浙江臺州地區早秈稻產量與干物質生產特征研究

胡繼杰 房玉偉 陳孝賞 劉守坎*

（1臺州市農業科學研究院，浙江 臺州317000；2浙江勿忘農種業股份有限公司，杭州310020；第一作者：hujijie0201@163.com；*通訊作者：skliu001@163.com）

早秈稻作為水稻主要生態類型之一，廣泛分布于我國南方雙季稻區，具有栽培時間早、生育期短、適應性強、耐貯藏等特點，是重要的加工型糧食作物和儲備糧的主要糧源，對于穩定雙季稻面積，提高稻谷全年綜合生產能力和保障國家糧食安全具有重要意義[1-4]。臺州地處東南沿海，是浙江“七山一水兩分田”的縮影，光溫水資源豐富，屬于典型的雙季稻種植區域[5]。近年來，臺州地區大力推廣“早稻—西藍花”輪作模式，使早稻播種面積逐年穩定增長，同時通過推行“單改雙”，進一步擴大早秈稻種植面積，2011年以來早稻播種面積已實現“七連增”，成為浙江省重要的早稻生產區域[6-8]。但由于受品種特性、氣候差異、機械化水平等因素影響，早秈稻單位面積產量年份間無顯著增加，且關于該地區早秈稻品種產量及其形成特征的研究鮮有報道。為此，本研究選用7個具有代表性的早秈稻品種（系）為試驗材料，從產量性狀、干物質積累特性及其相互關系等方面進行比較分析，試圖闡明早秈稻產量及其構成因素特征的差異，明確干物質積累與產量性狀的關系，以期為該地區早秈稻的發展和推廣提供理論依據與實踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

2018年3—7月在臺州市農業科學研究院小溪基地（121°13′E，28°78′N，海拔8 m）進行試驗。供試土壤類型為潴育型水稻土，中等地力，前茬為綠肥田。土壤pH值5.66，有機質21.76 g/kg，全氮2.19 g/kg，堿解氮122.50 mg/kg，有效磷41.61 mg/kg，速效鉀148.90 mg/kg。

供試品種為常規早秈稻金早47、臺早733、臺早1640、中早39、中嘉早17，兩系雜交早秈稻株兩優831、陵兩優106。

采用完全隨機區組設計，小區面積12.25 m2，3次重復。參試品種均于3月24日播種，4月23日移栽，7月16日收獲。人工手插移栽，常規稻每叢插4粒谷苗，雜交稻每叢插2粒谷苗，行株距16.5 cm×20.0 cm。各小區施純N 240 kg/hm2，按質量比1∶1分基肥、蘗肥2次施用；磷肥（以P2O5計）90 kg/hm2，全部作基肥施用；鉀肥（以K2O計）180 kg/hm2，按質量比1∶2分基肥、蘗肥2次施用。本研究所用的N、P、K肥分別為尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O512%）和氯化鉀（K2O 60%）。病蟲草防治及雜草清理等田間管理措施同當地高產田。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 莖蘗動態

各小區定點選取12株作為1個觀察點，于主要生育時期觀察記錄每叢莖蘗數。

1.2.2 SPAD測定

于分蘗中期、拔節期、抽穗期、灌漿期（抽穗后14 d）、完熟期，各小區隨機選取10株，利用SPAD-502測定最上部完全展開葉上、中、下3個部位的SPAD，取平均值。

1.2.3 干物質量

分別于拔節期、抽穗期和成熟完熟期按各小區每叢平均莖蘗數取代表性植株5叢，將所取水稻植株分為莖、葉、穗3部分，于烘箱經105℃殺青30 min，80℃下烘干至恒質量后稱量不同部位的干物質量。

1.2.4 考種與測產

齊穗期各小區隨機調查20叢水稻有效穗數，計算平均穗數。完熟期各小區按平均穗數隨機選取5叢進行考種，測定每穗粒數、千粒重、實粒數和結實率。小區實收測產，全部收獲曬干后稱重，并按13.5%（秈稻）標準含水量折算籽粒產量。

1.3 數據處理與統計分析

采用Excel 2010進行數據錄入和整理，用SPSS 12.0.1數據分析軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 早秈稻分蘗和葉片SPAD的動態變化

