四川盆地不同穗重型雜交稻高產(chǎn)群體與氮素吸收利用特點(diǎn)研究.pdf

1、穗部作為水稻整個(gè)生育期大約一半光合產(chǎn)物的最終目的地，其性狀特點(diǎn)直接體現(xiàn)了水稻群體質(zhì)量的優(yōu)劣及產(chǎn)量的高低。雜交秈稻品種改良及籽粒產(chǎn)量提高過程中，每穗粒數(shù)增多帶來的群體總穎花量增加發(fā)揮了關(guān)鍵作用，當(dāng)今水稻高產(chǎn)育種及栽培理論技術(shù)研究亦將增加每穗粒數(shù)、提高單穗重量作為實(shí)現(xiàn)水稻產(chǎn)量進(jìn)一步提升的重要突破口。大穗型雜交稻及其高產(chǎn)栽培技術(shù)在四川盆地的推廣應(yīng)用一方面促進(jìn)了該地區(qū)水稻單產(chǎn)的提高，另一方面也因該地區(qū)生態(tài)條件特殊而面臨增產(chǎn)潛力有限、氮肥利用率低

2、等難題。2013-2014年度，選用單穗重量差異較大的大穗型和中穗型雜交稻作為供試品種（四川盆地幾乎無小穗型水稻品種種植），通過不同的氮肥運(yùn)籌模式、栽植方式、生態(tài)區(qū)域、穗肥運(yùn)籌方式及播期構(gòu)建不同產(chǎn)量水平的水稻群體，研究不同產(chǎn)量水平條件下大穗型和中穗型雜交稻群體的產(chǎn)量形成及氮素吸收利用特性，以期為四川盆地水稻產(chǎn)量和氮素利用率的協(xié)同提高提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.大穗型雜交稻產(chǎn)量均顯著高于中穗型雜交稻，前者高產(chǎn)處理平均產(chǎn)

3、量較后者提高17.02％，中穗型雜交稻雖然產(chǎn)量水平不及大穗型雜交稻，但其穩(wěn)產(chǎn)性較好，而大穗型雜交稻產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮則對(duì)各生育階段水稻群體質(zhì)量均有更高要求。穩(wěn)定穗數(shù)的前提下主攻大穗是大穗型雜交稻取得高產(chǎn)的關(guān)鍵，拔節(jié)期較高的高峰苗雖然有利于有效穗數(shù)的提高，但會(huì)影響大穗型雜交稻大穗優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，最終對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響。獲取較多的有效穗是中穗型雜交稻取得高產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，但由于成穗率不及大穗型雜交稻，所以中穗型雜交稻高產(chǎn)群體拔節(jié)期高峰苗顯著高于大穗型

4、雜交稻。
　　2.大穗型和中穗型雜交稻每穗粒數(shù)的差異主要由二次枝梗穎花分化決定。當(dāng)大穗型雜交稻拔節(jié)期高峰苗偏高時(shí)，其一、二次枝梗穎花分化數(shù)及存數(shù)均與中穗型雜交稻差異不大，當(dāng)高峰苗處于合理區(qū)間時(shí)(240×104hm-2左右)，大穗型雜交稻二次枝梗穎花分化數(shù)及存數(shù)較中穗型雜交稻明顯增加，大穗優(yōu)勢(shì)顯著。當(dāng)處于生態(tài)條件比較優(yōu)越的三臺(tái)生態(tài)點(diǎn)時(shí)，大穗型和中穗型雜交稻均有三次枝梗穎花出現(xiàn)，但其品種間的特異性差異小于二次枝梗穎花。
　　3.

5、大穗型和中穗型雜交稻抽穗期每朵穎花所占有的莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)數(shù)量不存在穩(wěn)定的品種間特異性差異。但大穗型雜交稻灌漿期每朵穎花獲得的莖鞘NSC數(shù)量要顯著高于中穗型雜交稻，莖鞘物質(zhì)輸出順暢，而其成熟期每朵穎花所占有的莖鞘NSC數(shù)量則要顯著低于中穗型雜交稻，這可能是大穗型雜交稻“流”暢的生理基礎(chǔ)之一。
　　4.對(duì)大穗型雜交稻而言，拔節(jié)期高峰苗偏高導(dǎo)致的水稻群體質(zhì)量下降會(huì)削弱其花后光合生產(chǎn)能力，但大穗型雜交稻依然能夠依靠花前物

6、質(zhì)積累輸出展現(xiàn)較好的籽粒灌漿能力，在群體庫容量差異不大的情況下保持對(duì)中穗型雜交稻的產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)。而當(dāng)高峰苗處于合理區(qū)間(240×104hm-2左右)，大穗優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮時(shí)，大穗型雜交稻灌漿期的穎花根活量優(yōu)勢(shì)能夠有效提升其花后光合生產(chǎn)能力，使其能夠在總穎花量遠(yuǎn)超中穗型雜交稻的前提下，千粒重與后者相近甚至高于后者。
　　5.不同穗重型雜交稻需肥規(guī)律有異，15N示蹤顯示大穗型雜交稻對(duì)穗肥需求較高，而中穗型雜交稻則對(duì)蘗肥吸收效率更高，因此大穗型

