華南雙季直播稻品種篩選及其產(chǎn)量形成特征研究

　　摘要：為篩選適宜在華南雙季稻區(qū)種植的高產(chǎn)直播稻品種，明確其產(chǎn)量形成特征，以14個(gè)水稻品種為材料，在早、晚兩季直播條件下開(kāi)展田間試驗(yàn)，測(cè)定各品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因子、物質(zhì)生產(chǎn)分配和氮素利用效率。結(jié)果表明，不同水稻品種的產(chǎn)量存在顯著差異，早、晚季產(chǎn)量分別在3.30~6.12t/hm2之間和4.04~6.05t/hm2之間。15WHZ、培雜泰豐和粵雜889宜作早季直播品種，聚兩優(yōu)751、天優(yōu)122和天優(yōu)華占宜作晚季直播品種，五優(yōu)308則可早晚兩季兼用;直播稻產(chǎn)量與結(jié)實(shí)率、總生物量、收獲指數(shù)、總吸氮量、氮素籽粒生產(chǎn)效率和氮素收獲指數(shù)呈顯著正相關(guān)，而與有效穗數(shù)及不同階段物質(zhì)積累量均無(wú)顯著相關(guān)，早、晚兩季趨勢(shì)一。早季直播稻高產(chǎn)應(yīng)以促進(jìn)籽粒灌漿充實(shí)為主要途徑，而晚季則應(yīng)以擴(kuò)庫(kù)和促進(jìn)結(jié)實(shí)二者兼顧?？偵锪看?、收獲指數(shù)和氮素利用效率高是直播高產(chǎn)品種的重要特征。研究結(jié)果可為華南雙季直播稻品種選擇和高產(chǎn)栽培提供參考。

　　關(guān)鍵詞：直播稻;產(chǎn)量;產(chǎn)量構(gòu)成;生物量;氮素利用效率

　　直播稻具有省工、省力、成本低和效率高的優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村勞動(dòng)力大量向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，勞動(dòng)力短缺問(wèn)題日趨嚴(yán)重，直播稻在南方稻區(qū)迅速發(fā)展，不推自廣。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)直播稻面積約400萬(wàn)hm2左右，比2008年擴(kuò)大了100萬(wàn)hm2，主要分布于江蘇、廣東、浙江等沿海地區(qū)和四川、湖北、湖南等長(zhǎng)江流域稻作區(qū)[1-2]。然而在當(dāng)前直播稻生產(chǎn)中，農(nóng)民播種量往往偏高，且多采取前重后輕的施肥方式，往往導(dǎo)致水稻群體過(guò)大，病蟲(chóng)害和倒伏嚴(yán)重，產(chǎn)量不高不穩(wěn)[2-3]。水稻是我國(guó)65%人口的口糧，維持水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)仍非常重要。因此，提高直播稻產(chǎn)量對(duì)保障我國(guó)糧食安全以及水稻生產(chǎn)效益具有重要意義。

　　廣東省是我國(guó)重要的雙季稻產(chǎn)區(qū)，直播稻也是該地區(qū)的重要栽培方式，但目前在廣東尚未開(kāi)展雙季直播稻高產(chǎn)品種篩選及其產(chǎn)量形成特征規(guī)律的工作。為此，筆者在華南雙季條件下開(kāi)展直播稻品種篩選研究，通過(guò)系統(tǒng)分析不同品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成、物質(zhì)生產(chǎn)和氮素吸收利用特征，明確適宜于華南雙季稻區(qū)的直播高產(chǎn)水稻品種及其產(chǎn)量形成特征，以期為華南雙季直播稻品種選育和篩選、促進(jìn)直播稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供依據(jù)。

　　1材料與方法

　　1.1試驗(yàn)地點(diǎn)與供試材料

　　試驗(yàn)于2016年早、晚季在廣東省農(nóng)科院白云基地(113°23’E，23°17’N)進(jìn)行。試驗(yàn)點(diǎn)安置有氣象數(shù)據(jù)觀測(cè)站，詳見(jiàn)表1。試驗(yàn)田為冬閑田，耕層土壤質(zhì)地為砂壤土，有機(jī)質(zhì)含量16.60g/kg，全氮0.92g/kg，速效磷23.71mg/kg，速效鉀41.99mg/kg。供試水稻品種或品系(以下統(tǒng)稱品種)14個(gè)。其中常規(guī)稻5個(gè)，分別為黃絲莉占、黃華占、合豐占、金農(nóng)絲苗、粵晶絲苗2號(hào);雜交稻9個(gè)，分別為15WHZ、聚兩優(yōu)751、五優(yōu)308、天優(yōu)122、培雜泰豐、華優(yōu)665、粵雜889、天優(yōu)3618、天優(yōu)華占。除15WHZ為湖北省品種外，其余均為廣東省種植面積較大的優(yōu)良品種。晚季華優(yōu)665由于出苗率低，不參與數(shù)據(jù)分析。

