機插秈稻干物質積累和抗倒伏能力分析

李貴勇 石美鳳 何清蘭 朱海平 夏瓊梅 龍瑞平 鄧安鳳 楊從黨*

（1云南省農業科學院 糧食作物研究所，昆明650205；2永勝縣三川鎮農業綜合服務中心，云南 永勝674207；3永勝縣農業技術推廣中心，云南 永勝674200；第一作者：liguiy980200＠163.com；*通訊作者：yangcd2005＠163.com）

水稻倒伏是多種因素影響的結果。許俊偉等[1]研究發現，隨著種植密度的增加，水稻莖稈的倒伏指數逐漸增大，莖節粗、節間充實度、莖稈的壁厚度都呈現下降的趨勢；陳桂華等[2]研究表明，水稻的稈長、莖粗、彎曲力矩對單莖抗折力具有正向作用；李杰等[3]研究發現，水稻倒伏發生除與自然因素有關外，栽培管理措施也是重要影響因素；石英堯等[4]研究表明，水稻基部節間干物質的積累對提高水稻抗倒性有重要作用；楊志遠等[5]研究表明，無論翻耕或免耕栽培，產量的提高并沒有顯著增加水稻植株倒伏風險，在翻耕條件下，產量提高有助于降低水稻植株從基部發生倒伏的風險。對于水稻的干物質積累和抗倒伏能力之間的關系，前人的研究集中在手插稻上，而水稻機械化生產是現代農業的發展趨勢，所以，研究機插稻干物質積累、抗倒伏能力與產量的關系很有必要。本研究采用云南省近5年審定并大面積種植的19個雜交秈稻品種為材料，采用機插精確定量栽培技術進行種植，分析這些品種在各個關鍵時期干物質積累轉運和抗倒伏能力之間的關系，為機插秈稻高產品種篩選及其配套栽培技術研究提供理論依據和實際指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地點設在云南省麗江市永勝縣三川鎮中州村（海拔1 554 m，東經100°41′27″、北緯26°43′31″）。選擇云南省近5年審定并大面積種植的19個雜交秈稻品種天優華占、中優295、蜀優217、花香優1618、F優498、綠優4923、中9優2號、渝優7109、宜香優2115、旌優127、宜香4245、川優6203、隆兩優1146、繁優609、Y兩優1號、內5優39、晶兩優534、C兩優華占、兩優2161為試驗材料。通過2017年、2018年的調查，這19個水稻品種生育期相近，葉齡均為18葉。

1.2 試驗方法

每個品種為1個處理，每個小區面積30 m2，3次重復，合計57個小區。機插行株距30 cm×14 cm。施肥按照精確定量栽培技術要求進行：過磷酸鈣（含P2O512%）600 kg/hm2，作基肥一次性施用；硫酸鉀（含K2O 54%）150 kg/hm2，作基肥和促花肥均施；氮肥為尿素，用量210 kg/hm2（純N），其中，基肥∶分蘗肥∶促花肥∶保花肥均為1∶1∶1∶1，基肥在整田時施用，分蘗肥在移栽后14 d施用，促花肥在水稻倒4葉期（15葉）施，保花肥在水稻倒2葉期（17葉）施。

試驗于2019年4月8日播種，單盤播種量60 g（干谷），并進行暗化處理，于4月12日擺盤，4月13日出苗，出苗整齊，5月13日進行機插移栽。在分蘗中期、幼穗分化期用藥2次防治病蟲害，主要防治稻瘟病（75%三環唑、40%稻瘟靈防治稻瘟病）、螟蟲（20%三唑磷、48%毒死蜱防治螟蟲）。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 干物質轉運

在分蘗期（機插后35 d）、拔節期、抽穗期和成熟期，按照平均莖蘗數取樣法，每個小區取代表性植株5叢，按照莖、葉、穗分裝，105℃下殺青1 h，在80℃烘干至恒質量并稱重。

