遼寧省不同熟期水稻品種株型特征比較研究

解文孝 呂軍 韓勇 李建國 劉博 姜秀英 劉軍 姚繼攀 唐志強 蔣洪波

（遼寧省水稻研究所，沈陽110101）

遼寧省不同熟期水稻品種株型特征比較研究

解文孝 呂軍 韓勇 李建國 劉博 姜秀英 劉軍 姚繼攀 唐志強 蔣洪波

（遼寧省水稻研究所，沈陽110101）

以參加2015年遼寧省水稻區(qū)域試驗的早熟組、中熟組和中晚熟組品種（系）為材料，研究了不同熟期水稻品種的株型特征關(guān)系。結(jié)果表明，早熟品種主要是彎穗型、輕穗型，中熟品種多為直立穗型、重穗型品種，晚熟品種以半直立穗型、重穗型品種為主；不同熟期品種葉長差異不顯著，葉寬表現(xiàn)為中晚熟品種>中熟品種>早熟品種，但葉基角正好相反；二次枝梗結(jié)實率表現(xiàn)為早熟品種>中晚熟品種>中熟品種，二次枝梗貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為中晚熟品種>中熟品種>早熟品種；穗型指數(shù)均以下部優(yōu)勢粒為主。

水稻；株型；熟期；穗部性狀

1968年，Donald提出作物理想株型的概念，其是指植株個體間競爭強度最小，而籽粒的同化物積累盡量增大的株型[1-2]。理想株型是指在特定生態(tài)條件下，與豐產(chǎn)性有關(guān)的各種有利性狀的最佳組配，包括個體和群體兩個水平。一般而言，株型可以分為基本型和生態(tài)型?；拘褪侵杆鞠挛坏?～3個伸長節(jié)間短而粗，上位節(jié)間長而有韌性；分蘗盛期葉片披散，孕穗以后葉片長而挺拔，頂部3張葉與莖的夾角較??；有發(fā)達(dá)的根系及較強的活力。生態(tài)型是指植株高度、穗型（含直立或彎曲）、葉角、葉片的長、寬、厚度以及千粒重等性狀。袁隆平院士則提出，上3葉長、直、窄、凹、厚是理想的葉片形態(tài)[3]，即穗彎曲、劍葉直立伸出穗層以上的“禾下穗”比較有利，可以避免后期穗遮蔽冠層對群體光能利用的不利影響，袁隆平院士的“葉下禾”、“葉里藏金稻”就是彎曲穗型。楊守仁等[4-5]認(rèn)為，在北方，粳稻超高產(chǎn)育種應(yīng)選擇株高在95~105 cm之間的偏矮稈品種；徐正進(jìn)等[6]將穗型按穗頸的彎曲程度分為直立穗型、半直立穗型、彎曲穗型。直立穗型是實現(xiàn)北方粳稻超高產(chǎn)的有效途徑之一，這是基于北方氣溫低、晝夜溫差大的特殊生態(tài)條件的理想穗型。呂川根等[7-8]通過對不同葉型品種比較研究后認(rèn)為，理想株型品種生育前期葉片薄而披散，中后期葉片厚而挺直。

筆者認(rèn)為，在不同的生態(tài)環(huán)境條件下各個熟期的高產(chǎn)品種（品系）齊穗期的株型特征一定是最適合當(dāng)?shù)貤l件的理想株型。本文研究了2015年遼寧省水稻區(qū)域試驗的早熟、中熟以及中晚熟品種的株型特征和性狀差異，以期探索遼寧省不同區(qū)域最佳的株型模式，為科研人員株型改造提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以遼寧省2015年區(qū)域試驗早熟組12個、中熟組14個以及中晚熟組14個品種（系）為試材，分別在遼寧省農(nóng)科院水稻所以及鐵嶺市西豐縣進(jìn)行試驗。

1.2 試驗設(shè)計

中熟及中晚熟品種區(qū)域試驗在遼寧省農(nóng)科院水稻所進(jìn)行，早熟品種區(qū)域試驗在鐵嶺市西豐縣進(jìn)行。品種隨機排列，每個小區(qū)面積13.3 m2，3次重復(fù)。按常規(guī)方法浸種催芽，4月20日在大棚內(nèi)播種旱育苗，5月22日移栽。株行距30.0 cm×13.2 cm，每叢3~4苗。施肥與田間管理按照當(dāng)?shù)卦耘喾绞竭M(jìn)行。

1.3 測定項目及方法

在齊穗期，測量穗質(zhì)量并調(diào)查所有穗的一次枝梗數(shù)，按一次枝?？倲?shù)取其中10穗，將一次枝梗按穗軸自下而上編號，分別測定每個一次枝梗的二次枝梗數(shù)和一、二次枝梗的實粒數(shù)及空秕粒數(shù)，分別計算一、二次枝梗結(jié)實率、二次枝梗粒率（二次枝梗粒數(shù)占總粒數(shù)的百分比），并計算穗型指數(shù)（二次枝梗粒數(shù)最多的一次枝梗與一次枝梗數(shù)之比）、著粒密度、單穗質(zhì)量、每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重等。株型指標(biāo)測定：測定上3葉基角（葉片基部）、上3葉長、寬、葉披垂角度（莖稈與葉枕至葉尖連線的夾角）、葉披垂度（披垂角與葉基角之差）、卷曲度（葉片完全展開時寬度/未失水自然狀態(tài)下寬度）。

