雜交中稻分蘗期干旱對產(chǎn)量的影響及其緩解技術(shù)研究

徐富賢 蔣鵬 張林 熊洪* 周興兵 朱永川 劉茂 郭曉藝

（1四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點實驗室，四川瀘州646000；2國家水稻改良中心四川瀘州分中心，四川 瀘州646100；第一作者：xu6501@163.com；*通訊作者）

雜交中稻分蘗期干旱對產(chǎn)量的影響及其緩解技術(shù)研究

徐富賢1，2蔣鵬1張林1，2熊洪1，2*周興兵1朱永川1劉茂1郭曉藝1

（1四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點實驗室，四川瀘州646000；2國家水稻改良中心四川瀘州分中心，四川 瀘州646100；第一作者：xu6501@163.com；*通訊作者）

以雜交中秈遲熟組合宜香優(yōu)300和川谷優(yōu)642為材料，在海南陵水旱季大田條件下，研究了分蘗期干旱處理對中秈遲熟雜交稻產(chǎn)量的影響及其緩解技術(shù)。結(jié)果表明，干旱會造成水稻減產(chǎn)，主要原因是有效穗數(shù)和穗粒數(shù)顯著降低；干旱期間平均田間持水量可作為預(yù)測產(chǎn)量損失度的依據(jù)；分蘗期干旱處理下，稻谷產(chǎn)量隨著施氮量和移栽密度的增加而增加，適當(dāng)提高本田施氮水平和移栽密度，可顯著降低分蘗期干旱的產(chǎn)量損失度。

雜交中稻；分蘗期；干旱，產(chǎn)量損失度；緩解技術(shù)

在大面積生產(chǎn)上水稻分蘗期常發(fā)生干旱，抑制了水稻分蘗的發(fā)生，致使有效穗數(shù)不足而減產(chǎn)，但其減產(chǎn)程度與干旱強(qiáng)度有關(guān)。先期對水稻的抗旱研究主要集中在品種的耐旱特性方面[1-4]，而且多在盆栽條件下進(jìn)行，在大田生產(chǎn)條件下開展水稻受旱方面的研究因難以控制自然降雨的影響而甚少。為此，筆者在海南陵水旱季開展了雜交中稻分蘗期干旱程度對中秈遲熟雜交稻產(chǎn)量的影響及其緩解技術(shù)研究，以期為大面積水稻抗旱策略制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

試驗設(shè)在四川省農(nóng)科院海南陵水試驗基地水泥池。試驗地前茬水稻，其土質(zhì)均勻。

1.1 分蘗期干旱程度與產(chǎn)量關(guān)系試驗

以雜交中秈遲熟組合宜香優(yōu)300為材料，2014年12月5日播種，地膜濕潤育秧，12月29日移栽中苗秧，栽插規(guī)格26.64 cm×16.65 cm，每叢栽2株。本田期每667 m2施純N 10 kg，其中底肥占60%（底肥同時施磷肥 50 kg/667 m2、鉀肥 10 kg/667 m2）、分蘗肥占 20%、穗肥占20%。其他水分管理及病蟲防治同大面積生產(chǎn)。于移栽返青期（2015年1月4日）開始排水干旱，設(shè)7個干旱處理：干旱 7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、42 d 和 49 d。以全生育期保持淺水為對照。干旱處理期間僅2015月2月9日降雨1次，干旱處理結(jié)束后立即灌淺水至成熟。大區(qū)比較，面積71.34 m2，無重復(fù)。

考查項目：稻田基礎(chǔ)土壤肥力；主要生育期；干旱期間每7 d測1次土壤田間相對持水量（每大區(qū)測6個點求平均）；最高苗數(shù)、有效穗數(shù)、穗部性狀及小區(qū)實產(chǎn)。

1.2 本田密肥處理對分蘗期干旱的緩解效果試驗

以川谷優(yōu)642為材料，2015年12月8日播種。設(shè)2個施氮量：8 kg/667 m2和12 kg/667 m2；3種移栽密度：1.3 萬/667 m2、1.5 萬/667 m2和 1.7 萬/667 m2；每叢栽插2苗。試驗采用裂裂區(qū)設(shè)計，施氮量為主區(qū)，施氮模式為副區(qū)，移栽密度為副副區(qū)，3次重復(fù)，小區(qū)面積15 m2。氮肥按底肥和分蘗肥2次施用，比例為7∶3。稻田水分管理：返青后連續(xù)干旱20 d，后建立水層直至成熟，其他按高產(chǎn)栽培管理進(jìn)行。