7、雜交稻最佳穗肥比例要高于中穗型雜交稻，前者穗肥的適宜比例為32.46％，而后者最佳的穗肥比例則為26.26％。三角形栽植條件下，大穗型和中穗型雜交稻群體成穗率高，有效穗數(shù)顯著高于其余栽植方式，且一次枝梗穎花分化量大，每穗粒數(shù)較多，群體庫容量優(yōu)勢(shì)顯著，而其花后籽粒灌漿亦能保持較快的速度，在寬窄行、拋秧和三角形三種栽植方式中產(chǎn)量最高。水稻雙苗移栽有效穗數(shù)較單苗移栽略有提高，但每穗粒數(shù)的減少抵消了其有效穗數(shù)的優(yōu)勢(shì)，使得二者群體庫容量相近，最終

8、二者產(chǎn)量相當(dāng)。對(duì)大穗型雜交稻而言，?；ǚ屎痛倩ǚ实攘渴┯糜欣诎l(fā)揮其大“庫”的優(yōu)勢(shì)，而對(duì)中穗型雜交稻而言，較低的促花肥比例顯然更符合其生長發(fā)育的需求，就本試驗(yàn)來說，若中穗型雜交稻維持30％的穗肥比例則應(yīng)將部分促花肥后移作保花肥或者粒肥施用。播期延遲導(dǎo)致的大穗型雜交稻營養(yǎng)生長期縮短，拔節(jié)期群體過小，進(jìn)入孕穗期后光合生產(chǎn)性能不足，不能為大穗優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮提供足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，總穎花量偏低;而中穗型雜交稻則幾乎不受播期延遲的影響，庫容量變化不大，而

9、小秧齡移栽帶來的花后光合生產(chǎn)性能優(yōu)勢(shì)甚至?xí)惯t播小秧齡中穗型雜交稻產(chǎn)量有所提高。
　　6.本研究中當(dāng)大穗型和中穗型雜交稻產(chǎn)量分別高于11300kg hm-2和9800kg hm-2時(shí)確定為高產(chǎn)（較當(dāng)?shù)仄骄井a(chǎn)量分別增產(chǎn)45％和25％）。大穗型雜交稻高產(chǎn)處理的產(chǎn)量范圍為11348-12152kg hm-2，高峰苗數(shù)、成穗率和抽穗整齊度分別為222.69-253.88×104hm-2、73.19％-90.61％和81.27％-94.

10、73％，有效穗數(shù)、單穗重、總穎花量及成熟期干物質(zhì)積累分別為177.00-202.20×104hm-2、5.86-6.66g、421.06-480.78×106hm-2和18320-19660kg hm-2。而中穗型雜交稻高產(chǎn)處理的產(chǎn)量范圍則為9802-10362kg hm-2，高峰苗數(shù)、成穗率和抽穗整齊度分別為250.73-289.18×104hm-2、68.29％-81.94％和69.02％-88.70％，有效穗數(shù)、單穗重、總穎花量及

11、成熟期干物質(zhì)積累分別為177.95-211.92×104hm-2、4.75-5.51g和347.58-418.77×106hm-2和16880-17829kg hm-2。從本研究獲得高產(chǎn)的相應(yīng)處理的有關(guān)指標(biāo)來看，穗數(shù)和粒數(shù)的矛盾并不十分突出，高峰苗、成穗率、有效穗數(shù)、總穎花量、抽穗整齊度以及單穗重等指標(biāo)的變化范圍都比較大，表明要取得本研究所確定的高產(chǎn)，穗數(shù)和粒數(shù)所發(fā)揮的作用是可以適度變化的，即有效穗數(shù)的減少可以由單穗重量的增加進(jìn)行補(bǔ)償，

12、但同時(shí)我們也應(yīng)看到本研究高產(chǎn)處理的單穗重量已經(jīng)達(dá)到較高水平，繼續(xù)依靠穗粒數(shù)的增長帶來的單穗重量增加能否實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的進(jìn)一步提高是值得深入探討的問題。
　　7.高峰苗與抽穗整齊度存在顯著的二次曲線關(guān)系，大穗型雜交稻關(guān)系曲線為y=-0.00317*X2+1.20052*X-18.63679(R2=0.91922**)，中穗型雜交稻關(guān)系曲線為y=-0.00314*X2+1.20883*X320.39413(R2=0.89107**)。單穗重

13、與抽穗整齊度亦存在顯著的二次曲線關(guān)系，大穗型雜交稻關(guān)系曲線為y=-0.00126*X2+0.26245*X-7.42407(R2=0.56502**)，中穗型雜交稻關(guān)系曲線為y=-0.000443796*X2+0.10275*X-0.51896(R2=0.6482**)。依據(jù)本研究獲得的高產(chǎn)群體抽穗整齊度(大穗型和中穗型雜交稻分別為87％和81％)和成穗率指標(biāo)（大穗型和中穗型雜交稻分別為80％和75％）能夠比較準(zhǔn)確的預(yù)估高產(chǎn)群體的產(chǎn)量，

14、因此可以將抽穗整齊度作為群體質(zhì)量優(yōu)化控制的指標(biāo)。
　　8.拔節(jié)期較高的氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率是維持大穗型雜交稻合理的群體生物量，防止其進(jìn)入孕穗期后光合生產(chǎn)性能不足、大穗優(yōu)勢(shì)無法充分發(fā)揮的關(guān)鍵。抽穗期植株含氮率（氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率的倒數(shù)）與水稻群體穎花量極顯著正相關(guān)，表明在抽穗前維持較低的氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率有利于群體庫容量的擴(kuò)大。成熟期氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率與產(chǎn)量存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，大穗型雜交稻關(guān)系式為y=88.2021*X+1958.0