多年生稻云大107 產(chǎn)量潛力分析

李小波 黃光福 施繼芳 王春榮 張玉嬌 程卯 胡建 張石來 胡鳳益*

（1 云南大學(xué)農(nóng)學(xué)院，昆明650201；2 勐?？h勐遮鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)綜合服務(wù)中心，云南 勐海666205；3 景洪市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，云南景洪666101；第一作者：lixiaobo@mail.ynu.edu.cn；*通訊作者：hfengyi@ynu.edu.cn）

近年來，云南大學(xué)利用長雄野生稻地下莖無性繁殖特性培育的多年生稻獲得了成功[1-3]，多年生稻品種多年生稻23 已經(jīng)通過了云南省審定（審定編號：滇審稻2018033 號）。多年生稻是指種植一次就可以連續(xù)收獲多年的稻作生產(chǎn)方式，從第2 年起水稻生產(chǎn)不再需要種子、育秧、犁田耙田、栽秧等環(huán)節(jié)，不僅減少了勞動力投入和生產(chǎn)成本，也大大降低了勞動強度，是一項輕簡化的稻作生產(chǎn)技術(shù)。最近，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)又從“滇瑞449//RD23/長雄野生稻”雜交組合中選育出了具有多年生性的優(yōu)質(zhì)稻品種云大107。為了明確云大107 的產(chǎn)量潛力，為其栽培技術(shù)優(yōu)化提供依據(jù)，我們用云南主栽的優(yōu)質(zhì)稻品種滇屯502、滇瑞449、文稻5 作對照，于2018 年在云南景洪進行了田間比較試驗，以期為云大107 的推廣與栽培技術(shù)的優(yōu)化提供詳實數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料與供試地點

供試材料為滇屯502、文稻5、滇瑞449、云大107。試驗于2018 年在云南景洪市嘎灑鎮(zhèn)試驗基地進行（海拔550 m）。試驗地土壤基礎(chǔ)肥力：pH 值5.05，有機質(zhì)含量34.0 g/kg，全氮2.1 g/kg，堿解氮155.60 mg/kg，速效磷7.58 mg/kg，速效鉀139.10 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計

采用隨機區(qū)組設(shè)計，3 次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2（長×寬=4 m×5 m）。種植方式和施肥措施與當?shù)厣a(chǎn)水平類似。7 月23 日播種，8 月17 日移栽，移栽行株距20 cm×20 cm，每667 m2插1.67 萬叢，每叢1～2 苗；氮肥、磷肥、鉀肥分別選用尿素（46%）、過磷酸鈣（12%）和氯化鉀（60%），純N 用量13 kg/667 m2，P2O56.5 kg/667 m2，K2O 13 kg/667 m2。其中，氮肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥∶粒肥=5∶2∶2∶1 分4 次施，磷肥全部作基施，鉀肥按基肥∶穗肥=1∶1 分2 次施。水分管理和病蟲害防治參照水稻高產(chǎn)管理措施進行。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 生育期

記載播種期、成熟期，并計算最終的全生期天數(shù)。

1.3.2 干物質(zhì)積累

分別在齊穗期和成熟期取樣，每小區(qū)取5 叢，洗凈泥沙，測定莖蘗數(shù)，然后剪去根。齊穗期將樣品分成莖、葉、穗3 部分；成熟期將樣品分成稻草、枝梗、實粒、秕粒4 部分。樣品整理好及時放入烘箱105℃殺青30 min，后調(diào)溫度至75℃烘干至恒質(zhì)量，分別測定干物質(zhì)量。

表1 不同品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成表現(xiàn)

表2 不同品種生育期表現(xiàn)

1.3.3 凈光合速率和葉綠素含量

在齊穗期，用LI-6400XT 便攜式光合測定儀梭形葉室測定劍葉凈光合速率（Pn），每個小區(qū)測3 株，測定時間選擇晴朗天氣的上午9∶00—11∶00；同時將測定凈光合速率（Pn）劍葉對應(yīng)做好標記取樣放入封口袋中，帶回實驗室測其葉綠素含量。葉綠素含量的測定參考張其德[4]的方法。每次測定重復(fù)3 次，取平均值。

1.3.4 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成

采用5 點取樣法進行取樣調(diào)查，調(diào)查有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重等性狀，計算理論產(chǎn)量。同時每個小區(qū)取5 m2進行實割測產(chǎn)，計算實際產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 和SPSS 23.0 軟件進行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

