河南省水稻推廣品種的耐淹性分析

宋睿　李俊周　劉娟　李夢琪　杜彥修　張靜　趙全志

摘要：為了篩選適應河南省種植的耐淹澇水稻（Oryza sativa L.）品種，以河南省目前推廣種植的27個品種為材料，采用人工模擬淹澇災害，于水泥池中進行沒頂淹澇處理，分別測定淹澇處理和正常水分管理各品種的株高、主莖節(jié)間長、分蘗數(shù)、主莖綠葉數(shù)等形態(tài)性狀，結果表明，以主莖葉片相對綠葉數(shù)和干物質質量2個指標聚類分析發(fā)現(xiàn)，內2優(yōu)6號、岡優(yōu)158、豐優(yōu)22、岡優(yōu)188、岡優(yōu)827、Ⅱ優(yōu)838、粵優(yōu)938、裕豐8號和珞優(yōu)8號耐淹性強，方欣1號、岡優(yōu)363、Y兩優(yōu)1號、方欣4號、豫農粳6號耐淹性較弱。淹澇處理造成水稻植株伸長生長和主莖綠葉數(shù)減少。與敏感品種相比，耐淹品種綠葉數(shù)多、植株較高、根系發(fā)達、葉片和葉鞘干物質質量都較大。淹澇條件下，植株高、分蘗多、干物質質量大和保持一定的綠葉數(shù)是分蘗期河南省主推水稻品種耐淹澇的特征。

關鍵詞：水稻（Oryza sativa L.）；品種篩選；耐淹性；河南省

中圖分類號：S511；Q945.78 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）10-1814-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.10.004

Analysis of Submergence Tolerance of Rice Varieties in Henan Province

SONG Rui， LI Jun-zhou， LIU Juan， LI Meng-qi， DU Yan-xiu， ZHANG Jing， ZHAO Quan-zhi

（Agricultural College， Henan Agricultural University/Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops， Zhengzhou 450002， China）

Abstract： In order to screen rice varieties with flooding and waterlogging tolerance in Henan， twenty seven rice varieties in Henan province were used as experimental material. Plant height， internode length， tiller number， the number of green leaves， and other morphological traits were measured under submergence treatment in cement pool and normal growth environment. Cluster analysis using the number of relative green leaves of main stem and dry matter weight showed that Nei-two-you 6， Gangyou 158， Fengyou 22， Gangyou 188， Gangyou 827， Ⅱ-you 838， Yueyou 938， Yufeng 8 and Luoyou 8 are varieties with strong submergence tolerance. Fangxin 1， Gangyou 363， Y-langyou 1， Fangxin 4 and Yunongjing 6 are varieties with weak tolerance. The elongation growth of rice and the reduction of the number of green leaves were induced by submergence treatment. Compared with sensitive varieties， tolerant varieties have more green leaves， higher plant height， larger leaf and sheath dry weight. The characteristics of submergence tolerance of rice varieties in Henan in tiller stage are high plant height， large dry matter weight， more tillers and green leaves.

Key words： rice（Oryza sativa L.）； variety selection； submergence tolerance； Henan province

淹澇是危害農作物生產的自然災害。自水稻（Oryza sativa L.）Sub1基因被克隆后，耐淹性狀及其機制研究取得了較大的進展[1]。淹澇對水稻的危害程度受多種因素的影響，不同地區(qū)、品種類型和生長期的水稻對淹澇的反應不同，國內研究者研究了不同類型水稻（雜交稻和常規(guī)稻）、不同淹澇脅迫程度（淹水0～8 d）、不同淹澇時期（分蘗期、孕穗期、乳熟期）淹澇對水稻農藝性狀、生理性狀的影響及耐澇能力評價指標[2-5]，但是這些研究還不夠系統(tǒng)，水稻耐淹澇的鑒定指標也存在分歧。其次，針對河南氣候特點和品種進行耐淹澇機制和品種篩選的研究未見報道。為此本研究利用河南省主推的27個水稻品種為材料，通過人工模擬淹澇，篩選耐淹澇水稻品種，研究淹澇對水稻生長的影響，探討實用、操作性強的耐澇評價指標，以期為減輕淹澇對我國水稻生產的危害提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試水稻材料共27個，其中雜交水稻24個，常規(guī)水稻3個。雜交水稻分別為豐兩優(yōu)4號、D優(yōu)527、裕豐8號、金優(yōu)725、神稻188、岡優(yōu)827、Ⅱ優(yōu)838、粵優(yōu)938、內2優(yōu)6號、岡優(yōu)158、Ⅱ優(yōu)1259、珞優(yōu)8號、D優(yōu)158、中蓮優(yōu)950、豐優(yōu)22、新兩優(yōu)6號、岡優(yōu)527、岡優(yōu)188、岡優(yōu)881、Ⅱ優(yōu)084、岡優(yōu)3551、岡優(yōu)363、Y兩優(yōu)1號和岡優(yōu)177。常規(guī)水稻分別為方欣1號、方欣4號和豫農粳6號。

