新型水稻抗倒肥料“猛發(fā)兜”對(duì)雙季晚稻莖稈性狀及產(chǎn)量的影響

武志峰,李祖軍,曾研華,曾勇軍,潘曉華,石慶華,劉 云,吳自明*

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)/作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/雙季稻現(xiàn)代化生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心,江西 南昌 330045;2.普瑞豐生物科技有限公司,湖北 武漢 430000)

水稻是我國(guó)種植面積最大的糧食作物,其高產(chǎn)對(duì)我國(guó)糧食安全具有舉足輕重的作用[1]。水稻高產(chǎn)栽培勢(shì)必要提高生物產(chǎn)量,但這會(huì)引起水稻植株增高,倒伏風(fēng)險(xiǎn)增加,高產(chǎn)與倒伏之間的矛盾加劇[2-4]。水稻倒伏不僅會(huì)引起植株群體結(jié)構(gòu)遭到破壞,葉片正常分布秩序被打亂,葉片光合效率銳減[5-6],還會(huì)出現(xiàn)落粒、穗芽現(xiàn)象,使稻谷損失率增加,收割難度加大,收割成本提高,收割時(shí)間延長(zhǎng)[7-8]。近年來(lái),水稻抗倒伏已成為水稻高產(chǎn)研究的熱點(diǎn)[9-12]；關(guān)于利用不同技術(shù)途徑提高水稻的抗倒伏能力相關(guān)學(xué)者已做了大量研究,例如施用矮壯素[13]、助壯素[14]、烯效唑[15]、多效唑[16]等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類(lèi)產(chǎn)品調(diào)控植物內(nèi)源激素的合成,增加水稻的抗倒伏能力[17],但目前該方面的研究未能使提高水稻抗倒伏能力與增加產(chǎn)量得到完善統(tǒng)一,也就是說(shuō),雖然水稻的抗倒伏能力得到了增強(qiáng),但對(duì)水稻產(chǎn)量提高功效不大,且這類(lèi)產(chǎn)品殘留量大，一些生物對(duì)它們比較敏感,不適于大面積推廣應(yīng)用[17-18]。我們以水稻品種泰優(yōu)871作為研究對(duì)象,施用武漢普瑞豐生物科技有限公司研究生產(chǎn)的新型抗倒肥料——猛發(fā)兜(主要由中微量元素構(gòu)成，無(wú)殘留),研究了其對(duì)水稻產(chǎn)量和抗倒伏的影響,以期為水稻抗倒伏栽培積累經(jīng)驗(yàn)和提供新的技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及試劑

選用江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院與廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所共同選育的雜交晚稻品種泰優(yōu)871作為試驗(yàn)材料,其全生育期121 d(伸長(zhǎng)節(jié)間數(shù)5個(gè))。

試驗(yàn)試劑為猛發(fā)兜,由武漢普瑞豐生物科技有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2017年在鄱陽(yáng)朱湖農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)田進(jìn)行,供試土壤為旱地紫色土,土壤肥力均衡,供試土壤的基本理化性狀為:有機(jī)質(zhì)含量9.7 g/kg,速效氮55.1 mg/kg,速效磷14.1 mg/kg,速效鉀322 mg/kg, pH 7.1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)對(duì)照(不施藥)、施用猛發(fā)兜共兩個(gè)處理,每處理3個(gè)重復(fù)，小區(qū)面積為20 m2。不同處理的育秧方式相同,秧齡為4葉1心時(shí)移栽,每穴栽插兩株,行株距為26.67 cm×26.67 cm。于6月25日播種,7月20日移栽,移栽后7 d施用分蘗返青肥(拌入1.5 kg/hm2猛發(fā)兜)；其余肥料(復(fù)合肥)的施用量均相同,其中基肥∶分蘗肥∶穗肥=5∶2∶3,基肥于移栽前耕耙田時(shí)施用,分蘗肥于移栽后7 d施用,穗肥于倒4葉時(shí)施用。田間水分管理及病蟲(chóng)草害防治等均按照常規(guī)高產(chǎn)栽培要求實(shí)施。

