磷硅互作對不同秈型雜交水稻產(chǎn)量和葉綠素含量的影響

從夕漢，施伏芝，阮新民，羅志祥*

(1.安徽省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所，安徽合肥 230031；2.安徽省水稻遺傳育種重點實驗室，安徽合肥 230031)

?

磷硅互作對不同秈型雜交水稻產(chǎn)量和葉綠素含量的影響

從夕漢1,2，施伏芝1,2，阮新民1,2，羅志祥1,2*

(1.安徽省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所，安徽合肥 230031；2.安徽省水稻遺傳育種重點實驗室，安徽合肥 230031)

摘要[目的]明確在氮肥基礎(chǔ)上磷、硅及互作對水稻產(chǎn)量和葉綠素含量的影響。[方法]以秈型雜交水稻品種汕優(yōu)63、豐兩優(yōu)1號、Ⅱ優(yōu)838、豐兩優(yōu)4號、Y兩優(yōu)2號和Ⅱ優(yōu)52為試驗材料，研究磷、硅及互作對水稻產(chǎn)量及葉綠素含量的影響。[結(jié)果]施硅可明顯增加每穗總粒、每穗實粒和千粒重，施磷可明顯增加每穗總粒、每穗實粒和有效穗。與對照相比，磷硅互作可提高水稻產(chǎn)量，Y兩優(yōu)2號和Ⅱ優(yōu)52這2個品種的產(chǎn)量增幅最大，分別達10.06%和10.90%。水稻葉片葉綠素含量在磷硅互作處理下明顯高于單施磷肥或單施硅肥。[結(jié)論]試驗結(jié)果為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)水稻的施肥提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞水稻；磷；硅；產(chǎn)量；葉綠素含量

水稻的生長發(fā)育受品種遺傳特性和環(huán)境因素的綜合影響[1]。氮、磷是水稻正常生長的兩大必需營養(yǎng)元素，硅是水稻吸收非常大的元素，都對水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)起到重要作用[2-4]。研究表明，氮肥在營養(yǎng)生長期可促進水稻生長和分蘗，增加單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)以及葉綠素含量，提高光合作用效率，增加產(chǎn)量，改善稻米品質(zhì)[5-6]。磷肥具有能促進氮肥的吸收與利用、提高部分氨基酸含量等作用，并能增強苗期的抗逆性[7-8]。硅肥可促進水稻生長發(fā)育和根系的生長，增強莖稈強度，提高水稻抗病能力、抗倒伏能力以及光合作用效率等[9-11]。如何合理調(diào)整氮、磷、硅肥用量及配比來實現(xiàn)水稻的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)是目前急需解決的問題。

國內(nèi)外學者針對施肥對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及營養(yǎng)吸收利用的影響進行了大量研究[12-17]，主要集中在氮、磷、鉀肥方面。張洪程等[12]在大田條件下研究不同施氮量對雜交稻兩優(yōu)培九的影響，結(jié)果表明產(chǎn)量和氮肥利用率均隨施氮量的增加而增加，至中肥處理達最大值，而高肥處理則顯著降低。樸鐘澤等[13]研究了Dasanbyeo/IR667462632和TR22183/IR661672756這2個雜交組合在施氮和未施氮條件下雜交早期世代對產(chǎn)量及氮素利用效率的選擇效果，結(jié)果表明產(chǎn)量及氮素利用效率的直接選擇效應和遺傳力在未施氮條件下明顯高于施氮條件下，生理氮素利用效率與單株產(chǎn)量和收獲指數(shù)呈顯著正相關(guān)。商全玉等[18]研究了硅肥不同施用量對水稻品種沈農(nóng)265 和豐優(yōu)2000產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明施用硅肥能提高每穴穗數(shù)、一次枝梗上籽粒千粒重、二次枝梗上籽粒千粒重、每穗粒數(shù)，具有提高水稻產(chǎn)量的作用。但目前有關(guān)磷硅互作的研究較少，如丁能飛等[11]通過小區(qū)試驗研究了氮硅互作對水稻營養(yǎng)與產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明施硅可明顯增加穗實粒數(shù)和千粒重，而施氮可明顯增加有效穗數(shù)，氮硅配施可提高水稻的產(chǎn)量。鑒于此，筆者以生產(chǎn)上大面積種植的秈型水稻品種汕優(yōu)63、豐兩優(yōu)1號、Ⅱ優(yōu)838、豐兩優(yōu)4號、Y兩優(yōu)2號和Ⅱ優(yōu)52為試驗材料，研究了在氮肥基礎(chǔ)上磷、硅及互作對水稻產(chǎn)量和葉綠素含量的影響，旨在為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)水稻的施肥提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料供試材料為我國大面積種植的6個水稻品種(表1)，包括汕優(yōu)63、豐兩優(yōu)1號、Ⅱ優(yōu)838、豐兩優(yōu)4號、Y兩優(yōu)2號和Ⅱ優(yōu)52,其生育期分別為138、140、132、135、139和135 d。其中，豐兩優(yōu)4號和Ⅱ優(yōu)838為安徽省中秈區(qū)試對照品種，6個品種的生育期基本一致。試驗用的材料種子來源于市場和安徽省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所。

