動態(tài)株型近等基因系水稻的生態(tài)位及其適宜度分析與試驗研究.pdf

1、分蘗是水稻、麥類等禾本科植物的一種特殊而重要的分枝現(xiàn)象。在水稻新株型研究中，分蘗性狀（分蘗角度和分蘗能力）作為其關(guān)鍵因素，與植株的遺傳性狀密切相關(guān)，因此一直備受矚目。其中，對分蘗角度的研究尤其重要，一方面植株抽穗前分蘗與主莖的夾角（分蘗角度）影響水稻群體株間和株內(nèi)競爭光，溫等資源，且與群體栽植密度，植株形態(tài)，光能利用率和風(fēng)速等水稻生理生態(tài)特性密切相關(guān);另一方面分蘗角度對植株的形態(tài)構(gòu)建，株型塑造及產(chǎn)量形成具有深遠(yuǎn)的意義;按照分蘗角度的不同

2、，一般將其分為分蘗角度分散型，束集型和緊湊型三類。然而由于水稻分蘗角度的動態(tài)變化和測量難以達(dá)到精準(zhǔn)，加之測量時期和方法存在差異，因此目前對水稻分蘗角度的定義和類型的劃分尚未取得統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。近年來，為了實現(xiàn)水稻株型改良和雜種優(yōu)勢利用相結(jié)合的超級稻育種目標(biāo)，研究人員以提高水稻分蘗成穗率，產(chǎn)量及其構(gòu)成為目標(biāo)，對分蘗角度展開了一系列研究，主要包括遺傳基因研究、生態(tài)環(huán)境研究、營養(yǎng)生長研究和激素調(diào)控研究等方面。這些都為水稻新株型材料的發(fā)掘提供了堅實

3、的理論和實踐基礎(chǔ)，而水稻新株型材料作為水稻高產(chǎn)基因的載體，與水稻超高產(chǎn)育種密切相關(guān)。然而相關(guān)研究主要定位在水稻生育進(jìn)程里某一特定生育期，卻少有從整個生育期研究水稻分蘗與產(chǎn)量的數(shù)量關(guān)系，從生態(tài)位和生態(tài)位適宜度角度探討水稻株型和產(chǎn)量相關(guān)性的研究尚未發(fā)現(xiàn)。生態(tài)位是物種特征屬性的表現(xiàn)，它揭示了物種在特定生態(tài)環(huán)境中的職能地位，反映了物種與環(huán)境相互作用的方式和規(guī)律。
　　 在作物研究的其它領(lǐng)域，如北疆棉，春小麥等的研究中，馬富裕等通過對棉群

4、進(jìn)行打頂處理，從生態(tài)位(niche)角度分析了棉纖維品質(zhì)。李自珍等則通過構(gòu)建半干旱地區(qū)春小麥生態(tài)位適宜度模型并對水肥進(jìn)行調(diào)控，探討了春小麥的生育特性及其與產(chǎn)量之間的耦聯(lián)關(guān)系，且兩者都取得了較理想的研究結(jié)果。此外，生態(tài)位原理在露天煤礦土地復(fù)墾，病蟲害（如水稻紋枯?。脖蝗郝?，荒漠植被恢復(fù)等領(lǐng)域均獲得廣泛的應(yīng)用。
　　 本研究以分蘗角度動態(tài)型水稻材料DI508(始蘗期半散生，抽穗后直立)為對象，以SS508（全生育期分蘗表現(xiàn)為半散

5、生）和IT508（全生育期分蘗表現(xiàn)為直立）為對照，通過構(gòu)建生態(tài)位適宜度數(shù)學(xué)模型，分別設(shè)計不同氮素營養(yǎng)水平處理試驗和密度處理試驗，分析了不同株型指標(biāo)對產(chǎn)量及其構(gòu)成的生態(tài)位適宜度，氮營養(yǎng)生態(tài)位適宜度及空間生態(tài)位適宜度。主要結(jié)果如下:
　　 1.DI508在株型構(gòu)成因子對產(chǎn)量及其構(gòu)成的生態(tài)位適宜度方面表現(xiàn)出較大優(yōu)勢，主要表現(xiàn)為株高、葉齡、莖蘗數(shù)、莖稈長、冠層高、基部寬度、最遠(yuǎn)分蘗間距、最遠(yuǎn)葉尖間距、主莖分蘗角，倒一全展葉角，倒二全展葉

6、角等株型因子在4個關(guān)鍵生育期對水稻有效穗數(shù)，實粒數(shù)，千粒重和產(chǎn)量的生態(tài)位適宜度均值較IT508和SS508更大，DI508的生態(tài)位適宜度值(F)在4個關(guān)鍵生育期均保持動態(tài)變化，且在穗分化期達(dá)到相應(yīng)的最大值。
　　 2.DI508的地上部干物質(zhì)積累氮效率和葉面積指數(shù)氦效率在4個關(guān)鍵生育期呈較明顯的遞增，可溶性總糖含量氮效率則在進(jìn)入穗分化期時遞減。DI508的地上部干物質(zhì)積累氮效率和葉面積指數(shù)氮效率均在200 kg/ha處理時達(dá)最大

7、值。而在不同的氮處理濃度下，DI508葉片可溶性總糖氮效率在4個關(guān)鍵生育期存在一定的波動，并未呈遞增或遞減趨勢。
　　 3.4種不同密度處理下，分蘗角度不同的3種近等基因系水稻在生育前期（苗期和分蘗期）的空間生態(tài)位適宜度值(F)的變化趨勢大體相同，均為30cm×25cm＞30cm×20cm＞25cm×20cm＞30cm×15cm。從盛蘗期開始，3個株型近等基因系水稻的F值變化動態(tài)出現(xiàn)較顯著的差異，表現(xiàn)為:動態(tài)株型近等基因系水稻D

8、I508的F值在30cm×20cm處理時最大，達(dá)到0.78（數(shù)據(jù)未顯示），而在30cm×25cm處理時F值最小，為0.70（數(shù)據(jù)未顯示）;直立型等基因系水稻IT508的F值大小順序為:25cm×20cm＞30cm×20cm＞30cm×15cm＞30cm×25cm;而散生型近等基因系水稻SS508的F值在30cm×25cm處理時顯著大于其它三種密度處理。此外，齊穗期DI508的空間生態(tài)位適宜度均值較同時期的IT508和SS508的F值大，