水稻種子裂穎影響因素的試驗(yàn)研究

孫小文

（中國(guó)種子集團(tuán)有限公司，北京 100031）

0 引言

水稻種子裂穎是指成熟谷粒的內(nèi)外穎于鉤合部位相互脫離甚至嚴(yán)重脫開(kāi)而出現(xiàn)的穎殼脫鉤張裂現(xiàn)象[1-2]，廣泛存在于水稻不育系和常規(guī)稻中[3-4]。裂穎對(duì)水稻種子生產(chǎn)危害巨大，會(huì)引發(fā)種子成熟度變差和霉?fàn)€變質(zhì)[5-6]、發(fā)芽率降低[7-8]、活力減退[9]、倉(cāng)儲(chǔ)性下降[10]、成苗差甚至畸形苗等問(wèn)題[11]。裂穎是水稻的一種遺傳特性且可穩(wěn)定遺傳[11-12]，梁康逕等[13]在水稻Lemont/Dular重組自交系群體中發(fā)現(xiàn)裂穎突變體(srg)，曾生元等[14]從中秈3037 輻射突變體庫(kù)中獲得穎花開(kāi)裂突變體(sgl)，劉曉玲等[15]在明恢86 的轉(zhuǎn)基因后代中發(fā)現(xiàn)開(kāi)穎不育突變體ohs1(t)，這些突變體均受隱性基因控制。王忠和等[16]對(duì)水稻穎花開(kāi)閉機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)研究。劉曉霞和朱偉等[17-18]研究發(fā)現(xiàn)，漿片小、維管束少且分布不勻的穎花易發(fā)生裂穎。裂穎種子在穗上呈現(xiàn)一定分布規(guī)律[4,19]。吳王豐等[20]研究發(fā)現(xiàn)，水稻不育系的開(kāi)穎角度、開(kāi)閉時(shí)間和午前花率等開(kāi)花習(xí)性與裂穎率正相關(guān)。呂文彥等[4]研究發(fā)現(xiàn)，不利的生長(zhǎng)環(huán)境使受粉后穎花的閉穎能力明顯降低。水選可有效提高裂穎種子發(fā)芽率[8]，種衣劑對(duì)裂穎種子有修復(fù)作用[21]。

研究人員對(duì)水稻種子裂穎的危害、遺傳特性以及形成機(jī)理等方面進(jìn)行了以上有價(jià)值的探索，但對(duì)水稻種子裂穎影響因素缺乏系統(tǒng)性的研究。結(jié)合前人的研究情況，筆者于2016年以生產(chǎn)上大面積推廣種植的水稻品種‘廣8 優(yōu)169’的雙親作為試驗(yàn)材料開(kāi)展了噴施葉面肥、噴施赤霉素“920”等處理的雜交制種比較試驗(yàn)研究，以期進(jìn)一步探索水稻種子裂穎問(wèn)題，為水稻雜交制種提供參考。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)地選擇

試驗(yàn)地點(diǎn)選在海南省東方市。東方市位于海南島的西南部，為熱帶季風(fēng)海洋性氣候，年平均氣溫23.5～24.5℃，旱濕兩季分明，降雨量偏小，日照充足，是中國(guó)雜交水稻春制基地之一。土壤類型為赤紅壤，弱酸性，理化性質(zhì)：pH 5.42，土壤有機(jī)質(zhì)11.10 g/kg，堿解氮77.00 mg/kg，有效磷19.30 mg/kg，速效鉀57.70 mg/kg，有效硼0.02 mg/kg，有效鋅1.93 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)噴施硼鋅葉面肥、噴施“920”、追施氮磷鉀肥三類處理，共14 種處理水平。其中，噴施硼鋅葉面肥設(shè)4 個(gè)處理（詳見(jiàn)表1），每次噴施速樂(lè)硼450 g/hm2（1000倍液），噴施0.2%硫酸鋅。