1.3.2 抗折性相關數據

抽穗期于每個小區標記出20株抽穗一致（穗子抽出1 cm左右，劍葉大小基本一致）的單莖，于灌漿中期（抽穗后20 d）進行取樣測定，每次取10根植株主莖測定莖稈抗折力，采用莖稈強度測定儀（YYD-1，托普儀器有限公司）測定莖稈抗折力。將待測植株莖稈（5 cm處）（保留葉鞘）放置在莖稈強度測定儀支架上，待測植株莖稈與莖稈強度測定儀中點對齊（2個支點距離為5 cm），然后對莖稈緩慢施加壓力至折斷，折斷植株瞬間最大的力即為該植株的莖稈抗折力。并且測定各節間長度、莖稈長及短軸、壁厚等主要抗倒伏指標。水稻的節間從頂部到根部分別記為N1節間、N2節間、N3節間、N4節間、N5節間和N6節間。

1.3.3 產量及其構成

成熟期每個小區選取60叢考察平均有效穗數，按照平均有效穗數取樣法，每小區取5叢，取穗子，裝袋，自然風干后考種，考察穗長、每穗粒數、實粒數、空秕粒數、千粒重、結實率等指標。各小區單打單收，曬干后測定稻谷質量和含水率，然后折算成標準含水量13.5%記為實收產量。

1.4 參數計算

莖鞘物質輸出率（%）=（成熟期莖鞘干質量-抽穗期莖鞘干質量）/抽穗期莖鞘干質量×100；莖鞘物質轉換率（%）=（成熟期莖鞘干質量-抽穗期莖鞘干質量）/籽粒干質量×100；扁平率（%）=（1-外徑短軸/外徑長軸）×100；彎曲力矩（g·cm）=該節間基部至穗頂鮮質量（g）×節間基部至穗頂長度（cm）；折斷彎矩（g·cm）=抗折力×兩支點間距/4[5]；倒伏指數（%）=彎曲力矩/抗折彎矩×100；空腔面積（mm2）=π×內徑長軸×內徑短軸/4；單位長度莖鞘干物質量（mg/cm）=各節莖鞘干物質量/節間長度；莖鞘密度（mg/cm3）=單位長度莖鞘干物質量/（莖鞘外徑面積-空腔面積）。

1.5 數據處理

用Microsoft Excel 2016、SPSS 19.0系統軟件進行數據處理和統計分析，用LSD0.05檢驗處理差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同品種干物質積累轉運

從表1可見，19個機插秈稻品種平均產量為11 457.46 kg/hm2，分蘗至拔節期、拔節至抽穗期、抽穗至成熟期的干物質積累量平均分別為2 651.36、3 462.50和9 591.48 kg/hm2，分別占產量的23.14%、30.22%和83.71%，抽穗至成熟期的干物質積累量最多，拔節至抽穗期次之，分蘗至拔節期最少，這說明水稻抽穗后光合生產能力較強；莖鞘物質輸出率、轉換率分別為29.68%、22.38%。品種兩優2161的抽穗至成熟期干物質積累量、產量最高，分別為12 951.52、14 734.37 kg/hm2；莖鞘物質輸出率、轉化率也較高，分別為38.74%、27.92%。綠優4923的抽穗至成熟期干物質積累量、產量最低，分別為6 061.70、8 082.26 kg/hm2；莖鞘物質輸出率、轉化率較低，分別為11.44%、10.27%。總之，機插稻抽穗后積累的干物質量高，且具有較高的莖鞘物質轉換率和輸出率，最終品種產量也高。

2.2 抗倒伏能力

從表2可見，機插秈稻品種N1、N2、N3、N4、N5、N6節 間 長 度 分 別 為38.66、19.30、13.82、9.56、5.54、2.80 cm，平均株高為105.89 cm，植株從穗頂到根部的節間長度一直減少，且下部節間的變異系數較大。從表3可見，機插秈稻品種N3、N4、N5節間的空腔面積、扁平率差異較小，莖鞘密度差異較大，N3、N4、N5的空腔面積分別為16.44、18.38、17.53 mm2，扁平率分別為13.00%、14.46%、12.82%，莖鞘密度分別為170.69、167.43、191.59 mg/cm3。N5節間的莖鞘密度最大，這說明N5比其他節間發生倒伏的風險高。

