北方常規(guī)粳稻與雜交粳稻苗期根系性狀差異與產(chǎn)量間關(guān)系

宮殿凱 于廣星 代貴金 劉憲平 陳盈 李海波 侯守貴

（遼寧省水稻研究所，沈陽110101；#共同第一作者；第一作者：714732190@qq.com）

根系是水稻吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，又是多種激素、有機酸和氨基酸合成的重要場所，水稻根系形態(tài)、生理特性與產(chǎn)量及地上部生長發(fā)育都有著密切的聯(lián)系[1-2]。北方雜交粳稻雜種優(yōu)勢一直不突出，與常規(guī)粳稻產(chǎn)量差異并不顯著。前人圍繞移栽后水稻根系的形態(tài)及生理特征及與產(chǎn)量的關(guān)系進行了大量研究[3-5]。但對北方雜交粳稻與常規(guī)粳稻苗期根系特征特性研究不是很多。因此，深入研究北方雜交粳稻與常規(guī)粳稻苗期根系差異情況對產(chǎn)量的影響有重要意義，也許能為解決北方粳稻雜種優(yōu)勢不突出問題提供一定幫助，并為育種家選育品種提供方向。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗于2017年在遼寧省水稻研究所試驗基地進行。供試品水稻品種為北粳1號、遼星1號、遼粳9號、遼粳 212、遼粳 401、粳優(yōu) 653、粳優(yōu) 6568、遼優(yōu)9906、遼 73 優(yōu) 62。

1.2 試驗方法

采用水稻自動化播種機進行播種，每盤均勻撒谷約100 g，不同水稻品種各育苗3盤，隨機擺放于溫室大棚中，與正常旱育苗管理相同；試驗采用大區(qū)對比設(shè)計，于葉齡3.5葉左右進行移栽，移栽行株距為30.0 cm×16.7 cm。每667 m2施用氮肥15 kg（按純N計算），基肥∶蘗肥∶穗肥=5∶4∶1。其他管理均與一般大田相同。

1.3 測定內(nèi)容及方法

插秧前隨機取100株秧苗，調(diào)查秧苗地上部分和地下部分干物質(zhì)量；挑選有代表性長勢均勻的10株秧苗，用根系掃描儀（WinRHIZO Pro 2016）及分析軟件測量秧苗根長、根體積等指標；測定水稻分蘗動態(tài)、株高、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007和SPSS統(tǒng)計軟件進行處理與分析。采用單因素方差分析，并用Duncan法進行各處理間的差異性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 常規(guī)粳稻與雜交粳稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成對比

由表1可知，雜交粳稻的實粒數(shù)優(yōu)勢十分明顯，平均高達146.7粒/穗，較常規(guī)粳稻的120.6粒/穗高21%左右，遼優(yōu)9906更是高達183.5粒/穗；有效穗數(shù)和結(jié)實率雜交粳稻平均比常規(guī)粳稻低8%左右；千粒重、經(jīng)濟系數(shù)兩者差異不是很大，均值在23～24 g之間和0.53左右；雜交粳稻產(chǎn)量均值為697.40 kg/667 m2，較常規(guī)粳稻（656.70 kg/667 m2）僅高出5%左右。

2.2 常規(guī)粳稻與雜交粳稻苗期根系性狀對比

由表2可知，雜交粳稻苗期根系的平均直徑為6.32 mm，比常規(guī)粳稻粗19%左右，最大的是粳優(yōu)6568，達8.22 mm；而常規(guī)粳稻的根長、投影面積、表面積、根體積、根尖數(shù)上分別比雜交粳稻高40%、21%、21%、31%和65%。

表3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成與苗期根系性狀間的相關(guān)性分析

2.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成與苗期根系性狀間的相關(guān)性

由表3可知，實際產(chǎn)量與穗粒數(shù)呈正相關(guān)。由于雜交粳稻結(jié)實率較低，但是產(chǎn)量比常規(guī)粳稻高一些，因此相關(guān)性分析中產(chǎn)量與結(jié)實率、千粒重出現(xiàn)負相關(guān)，但是并沒有多大意義。根體積與根系投影面積、表面積、根直徑呈顯著正相關(guān)；根尖數(shù)與穗粒數(shù)呈顯著負相關(guān)，與結(jié)實率、根長、投影面積、表面積呈顯著正相關(guān)。產(chǎn)量和苗期根直徑以及根體積呈正相關(guān)，與根長、根尖數(shù)呈負相關(guān)，但都不顯著。

3 結(jié)論與討論

王彥榮等[6]研究表明，相比常規(guī)粳稻，雜交粳稻產(chǎn)量優(yōu)勢并不明顯，但是穗粒數(shù)優(yōu)勢突出。本試驗結(jié)果也顯示，雜交粳稻產(chǎn)量較常規(guī)粳稻高出5%左右，差異并不顯著，雜種優(yōu)勢不突出；雜交粳稻每穗實粒數(shù)較常規(guī)粳稻增加21%左右，但是有效穗數(shù)和結(jié)實率分別比常規(guī)粳稻低8%左右，這是導(dǎo)致產(chǎn)量差異不顯著的重要原因。千粒重和經(jīng)濟系數(shù)兩種類型粳稻差異較小。

董桂春等[7]研究認為，南方雜交秈稻秧苗在發(fā)根力、根系活力、根系分布、各級根長、根粗、根數(shù)以及根毛均優(yōu)于常規(guī)水稻。王彥榮等[6]研究表明，粳型雜交稻根系粗壯、根長、根體積、根質(zhì)量和根冠比等方面都比常規(guī)粳稻有明顯的優(yōu)勢，尤以生長前期表現(xiàn)更為明顯。吳偉明等[8]研究認為，粳型水稻一般具有良好的深扎根性，而秈型水稻的根系分布則相對較淺；秈粳雜交稻根系分布特征與粳稻相似。本試驗結(jié)果表明，北方雜交粳稻苗期根系的平均直徑比常規(guī)粳稻粗19%左右，而在根長、投影面積、表面積、根體積、根尖數(shù)上均比常規(guī)粳稻小，兩者間差距較大；北方雜交粳稻苗期根系屬于“短粗胖”類型，而常規(guī)粳稻相對細長。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量和苗期根系平均直徑以及根體積呈正相關(guān)，與根長、根尖數(shù)呈負相關(guān)，但都不顯著，說明增加苗期根系平均直徑和根體積對產(chǎn)量有一定提升作用。