1.2試驗設(shè)計試驗于2015年在安徽省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所國家水稻育種改良分中心(合肥)的網(wǎng)室進行，試驗中各處理采用相同規(guī)格的塑料桶進行，桶上內(nèi)徑為30 cm、下內(nèi)徑為24 cm、高為20 cm。桶內(nèi)土壤采取肥力水平較低的潴育型水稻土，土壤使用前曬干混勻并過5 mm篩，每盆裝土15 kg。土壤基本理化性狀：有機質(zhì)21.5 g/kg,有效氮87.6 mg/kg,速效鉀81.4 mg/kg,速效磷21.8 mg/kg。5月4日育秧，6月15日移栽至塑料桶中，每桶3穴，每穴1苗，常規(guī)肥水管理。成熟期收獲籽粒進行產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成等的考察。

表1　供試材料

試驗包括4個處理：CK、磷(P)、硅(Si)、和磷+硅(P+Si)，采用隨機區(qū)組設(shè)計，每個處理設(shè)3個重復，6個品種共72桶。為保證植株生長，每桶施入相同本底水平的氮肥，氮肥采用尿素(純氮含量為2.740 g/桶)，分別作為基肥1.92 g(70%)和追肥0.82 g(30%)。磷肥采用過磷酸鈣(純P含量為4.375 g/桶)，作基肥全部施入。硅肥采用韓國的農(nóng)愛豐eco(純Si含量為0.280 g/桶)，在移栽30 d后全部施入。在植株生長到始穗期進行葉片葉綠素含量的測定。

1.3測定方法水稻成熟期進行收獲及考種，考察對照及各處理品種的株高、每穗總粒、每穗實粒、千粒重和結(jié)實率等產(chǎn)量構(gòu)成。并將各處理植株地上部分放置于50 ℃烘箱中，48 h后取出，稱量干物質(zhì)重。利用SPAD-502葉綠素測定儀(Minolta,Japan)測量各處理植株劍葉、倒1葉和倒2片葉的葉綠素含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 進行統(tǒng)計分析，用P=0.05最小顯著極差法進行顯著性檢驗。

2結(jié)果與分析

2.1磷硅互作對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響由表2可知，在磷、硅及互作處理下，各個品種的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素都有不同程度的增加。與對照相比，在施磷肥處理下，汕優(yōu)63、豐兩優(yōu)1號、Ⅱ優(yōu)838、豐兩優(yōu)4號、Y兩優(yōu)2號和Ⅱ優(yōu)52的產(chǎn)量分別增加了2.87%、4.08%、4.04%、3.31%、4.93%和5.03%；在施硅肥處理下，汕優(yōu)63、豐兩優(yōu)1號、Ⅱ優(yōu)838、豐兩優(yōu)4號、Y兩優(yōu)2號和Ⅱ優(yōu)52的產(chǎn)量分別增加了4.02%、6.12%、7.13%、7.11%、7.71%和7.34%；磷硅互作處理下，汕優(yōu)63、豐兩優(yōu)1號、Ⅱ優(yōu)838、豐兩優(yōu)4號、Y兩優(yōu)2號和Ⅱ優(yōu)52的產(chǎn)量分別增加了5.17%、6.89%、8.55%、9.00%、10.06%和10.90%。在氮、硅以及互作下，Y兩優(yōu)2號和Ⅱ優(yōu)52這2個品種的增幅都最大。在產(chǎn)量構(gòu)成要素方面，施磷、硅及兩者互作下，穗長和結(jié)實率有一定幅度的增加，但趨勢不明顯。施磷對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響主要表現(xiàn)為對有效穗、每穗粒數(shù)和每穗實粒的增加，千粒重變化不明顯。而施硅對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響主要表現(xiàn)為對每穗總粒、每穗實粒和千粒重的增加。綜上，磷硅互作處理各品種的產(chǎn)量增幅明顯高于磷、硅單一處理。此外，磷硅互作處理品種Ⅱ優(yōu)52的產(chǎn)量最高，并且產(chǎn)量的增幅也最大。

表2　磷硅互作對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

注：同一品種同列數(shù)據(jù)后不同字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。

Note: Different letters in the same row indicated significant differences at 0.05 level.