　　1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。早、晚季的試驗(yàn)小區(qū)面積分別為14.8m2和11.0m2。早季于4月12日播種，晚季于7月29日播種，播種量均為60kg/hm2，采用條播方式。統(tǒng)一肥料用量，氮、磷、鉀肥分別為尿素(含N46%)、過(guò)磷酸鈣(含P2O516%)和氯化鉀(含K2O60%)，早、晚季氮肥總施用量分別為100kg/hm2和120kg/hm2，其中基肥占20%，分蘗肥占60%，穗肥占20%;磷肥60kg/hm2，全部作基肥一次性施用;鉀肥100kg/hm2，基肥和穗肥各占50%。采用井水灌溉，田間管理按常規(guī)方法進(jìn)行，嚴(yán)格防治病蟲(chóng)草害。

　　1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

　　1.3.1干物質(zhì)

　　分別于分蘗中期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，各小區(qū)取代表性植株0.5m2，洗凈后剪去根，分莖鞘(穗并入莖鞘中)和葉片兩個(gè)部分，將樣品置于烘箱105℃殺青15min，然后在75℃下烘干至恒質(zhì)量，稱重，計(jì)算單位面積地上部干物質(zhì)量。

　　1.3.2產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

　　成熟期，每小區(qū)取0.5m2代表性植株樣品，測(cè)定單位面積有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重。每小區(qū)實(shí)收5m2，脫粒并曬干，風(fēng)選清除雜質(zhì)和空秕粒，取3個(gè)100g于105℃烘干至恒質(zhì)量后稱重，計(jì)算含水量，然后折算成含水量14.0%的產(chǎn)量。

　　1.3.3植株氮素含量

　　抽穗期分別測(cè)定葉片和莖稈中氮素含量，成熟期分別測(cè)定稻草、枝梗、實(shí)粒和空秕粒中氮素含量。將粉碎后的樣品放入烘箱中于70℃烘干至恒質(zhì)量，稱取0.25g左右樣品，凱氏法消化后，采用全自動(dòng)連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定植株各部分樣品的氮素含量，計(jì)算植株地上部吸氮量。

　　1.4數(shù)據(jù)處理

　　采用以下公式計(jì)算相關(guān)參數(shù)：氮素籽粒生產(chǎn)效率(NUE，kg/kg)=籽粒產(chǎn)量/成熟期地上部氮素積累量;氮素收獲指數(shù)(NHI，%)=籽粒中氮素積累量/成熟期地上部氮素積累量×100。

　　采用MicrosoftExcel2007軟件錄入和整理數(shù)據(jù)，運(yùn)用Statistix8進(jìn)行相關(guān)分析、方差分析和差異顯著性檢驗(yàn)，用SPSS17.0Ward離差平方和法對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行聚類分析。

　　2結(jié)果與分析

　　2.1直播條件下不同水稻品種的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

　　直播條件下，無(wú)論是早季還是晚季，不同品種間產(chǎn)量的差異均達(dá)到顯著水平，且季節(jié)和品種間存在顯著的交互作用。在早季，參試品種平均產(chǎn)量為4.91t/hm2，培雜泰豐最高(6.12t/hm2)，合豐占最低(3.30t/hm2)。在晚季，各參試品種平均產(chǎn)量為5.11t/hm2，天優(yōu)華占最高(6.05t/hm2)，15WHZ最低(4.04t/hm2)。根據(jù)各供試品種的產(chǎn)量進(jìn)行聚類分析，可將供試品種劃分為高產(chǎn)、中產(chǎn)和低產(chǎn)3種類型。

　　15WHZ、培雜泰豐和粵雜889在早季表現(xiàn)高產(chǎn)，在晚季則表現(xiàn)為低產(chǎn)，適宜早季直播栽培;聚兩優(yōu)751、天優(yōu)122和天優(yōu)華占只在晚季表現(xiàn)高產(chǎn)，適宜晚季直播栽培;而五優(yōu)308無(wú)論是早季還是晚季均表現(xiàn)高產(chǎn)，早、晚兩季直播均適合。