考查項目：于成熟期每小區(qū)收獲5 m2（邊3行除外）用于產(chǎn)量測定，每小區(qū)單打單曬，經(jīng)風(fēng)選后稱重，并折算含水量14%后記為實收產(chǎn)量。同時，每小區(qū)調(diào)查20叢植株的穗數(shù)用于計算單位面積有效穗數(shù)。按平均莖蘗數(shù)取樣5叢，考察穗粒結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)果與分析

2.1 分蘗期干旱程度對水稻產(chǎn)量的影響

從表1可見，與對照相比，干旱處理的最高苗期均延遲7 d，干旱7 d、14 d、21 d這3個處理的齊穗期和成熟期與CK相近，而干旱28 d以上的處理，隨著干旱時間的延長，齊穗期和成熟期越遲，齊穗期比CK推遲2～4 d，成熟期比 CK 推遲 3～5 d。

從表2、表3可見，隨著干旱時間的延長，田間土壤相對持水量顯著下降，產(chǎn)量極顯著下降；干旱天數(shù)與最高苗數(shù)和穗粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與結(jié)實粒和千粒重呈極顯著正相關(guān)。從多元回歸分析結(jié)果（表4）可見，干旱造成有效穗數(shù)和穗粒數(shù)顯著降低，這是產(chǎn)量損失的主要原因。

表1 各處理的生育期表現(xiàn)（月-日）

表2 各處理干旱期間田間相對持水量

表3 各處理的產(chǎn)量及穗粒結(jié)構(gòu)*

表4 產(chǎn)量損失度與穗粒結(jié)構(gòu)的多元回歸分析

表5 干旱的產(chǎn)量損失度（y）與干旱期間平均田間持水量（z3）的回歸分析

干旱的產(chǎn)量損失度與干旱程度的回歸分析結(jié)果（表5）表明，干旱處理產(chǎn)量的損失度（y）主要受干旱期間平均田間持水量（z3）的影響，而干旱持續(xù)天數(shù)（z1）和處理結(jié)束時的含水量（z2）則未入選。因此，利用干旱期間平均田間持水量可作為預(yù)測產(chǎn)量損失度的依據(jù)。

2.2 本田密肥對分蘗期干旱的緩解效果

由表6可知，分蘗期干旱處理下施氮量12 kg/667 m2的處理較施氮量8 kg/667 m2的處理平均增產(chǎn)19.1 kg/667 m2，增幅為3.9%；隨著移栽密度的增加產(chǎn)量顯著增加，從其產(chǎn)量構(gòu)成來看，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在有效穗數(shù)和穎花數(shù)上。隨著移栽密度的增加，每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重差異不顯著。表明提高施氮水平和適當(dāng)增加本田栽秧密度，有利于減輕分蘗期干旱對產(chǎn)量的影響。

表6 分蘗期干旱下施氮量和移栽密度對雜交稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

3 討論

關(guān)于水稻的抗旱性在品種方面研究較多，徐富賢等[1]認(rèn)為，4葉期和分蘗盛期及之前發(fā)生的根為下層根，主要分布于土壤表層下10～30 cm區(qū)域，當(dāng)?shù)咎锸芎禃r，該區(qū)域的土壤含水量相對比土壤表層下10 cm以內(nèi)的高，以致4葉期和分蘗盛期的發(fā)根力分別與品種自身抽穗開花期植株含水量和抗旱性呈極顯著正相關(guān)。曲延英等[2]指出，旱田中午葉片水勢與抗旱系數(shù)及旱田單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，旱田葉片水勢變化與抗旱系數(shù)及旱田單株產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明旱田中午葉片水勢高且能保持凌晨基礎(chǔ)葉片水勢的品種更具抗旱性。袁哲明等[3]研究結(jié)果顯示，從24個形態(tài)生理指標(biāo)中經(jīng)支持向量回歸（SVR）非線性篩選得苗高、脯氨酸含量、丙二醛含量、葉齡、心葉下倒1葉面積、抗壞血酸含量等6個綜合指標(biāo)，以此建立的SVR模型擬合精度與留一法預(yù)測精度均明顯優(yōu)于參比線性模型。金千瑜等[4]研究結(jié)果表明，在干旱脅迫下，依據(jù)葉片卷曲表現(xiàn)可將參試品種劃分為敏感型（如中旱1號）、中間型（如旱稻8號）和鈍感型（如巴西陸稻）三種類型。筆者近期研究指出，分蘗期干旱土壤含水量達(dá)近60%，穗分化期干旱土壤含水量達(dá)近80%時，水稻產(chǎn)量均極顯著降低[5]。大穗和發(fā)根力強(qiáng)的組合，穗分化期抗旱能力強(qiáng)；干旱處理下產(chǎn)量越高的組合抗旱能力越強(qiáng)。分蘗期抗旱指數(shù)與穗分化期的抗旱指數(shù)無相關(guān)性。在水種條件下，千粒重較低的組合抗旱能力較強(qiáng)；在受旱條件下，千粒重低和產(chǎn)量高的組合抗旱能力強(qiáng)。