1.2 試驗設計

試驗在河南農業(yè)大學科教園區(qū)進行。淹澇采用人工模擬淹澇災害，在一個水泥池中對水稻進行沒頂淹澇處理，同時在另一個水泥池設正常水分管理，作為對照。所有材料于2015年5月10日育苗，6月15日移栽于水泥池，6月30日（分蘗期初期）開始進行沒頂淹澇，淹澇處理5 d，水為潔凈的地下水。處理前和脅迫處理排水后，分別測定正常水分管理與淹澇處理各品種的植株性狀。

1.3 測定項目與方法

植株性狀包括：株高、主莖節(jié)間長、分蘗數(shù)、主莖綠葉數(shù)、根數(shù)、根干質量、葉干質量、鞘干質量和干物質質量等。用直尺測定株高和主莖節(jié)間長，數(shù)分蘗和主莖綠葉數(shù)，然后分離根系、葉片和莖鞘，烘干后測定各部位的干物質質量。

1.4 統(tǒng)計分析方法

應用Excel 2000和SPSS18.0軟件進行相關和聚類統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同水稻品種耐淹能力的評價

對主莖相對綠葉數(shù)和植株干物質質量進行評價，從脅迫處理5 d后的主莖相對綠葉數(shù)（圖1）看出，金優(yōu)725、Y兩優(yōu)1號、岡優(yōu)177、岡優(yōu)827和Ⅱ優(yōu)838綠葉數(shù)最少，主莖相對綠葉數(shù)都小于0.68；珞優(yōu)8號、岡優(yōu)881、岡優(yōu)188、岡優(yōu)158、內2優(yōu)6號和Ⅱ優(yōu)084綠葉數(shù)最多，主莖相對綠葉數(shù)都大于1.18。從脅迫處理5 d后的干物質質量（圖1）看出，Y兩優(yōu)1號、方欣1號、岡優(yōu)363、方欣4號、金優(yōu)725干物質質量最小，干物質質量都小于2.00 g；岡優(yōu)158、內2優(yōu)6號、豐優(yōu)22、岡優(yōu)188干物質質量最大，其干物質質量都大于3.96 g。以主莖葉片相對綠葉數(shù)和干物質質量2個指標進行聚類分析（圖2）。從圖2可以看出，內2優(yōu)6號、岡優(yōu)158、豐優(yōu)22、岡優(yōu)188、岡優(yōu)827、Ⅱ優(yōu)838、粵優(yōu)938、裕豐8號和珞優(yōu)8號抗性強，方欣1號、岡優(yōu)363、Y兩優(yōu)1號、方欣4號、豫農粳6號抗性弱，其他13個品種抗性中等，屬中性品種。