水稻分蘗數是影響水稻產量形成的重要因素。從圖1可知，隨生育期推進，早秈稻莖蘗數總體呈先升后降趨勢，在拔節期達到峰值，平均分蘗數為11.3個，其中雜交稻平均13.1個，常規稻平均10.6個。除分蘗前期外，雜交稻分蘗數均高于常規稻，平均高1.3%~23.6%。

圖1 水稻莖蘗動態

葉片SPAD可間接反映水稻葉片葉綠素含量。由圖2可知，隨著生育期推進，早秈稻葉片SPAD值呈先上升后下降的趨勢，抽穗期達到峰值。其中，抽穗期以臺早733表現最高，金早47次之，株兩優831表現最低。除完熟期外，常規稻葉片SPAD值高于雜交稻，平均高1.5%~3.8%；完熟期，雜交稻葉片SPAD值平均較常規稻高2.1%，表明雜交稻生育后期葉片有更高的葉綠素含量，延緩了葉片衰老，增強了后期水稻光合能力及光合產物的形成。

圖2 早秈稻主要生育時期SPAD值

2.2 早秈稻產量與構成因素的相關分析

從表1可見，臺州市早秈稻產量變化范圍為6 963.3~8 336.7 kg/hm2，陵兩優106最高，臺早733最低；雜交稻產量高于常規稻，平均較常規稻高10.0%。進一步分析產量構成因素，有效穗數和總穎花數變異系數均在10%以上，品種間存在較大差異，且兩者均以陵兩優106最高，臺早1640最低；每穗粒數以臺早733最高，其次是臺早1640，株兩優831最低；結實率和千粒重平均值分別為88.0%和26.6，兩者變異系數均較小。

從表2可見，參試早秈稻產量分別與總穎花數和有效穗數呈極顯著正相關和顯著正相關，與每穗粒數、結實率、千粒重呈負相關，但均不顯著。相關分析還表明，總穎花數與結實率、千粒重分別呈極顯著和顯著負相關，與有效穗數呈顯著正相關，結實率與千粒重呈顯著正相關。這說明在保證單位面積穗粒數前提下，同時兼顧結實率和千粒重較為困難。

為進一步探究產量與構成因素間的數量關系，以產量（y）為因變量，有效穗數（x1）、每穗粒數（x2）、總穎花數（x3）、結實率（x4）和千粒重（x5）為自變量，引入回歸方程，得到擬合度最優的回歸方程，如y=-18958.4+253.3x3+98.8x4+347.5x5公式所示。相關系數R和決策系數R2分別為0.995和0.989，說明早秈稻產量的98.9%是由總穎花數、結實率和千粒重決定，剩余因素對產量的影響僅為1.1%。對回歸方程進行顯著性檢驗，x3、x4、x5的顯著性均小于0.05，表明總穎花數、結實率、千粒重與產量之間有顯著的線性回歸關系。

表1 早秈稻產量及其構成因素

表2 產量與其構成因素的相關分析

表3 產量構成因素對產量的通徑系數

表4 不同早秈稻品種干物質生產力

為反映各產量構成因素間相互作用，將相關系數分解為直接作用和間接作用，進行通徑分析，如表3所示。總穎花數、結實率、千粒重的直接通徑系數均為正值，表明三者對產量貢獻皆是正面效應，其中總穎花數作用最大（Py3=1.931），結實率次之（Py4=0.608），千粒重作用最小（Py5=0.580）。由間接通徑系數可知，結實率和千粒重對產量的影響為正相關，而與總穎花數是互為制約的關系。此外，有效穗數和每穗粒數對總穎花數直接通徑系數分別為1.155和0.601（數據未列出），說明有效穗數對總穎花數的正效應大于每穗粒數。上述分析表明，早秈稻獲得高產應注重增加有效穗數以擴大單位面積穎花數量，同時保證穩定的結實率和千粒重。

2.3 早秈稻干物質生產特征及其與產量性狀的相關分析

干物質積累量是水稻產量形成的基礎。由表4可知，不同早秈稻品種主要生育時期干物質積累量存在差異。拔節期和抽穗期干物質積累量均以臺早1640最高，臺早733最低，完熟期最高的是陵兩優106，最低的是金早47。隨著生育期推進，主要生育時期干物質積累量變異系數依次為10.8%、9.0%和6.1%，品種間差異逐漸減小。