表1 2015年遼寧省水稻區(qū)試材料基本情況

圖1 不同熟期品種葉部性狀比較

2 結(jié)果分析

2.1 不同熟期品種葉片形態(tài)比較

2.1.1 葉片長寬

從圖1可以看出，不同熟期品種不同葉位的葉長差異不大，未達(dá)到顯著水平；葉寬表現(xiàn)為中晚熟品種＞中熟品種＞早熟品種，且早熟品種的葉寬顯著低于其他兩個熟期品種。因此，在葉面積上早熟品種＜中熟品種＜中晚熟品種，主要是由葉寬決定的。同時在各熟期品種不同葉位的長寬比變異幅度上，表現(xiàn)出早熟品種＞中熟品種＞中晚熟品種，倒3葉＞倒2葉＞劍葉。

2.1.2 葉片卷曲度

水稻葉面適度的卷曲有利于葉片直立，在遭遇風(fēng)力和雨水時能保持葉片挺直，對群體的光合生態(tài)以至后期抗倒伏能力均有重要意義，但葉面過于卷曲如蔥管形則不利于葉面受光。從圖1可以看出，各熟期品種均表現(xiàn)出葉位由上至下蜷曲度呈下降趨勢。同時，中晚熟品種不同葉位間卷曲度最大，中熟品種次之，早熟品種最小。

2.1.3 葉片著生角度及受光姿態(tài)

上3位葉片的著生角度影響中下層群體的受光，是群體光合生態(tài)的重要指標(biāo)。從表2可見，各熟期水稻品種不同葉位葉基角均表現(xiàn)出自上而下逐漸增加，但中熟和中晚熟品種增加程度未達(dá)到顯著水平，而早熟品種不同葉位間葉基角差異達(dá)到顯著水平。在同一葉位間，早熟品種的葉基角最大，中晚熟品種最小。從披垂角度也可以看出，早熟品種最大，中熟品種次之，中晚熟品種最小，說明中晚熟品種的受光姿態(tài)更為合理，植株中下層的光合利用率要高于早熟品種。早熟品種地上部葉片要少于中熟和中晚熟品種1片葉，同時在上3葉的葉間距上早熟品種＞中熟品種＞中晚熟品種。說明少了1片葉鞘的包裹和更長的葉間距導(dǎo)致早熟品種的抗倒伏性更差。

表2 不同熟期上3葉著生角度比較

表3 不同熟期水稻品種穗型分類

2.2 不同熟期品種穗部性狀比較

2.2.1 不同熟期品種穗型分類

從表3可以看出，穗型指數(shù)表現(xiàn)為早熟品種＞中熟品種＞中晚熟品種，但差異未達(dá)到顯著水平，可以看出水稻枝梗上二次枝梗最大數(shù)量出現(xiàn)的位置，隨生育期的縮短而降低。穗莖彎曲度表現(xiàn)為早熟品種＞晚熟品種＞中晚熟品種，相互間差異達(dá)極顯著水平，早熟品種以彎穗型為主，中熟品種以直立、半直立穗型為主，晚熟品種以半直立穗型為主。著粒密度是中晚熟品種＞中熟品種＞早熟品種，相互間差異極顯著，說明遼寧省早熟品種是散、稀穗型，中熟、中晚熟品種是緊穗或半緊穗為主。早熟品種以輕穗型為主，中熟、中晚熟品種以重穗型為主。

從表3中可以看出，早熟品種全部表現(xiàn)為下部優(yōu)勢粒，僅有2個品種表現(xiàn)為半直立穗型，其余全部表現(xiàn)為彎穗型，半直立穗型僅占總樣本的16.0%。

2.2.2 不同熟期穗部性狀分析

從表4可以看出，在不同熟期品種間測定的14項穗部性狀指標(biāo)中，除了一次枝梗和二次枝梗的結(jié)實率隨著生育期的增加而降低外，其他指標(biāo)均隨著生育期的增加而增大。熟期間差異因性狀而異，中熟和中晚熟品種一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)和二次枝梗粒數(shù)極顯著多于早熟品種，而中晚熟品種和中熟品種間差異也達(dá)到了顯著或極顯著水平；一次枝梗結(jié)實率是早熟品種＞中熟品種＞中晚熟品種，早熟品種與中晚熟品種間差異達(dá)到了顯著水平，同時在品種間差異上除了一次枝梗結(jié)實率為顯著水平外，其他穗部性狀均達(dá)到極顯著水平。各熟期間一次枝梗的結(jié)實率和千粒重均高于二次枝梗。二次枝梗結(jié)實率差異較大。中晚熟和早熟品種的一次枝梗千粒重相近，便顯著高于中熟品種。二次枝梗千粒重表現(xiàn)為早熟品種>中晚熟品種>中熟品種，且相互間差異達(dá)到極顯著水平。綜合各項指標(biāo)，穗部性狀熟期間均表現(xiàn)為中熟品種與中晚熟品種相近，而與早熟品種差異較大。

