分析水稻抗倒伏生理機(jī)制與評價方法

摘要：水稻的品質(zhì)以及水稻的產(chǎn)量受水稻倒伏的影響很大，通過對水稻矮化育種來提高水稻品種的抗倒性，使水稻產(chǎn)量增高，以此增加其經(jīng)濟(jì)系數(shù)。而如果想讓水稻產(chǎn)量繼續(xù)增加，就必須在其生物產(chǎn)量上下功夫，提高水稻生物產(chǎn)量的關(guān)鍵手段是提高水稻株高，但如此一來就會容易產(chǎn)生倒伏。所以矮化育種抗倒就成了水稻能夠再提高產(chǎn)量的一個關(guān)鍵課題。出于對水稻各倒伏因素的處理方法考慮，水稻莖稈的物理性狀能對水稻倒伏產(chǎn)生重要作用，在研究過程中，水稻莖稈的機(jī)械強(qiáng)度也是水稻抗倒伏過程中一個非常關(guān)鍵的育種選項。根據(jù)實際研究，我們測量了基部莖稈的相關(guān)影響因素，并初步建立水稻抗倒伏評價體系，有利于水稻抗倒伏生理機(jī)制與評價，對提高水稻抗倒性有重要作用。

關(guān)鍵詞：水稻倒伏；矮化育種；莖稈性狀

中圖分類號：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-0432（2012）-09-0143-1

1 水稻超高產(chǎn)育種

隨著人口的增加和生活水平的提高，人類對糧食的需求量越來越大，我國雖然在世界上是生產(chǎn)水稻的大國，但因為人口眾多，對糧食的需出量也就更多，因此，對于我們國家而言，提高水稻單產(chǎn)已，實現(xiàn)水稻矮化育種，必須采取相應(yīng)的超高產(chǎn)栽培技術(shù)，科研工作者要不斷創(chuàng)新，從水稻株型開始，進(jìn)行超級稻育種，以提高水稻生產(chǎn)產(chǎn)量。

水稻株型在超級雜交稻中具有重要性，根據(jù)有關(guān)資料得出，水稻生物產(chǎn)量與稻谷產(chǎn)量呈非常明顯的正相關(guān)關(guān)系。因此，進(jìn)行相關(guān)分析，以提高水稻生物學(xué)產(chǎn)量能夠達(dá)到水稻高產(chǎn)。提高水稻育種單產(chǎn)的實現(xiàn)方式是通過將水稻矮化育種來獲得。但我們也看到，因為矮稈品種受其生物學(xué)產(chǎn)量的一些限制，使水稻經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量在很長時間內(nèi)處于所謂的極限狀態(tài)，難以向上發(fā)展。所以我們必須提高源的積累以及轉(zhuǎn)化，經(jīng)過不斷的實踐總結(jié)一定的經(jīng)驗以不斷提高水稻的產(chǎn)量。

具體表現(xiàn)為可通過提高生物產(chǎn)量來實現(xiàn)水稻增產(chǎn)，而實現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑是提高水稻生物產(chǎn)量：即提高分蘗即提高水稻群體生產(chǎn)能力，增強(qiáng)水稻植株高度，也就是說提高水稻個體的生產(chǎn)能力以及通過化學(xué)促控措施來增加水稻植株生產(chǎn)能力，這幾種途徑各有利弊，其中最后一種途徑成本比較高，并且在水稻田間進(jìn)行操作的難度相對較大，因此大面推廣使用不太適合。權(quán)衡利弊只提高水稻個體的生產(chǎn)能力逐漸被水稻育種者普遍接受，換句話說，要想實現(xiàn)通過增加株高來達(dá)到超級稻產(chǎn)量的提高，從而實現(xiàn)因株高過高而引起的倒伏問題。

2 倒伏對水稻的影響

水稻生產(chǎn)中存在的普遍問題就是關(guān)于他的倒伏問題，如今，這個問題已經(jīng)是高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和機(jī)收的重要制約，在高肥水栽培或生育后期遇到不利氣候，水稻倒伏會變得更加嚴(yán)重，對產(chǎn)量造成的損失與水稻生長環(huán)境和倒伏發(fā)生期有很大的關(guān)系。通常情況下的暴風(fēng)雨侵襲會使倒伏發(fā)生的情形更大，并且會使水稻倒伏變得非常嚴(yán)重。而根據(jù)這種情況，很多學(xué)者對其抗倒伏性做了大量詳細(xì)的分析和研究。

水稻倒伏后，尤其自然條件和影響，如通風(fēng)透光條件差，加之田間濕度大，會使水稻不見光部分的葉片發(fā)生極快的枯黃腐爛，導(dǎo)致其功能葉面積顯著下降，而因為水稻基部節(jié)間機(jī)械損傷，使其植株地下部與地上部之間營養(yǎng)物質(zhì)輸送途徑受到阻隔，這也使水稻根系和葉片的衰老更加迅速。

