摘要:福香占兼具耐儲藏、抗逆、優(yōu)質,且香味濃郁,是福建省農業(yè)科學院水稻研究所利用耐儲藏、抗病的粵晶絲苗2號作為母本,優(yōu)質長粒具有香味的H603作為父本選育的優(yōu)質常規(guī)香稻品種。文章探討了福香占在不同氮肥水平下福香占種子的耐儲藏性。結果表明:當施氮量為103.5 kg·hm?2時,福香占種子耐儲藏性最好。2024年,福香占在福建省龍巖市新羅區(qū)百畝示范片取得單產10.71 t·hm?2的佳績,創(chuàng)造了福香占百畝片的最高產量記錄,示范片福香占有效穗數(shù)、結實率和穗粒數(shù)均表現(xiàn)優(yōu)異,優(yōu)質品種的高產潛力得到了發(fā)揮。同時,還闡述了福香占在福建省龍巖市百畝示范片種植的高產栽培技術和措施。
關鍵詞:福香占;種子耐儲藏性;施氮量;高產栽培技術
中圖分類號:S511文獻標志碼:A文章編號:0253?2301(2024)12?0007?05
DOI:10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.12.002
Effect of Nitrogen Application Rate on Seed Storability of Fuxiangzhan and Its High-yieldCultivation Techniques
WANG Ying-heng1,3,HUANG Kang-de2,CAI Qiu-hua1,3,XU Shu-ying2,LIN Qiang1,3,PAN Li-yan2,JIANG Zhao-wei1,3,WU Fang-xi1,3,MA Jing4,XIE Hua-an1,3,ZHANG Jian-fu1,3*
(1.Rice Research Institute,F(xiàn)ujian Academy of Agricultural Sciences,F(xiàn)uzhou,F(xiàn)ujian350019,China;2.LongyanInstitute of Agricultural Sciences,Longyan,F(xiàn)ujian 361000,China;3.Key Laboratory of Germplasm Innovation andMolecular Breeding of Hybrid Rice for South China,Ministry of Agriculture and Rural,P.R.China/Fuzhou Branch,National Rice Improvement Center of China/Fujian Engineering Laboratory of Crop Molecular Breeding/Fujian KeyLaboratory of Rice Molecular Breeding/Incubator of National Key Laboratory of Fujian Germplasm Innovation andMolecular Breeding Between Fujian and Ministry of Sciencesamp;Technology/Base of South-China,NationalKeyLaboratory of Hybrid Rice/National Rice Engineering Laboratory of China,F(xiàn)uzhou,F(xiàn)ujian 350003,China;4.Institute ofCropSciences,Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Yinchuan,Ningxia 750002,China)
Abstract:Fuxiangzhan was a conventional fragrant rice variety with seedstorability,adverseresistance,high quality and strong fragrance,which was bred by Rice Research Institute of Fujian Academy of Agricultural Sciences with Yuejingsimiao No.2,which was resistant to storage and disease,as the female parent,and H603,which had high quality,long grain and fragrance,as the male parent.In this paper,theseedstorability of Fuxiangzhan under different nitrogen fertilizer levels was discussed.The results showed that when the nitrogen application rate was 103.5 kg·hm?2,the seedstorability of Fuxiangzhan was the best.In 2024,F(xiàn)uxiangzhan achieved a good yield of 10.71 t·hm?2 per unit area in the 100 mu demonstration field area of XinluoDistrict,LongyanCity,F(xiàn)ujianProvince,creating the highest yield record of Fuxiangzhan in the 100 mu demonstration field area.Fuxiangzhan showed excellent performance in the effective panicle number,seed set propagation coefficient and grain number per panicle,and the high-yield potential of the high-quality varieties was brought into play.At the same time,the high-yield cultivation techniques and measures for Fuxiangzhan planted in the 100 mu demonstration field area of Longyan City,F(xiàn)ujian Province were expounded.