表4 穗部性狀熟期間差異

續(xù)表4。

3 對遼寧省不同熟期水稻品種株型特征的思考

黃耀祥等[9]開創(chuàng)了叢生早長等株型模式；國際水稻研究所提出了以少蘗大穗為核心的新株型模式；周開達(dá)等[10]總結(jié)出超級雜交稻理想株型的主要形態(tài)特征是上位3葉長、窄、挺、厚且略內(nèi)卷。自20世紀(jì)80年代起，隨著水稻株型理論和超高產(chǎn)理論的不斷充實，直立、半直立穗型水稻品種開始受到水稻育種家的重視[11]。由于直立穗型有利于改善群體結(jié)構(gòu)和受光態(tài)勢．利于光合作用[12]，因此，直立穗型品種生物產(chǎn)量高，具有高產(chǎn)潛力[6]，北方粳稻品種的選育已經(jīng)出現(xiàn)了由彎曲穗型向直立穗型的轉(zhuǎn)變。國內(nèi)外還有許多水稻株型模式，這些理論及其育種實踐為水稻超高產(chǎn)育種提供了堅實的理論支撐和許多成功的經(jīng)驗。

本試驗結(jié)果表明，遼寧省中晚熟品種優(yōu)勢株型應(yīng)表現(xiàn)為：穗型指數(shù)偏下部優(yōu)勢粒，半緊穗，著粒密度偏密，二次枝梗粒貢獻(xiàn)率應(yīng)在57%左右，穗彎曲度在30°～60°，單穗質(zhì)量在4.0 g以上，劍葉長24 cm左右、寬1.8 cm左右、基角17°左右，葉片卷曲度在1.57左右。早熟品種優(yōu)勢株型應(yīng)表現(xiàn)為：穗型指數(shù)偏下部優(yōu)勢粒，彎穗，著粒密度偏稀，二次枝梗粒貢獻(xiàn)率在37%左右，穗彎曲度在>60°，單穗質(zhì)量在2.3 g以下，劍葉長24 cm左右、寬1.56 cm左右、基角25°左右，葉片卷曲度在1.12左右。中熟品種各項數(shù)據(jù)居二者之間更偏向于中晚熟品種。由于試驗所提供的數(shù)據(jù)樣本量不大，而且只有1年區(qū)試的數(shù)據(jù)，不能完全代表各熟期所有品種的株型特征，因此，有的參數(shù)和結(jié)論有待進(jìn)一步驗證、完善。

[1] Donald C M.The breeding of crop ideotypes[J].Euphytica,1968,17: 385-403.

[2] Donald C M.Competition among crop and pasture[J].Adv Agro, 1963,15:1.

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[6]徐正進(jìn)，陳溫福，張文忠，等.水稻的產(chǎn)量潛力與株型演變[J]．沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，31（6）：534-536.

[7]呂川根，鄒江石.兩個超級雜交稻與汕優(yōu)63光合株型的比較分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36（6）：633-639.

[8]高亮之，金之慶，張更生，等.水稻最佳株型群體受光量與光合量的數(shù)值模擬[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2000，16（1）：1-9

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Comparative Study on Plant Type Characteristics of Different Maturity Stage Rice Cultivars in Liaoning Province

XIE Wenxiao,LV Jun,HAN Yong,LI Jianguo,LIU Bo,LIU Jun,YAO Jipan,TANG Zhiqiang,JIANG Hongbo
（Liaoning Rice Research Institute,Shenyang 110101,China）

The plant type characteristics and their relationships of different maturity stage rice cultivars were studied in this paper,using forty cultivars as materials which participated in the rice regional trial in Liaoning Province in 2015.The results indicated that the plant type of early maturity cultivars were mainly curve panicle type（CPT）and light panicle type（LPT）,the medium mature varieties were erect panicle type（EPT）and heavy panicle type（HPT）,the late maturity varieties were semi-erect panicle type and HPT.There existed no significant differences among different maturity type rice cultivars for leaf length,leaf width showed late maturity varieties> medium maturity varieties>early maturity varieties,but the leaf base angle was opposite.The secondary branch grain rate showed early maturity varieties>medium maturity varieties>late maturity varieties.The contribution rate of secondary branch showed late maturity varieties>medium maturity varieties>early maturity varieties.The panicle type index was mainly dominated by the superior grains on the low part.

rice;plant type;maturity;panicle trait

S511.2+2

A

1006-8082（2017）02-0045-05

2016－10－14

國家科技支撐計劃（2015BAD01B02-4）