以上研究主要是基于品種的抗旱性特征，有關(guān)抗旱栽培管理的研究較少。本研究結(jié)果表明，干旱造成產(chǎn)量損失的主要因素是有效穗數(shù)和穗粒數(shù)的顯著降低；利用干旱期間平均田間持水量可作為預(yù)測產(chǎn)量損失度的依據(jù)；分蘗期干旱處理下，產(chǎn)量隨著施氮量和移栽密度的增加而增加。由此可見，在水稻生長前期發(fā)生短期季節(jié)性干旱時，增加施氮量可提高水稻產(chǎn)量，適當(dāng)?shù)卦黾右圃悦芏仁欠乐顾旧L因前期短期季節(jié)性干旱而造成減產(chǎn)的關(guān)鍵栽培技術(shù)。

[1] 徐富賢，鄭家奎，朱永川，等.雜交中稻發(fā)根力與抽穗開花期抗旱性的關(guān)系[J].作物學(xué)報，2003，29（2）：188-193.

[2] 曲延英，穆平，李雪琴，等.水、旱栽培條件下水稻葉片水勢與抗旱性的相關(guān)分析及其QTL定位[J].作物學(xué)報，2008，34（2）：198-206.

[3] 袁哲明，譚顯勝.基于支持向量機(jī)非線性篩選水稻苗期抗旱性指標(biāo)[J].作物學(xué)報，2010，36（7）：1 176-1 182.

[4] 金千瑜，歐陽由男，禹盛苗，等.土壤干旱脅迫對不同水稻品種葉片卷曲的影響[J].中國水稻科學(xué)，2003，17（4）：349-354.

[5] 徐富賢，張林，熊洪，等.雜交中稻組合的耐旱性與植株地上部分性狀的關(guān)系[J].農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)，2014，15（1）：21-27.

Effects of Drought in Tillering Stage on Yield of Hybrid Rice and Its Mitigation Techniques

XU FuXian1,2,JIANG Peng1,ZHANG Lin1,2,XIONG Hong1,2*,ZHOU Xingbing1,ZHU YongChuan1,LIU Mao1,GUO XiaoYi1
（1Rice and Sorghum Research Institute，Sichuan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Southwest Rice Biology and Genetic Breeding,Ministry of Agriculture,Luzhou,Sichuan 646000,China;2Luzhou Branch of National Rice Improvement Center,Luzhou,Sichuan 646100,China;1st author:xu6501@163.com;*Corresponding author）

The effects of drought in tillering stage on yield and its mitigation techniques were studied in the field in dry-season conditions of Lingshui County of Hainan Province，the medium indica hybrid rice combination Yixiangyou 300 and Chuanguyou 642 as materials.The results showed that the effective panicles and spikelets per panicle were significantly reduced by drought in tillering stage,which were the main factors of yield lost.The average soil moisture content during the drought stage can be used as the basis for predicting the yield loss.The yield increased with the increase of nitrogen rate and transplanting density.The yield loss degree of drought in tillering stage could significantly reduce by appropriate nitrogen rate and transplanting density.

hybrid rice;tillering stage;drought;yield loss degree;mitigation technique

S511.07

A

1006-8082（2017）06-0057-03

2017－07－20

國家水稻產(chǎn)業(yè)體系（CARS-01-29）；糧食科技豐產(chǎn)工程（2011BAD16BO5-1）