兩種插秧密度下不同穗型水稻品種耐密性研究

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(1中國科學院 東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，黑龍江 哈爾濱 150081；2黑龍江省農(nóng)墾科學院 水稻研究所，黑龍江 佳木斯 154007)

黑龍江省自1978年雜交育成第一個推廣品種、1980年旱育稀植技術推廣以來，水稻育種和配套栽培技術得到長足發(fā)展，然而現(xiàn)在不管是育種，還是栽培技術都遇到發(fā)展的瓶頸。水稻施肥嚴重過量，倒伏、病害[1]大面積發(fā)生，越區(qū)種植，沒有農(nóng)民特別滿意的品種等問題普遍存在，嚴重限制水稻安全生產(chǎn)。半直立耐密型水稻品種選育及相應減肥增密配套栽培，可實現(xiàn)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)在更高水平上統(tǒng)一起來的可能[2]。品種選擇趨于更耐密型品種，栽培水平更趨于密植，可減少氮肥施用。

研究以頸穗彎曲度為劃分標準[3]，將水稻劃分為直立棒穗型、半直立耐密型、彎穗型3種穗型，以目前在水稻生產(chǎn)中大面積推廣應用的半直立耐密穗數(shù)型水稻品種和苗頭品系為研究材料，在25 cm 、30 cm兩種密度水平下種植，比較研究一些重要的性狀因子的差異，以期為水稻高產(chǎn)育種和配套栽培提供理論依據(jù)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料與設計

試驗于2013年在黑龍江省農(nóng)墾科學院水稻研究所哈爾濱試驗站水稻試驗田內(nèi)進行，選熟期基本一致的不同穗型的常規(guī)粳稻14個(其中直立棒穗型品種3個：松粳3號、墾選201240、方圓8200；半直立耐密型品種6個：空育131、龍粳21、龍粳31、墾選201216、北粳1202、龍稻5號；彎穗型品種5個：墾稻12號、墾選201212、龍粳20、龍稻10、松粳12)為材料，插秧規(guī)格為30 cm×12 cm、25 cm×12 cm兩處理密度水平，每穴4株，隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積21 m2。施肥水平尿素150 kg·hm-2，二銨105 kg·hm-2，硫酸鉀120 kg·hm-2，基肥∶蘗肥∶穗肥按5∶3∶2比例施，4月12日播種，5月15日移栽，9月18日收獲，其它管理按寒地水稻葉齡診斷栽培技術進行管理。

1.2 測定項目

1.2.1綠葉面積及葉面積指數(shù)：成熟時每小區(qū)分別取樣5株，剪下全部葉片，采用比葉重法測定劍葉、倒2葉、倒3 葉和下部葉片葉面積和綠葉面積，計算葉面積指數(shù)和高效葉面積。測量上3葉長、寬、角。

比葉重法：將取樣的全部葉片稱鮮質(zhì)量，再選取均勻一致的10片，疊集起來，分別用2種10 cm*10 cm面積玻璃板，壓在疊好的葉片上，用刀片小心沿玻璃板邊緣切割，把切下的一定面積的樣品在天平上稱質(zhì)量。

葉面積=全部葉片質(zhì)量*100 cm2/小樣質(zhì)量。

綠葉面積=綠葉質(zhì)量*100 cm2/小樣質(zhì)量。

1.2.2倒伏率及倒伏指數(shù)。倒伏率：倒伏面積占試驗小區(qū)面積的百分比。參考喬春貴[4]計算倒伏率及倒伏指數(shù)。

1.2.3產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素。成熟時調(diào)查小區(qū)中間連續(xù)10穴有效穗數(shù)計算平均數(shù)，每小區(qū)取平均數(shù)樣本2株考查株高、穗長、每穗粒數(shù)、空粒數(shù)、千粒重等，計算著粒密度和結(jié)實率。調(diào)查平方數(shù)穗數(shù)，收獲平方米產(chǎn)量，測糙米率和精米率。

1.3 統(tǒng)計方法

用Excel進行數(shù)據(jù)方差分析。同一穗型增加密度后進行F值檢驗。不同穗型品種間進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 成熟期水稻葉面積指數(shù)及高效葉面積

成熟期水稻葉面積指數(shù)不同穗型品種間差異極顯著，表現(xiàn)為彎穗型>半直立耐密型>直立棒穗型，見圖1。彎穗型品種的葉面積指數(shù)極顯著地大于半直立耐密型品種和直立棒穗型品種，半直立耐密型品種和直立棒穗型品種葉面積指數(shù)差異不顯著。增加密度后葉面積指數(shù)半直立耐密型品種和直立棒穗型品種極顯著增加，其差異顯著水平(F=156.3，F(xiàn)=88.4；F0.01=21.20，F(xiàn)0.01=10.04)。不同穗型品種葉面積指數(shù)順序為半直立耐密型>直立棒穗型>彎穗型。半直立耐密型品種葉面積指數(shù)極顯著大于彎穗型品種和直立棒穗型品種。