表1 噴施硼鋅葉面肥設(shè)4個(gè)處理

噴施“920”設(shè)6個(gè)處理（詳見(jiàn)表2），“920”分2天連續(xù)噴施。

表2 噴施“920”的6個(gè)處理

分蘗期追施氮磷鉀肥設(shè)4個(gè)處理（詳見(jiàn)表3），使用的氮磷鉀肥分別為尿素（含N 46%）、過(guò)磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O 60%）。

每小區(qū)30 m2，重復(fù)3 次，小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列。單本栽插，插秧規(guī)格13.0cm×16.5 cm。各小區(qū)的基肥量相同、其他田間管理均一致且同當(dāng)?shù)刎S產(chǎn)田。

表3 分蘗期追施氮磷鉀肥的4個(gè)處理

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

自噴施“920”之日起，第23天開(kāi)始人工收割，小型機(jī)械脫粒，自然晾曬，從每個(gè)處理的未清選稻谷中隨機(jī)扦取3份各50 g試樣進(jìn)行室內(nèi)考種。

參考王豪書(shū)等[11]的方法判定稻谷裂穎情況：內(nèi)外穎閉合嚴(yán)密，無(wú)開(kāi)裂痕跡的為正常粒；內(nèi)外穎雖然開(kāi)裂，但看不見(jiàn)米粒的為紋裂粒；內(nèi)外穎開(kāi)裂，且能看見(jiàn)米粒的為開(kāi)裂粒。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

本研究采用DPS 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)不同處理水平下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施硼鋅葉面肥對(duì)裂穎的的影響

表4的結(jié)果顯示，相比W0而言，W1、W2、W3 3種處理均可顯著提高正常粒的比例，可顯著降低紋裂粒的比例，其效果是：W3＞W(wǎng)2＞W(wǎng)1＞W(wǎng)0，W3處理顯著優(yōu)于其他3個(gè)處理，W2處理顯著優(yōu)于W1和W0。W3處理可顯著降低開(kāi)裂粒的比例，W2、W1、W0 3種處理間差異不顯著。

2.2 噴施“920”對(duì)裂穎的影響

表5的結(jié)果顯示，G1、G2、G3、G4、G5、G6 6種不同時(shí)期和不同劑量的“920”噴施方式對(duì)水稻種子裂穎的影響存在差異。對(duì)于提高正常粒占比而言，其效果是：G2＞G4＞G3＞G1＞G6＞G5，其中G2和G4處理間差異不顯著，說(shuō)明隨著“920”噴施劑量的增加、噴施時(shí)期的過(guò)早或過(guò)晚均會(huì)降低正常粒的占比。G4處理和G2處理可顯著降低開(kāi)裂粒的占比，G4 處理的效果更顯著。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，G2處理“920”噴施偏遲，不能有效解除主莖穗包頸問(wèn)題，導(dǎo)致G2 處理的單產(chǎn)明顯低于G4處理。

2.3 分蘗期追施氮磷鉀肥對(duì)裂穎的影響

氮磷鉀肥是水稻生長(zhǎng)發(fā)育不可或缺的營(yíng)養(yǎng)元素，合理追施氮磷鉀肥將有助于水稻正常的生長(zhǎng)發(fā)育。表6 的結(jié)果顯示，相比 T0 而言，T1、T2、T3 3 種分蘗期追肥處理均可顯著提高水稻正常粒的比例，可顯著降低紋裂粒的比例，其效果是：T3＞T2＞T1＞T0，T3 處理顯著優(yōu)于其他3 個(gè)處理，T2 和T1 處理間差異不顯著。T1、T2、T3 3 種分蘗期追肥處理均可顯著降低開(kāi)裂粒的比例，其效果是：T1＞T3＞T2＞T0，但T1、T2、T3 處理間差異不顯著。