水稻的倒伏會妨礙干物質(zhì)的積累而造成癟粒，他大大的影響了水稻的產(chǎn)量，使結(jié)實率下降，當(dāng)然會直接影響水稻籽粒的收獲率。因為收獲的困難或損失導(dǎo)致產(chǎn)量下降，這也會因為倒伏的作用使稻米品質(zhì)下降。在水稻發(fā)生倒伏后，其光合功能減弱，導(dǎo)致谷粒灌漿不充分，因此米粒堊白增多，發(fā)生碎米率現(xiàn)象。倒伏的另一個重要影響就是使稻米的食味變差，使人們的口感差，其蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量升高，因為稻穗一直在高濕環(huán)境中生長，會使一些稻粒產(chǎn)生霉變和發(fā)芽，其精米的光澤度也不好。

3 水稻倒伏現(xiàn)象及影響因素

水稻倒伏一般是發(fā)生在抽穗后，通常將水稻倒伏分為根倒伏和莖倒伏，在灌漿期最易發(fā)生。依據(jù)倒伏狀態(tài)不同分為曲型、挫折型和扭轉(zhuǎn)型三種。

水稻株高過高，尤其是下部節(jié)間過長是水稻發(fā)生倒伏的重要因素。從理解角度分析水稻的莖稈，其抗折力與株高的平方成反比，降低水稻株高是為了避免倒伏的發(fā)生。換一個角度來說，要想更加提高單產(chǎn)，還得從增加生物產(chǎn)量入手，如果我們在確保不倒伏的條件下，適當(dāng)增加株高還是非常關(guān)鍵的。

莖稈支撐著整個植株的重量，莖稈的抗倒伏能力通過水稻莖稈物理特性綜合表現(xiàn)，其粗細(xì)、剛?cè)釥顩r直接關(guān)系到水稻的抗倒性。莖稈越粗，其抗倒性越強(qiáng)，莖稈的抗折力與株高的平方成反比，基部莖稈的性狀與抗倒伏能力關(guān)系密切。穗部對植株所受的彎曲力影響最為明顯，稈型指數(shù)也可以用來表達(dá)抗彎曲型倒伏的程度。

另外，莖稈的抗倒伏質(zhì)量與莖稈的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，水稻莖稈中維管束數(shù)目多、寬度大對抗倒伏有利，莖稈的化學(xué)組成與抗倒伏能力有密切關(guān)系纖維素和半纖維素是構(gòu)成水稻莖稈細(xì)胞的主要成分，從有利于水稻生長發(fā)育和灌漿結(jié)實考慮，他能增強(qiáng)莖稈的機(jī)械強(qiáng)度和抗倒伏能力。除此之外，栽培措施不當(dāng)是造成水稻倒伏的重要原因，含不同營養(yǎng)元素的肥料對水稻的抗倒伏能力不同，農(nóng)田施肥量大幅度增加，不合理的播種深度、水分管理也會引起倒伏的發(fā)生。水稻種植方式對倒伏產(chǎn)生非常明顯的影響，提高植株生理活性，可延緩衰老，有利于增強(qiáng)植株吸收養(yǎng)分的能力，增強(qiáng)莖稈強(qiáng)度，提高抗倒伏能力。

4 評價水稻抗倒伏能力的指標(biāo)

倒伏指數(shù)來評價水稻品種的抗倒伏能力，倒伏系數(shù)能定量評價小麥品種的抗倒伏，水稻傾斜角能在成熟期直接用量角器在田間測定，莖稈系數(shù)也是評價農(nóng)作物莖稈抗倒伏能力的指標(biāo)，抗折力矩是模擬水稻抵抗外力折斷的一個直接指標(biāo)。其他的評價指標(biāo)包括倒伏率、莖稈彈性、彎曲度、穩(wěn)定系數(shù)、共振頻率和阻尼振蕩。

根據(jù)水稻抗倒伏能力的指標(biāo)，建立了農(nóng)作物的力學(xué)模型，直接建立水稻莖稈模型，水稻穗型與倒伏的關(guān)系進(jìn)行分析，對水稻品種的抗倒性構(gòu)成因素進(jìn)行評價，具有較強(qiáng)的綜合評價性能，對抗倒伏因素與產(chǎn)量構(gòu)成的關(guān)系進(jìn)行評定，證明抗倒性在水稻品種間存在明顯差異。為科學(xué)的估計水稻抗倒伏性提供了理論依據(jù)。對水稻作物抗倒品種的選育具有重要意義。

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