Key words:Fuxiangzhan;Seed storability;Nitrogen application rate;High-yield cultivation techniques
水稻是全世界一半以上人口的主食,也是我國最重要的糧食作物之一。然而受水資源短缺、耕地面積有限和極端氣候等不利因素的影響,我國糧食總產依然面臨著極大的挑戰(zhàn)[1?2]。如何在有限的耕地上生產更多的糧食,不僅需要研究人員加強作物品種改良,不斷培育“四性”綜合優(yōu)良的新品種,也要注重高產栽培理論和技術的研究與推廣,深入挖掘優(yōu)良品種的高產潛力。近年來,我國優(yōu)質水稻品種不斷涌現(xiàn),優(yōu)質稻市場需求和推廣面積也在逐年增加[3],而優(yōu)質稻的豐產性常常表現(xiàn)一般。因此,本課題組每年在省內外設置核心示范基地,從品種和配套的栽培技術上探索優(yōu)質稻的高產潛力,將豐產性和優(yōu)質性綜合到較高水平。
福香占是福建省農業(yè)科學院水稻研究所利用具有耐儲藏、抗病特性的粵晶絲苗2號作為母本,以及優(yōu)質長粒帶有香味的H603作為父本選育的優(yōu)質常規(guī)香稻品種,2020年通過福建省審定(閩定編號:閩審稻20200011)。該品種全生育期兩年區(qū)域試驗平均142.6 d,比對照Ⅱ優(yōu)3301遲熟0.1 d。群體整齊,株型適中,熟期轉色好,有效穗數(shù)222萬穗·hm?2,株高116.3 cm,穗長25.1cm,每穗總粒數(shù)196.0粒,結實率81.9%,千粒重24.2 g。兩年稻瘟病抗性鑒定綜合評價為中抗稻瘟病,米質達部頒二等優(yōu)質食用稻品種品質標準[4]。榮獲第三屆全國優(yōu)質稻米食味品質鑒評(秈稻)金獎,是兼具耐儲藏、優(yōu)質、抗逆性強的香型水稻品種,深受廣大消費者喜愛。
人工老化試驗[5]和自然儲藏條件下,福香占均表現(xiàn)出較好的耐儲藏性,其稻谷種胚中脂肪酸代謝途徑相關的LOX2、LOX3[6?8]基因表達量以及蛋白質豐度都處于低水平[5]。研究表明,不同栽培條件對福香占產量、品質均產生影響[9],本研究旨在探索不同氮肥水平對福香占耐儲藏性的影響,并總結了其高產栽培技術。
1材料與方法
1.1試驗地點
試驗地點位于福建省龍巖市新羅區(qū)小池鎮(zhèn)黃斜村(E 25.14°,N 116.89°),丘陵起伏,海拔約560 m,亞熱帶季風氣候,年平均氣溫18.9℃,無霜期277 d,積溫為5 618℃。雨量充沛,年均降水量為1 700 mm左右。試驗田土壤pH值6.3,有機質含量22.1 g·kg?1,堿解氮60.8 mg·kg?1,有效磷53.3 mg·kg?1,速效鉀93 mg·kg?1,全氮2.52 g·kg?1,全磷0.571 g·kg?1,全鉀7.22 g·kg?1。該地塊為油菜和水稻水旱輪作,5月至10月初種植水稻,10月中下旬至第2年4月種植油菜。
1.2試驗設計
1.2.1施氮量對福香占種子貯藏性的影響本試驗采用小區(qū)隨機設計,施氮量設5個處理(N0、N1、N2、N3、N4),分別為0、51.75、103.5、155.25、207 kg·hm?2。氮肥選用尿素(N 46%),按基肥∶分蘗肥∶拔節(jié)肥∶孕穗肥=3∶2∶3∶2施肥。磷、鉀肥按150 kg·hm?2施用。病蟲害防治、水分管理同大田管理。
1.2.2福香占高產示范測產高產示范田面積7.3 hm2,采用高產栽培措施,增施復合微生物菌肥。福香占于2024年5月5日播種,6月2日移栽,8月28日始穗,9月5日齊穗,10月9日成熟收割,播始歷期115 d,全生育期156 d。10月9日組織相關專家組成專家組進行測產驗收。
1.3種子耐儲藏性測定方法
