素是構成水稻莖稈細胞的主要成分，鉀、硅能促進水稻莖稈的健壯生長發育，顯著性增強莖稈的抗倒伏能力，抗倒伏能力強的品種成熟期基部莖稈衰老程度輕，內部細胞養分充足，組織充實。

栽培措施不當也是造成水稻倒伏的重要原因，高稈大穗型品種在多肥條件下發生倒伏，農田施肥量（尤其氮肥）大幅度增加，致命名莖稈強度降低，致密度下降，使其在多肥條件下發生倒伏。施肥時期不當，也會影響倒伏，含不同營養元素的肥料對水稻的抗倒伏能力有影響，施氮過早會加劇倒伏，施用硅肥后水稻植株高度有微弱的提高，硅鈣肥對抗倒伏起著重要作用。施高鉀控施肥能有效增加莖基部粗度，從而提高植株細胞壁強度，莖稈倒伏能力。

植物延緩性的植物生長調節劑如助壯、抗倒胺、縮節胺和多效唑等，不合理的播種深度、水分管理、種植密度均都能引起水稻植株形態和生理功能的變化，從而對水稻抗倒伏能力產生影響。水稻種植方式對倒伏產生非常明顯的影響，抗倒胺能促進根系發達，有利于抗倒。

2 評價水稻抗倒伏能力的指標

衡量水稻抗倒能力的指標很多，倒伏指數。倒伏指數是在倒伏系數法的基礎上演繹而來的，倒伏指數與株高和莖稈鮮重呈正比，其公式為：

倒伏指數=地上部分重量/莖稈強度。

倒伏系數。它是植株重量、株高、莖稈機械強度和根量的綜合體現。

傾斜角度。標準分直、斜、倒、伏四級。

莖稈系數。莖稈系數與稈長、穗位、截面尺寸和形狀等莖稈性狀有關。

抗折力矩。即使單位高度莖稈或特定部位莖稈折斷所需要的力。

其它的評價指標。倒伏率，莖稈彈性，彎曲度，穩定系數，共振頻率和阻尼振蕩。

3 試驗材料、方法及結果分析

第一年選用常用品種（組合）共計24個，第二年選用常用品種（組合）共計51個，試驗于兩年間在某試驗農場進行。

測定項目及方法：株高、節間數、節問長及稈長，基部抗折力，鮮重、干重及節間干重比，莖稈基部截面的解剖結構，參數計算（全株加在基部節間的彎矩、基部節間折斷時的彎矩、斷面模數、彎曲力矩、倒伏指數和稈型指數）；試驗數據均用Excel，和DPS進行處理得來。

結果分析：隨著水稻植株的生長發育，不同生育時期抗倒性能產生動態變化。水稻齊穗后光合產物不斷向籽粒轉移，重心高度與倒伏指數的相關系數最大，穗部重量逐漸增加，莖基部外徑與倒伏指數呈顯著負相關，莖稈物質向穗部轉移，力學強度隨之減弱。稈型指數將莖粗與稈長是評價莖稈外部形態特征的綜合指標，穗頸長與倒伏指數呈正相關，株高較高的相應的基節彎距值就愈大，提高穗頸長，增加株高，能夠提高抗倒性。

維管束數目的多少是衡量莖稈抗倒能力大小的指標。維管束密度雖然和倒伏指數的相關系數很小，稈壁截面積與倒伏指數呈負相關但相關系性不顯著，維管束多，抗折力強，倒伏指數越大，植株也就越不抗倒。

稻莖稈物質生產特性是指水稻產量形成過程中水稻生長發育、器官建成、物質生產積累等的最終結果，基部重可作為衡量莖稈強度的可靠指標，其實質就是光合產物的制造、積累、運轉與分配。

抗折力反映莖稈的機械強度，基節折斷彎矩是人工使基部節間折斷需施加的力，是莖稈硬性和彈性的綜合表現。基節彎矩與倒伏指數呈極顯著正相關，倒伏指數與斷面指數和彎曲應力呈負相關，因此，基部節間的折斷彎矩大的材料抗倒性強。

影響倒伏指數的因素很多，善莖稈質地，提高莖稈的抗折力對改善抗倒伏來說是首要的；莖稈鮮重的提高有利于提高基節彎矩，但對抗倒伏不利，卻對提高基部節間的充實度有利。在對抗倒材料進行選擇過程中，應注意對基部第1節間短的選擇，應適當的降低植株高度，提高莖粗，來提高稈型指數，對抗倒有利。

在抗倒性綜合評價上，稈型粗壯，抗折斷能力強的莖稈機械強度對抗倒性的直接貢獻最大，增強莖稈強度是提高莖稈抗倒伏性的重要途徑。

參考文獻

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