1.4 考察指標(biāo)及方法

在水稻成熟后,各小區(qū)隨機(jī)取樣5蔸,每蔸選取主莖,分別測(cè)定穗下第1～5節(jié)間基部至穗頂長(zhǎng)度、穗長(zhǎng)、穗重及株高(植株基部到穗尖的距離),用游標(biāo)卡尺測(cè)定各節(jié)間的莖壁厚度；測(cè)定各節(jié)間莖稈的抗折力、該節(jié)間長(zhǎng)度及鮮重,按馬均等[19]的方法計(jì)算各節(jié)間的彎曲力矩：彎曲力矩=節(jié)間基部至穗頂長(zhǎng)度(cm)×該節(jié)間基部至穗頂鮮重(g);同時(shí),每小區(qū)調(diào)查50穴，計(jì)算有效穗數(shù)；再在其中取5個(gè)有效穗,計(jì)算一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 猛發(fā)兜對(duì)晚稻泰優(yōu)871產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表1可知：與未施用猛發(fā)兜的對(duì)照相比，施用猛發(fā)兜后有效穗數(shù)平均提高了8.50%,每穗粒數(shù)提高了2.35%,與對(duì)照間的差異達(dá)顯著水平；千粒重增加了1.15%,差異達(dá)到極顯著水平；結(jié)實(shí)率平均提高了1.51個(gè)百分點(diǎn),理論產(chǎn)量平均提高了14.56%,差異達(dá)極顯著水平；實(shí)際產(chǎn)量提高了11.29%,差異達(dá)到極顯著水平。由相關(guān)分析結(jié)果(如表2)可以看出:各產(chǎn)量構(gòu)成因子對(duì)產(chǎn)量形成的影響表現(xiàn)為結(jié)實(shí)率>千粒重>有效穗數(shù)>每穗粒數(shù)。

表1 施用猛發(fā)兜對(duì)泰優(yōu)871產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

注:“*”表示在0.05水平上差異顯著(P<0.05);“**”表示在0.01水平上差異極顯著(P<0.01)。下同。

表2 泰優(yōu)871產(chǎn)量因子間的相關(guān)系數(shù)

注:x1為有效穗數(shù);x2為每穗粒數(shù);x3為結(jié)實(shí)率;x4為千粒重;y為產(chǎn)量。

2.2 猛發(fā)兜對(duì)晚稻泰優(yōu)871穗部性狀的影響

如表3所示,穗長(zhǎng)、穗重、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)這4個(gè)與產(chǎn)量相關(guān)的性狀在施用猛發(fā)兜后與對(duì)照的差異均達(dá)到了顯著水平，其中穗長(zhǎng)較對(duì)照增加了8.80%～13.78%,穗重提高了7.96%～9.53%,一次枝梗數(shù)提高了36.96%～49.66%,二次枝梗數(shù)提高了105.08%～129.84%,說(shuō)明施用猛發(fā)兜可有效提高穗長(zhǎng),增加一次枝梗和二次枝梗的數(shù)量,增加總粒數(shù),從而提高產(chǎn)量。

表3 施用猛發(fā)兜對(duì)泰優(yōu)871穗部性狀的影響

2.3 猛發(fā)兜對(duì)晚稻泰優(yōu)871葉片性狀的影響

由表4進(jìn)一步分析可知：施用猛發(fā)兜后,葉片的SPAD值明顯高于對(duì)照,差異達(dá)到極顯著水平；劍葉長(zhǎng)度較對(duì)照極顯著降低，而其寬度顯著增加,表明施用猛發(fā)兜可有效調(diào)控劍葉性狀,改善群體結(jié)構(gòu),增加通風(fēng)及透光性。