　　有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因子品種間也表現(xiàn)出顯著差異。

　　2.2直播條件下不同水稻品種的物質(zhì)生產(chǎn)分配和氮素利用效率

　　除晚季生育后期(抽穗至成熟期)品種間干物質(zhì)積累量無(wú)顯著差異外，早、晚季各階段干物質(zhì)積累量、總生物量和收獲指數(shù)(HI)在品種間的差異均達(dá)到顯著水平(表4)。在早季，干物質(zhì)積累峰值因品種不同而異。干物質(zhì)積累量在生育前期(播種至拔節(jié)期)以培雜泰豐最高、合豐占最低，中期(拔節(jié)至抽穗期)以合豐占和天優(yōu)3618最高，而后期則以粵雜889最高。晚季所有品種干物質(zhì)量積累峰值均出現(xiàn)在生育中期，且以聚兩優(yōu)751最高。早、晚季各品種的總生物量分別為9.73~13.54t/hm2和8.51~11.10t/hm2，其中，早季以粵雜889最高，其次為培雜泰豐，五優(yōu)308最低;晚季總生物量以天優(yōu)華占最高，15WHZ最低，與二者產(chǎn)量表現(xiàn)相同。而早、晚兩季的HI均以五優(yōu)308最高，分別為53.03%和59.69%;早季粵晶絲苗2號(hào)HI最低，只有34.45%;晚季培雜泰豐的HI最低，為45.33%。季節(jié)和品種對(duì)干物質(zhì)積累量和HI均表現(xiàn)出顯著的互作效應(yīng)。

　　2.3產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子、物質(zhì)生產(chǎn)分配及氮素利用效率的相關(guān)性

　　由表5可知，在產(chǎn)量構(gòu)成因子中，產(chǎn)量與有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)之間均無(wú)顯著相關(guān)性，但與結(jié)實(shí)率呈顯著正相關(guān)關(guān)系，兩季表現(xiàn)一致。產(chǎn)量與千粒重在早季呈顯著正相關(guān)，而與單位面積粒數(shù)在晚季呈顯著正相關(guān)?？梢?jiàn)，早季直播稻應(yīng)以促進(jìn)灌漿和籽粒充實(shí)為主，晚季則應(yīng)以擴(kuò)庫(kù)和促進(jìn)結(jié)實(shí)二者兼顧。在干物質(zhì)生產(chǎn)分配方面，除早季前期干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)外，其余階段干物質(zhì)積累量均與產(chǎn)量無(wú)密切關(guān)系，而總生物量和收獲指數(shù)與產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)，且兩季趨勢(shì)一致。無(wú)論是早季還是晚季，產(chǎn)量與總吸氮量、NUE和NHI均呈極顯著正相關(guān)。由此可知，增加成熟期干物質(zhì)積累量和吸氮量、促進(jìn)干物質(zhì)和氮素向籽粒中的轉(zhuǎn)運(yùn)，是提高雙季直播稻產(chǎn)量的關(guān)鍵途徑。

　　3討論與結(jié)論

　　本研究表明，在直播條件下，早、晚兩季不同水稻品種間產(chǎn)量均存在顯著差異，與前人研究結(jié)果一致[13-19]。在供試品種中，最高產(chǎn)量達(dá)6.12t/hm2，而最低只有3.30t/hm2，相差近1倍?？梢?jiàn)，選擇適宜的品種對(duì)直播稻高產(chǎn)意義重大。本研究亦表明，季節(jié)對(duì)直播稻產(chǎn)量有顯著的影響。這主要是由于早、晚兩季水稻生長(zhǎng)期間光溫等環(huán)境條件的差異較大，對(duì)結(jié)實(shí)率和千粒重造成一定的影響[21]，導(dǎo)致相同品種表現(xiàn)出一定的季節(jié)性差異。在早季直播表現(xiàn)為高產(chǎn)的品種15WHZ、培雜泰豐和粵雜889在晚季卻表現(xiàn)低產(chǎn)，宜在早季作直播栽培;聚兩優(yōu)751、天優(yōu)122和天優(yōu)華占在早季表現(xiàn)為中產(chǎn)水平，而晚季則表現(xiàn)高產(chǎn)，適宜作晚季直播栽培;而五優(yōu)308在早、晚兩季均表現(xiàn)為高產(chǎn)，可早、晚兩季兼用。對(duì)于育種家而言，應(yīng)針對(duì)早、晚季氣候特點(diǎn)，分別選育適宜早季和晚季種植的高產(chǎn)直播稻品種。

　　本試驗(yàn)條件下，產(chǎn)量與總吸氮量、NUE均呈高度正相關(guān)，與董桂春等[29-30]在水培條件下的研究結(jié)果一致。此外，本研究還表明，直播稻產(chǎn)量與NHI極顯著正相關(guān)，說(shuō)明氮素向籽粒中的轉(zhuǎn)運(yùn)效率越高，直播稻產(chǎn)量隨之提高。這與FAGERIA[31]對(duì)移栽稻的研究結(jié)論相符合。從氮素吸收利用的角度來(lái)看，水稻產(chǎn)量可表示為總吸氮量和NUE的乘積。不論是總吸氮量多，還是NUE和NHI高，均是氮素利用效率高的表現(xiàn)。因此，氮素利用效率高也是直播高產(chǎn)品種的重要特征。

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