種子成熟后風干,在42℃烘箱干燥2 d以平衡水分和破除休眠。每個氮肥處理各數(shù)若干份每份100粒的飽滿種子,分別放在小網(wǎng)袋中,掛在恒溫恒濕箱(Binder,德國)中人工加速老化(溫度:42℃,濕度:88%),分別在人工老化的第0、7、14、21、28、35 d,每天上午10:00時,取出種子測定發(fā)芽率。發(fā)芽率測定方法為:將人工老化箱中取出的種子置于鋪3層濾紙的培養(yǎng)皿上,立即在溫度28℃,相對濕度70%,光照黑暗交替14 h/10 h的培養(yǎng)室中清水培養(yǎng),10 d后統(tǒng)計種子發(fā)芽率。人工老化各個時間段、每個氮肥處理均3個生物學重復,每個重復100粒飽滿種子。
1.4統(tǒng)計分析
采用Microsoft Excel 2010進行數(shù)據(jù)整理,方差分析采用SPSS 17.0中一般線性模型進行多因素方差分析,作圖使用SigmaPlot 10.0。
2結果與分析
2.1施氮量對福香占種子貯藏性的影響
在前期研究中,本課題組發(fā)現(xiàn)福香占種子具有較好的耐貯藏性,為了解施氮量是否對其耐貯藏性產生影響,本研究將不同氮肥水平下收獲的福香占成熟種子進行了人工老化處理,通過發(fā)芽率變化判斷其耐貯藏性。由圖1可知,人工老化21 d,CK和N2發(fā)芽率較高,分別為81.00%和82.00%,N4發(fā)芽率最低,為57.67%,N1和N3發(fā)芽率接近,分別為75%和76%。人工老化28 d,N2發(fā)芽率最高,為50.00%,N3和N4發(fā)芽率較低,僅為11.67%和6.00%。人工老化35 d,N2發(fā)芽率為7.67%,其余處理幾乎不發(fā)芽(圖1b)。本研究中,人工老化處理后,N4處理發(fā)芽率下降最快,CK和N1發(fā)芽率下降居中,N2發(fā)芽率下降最慢。人工老化處理表明,N2處理福香占種子貯藏性最好。
2.2示范情況
田間調查可知,福香占基本苗25.0萬株·hm?2,有效穗數(shù)339.6萬穗·hm?2,穗粒數(shù)231.8粒,結實率91.3%,千粒重22.5 g,每667 m2理論產量729.8 kg。10月9日,福建省農業(yè)科學院水稻研究所組織中國農業(yè)大學、閩江學院、福建農林大學、福建省種子總站、龍巖市農業(yè)科學研究所等單位相關專家組成專家組進行測產驗收,專家組聽取了項目組的工作匯報,考察了示范基地,示范田水稻群體整齊,長勢均衡,穗長粒多,田間無明顯病蟲為害,結實率高,熟期轉色好。隨機抽取3塊田進行機收實割測產,每塊田300 m2以上,經去雜、測量水分含量,最后折算成含水量為13.5%的干谷產量,3塊田平均干谷產量10.71 t·hm?2,日產量68.7 kg·hm?2。
2.3高產栽培技術
2.3.1適時播種,合理密植福香占在龍巖做中稻種植。于5月上中旬播種,機插用種量為30 kg·hm?2,手工插秧22.5 kg·hm?2。選擇晴朗微風的天氣,把種子攤在干燥向陽的土地、席墊上,連續(xù)曬1~2 d,增強種皮的透氣性,提高發(fā)芽勢和出苗率。種子先用清水浸泡過夜,去除秕谷及雜質后,消毒及浸種選用50%氯溴異氰尿酸水溶性粉劑(江蘇東寶),浸種液濃度為500 mg·kg?1,即1 g藥劑兌水1 kg,浸泡10 h。將吸足水分的種子堆放催芽,在堆放處鋪上約10 cm厚稻草,再在上面鋪上塑料薄膜,種子瀝去多余水分,攤勻,保持環(huán)境溫度28~32℃,至90%左右的種子露白,即可播種。采用育秧流水線機播,選擇水稻全營養(yǎng)育秧基質(中諾、中錦)30%+菜園土70%混勻后作為旱育秧苗床,每盤播種量為110 g,播種時使用防蟲網(wǎng)以防止病毒病的發(fā)生。秧苗1葉1心期施復合微生物菌肥(種植珍)150 kg·hm?2和生物有機肥150 kg·hm?2,3葉1心期施復合微生物菌肥(種植珍)225 kg·hm?2和生物有機肥225 kg·hm?2,增強秧苗免疫力,使秧苗移栽后迅速返青和分蘗,為高產打下良好基礎。秧苗齡25~30 d,插秧前做好病蟲害防治。插秧行株距為20 cm×20 cm,插足25萬叢·hm?2,每叢插2苗。