表4 施用猛發(fā)兜對(duì)泰優(yōu)871劍葉性狀的影響

2.4 猛發(fā)兜對(duì)泰優(yōu)871莖稈物理性狀及抗倒伏性能的影響

由表5可知：施用猛發(fā)兜后,泰優(yōu)871的莖稈高度明顯低于未施用猛發(fā)兜的對(duì)照,差異達(dá)到極顯著水平；基部第一節(jié)間到第四伸長(zhǎng)節(jié)間長(zhǎng)度均顯著下降,其中基部第一、第二、第三伸長(zhǎng)節(jié)間長(zhǎng)度下降最為明顯,分別較對(duì)照降低了32.92%、38.08%、28.67%；穗下節(jié)間則顯著提高,較對(duì)照提高了9.7%。施用猛發(fā)兜后第一至第五伸長(zhǎng)節(jié)間莖壁厚度均顯著高于對(duì)照,莖壁厚度分別增加了31.07%、38.75%、13.85%、15.09%和16.67%,差異均達(dá)到顯著或極顯著水平。施用猛發(fā)兜后基部第一、第二和第三伸長(zhǎng)節(jié)間的彎曲力矩較對(duì)照均顯著降低；第四伸長(zhǎng)節(jié)間的彎曲力矩與對(duì)照差異不顯著；穗下節(jié)間的彎曲力矩則顯著高于對(duì)照。

表5 施用猛發(fā)兜對(duì)泰優(yōu)871莖稈性狀的影響

注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分別代表基部第1、2、3、4、5節(jié)間。

3 討論與結(jié)論

前人研究指出,水稻的抗倒伏能力與植株高度、基部節(jié)間長(zhǎng)度、節(jié)間莖壁厚度顯著相關(guān)?；壳?個(gè)節(jié)間承載稻穗和其他節(jié)間的重量,其形態(tài)性狀與稻株抗倒伏能力直接相關(guān)[20]。張忠旭等提出[21],基部N1與N2節(jié)間越短,水稻植株的抗倒伏能力越強(qiáng)。同時(shí)有研究[22]表明,增加莖壁厚度可以明顯提高莖壁面積,有效增加水稻植株莖稈的抗折力。因此,合理的節(jié)間配置,縮短基部節(jié)間和提高莖稈的物理抗性是有效提高水稻抗倒伏能力的方法。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在返青期施用猛發(fā)兜顯著降低了水稻的株高,使莖稈的負(fù)荷相應(yīng)減少,抗倒伏能力增強(qiáng)。原因是基部第一、第二、第三、第四伸長(zhǎng)節(jié)間的長(zhǎng)度減小, 各節(jié)間壁厚增加，且莖壁厚度的增加幅度小于節(jié)間長(zhǎng)度的增加幅度,故而彎曲力矩也降低了。本研究還發(fā)現(xiàn)，施用猛發(fā)兜后,水稻群體的有效穗數(shù)顯著增加,劍葉長(zhǎng)度減小,寬度增加,SPAD值顯著高于對(duì)照,說(shuō)明施用猛發(fā)兜雖然增加了有效穗數(shù),但并未影響水稻植株的通風(fēng)與透光,反而有效改善了功能葉的狀況。以往的研究大多是在水稻拔節(jié)期施用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來(lái)縮短基部節(jié)間長(zhǎng)度,降低株高,達(dá)到抗倒伏的目的。但該方面的研究雖然提高了水稻的抗倒性,保證了水稻的穩(wěn)產(chǎn)性,但并未有效提高水稻的產(chǎn)量[23]。本研究在水稻返青期施用新型功能型肥料猛發(fā)兜，不僅提高了水稻的抗倒伏能力，而且有效提高了群體的有效穗數(shù),增加了穗粒數(shù),提高了千粒重,進(jìn)而提高了產(chǎn)量。因此，猛發(fā)兜可作為水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培中的適宜調(diào)控劑加以推廣應(yīng)用。