從表1 可見，實際產(chǎn)量和理論產(chǎn)量均表現(xiàn)為云大107＞滇瑞449＞文稻5＞滇屯502，其中實際產(chǎn)量云大107 為564.52 kg/667 m2，較滇屯502、文稻5 和滇瑞449 分別增加25.94%、5.41%和2.93%，與滇屯502 相比產(chǎn)量差異顯著。從產(chǎn)量構(gòu)成因素看，云大107 每穗粒數(shù)為138.82 粒，顯著多于滇瑞449、文稻5 和滇屯502，分別提高8.49%、14.84%和15.62%；云大107 有效穗數(shù)16.23 萬/667 m2，較滇屯502、文稻5 和云大107 分別減少5.80%、14.08%和28.75%，其中與滇瑞449 差異顯著；云大107 千粒重30.8 g，顯著高于滇瑞449；各品種之間結(jié)實率差異不顯著。可見，云大107 的產(chǎn)量比云南主栽優(yōu)質(zhì)稻品種略高，其高產(chǎn)的原因主要在于有較多的穗粒數(shù)和較高的千粒重。

2.2 生育期

從表2 可見，全生育期表現(xiàn)為滇瑞449＞滇屯502＞云大107＞文稻5，云大107 較親本滇瑞449 縮短7 d，較滇屯502 縮短4 d，比文稻5 長11 d。品種間生育期差異主要表現(xiàn)在播始歷期，為3～21 d，而始穗至成熟期差異不明顯。說明云大107 的生育期適合云南優(yōu)質(zhì)稻生產(chǎn)的生育期需求。

2.3 干物質(zhì)積累

從表3 可見，云大107 成熟期干物質(zhì)量為1 984.8 g/m2，比文稻5、滇屯502、滇瑞449 分別增加28.87%、19.94%、11.44%，其中與文稻5 差異顯著；齊穗期干物質(zhì)量為1 305.4 g/m2，比滇瑞449 顯著增加308.7 g/m2，而與滇屯502、文稻5 差異不顯著；云大107 收獲指數(shù)為0.55，與滇瑞449、滇屯502 以及文稻5 差異不顯著；云大107 齊穗至成熟期生長速率為20.0 g/（m2·d），顯著高于滇屯502 和文稻5。這4 個參試品種的產(chǎn)量與成熟期干物質(zhì)量和生長速率呈顯著正相關(guān)（r=0.775*，r=0.778*）（表4）。總的來看，云大107 在成熟期及齊穗期的干物質(zhì)量均大于其他優(yōu)質(zhì)稻品種，收獲指數(shù)和生長速率亦較高，具有適應(yīng)云南優(yōu)質(zhì)稻區(qū)種植的潛力。

2.4 光合特性

2.4.1 葉綠素含量

從圖1 可見，云大107 的葉綠素a、類胡蘿卜素和葉綠素a+b 小于滇屯502，但均大于文稻5 和滇瑞449。表明云大107 在云南優(yōu)質(zhì)稻主栽區(qū)具有較高的光合特性，利于通過優(yōu)化栽培措施提高產(chǎn)量。

2.4.2 凈光合速率

表3 不同品種干物質(zhì)積累、生長速率、收獲指數(shù)差異

表4 不同品種干物質(zhì)積累、生長速率、收獲指數(shù)相關(guān)性分析

表5 不同品種凈光合速率比較

圖1 云南主栽優(yōu)質(zhì)稻不同品種葉綠素含量差異

從表5 可見，云大107 齊穗期劍葉凈光合速率為26.31 μmol/（m2·s），顯著高于滇屯502、滇瑞449 和文稻5，分別增加4.45%、4.65%和16.83%；而氣孔導(dǎo)度是0.61 mol/（m2·s），顯著高于滇屯502、滇瑞449，與文稻5 持平；胞間CO2濃度為275.11 μmol/mol，和文稻5、滇屯502 以及滇瑞449 持平；蒸騰速率4.86 μmol/（m2·s），顯著小于文稻5、滇屯502 和滇瑞449。云大107 的凈光合速率與葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b 和類胡蘿卜素呈極顯著正相關(guān)性（相關(guān)系數(shù)分別為0.880**、0.906**、0.908**、0.895**）（表6）。從光合特性和凈光合速率可以看出，云大107 具有高產(chǎn)的光合潛力。