成熟期高效葉面積不同穗型品種間差異極顯著，表現(xiàn)為高效葉面積順序是半直立耐密型>直立棒穗型>彎穗型。半直立耐密型品種的高效葉面積極顯著地大于直立棒穗型品種和彎穗型品種。增加密度后高效葉面積直立棒穗型品種極顯著增加(F=57.6，F(xiàn)0.01=21.20)，半直立耐密型品種和彎穗型品種顯著增加，其差異呈顯著水平(F=8.7，F(xiàn)=9.1；F0.05=4.96，F(xiàn)0.05=5.32)。增加密度后不同穗型品種高效葉面積順序為半直立耐密型>直立棒穗型>彎穗型。半直立耐密型品種高效葉面積極顯著大于直立棒穗型品種，直立棒穗型品種極顯著大于彎穗型品種。

圖1 成熟期葉面積指數(shù)、高效葉面積Fig.1 Leaf area index(LAI)，effective leaf area(ELA)注：葉面積指數(shù)leaf area index(LAI)；高效葉面積effective leaf area(ELA)；直立棒穗型Erect panicle type(EPT)；半直立耐密型The dense-resistance of Semi-erect panicle type(RSPT)；彎穗型Curved panicle type(CPT)。不同小、大寫字母分別表示0.05和0.01水平上差異顯著。

2.2 株高

株高的高矮是彎穗型品種>半直立耐密型品種>直立棒穗型品種，差異達極顯著水平，半直耐密型品種較彎穗型品種的株高顯著降低，株高在85 cm～90 cm之間，見表1。增加密度后株高略有降低，但差異不顯著。半直耐密型品種株高降低說明增加密度后利于抗倒性的提高。

2.3 穗長及著粒密度

穗長大小是彎穗型品種>半直立耐密型品種>直立棒穗型品種，差異達顯著或極顯著水平，半直耐密型品種較彎穗型品種的穗長差異極顯著低，較直立棒穗型品種的穗長略長但差異不顯著，穗長13 cm～18 cm，見圖2。增加密度后穗長略有降低，但變化差異不顯著。

著粒密度半直立耐密型品種與彎穗型品種差異不顯著，與直立棒穗型品種差異極顯著。增加密度后著粒密度變化不大。 說明半直立耐密型和直立棒穗型品種穗形趨于緊湊，而直立棒穗型品種穗粒更多地集中在穗的下部，是直立穗型品種結(jié)實率低的主要原因。

圖2 穗長和著粒密度Fig.2 Panicle length and grain density

2.4 成熟期水稻上3葉長寬與配置

上三葉葉長總的趨勢是直立棒穗型品種最短，半直耐密型品種次之，彎穗型品種最長，見圖3。半直耐密型品種劍葉和倒2葉顯著高于直立棒穗型品種，與彎穗型品種差異不顯著，倒3葉各穗型品種間差異不顯著。半直耐密型品種和直立棒穗型品種上3葉葉長序為倒3葉>倒2葉>劍葉，彎穗型品種上3葉葉長序為倒2葉>倒3葉>劍葉。從葉片寬度來看，上3葉葉寬表現(xiàn)為直立棒穗型品種>半直耐密型品種>彎穗型品種。半直耐密型品種上3葉葉寬與彎穗型品種差異顯著，與直立棒穗型品種差異不顯著。

增加密度后半直耐密型品種劍葉長極顯著縮短(F=15.86，F(xiàn)0.01=10.04)、倒2葉葉長顯著縮短(F=5.79，F(xiàn)0.01=4.96)。增加密度后各穗型品種上3葉長為直立棒穗型品種<半直耐密型品種<彎穗型品種，半直耐密型品種劍葉和倒2葉顯著低于彎穗型品種，與直立棒穗型品種差異不顯著，倒3葉各穗型品種間差異不顯著。增加密度后各穗型品種上3葉寬差異不顯著。

圖3 成熟期水稻上3葉配置Fig.3 Configuration of the top 3 leaves in the ripening stage

上3葉與主莖的角度在不同穗型品種差異極顯著，表現(xiàn)為直立棒穗型品種<半直耐密型品種<彎穗型品種。增加密度后半直耐密型品種劍葉、倒2葉與主莖的角度極顯著縮小，其差異顯著水平(F=31.77、F=32.3；F0.01=10.04)，倒3葉與主莖的角度顯著縮小(F=5.93，F(xiàn)0.05=4.96)。增加密度后直立棒穗型品種劍葉、倒2葉與主莖的角度顯著縮小。說明半直耐密型和直立棒穗型品種增加密度后個體收斂適合構(gòu)建成耐密型群體。

2.5 倒伏率及倒伏指數(shù)

在30 cm行距栽培水平下，半直耐密型和直立棒穗型品種均沒有倒伏，倒伏率和倒伏指數(shù)為零，且彎穗型品種倒伏程度也很低，倒伏率和倒伏指數(shù)分別為4.76%、0.01，見表1。增加密度后半直耐密型和直立棒穗型品種均沒有倒伏，而彎穗型品種倒伏程度極顯著增加，倒伏率和倒伏指數(shù)分別為79.0%、0.64，倒伏嚴重。