表4 噴施硼鋅葉面肥對(duì)裂穎的的影響 %

表5 噴施“920”對(duì)裂穎的影響 %

3 討論與結(jié)論

硼和鋅是植物生長(zhǎng)必需的微量元素[22-23]。施用硼肥能促進(jìn)水稻早生快發(fā)，增加劍葉葉綠素含量，促進(jìn)碳水化合物合成[24-25]；施用鋅肥有利于水稻生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)光合作用[26]。本研究表明，幼穗分化第4 期噴施硼鋅葉面肥、始穗期噴施硼鋅葉面肥、幼穗分化第4期和始穗期均噴施硼鋅葉面肥，都可顯著提高水稻正常籽粒的比例，可能是因?yàn)槿~面施用硼和鋅微肥后，增加了植株光合物質(zhì)積累，增強(qiáng)了穎花的抗逆性以及閉穎能力所致。其中，幼穗分化第4 期和始穗期均噴施硼鋅葉面肥效果最顯著，始穗期噴施硼鋅葉面肥的效果次之。同時(shí)，幼穗分化第4 期和始穗期均噴施硼鋅葉面肥，也可顯著降低紋裂粒和開(kāi)裂粒的比例。

“920”是水稻雜交制種中普遍使用的一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，合理使用能有效解除水稻不育系的包頸問(wèn)題[27]。生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，“920”的施用對(duì)水稻種子裂穎有影響[28]。本研究表明，隨著“920”噴施劑量的增加、噴施時(shí)期的過(guò)早或過(guò)晚均會(huì)降低正常粒的占比，會(huì)加重水稻種子裂穎。過(guò)早噴施“920”，稚嫩的穗子出鞘并開(kāi)花，裂穎必然會(huì)加重；過(guò)晚噴施“920”，造成穗層脫節(jié)，不能完全解除包頸的主莖穗以及發(fā)育較早的分蘗穗因蔭蔽透風(fēng)透光差加重裂穎。對(duì)‘廣8 優(yōu)169’制種而言，抽穗25%時(shí)每公頃噴施225 g“920”效果最理想。

分蘗期是水稻生長(zhǎng)發(fā)育的重要階段。分蘗期追施氮磷鉀肥，不僅可促進(jìn)有效分蘗，而且也有利于后續(xù)的幼穗分化。本研究表明，分蘗期追肥時(shí)，適當(dāng)減少氮肥施用量或適當(dāng)增加磷鉀肥施用量，均可顯著提高水稻正常籽粒的比例，降低水稻裂穎的發(fā)生。分蘗期減施氮肥和增施磷鉀肥，可能會(huì)加快水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換，可能有利于幼穗分化和穎花的充分發(fā)育，進(jìn)而增強(qiáng)穎花的抗逆能力。與分蘗期常規(guī)施肥量相比，氮肥施用量減少15%且磷鉀肥施用量各增加15%的施肥方法效果最顯著。

表6 分蘗期追肥對(duì)水稻裂穎的影響 %

研究結(jié)果顯示，在雜交水稻制種中，幼穗分化敏感期和始穗期適量噴施硼和鋅葉面微肥，可降低水稻種子裂穎風(fēng)險(xiǎn)，此結(jié)論與林生游等[5]的有關(guān)花期施用硫酸鎂微肥試驗(yàn)研究結(jié)論比較一致；過(guò)量、過(guò)早或過(guò)晚使用“920”，均會(huì)加大水稻種子裂穎風(fēng)險(xiǎn)，此研究結(jié)論與楊勛毅等[28]的有關(guān)“920”試驗(yàn)結(jié)論相吻合；分蘗期減施氮肥和增施磷鉀肥可降低水稻種子裂穎的發(fā)生。當(dāng)然，這些研究結(jié)論只是基于某一品種在一個(gè)基地的試驗(yàn)結(jié)果，其可靠性有待于繼續(xù)通過(guò)多品種、多基地、不同年份的研究驗(yàn)證。