2.3.2改良田塊,施足底肥油菜機械收獲時同步秸稈粉碎還田,并添加秸稈腐熟劑及時耕旋,適當施用少量速效氮肥調節(jié)碳氮比。基肥用碳銨(NH4HCO3)750 kg·hm?2,過磷酸鈣(P2O5)750 kg·hm?2。提倡一年深翻耕、二年旋耕,旋翻結合、加深耕層。翻犁時除施足腐爛的農家肥外,秧床還需施復合肥。堅持安全優(yōu)質、化肥減控、有機為主的肥料施用原則。有機氮和無機氮的比例需超過1:1;根據(jù)測土配方結果增施Zn、Si等中微量元素肥料;改進施肥方式,氮磷鉀大量元素肥料運籌按照基肥和追肥結合,速效肥和緩效肥結合的方式進行。
2.3.3平衡施肥秧苗2葉1心施斷奶肥,用尿素75 kg·hm?2促分蘗。插秧前4 d施送嫁肥和送嫁藥,春雷三環(huán)唑、殺蟲類12%甲維蟲螨晴+撲風靈按說明使用,加復合肥微生物菌肥(福建以諾生物科技有限公司,種植珍噴施通用型)10 g·kg?1,并施尿素75 kg·hm?2,以利插后早返青。早施分蘗肥,以促進秧苗早分蘗、快分蘗。用含氯15%的復合肥450 kg·hm?2,氯化鉀150 kg·hm?2,復合微生物肥600 kg·hm?2。進入幼穗分化階段,施含鉀高的生物有機肥150 kg·hm?2。
2.3.4科學管水秧田要保持溝中有水,水不上畦面,1葉見青期水逐步上畦面。有蓋薄膜的秧田,幼苗期要注意在高溫時揭膜,低溫時蓋膜,插秧前10 d揭膜煉苗。插秧前管理原則為淺-露-曬-濕結合,間歇灌溉,充分利用降雨補充灌溉。淺水扶苗,保持3 cm。薄水至無水層栽插,插秧后保持3 cm的水層3~5 d,促進秧苗返青,自然落干露田1~2 d后復2~3 cm的淺水至濕潤;淺水勤灌促分蘗,夠苗(預期有效穗的80%~90%)曬田,拔節(jié)前復水,淺水濕潤間歇灌溉,足水孕穗;穗期淺水-濕潤,遇高溫灌深水調溫,后期間歇灌溉,干濕交替,收獲前7~10d斷水,不宜過早。
2.3.5病蟲草害防治堅持預防為主,綜合防治原則。推廣綠色防控技術,優(yōu)先采用農業(yè)防控、理化誘控、生態(tài)調控、生物防控,結合總體開展化學防控。選用的福香占對稻瘟病有較好的抗性,前茬種植油菜輪作換茬,減少病蟲害發(fā)生。每公頃安裝1盞黑光燈或頻震式殺蟲燈誘殺螟蟲和稻縱卷葉螟成蟲。使用香根草、性誘劑控制二化螟、稻縱卷葉螟的發(fā)生和為害,采取稻鴨共育,稻田養(yǎng)魚(蟹、蝦)等方式控制蟲害的發(fā)生?;瘜W防治主抓秧田期和破口期前后兩次用藥,總體防治。幼穗分化8個時期防治二化螟、三化螟和稻縱卷葉螟、紋枯病、稻瘟病,使用春雷三環(huán)唑或苯甲丙環(huán)唑。殺蟲類使用12%甲維蟲螨腈+撲虱靈、蘇云金桿菌、煙堿皂素。
3討論與結論
福香占耐儲藏性好,種子人工老化(溫度42℃,濕度88%)處理4周后,發(fā)芽率仍在60%以上,淀粉粒結構保持較好;自然儲藏1~2年后仍保持較好食味品質,其稻谷種胚中脂肪酸代謝途徑相關的LOX2、LOX3基因表達量以及蛋白質豐度都處于低水平[5]。福香占稻瘟病抗性強,2018年福香占參加福建省中稻區(qū)試抗葉稻瘟(R)和抗穗頸瘟(R),苗期室內人工接菌,抗稻瘟?。≧)。2019年福香占繼續(xù)參加福建省中稻續(xù)試,田間鑒定表現(xiàn)抗葉稻瘟(R)和中抗穗頸瘟(MR),苗期室內人工接菌,抗稻瘟?。≧)。聚合了PiaFXZ、Pib、Pi2和PitaFXZ等4個稻瘟病抗性基因,PiaFXZ和PitaFXZ是福香占特有的等位變異[10?11]。福香占香味濃郁,其香味基因Badh2在第7外顯子處有8 bp堿基缺失和3個單核苷酸多態(tài)性(SNPs),使得香味物質2-乙?;?1-吡咯啉(2-AP)累積從而產生香味[4]。福香占抗逆性較好,苗期干旱脅迫處理,抗氧化酶基因、滲透調節(jié)等相關的干旱應答關鍵基因表達上調,干旱存活率、抗氧化酶活性均高于明恢63和明恢86[12]。福香占在生產上也表現(xiàn)出耐澇、少肥等特性,2023年和2024年分別入選福建省農業(yè)主導品種。近年來,福建、江西、重慶等地進行了大面積推廣種植,深受種糧大戶和米業(yè)企業(yè)的歡迎,是農民增產增收、為農業(yè)提質增效的好品種。
稻谷既是糧食,也是種子,稻谷的貯藏性對于國家糧食安全、種業(yè)安全及種質資源保存都具有重要意義[5]。施氮量對稻谷或種子耐儲藏性的研究目前較少有報道,僅有部分研究氮肥施用對水稻貯藏后品質的影響,認為水稻適宜施氮量為0~260kg·hm?2,但是過量氮肥(420 kg·hm?2)有利于蒸煮食味品質在存儲期間的穩(wěn)定性[13]。本研究結果表明,施氮量為103.5 kg·hm?2時,福香占種子耐貯藏性更好。