2.6 糙米率及精米率

在30 cm行距栽培水平下，半直耐密型品種糙米率和精米率最高，彎穗型品種次之，直立棒穗型糙米率和精米率最低，且差異達極顯著水平，見表1。增加密度后直立棒穗型品種糙米率和精米率極顯著降低。彎穗型品種糙米率顯著下降，精米率極顯著降低。半直耐密型品種糙米率和精米率也降低，但差異不顯著。

表1 倒伏率和出米率Tab.1 Lodging rate and milled rice rate

注：不同小、大寫字母分別表示0.05和0.01水平上差異顯著，下同。

2.7 產(chǎn)量及產(chǎn)量要素構(gòu)成

不同穗型品種產(chǎn)量差異不顯著，見表2。產(chǎn)量構(gòu)成要素中平方米穗數(shù)半直立耐密型與彎穗型差異不顯著，與直立棒穗型差異極顯著；每穗粒數(shù)是直立棒穗型極顯著地高于彎穗型，彎穗型極顯著高于半直立耐密型；結(jié)實率是半直立耐密型極顯著地高于彎穗型，彎穗型極顯著高于直立棒穗型；千粒重不同穗型品種差異不顯著。增加密度后直立棒穗型產(chǎn)量顯著增加，半直立耐密型極顯著增加，彎穗型產(chǎn)量差異不顯著。產(chǎn)量構(gòu)成要素中平方米穗各穗型均極顯著增加；結(jié)實率EPT極顯著降低、彎穗型顯著降低；千粒重彎穗型顯著降低。從表2中還可以看出，要獲得>10 500 kg·hm-2產(chǎn)量：產(chǎn)量構(gòu)成要素參數(shù)為平方米穗數(shù) > 600穗、每穗粒數(shù)>80粒、結(jié)實率>90%、千粒重25.4 g。

表2 不同穗型品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成Tab.2 Grain yield and four factor of yield

3 討 論

3.1 半直耐密型品種株型配置

成熟期株高及上3葉配置是影響群體耐密程度的重要因素。松島[5]研究水稻理想株型的特征，認為其最重要的是上3位葉要短、直、厚。陳溫福等[6]研究直立大穗型株型因子時，認為直立大穗型品種的株高應有所增加，上3 葉應短、直、挺、厚。研究結(jié)果表明，半直耐密型品種較彎穗型品種的株高略有降低，株高85 cm～90 cm較好，上3葉的劍葉、倒2葉、倒3葉葉角小而挺直，葉片短、略寬，尤其是劍葉，穗在劍葉上，半直耐密型品種增大密度后，株形更趨于收斂、抗倒，結(jié)實率高，出米率好，產(chǎn)量將顯著提高。

成熟期半直立耐密型品種的葉面積指數(shù)(LAI)極顯著低于彎穗型品種，但高效葉面積顯著地高于彎穗型品種，增加密度后半直立耐密型品種和直立棒穗型品種的葉面積指數(shù)LAI極顯著增加，但半直立耐密型品種LAI增加比例小，高效葉面積增加顯著，是結(jié)實率高于直立棒穗型品種可能內(nèi)在因素。

3.2 半直耐密型品種穗型特點

目前黑龍江寒地稻區(qū)80%以上種植品種的穗型為彎穗型，這樣的品種進一步增加密度，提高產(chǎn)量的空間不大，半直耐密型品種較彎穗型品種的穗長極顯著低，較直立棒穗型品種的穗長略長但差異不顯著，半直耐密型品種穗長為13 cm～18 cm。著粒密度與彎穗型品種差異不顯著，與直立棒穗型品種差異極顯著，半直耐密型品種著粒密度5?！m-1～6粒·cm-1。這樣的穗型使半直耐密型品種穗粒集中到穗的中下部，適合穗型半直立，能充分利用光能，增加密度，提高抗倒性和結(jié)實率，可以協(xié)調(diào)產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的矛盾。

3.3 半直耐密型品種的耐密性

不同穗型的品種，對行距的要求不同，相應的耐密程度也不同。趙海新等[7]研究認為窄行距有利于提高少蘗半直立穗型品種的空間利用。胡雅杰等[8]研究不同穗型粳稻適宜機插株行距，認為小穗型宜采用行距25 cm種植。研究認為半直立耐密型品種較彎穗型品種耐密性強，產(chǎn)量、出米率高，適合窄行種植。直立棒穗型品種較半直立耐密型品種耐密性強，但結(jié)實率，出米率均很低，不適合寒地稻區(qū)密植栽培。

4 結(jié) 論

① 半直耐密型品種控穗粒數(shù)(80?！に?1～90?！に?1)增加密度(增加平方米穗數(shù)600)后，提高抗倒性，是提高產(chǎn)量、出米率的關鍵。

② 半直耐密型品種個體收斂，穗位上升(半直立)，株高略降低(85 cm～90 cm)，穩(wěn)定穗粒數(shù)，耐密抗倒是增加密度的基礎。

③ 研究半直立耐密型品種的特性及耐密性，可為水稻半直立耐密型水稻品種選育及窄行增密或減肥增密配套栽培提供理論依據(jù)。

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