表2 機插秈稻品種節間長度 （單位：cm）

表3 機插秈稻品種空腔面積、莖鞘密度、扁平率

從表4可見，19個機插秈稻品種折斷彎矩、倒伏指數由大到小依次為N5＞N4＞N3，N5、N4、N3折斷彎矩分別為2 413.18、2 326.66、2 141.04 g·cm，倒伏指數分別為82.50、74.07、62.27。這也說明發生倒伏風險表現為N5＞N4＞N3。19個機插秈稻品種在田間都沒有發生倒伏情況，C兩優華占、天優華占、蜀優217、旌優127、花香優1618、兩優2161、晶兩優534的N3節間倒伏指數分別為44.7、46.25、52.36、53.82、55.62、56.32、56.97，這7個機插秈稻發生倒伏的風險較小。

表4 機插秈稻品種折斷彎矩、倒伏指數

2.3 倒伏指數與物質轉運相關性分析

從表5可見，N5、N4、N3倒伏指數之間的相關性達到顯著或極顯著水平；莖鞘物質輸出率與轉換率之間的相關性達極顯著水平；抽穗期后積累的干物質與莖鞘物質輸出率、轉換率之間的相關性達極顯著水平。N5、N4、N3的倒伏指數與產量相關性不顯著，抽穗后積累的干物質與產量相關系數最大，為0.92，達極顯著水平。總之，水稻抽穗后期的干物質積累量高，并具有較高莖鞘物質輸出率和轉換率，品種才能獲得高產或超高產。

表5 機插秈稻干物質積累量、抗倒伏指數與產量的相關性分析

3 討論

3.1 機插秈稻植株的抗倒伏指數與產量的關系

水稻機械化播種、移栽是實現水稻全程機械化生產的難點，倒伏是限制機插稻高產、高效的一個重要因素。所以，要實現機插稻高產高效就必須提高水稻植株的抗倒伏能力。水稻的抗倒伏能力是基部莖稈各物理性狀相互作用的結果[6]；隨著栽插密度增加，會造成水稻群體增大，影響個體發育，導致群體倒伏指數增加[7-8]。在本試驗中，所有機插水稻品種移栽過程中都采用了當地最適宜移栽密度，有效避免了因栽插密度過高而造成的倒伏。水稻基部節間是倒伏的敏感節位[9]，提高該節間抗倒伏能力，有利于高產的形成。本研究結果表明，倒伏風險大小表現為N5＞N4＞N3；參試的19個機插秈稻品種均沒有發生倒伏，N5、N4、N3節間倒伏指數與產量的相關性沒有達到顯著水平，與其他人的研究結果相似[8-10]。

3.2 機插秈稻干物質積累與產量的關系

干物質積累是影響水稻產量的重要因素。前人研究表明，基部節間干物質積累對提高水稻抗倒伏性有重要作用[11]；水稻抽穗后保持較強的光合生產能力，可以有效提高免耕水稻第5節間抗倒伏能力[5]；水稻產量與中、后期的干物質凈積累量呈極顯著正相關[8-9]；稻谷產量與抽穗至成熟期的干物質凈積累量呈極顯著正相關，而與抽穗期的干物質積累量呈拋物線關系[12-14]；在不同種植方式下，水稻產量與抽穗后干物質積累量、成熟期總干物質積累量均呈極顯著正相關[15]。本試驗表明，19個參試機插秈稻平均產量為11 457.46 kg/hm2，抽穗至成熟期的干物質積累量占產量的83.71%，抽穗后積累的干物質量與產量相關系數最大，為0.92，達極顯著水平；莖鞘物質輸出率、轉換率分別為29.68%、22.38%，抽穗期后積累的干物質與莖鞘物質輸出率、轉換率之間的相關性達極顯著水平。