2.2磷硅互作對水稻葉片葉綠素含量的影響由表3可知，與對照相比，在磷、硅及互作處理下，6個水稻品種的劍葉、倒1葉和倒2葉的葉綠素含量都有不同幅度的增加，其中磷硅互作水稻葉片葉綠素含量增幅最大，而磷肥對水稻葉片葉綠素含量的影響小于硅肥。在對照處理下，汕優(yōu)63、豐兩優(yōu)1號、Ⅱ優(yōu)838、豐兩優(yōu)4號、Y兩優(yōu)2號和Ⅱ優(yōu)52的劍葉、倒1葉和倒2葉葉綠素的平均值分別為30.2、36.0、30.6、28.9、33.3和34.8，其中豐兩優(yōu)1號的葉綠素含量最高。在磷硅互作處理下，6個品種劍葉、倒1葉和倒2葉葉綠素的平均值分別為34.5、37.7、37.1、40.2、41.1和43.1，其中Ⅱ優(yōu)52的葉綠素含量最高，6個品種劍葉、倒1葉和倒2葉葉綠素的平均增幅分別為14.2%、4.7%、21.2%、39.1%、23.4%和23.9%?？梢?，品種間葉綠素含量對同一肥料的響應程度不同。另外，不同部位水稻葉片對肥料的響應程度也不同，劍葉葉綠素含量受肥料影響程度小于倒1葉和倒2葉。

表3　磷硅互作對水稻葉片葉綠素含量的影響

注：同一肥料處理同列數(shù)據(jù)后不同字母表示不同部位間在0.05水平差異顯著。

Note: Different letters in the same row indicated significant differences at 0.05 level.

3結(jié)論與討論

該試驗以汕優(yōu)63、豐兩優(yōu)1號、Ⅱ優(yōu)838、豐兩優(yōu)4號、Y兩優(yōu)2號和Ⅱ優(yōu)52為材料，研究了磷、硅及互作對水稻產(chǎn)量及葉片葉綠素含量的影響。結(jié)果表明，施磷可明顯增加水稻產(chǎn)量，增幅為2.87%～5.03%；施硅也可明顯增加水稻產(chǎn)量，增幅為4.02%～7.71%。施磷對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響主要表現(xiàn)為對有效穗、每穗粒數(shù)和每穗實粒的增加，而施硅主要是提高了水稻的每穗粒數(shù)、每穗實粒與千粒重，這與前人的研究結(jié)果基本一致[11,17]。磷硅互作顯著提高了水稻穗粒數(shù)和千粒重，品種Ⅱ優(yōu)52的產(chǎn)量最高，達52.9 g/pot，增幅最大，達到10.90%，這可能是因為在單施磷和單施硅條件下，品種Ⅱ優(yōu)52的磷、硅農(nóng)學利用效率顯著高于其他5個品種。

水稻葉片葉綠素的合成需要多種營養(yǎng)元素參與，有關(guān)磷、硅及互作對葉片葉綠素含量影響的報道較少[19-20]。該研究表明，在磷、硅及互作條件下，與對照相比，6個水稻品種劍葉、倒1葉和倒2葉的葉綠素含量都有不同程度的增加。在磷硅互作處理下，水稻葉片葉綠素含量增幅最大，明顯高于施磷或施硅單一處理，6個品種中以豐兩優(yōu)4號的平均葉綠素含量受磷硅互作影響最大，比對照處理增加了39.1個百分點。磷、硅及互作處理對水稻葉片葉綠素含量的影響也較好地反映了其對水稻產(chǎn)量的影響。

參考文獻

[1] 黃發(fā)松,孫宗修,胡培松,等.食用稻米品質(zhì)形成研究的現(xiàn)狀與展望[J].中國水稻科學,1998,12(3):172-176.

[2] YOSEFTABAR S.Effect of nitrogen and phosphorus fertilizer on spikelet structure and yield in rice (OryzasativaL.)[J].International journal of agriculture and crop sciences,2013,5(11):1204-1208.