表5 干物質生產力與產量及其構成因素的相關分析

將水稻大田生長期分為移栽至拔節期、拔節至抽穗期、抽穗至完熟期3個生長階段。3個生長階段干物質積累量最高的依次分別是臺早1640、中早39和陵兩優106，前兩個階段表現最低的均是臺早733，抽穗至完熟期表現最低的是臺早1640。階段干物質積累量占比方面，拔節至抽穗期階段積累量最高，平均占比39.9%，其次是抽穗至完熟期，平均占比35.3%，移栽至拔節期階段積累量最低，平均占比24.8%。干物質平均日積累量以陵兩優106表現最高，金早47表現最低。收獲指數變化范圍為0.52～0.57，品種間差異較小。上述分析表明，不同早秈稻品種干物質生產特性在不同生長階段存在差異，且隨著生育期推進，干物質總累積量差異逐漸減小。

對早秈稻干物質生產力與產量及其構成因素進行關聯分析，如表5所示。抽穗前、后干物質積累量、干物質總積累量和干物質平均日積累量與產量均呈正相關，相關度依次為干物質總積累量＞干物質平均日積累量＞抽穗前干物質積累量＞抽穗后干物質積累量，其中干物質總積累量、干物質平均日積累量為顯著正相關。產量構成因素方面，4個干物質積累量性狀與有效穗數、每穗粒數、總穎花數均呈正相關，與結實率、千粒重均呈負相關，其中，干物質總積累量、干物質平均日積累量與總穎花數呈極顯著正相關，與結實率呈極顯著負相關。

3 結論與討論

水稻產量高低主要由各個產量構成因素決定，受基因型、栽培條件和生長環境的共同影響。石慶華等[9]研究認為，早稻高產的關鍵在于保證單位有效穗數的基礎上提高每穗實粒數。霍中洋[10]研究指出，早稻高產群體的基本特征主要表現為足量的穎花量和高充實度。本研究結果表明，早秈稻產量與總穎花數和有效穗數呈極顯著正相關和顯著正相關，并且籽粒產量更高的雜交稻在分蘗數量和有效穗數上比常規稻更有優勢，表明在早稻生產中，穩定單位面積有效穗數、擴大庫容量是獲得高產的關鍵。

為提高連作晚稻產量和保證其安全生產，早稻生育期近年來有縮短趨勢[3]，育種工作者可加強特早熟和平均日產量高的早稻品種選育，以緩解雙季稻茬口銜接矛盾和提高全年種糧效益。在生產過程中，由于常規早秈稻分蘗能力較差，應通過增加基本苗數、保證后期有效穗數和總穎花量，以發揮其增產潛力。而針對兩系雜交稻分蘗能力強和后期光合物質積累大的特點，應在有效分蘗臨界葉齡期及時排水擱田以提高分蘗成穗率和表觀輸出量。此外，由于受自身遺傳特性影響，兩系雜交稻結實率較低，且早稻揚花期正值南方梅雨季節，連續陰雨天氣極易造成水稻花粉質量下降，對此可通過噴施植物生長調節劑或葉面肥來提高結實率，進而實現早稻增產[11-12]。

水稻產量性狀的形成以一定的干物質量為基礎，在經濟系數較為穩定的背景下，增加群體生物產量是實現水稻增產的重要措施。徐一蘭等[13-14]研究表明，增強物質生產能力和干物質積累，是水稻獲得較高產量的主要原因。本研究中，各個水稻品種的收獲指數差異較小，產量較高的雜交稻均具有更高的生物量，且干物質總積累量和干物質平均日積累量分別與產量和總穎花數呈顯著和極顯著正相關。可見，將更多的光合產物優先轉移到水稻生殖器官，增加單位面積穗粒數、擴大庫容是早秈稻高產形成的基本途徑。此外，抽穗前干物質積累量與產量相關度遠高于抽穗后干物質積累量，表明適當增加抽穗前干物質積累量更有利于早秈稻增產，這可能與早秈稻抽穗后灌漿歷期短，且生育后期高溫天氣較多，易導致早稻“高溫逼熟”有關。