2.2 淹澇處理對水稻形態(tài)性狀的影響

選取耐淹和敏感類型各4個品種進行了比較（表1），耐淹品種地上部分株高較高，分蘗數(shù)多，干物質質量、葉片干物質質量和鞘干物質質量都較大；地下部根數(shù)多、根干物質質量大，根系發(fā)達；耐淹澇水稻品種植株性狀和地下部根系的均值顯著大于敏感水稻品種。淹澇處理與對照相比，淹澇造成水稻植株高的增高，耐淹品種比對照平均升高了0.34倍，敏感類型比對照平均升高了1.32倍。耐淹品種的葉片干物質質量明顯高于對照，是對照的1.62倍，表現(xiàn)出明顯的植株伸長趨勢。主莖綠葉數(shù)、分蘗數(shù)、根數(shù)和鞘干質量基本與對照處理相同。對于敏感品種而言，葉干質量淹澇處理與對照沒有明顯差異，其他各性狀淹澇后表現(xiàn)都明顯小于對照（方欣4號除外）。淹澇造成所有品種株高升高，其他性狀不同類型品種間表現(xiàn)不同，耐性較強品種葉片有伸長的趨勢，其他植株性狀受影響也較小；敏感品種多數(shù)植株性狀受淹澇后生長受到抑制。

3 討論

水稻不同基因型對淹澇脅迫的忍耐力存在差異，選用耐淹澇品種是防范淹澇災害最經濟有效的措施。淹澇脅迫會引起水稻發(fā)生一系列生理生化、形態(tài)和產量性狀變化，利用這些形態(tài)和產量性狀指標，可以比較不同品種對淹澇脅迫環(huán)境適應能力的差異性。然而，水稻的耐淹能力不僅受溫度、水質、水深、施肥、生產季節(jié)等影響，而且與水稻所處的生育期也密切相關[6]。孕穗期水稻對淹澇最敏感，其次是開花期和乳熟期[7]。同一水稻品種不同生育期的耐淹澇能力差異明顯，且相互間并無必然聯(lián)系。以受淹后水稻的收獲產量作為衡量標準，苗期耐澇強的品種其生育后期并不一定耐澇，但后期耐澇的品種，其前期往往耐澇較強。陳祖玉等[8]對雜交水稻孕穗期的耐澇農藝指標進行篩選，發(fā)現(xiàn)與產量相對受害率最密切相關的依次是結實率、高位芽率和千粒重。李陽生等[2]認為葉片相對成活率可以作為評價水稻分蘗期耐淹能力的指標。陳永華等[3]發(fā)現(xiàn)，葉片相對成活率和莖蘗耐淹能力可用來評價水稻耐淹能力。淀粉和可溶性糖能為淹沒期間代謝活動的維持和去淹沒后植株的恢復生長提供能量，碳水化合物一直被認為是影響水稻耐淹能力的一個重要因素[9]。因此，本研究把葉片相對成活率和植株較高的物質能量作為評價水稻分蘗期耐淹能力的重要指標，對27個水稻品種進行評價，內2優(yōu)6號、岡優(yōu)158、豐優(yōu)22、岡優(yōu)188、岡優(yōu)827、Ⅱ優(yōu)838、粵優(yōu)938、裕豐8號和珞優(yōu)8號抗性強，方欣1號、岡優(yōu)363、Y兩優(yōu)1號、方欣4號、豫農粳6號抗性弱，其他13個品種抗性中等，屬中性品種，雜交稻耐澇性優(yōu)于常規(guī)稻，結果與實際表現(xiàn)相符合，可以作為水稻分蘗期耐淹能力的篩選指標。并且，葉片相對成活率和干物質質量，具有直觀、簡單、實用性與可操作性強特點，易于準確判斷，對生產實踐意義重大。其次，通過研究發(fā)現(xiàn)耐淹品種的根系都明顯優(yōu)于不耐淹品種，因此，在實踐當中，根系也可以作為耐淹篩選的輔助指標。

淹澇條件下，植株高、分蘗多、干物質量大和保持一定的綠葉數(shù)是維持生存的必要條件。水稻應對淹澇脅迫的策略有避淹和耐淹。避淹是通過伸長生長，植株頂端浮出水面，進行光合作用。耐淹策略是植株保存能量和碳水化合物，緩慢生長，在無大的傷害下存活下來。對于河南地區(qū)灌溉水稻品種，淹澇時間一般較短。因此，淹沒期間植株伸長緩慢，保存能量，更有利于植株維持生命。

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