2024年福香占在福建省龍巖市新羅區(qū)百畝示范片取得單產10.71 t·hm?2,創(chuàng)造了福香占百畝片的最高產量記錄。示范田為準高標準農田,面積大,交通便利,生態(tài)環(huán)境好,水源充足,土壤條件好,為福香占優(yōu)質高產打下了堅實的基礎。示范片福香占有效穗數(shù)、結實率和穗粒數(shù)均表現(xiàn)優(yōu)異,優(yōu)質品種的高產潛力得到了發(fā)揮。同時堅持預防為主,綜合防治原則,減少了病蟲害的發(fā)生,有力地保障了示范片獲得高產。福香占生產中堅持安全優(yōu)質、化肥減控、有機為主的肥料施用原則。注重土壤改良,施足底肥,全程使用復合微生物菌肥和生物有機肥,極大地提升了產量和品質[14?15]。
參考文獻:
[1]徐春春,紀龍,陳中睿,等.2023年我國水稻產業(yè)形勢分析及2024年展望[J].中國稻米,2024,30(2):1?4.
[2]國家統(tǒng)計局.關于2023年糧食產量數(shù)據(jù)的公告[EB/OL].(2024-12-11)[2024-12-15].https://www.gov.cn/lianbo/bumen/202312/content_6919545.htm.
[3]繆添惠,蔡蕓菲,王曉峰,等.浙江省優(yōu)質稻品種發(fā)展現(xiàn)狀與對策[J].中國稻米,2024,30(6):82?86.
[4]吳方喜,羅翠琴,王穎姮,等.優(yōu)質、抗病、耐儲藏香稻新品種福香占的選育與應用[J].福建農業(yè)學報,2022(6):683?690.
[5]王穎姮,謝鴻光,陳飛鶴,等.秈稻福香占耐儲藏性的蛋白質組學分析[J].科學通報,2023,68(28-29):3857?3868.
[6]劉南南,江玲,張文偉,等.水稻種胚LOX3基因在逆境脅迫中的作用[J].中國水稻科學,2008,22(1):8?14.
[7]XU H,WEI Y,ZHU Y,et al.Antisense suppression of LOX3 gene expression in rice endosperm enhances seed longevity[J].Plant Biotechnology Journal,2015,13(4):526?539.
[8]GAYEN D,ALI N,NATH S,et al.Down-regulation of lipoxygenase gene reduces degradation of carotenoids of golden rice during storage[J].Planta,2015,242(1):353?363.
[9]王穎姮,陳麗娟,崔麗麗,等.施氮量對優(yōu)質稻“福香占”光合特性、產量及品質的影響[J].中國水稻科學,2023,37(1):89?101.
[10]羅翠琴.優(yōu)質水稻福香占的抗病分子機制初步研究[D].福州:福建農林大學,2022.
[11]吳天成.福香占稻瘟病抗性分子機制的初步研究[D].福州:福建農林大學,2023.
[12]王穎姮,崔麗麗,蔡秋華,等.代謝組和轉錄組分析秈稻福香占干旱脅迫的分子響應[J].作物學報,2024,50(12):2998?3012.
[13]LIANG H L,TAO D B,ZHANG Q,et al.Nitrogen fertilizer application rate impacts eating and cooking quality of rice after storage[J].Plos ONE,2021,16:e0253189.
[14]徐淑英.新型肥料對水稻福香占產量及米質的影響[J].中國稻米,2023,29(3):109?111
[15]楊慶,楊晶,呂彬,等.富農生物菌肥對水稻生長、產量及品質的影響[J].中國稻米,2024,20(5):72?74.
(責任編輯:陳文靜)