3 討論與結(jié)論

3.1 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成關(guān)系

在產(chǎn)量構(gòu)成要素中，有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)是衡量庫容量大小的主要指標，千粒重反應(yīng)的則是庫容的充實程度。研究表明，在高產(chǎn)水平下產(chǎn)量構(gòu)成要素中，千粒重與產(chǎn)量的偏相關(guān)系數(shù)最大，每穗實粒數(shù)次之[5]，所以說提高庫容量是獲得高產(chǎn)的重要途徑，而庫的充實程度是獲得高產(chǎn)的保證。研究證明，增加穗粒數(shù)和千粒重是獲得高產(chǎn)的直接原因，尤其在高產(chǎn)條件下關(guān)系更為密切[6]。本研究中，實際產(chǎn)量和理論產(chǎn)量均表現(xiàn)為云大107＞滇瑞449＞文稻5＞滇屯502，云大107 的每穗粒數(shù)顯著多于滇屯502、文稻5 和滇瑞449，而千粒重也高于滇屯502、文稻5 和滇瑞449。與其他品種相比，云大107 產(chǎn)量潛力優(yōu)勢主要體現(xiàn)在穗大、粒重上，通過調(diào)控栽培措施可以進一步協(xié)調(diào)產(chǎn)量構(gòu)成四要素的關(guān)系，進而挖掘云大107 產(chǎn)量潛力。

3.2 產(chǎn)量與干物質(zhì)積累、收獲指數(shù)關(guān)系

水稻各器官干物質(zhì)的積累是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[7]。產(chǎn)量潛力提高更多地是依靠增加生物產(chǎn)量和協(xié)調(diào)生物產(chǎn)量與收獲指數(shù)的關(guān)系[8]。高產(chǎn)高效栽培和超高產(chǎn)栽培可以顯著提高水稻干物質(zhì)總積累量，特別是齊穗至成熟階段的干物質(zhì)積累量，使產(chǎn)量隨干物質(zhì)的增加而同步增加[9]。云大107 成熟期的干物質(zhì)積累量最大，這也是云大107 產(chǎn)量高于其他優(yōu)質(zhì)稻的主要原因之一。

3.3 劍葉凈光合速率、葉綠素含量與產(chǎn)量、干物質(zhì)積累的關(guān)系

表6 不同品種劍葉凈光合速率和葉綠素含量的相關(guān)性分析

產(chǎn)量變化主要取決于抽穗至成熟期光合生產(chǎn)能力[10]，而光合生產(chǎn)能力又主要取決于凈光合速率和蒸騰速率的快慢。云大107 凈光合速率顯著高于滇屯502、滇瑞449 和文稻5，氣孔導(dǎo)度和胞間C02濃度顯著大于或略高于其他3 個云南主栽的優(yōu)質(zhì)稻；蒸騰速率卻顯著小于文稻5、滇屯502 和滇瑞449?？梢姡拼?07 具有較高的光合潛力，這也是其產(chǎn)量高于其他優(yōu)質(zhì)稻品種的主要原因之一。

光合生產(chǎn)能力取決于植物體葉片的葉色，水稻葉色的深淺是由體內(nèi)葉綠素含量的多寡決定的，葉綠素在光合作用的光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換中起著關(guān)鍵作用[11]。葉綠素含量與凈光合速率呈顯著相關(guān)性，并且直接影響產(chǎn)量[12]，葉綠素含量高，有助于獲取更多太陽輻射量，也利于光合產(chǎn)物的形成和積累，提高植物的光能利用率。本研究表明，凈光合速率與葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b 和類胡蘿卜素呈極顯著正相關(guān)性，云大107 除了葉綠素a、類胡蘿卜素和葉綠素a+b 小于滇屯502 外，其他各指標均大于文稻5 和滇瑞449。

云大107 較云南主栽其他優(yōu)質(zhì)稻產(chǎn)量高的主要原因是粒多粒大，同時生長后期具有較高的光合產(chǎn)物生產(chǎn)能力，保證成熟期有較高干物質(zhì)積累。因此，提高包括多年生稻云大107 在內(nèi)的云南優(yōu)質(zhì)稻產(chǎn)量及挖掘產(chǎn)量潛力的主要途徑是提高每穗粒數(shù)，同時提高齊穗后劍葉光合能力，以積累較多光合產(chǎn)物，進而提高成熟期生物產(chǎn)量。