[3] SENEWEERA S P,CONROY J P.Growth,grain yield and quality of rice (OryzasativaL.) in response to elevated CO2and phosphorus nutrition [J].Soil Sci Plant Nutr,1997,43:1131-1136.

[4] DAI W M,ZHANG K Q,WU J R,et al.Validating a segment on the short arm of chromosome 6 responsible for genetic variation in the hull silicon content and yield traits of rice[J].Euphytica,2008,160(3):317-324.

[5] 劉立軍,王志琴,桑大志,等.氮肥運籌對水稻產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響[J].揚州大學學報(農(nóng)業(yè)與生命科學版),2002,23(3):46-50.

[6] 李伶俐,房衛(wèi)平,馬宗斌,等.施氮量對雜交棉氮、磷、鉀吸收利用和產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2010,16(3): 663-667.

[7] 王偉妮,魯劍巍,何予卿,等.氮、磷、鉀肥對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分吸收利用的影響[J].中國水稻科學,2011,25(6):645-653.

[8] MEENA R K,NEUPANE M P，SINGH S P.Effect of phosphorus levels and bio-organic sources on growth and yield of rice (OryzasativaL.)[J].Indian journal of nutrition,2014,1(1):1-3.

[9] 薛高峰,孫萬春,宋阿琳,等.硅對水稻生長、白葉枯病抗性及病程相關(guān)蛋白活性的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2010,43(4):690-697.

[10] WU Q S,WAN X Y,SU N,et al.Genetic dissection of silicon uptake ability in rice (OryzasativaL.)[J].Plant science,2006,171:441-448.

構(gòu)與個體能得到很好的協(xié)調(diào)，有利于奪取高產(chǎn)。因此，在伊犁河谷種植新稻46號新品種時，種植密度(行距×株距)建議采用30 cm×10 cm、30 cm×12 cm、25 cm×14 cm這3個機插常用密度。

[1] 金學泳，蔡承一，金官植.水稻高產(chǎn)栽培密度研究[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學，1997(3):9-11.

[2] 吳洪愷，紀鳳，文正懷，等.水稻栽插不同株行距配比方式初探[J].耕作與栽培，2000(1):17-22.

Effects of Phosphorus and Silicon Interaction on Yield and Chlorophyll Content of Different Indica Hybrid Rice Varieties

CONG Xi-han1,2,SHI Fu-zhi1,2,RUAN Xin-min1,2,LUO Zhi-xiang1,2*(1.Institute of Rice Research,Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei,Anhui 230031; 2.Key Laboratory of Rice Genetics and Breeding of Anhui Province,Hefei,Anhui 230031)

Abstract[Objective] To clear effects of phosphorus,silicon and their interaction on yield and chlorophyll content of different indica hybrid rice varieties based on nitrogen fertilizer.[Method] We studied effects of phosphorus,silicon and their interaction on yield and chlorophyll content of different indica hybrid rice varieties like Shanyou 63,Fengliangyou 1,ⅡYou 838,Fengliangyou 4,Y liangyou 2 and ⅡYou 52.[Result] Silicon application could significantly increase the spikelets per panicle,filled grains per panicle and 1 000-grain weight,while phosphorus application could significantly increase the spikelets per panicle,filled grains per panicle and effective ears.Comparing with control group,phosphorus and silicon combined application could increase the yield of rice,and the increasing ranges of yield from Y liangyou 2 and ⅡYou 52 were the most,with 10.06% and 10.90% respectively.The chlorophyll content of rice leaves under phosphorus and silicon combined application was obviously higher than that of phosphorus application or silicon application.[Conclusion] The results provide theoretical basis for the fertilization of high yield and good quality rice.

Key wordsRice (OryzasativaL.); Phosphorus; Silicon; Yield; Chlorophyll content

收稿日期2015-12-24

作者簡介從夕漢(1981- )，男，安徽蕪湖人，助理研究員，碩士，從事水稻遺傳育種及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究。*通訊作者，研究員，從事水稻遺傳育種研究。

基金項目安徽省國際科技合作計劃項目(1403062025)；國家“863”計劃項目(2012AA101103)；國家科技支撐計劃項目(2011BAD35B02-1)；安徽省科技攻關(guān)計劃項目；安徽省自然科學基金項目(1608085QC67)；院長青年創(chuàng)新基金面上項目(16B0102)；學科建設(shè)項目(16A0101)。

中圖分類號S 511.2+1

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)02-004-03