孕穗期干旱脅迫對水稻部分性狀及產(chǎn)量的影響

高 陽，楊婷婷，2，鮑廣穩(wěn)，段素梅，楊安中*

(1.安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，安徽 鳳陽 233100;2.安徽科技貿(mào)易學(xué)校，安徽 蚌埠 233080）

水稻是世界上最主要的糧食作物之一，以稻米為主食的人口大約占全球人口的50%左右。近年來，隨著環(huán)境污染加重，地球大氣溫室氣體含量提高，氣溫變暖逐年加劇，旱澇災(zāi)害頻繁發(fā)生。我國是世界上水資源嚴(yán)重缺乏的國家之一，干旱已成為水稻生產(chǎn)上存在的主要災(zāi)害之一，由于干旱導(dǎo)致的水稻減產(chǎn)往往可超過其他因素引起減產(chǎn)的總和，同時干旱還會導(dǎo)致稻米的品質(zhì)下降[1－4]。前人大量的研究表明，干旱脅迫使作物由內(nèi)到外發(fā)生一系列生理、生化及形態(tài)上的響應(yīng)[5－10]。有研究表明，孕穗期至齊穗期受旱缺水會導(dǎo)致產(chǎn)量下降，甚至?xí)^收[11]。種植抗旱性強(qiáng)的水稻品種，推廣水稻高產(chǎn)節(jié)水栽培技術(shù)是節(jié)水農(nóng)業(yè)的重要組成部分。近年來，育成了多個旱稻品種，并在生產(chǎn)上進(jìn)行了大面積推廣，對穩(wěn)定稻米供給、節(jié)約用水起到了很好的作用[12－13]。但是目前生產(chǎn)上推廣的旱稻品種大多存在產(chǎn)量不高、品質(zhì)較差等問題，從而限制了旱稻的進(jìn)一步推廣。為了解決節(jié)水與水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的矛盾，近年來生產(chǎn)上將一些抗旱性強(qiáng)的水稻品種進(jìn)行旱種或進(jìn)行水插旱管是一種很好的方法。本試驗就是以目前沿淮地區(qū)推廣的主要水稻品種為材料，在水稻的孕穗期模擬生產(chǎn)上自然干旱進(jìn)行干旱脅迫，以期篩選出抗旱性強(qiáng)的水稻品種，為水稻進(jìn)行抗旱節(jié)水栽培選擇品種提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試品種(組合)為新兩優(yōu)香4號、豐兩優(yōu)香1號、皖稻153、新兩優(yōu)6號、兩優(yōu)0293、C兩優(yōu)396、揚(yáng)兩優(yōu)6號、新兩優(yōu)6380計8個品種，試驗用各雜交品種(組合)的水稻種子均從鳳陽縣種子市場購買。

1.2 試驗設(shè)計及方法

試驗于2013年4～10月在安徽科技學(xué)院種植科技園活動式防雨棚內(nèi)進(jìn)行。采用盆栽試驗，用規(guī)格相同的塑料桶(上口直徑28cm，下口直徑20cm，深度30cm)，分別裝相同風(fēng)干黏壤土10kg。試驗設(shè)8個品種處理，4月27日進(jìn)行旱育秧，6月7日移栽，每盆插帶蘗、大小基本一致的2粒種子苗，孕穗期前的管理措施與大田生產(chǎn)相同。在每個品種的孕穗期進(jìn)行人為自然干旱處理，至中午出現(xiàn)萎焉后再持續(xù)干旱5d，然后恢復(fù)正常的水層管理。以水層灌水為對照(CK)，重復(fù)6次(3盆干旱處理，3盆正常灌溉)，計48盆。育秧及盆栽期間的肥、病蟲草害均統(tǒng)一管理。

1.3 考查項目與方法

水稻成活后分別觀察記載每個品種的生育期，水稻成熟后將每盆稻株平地收割后掛牌風(fēng)干，考查生物產(chǎn)量、株高、穗長、一次分枝數(shù)、產(chǎn)量因素及實產(chǎn)。數(shù)據(jù)分析用DPSv7.05軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 孕穗期干旱脅迫對水稻株高及生育期的影響

表1 各處理株高及生育期考查結(jié)果Table 1 Results of investigation of height and growth stage

由表1看出，孕穗期干旱脅迫對水稻株高及生育期均有不同程度的影響，其中，株高揚(yáng)兩優(yōu)6號下降最多，較正常灌溉下降18.44cm，下降幅度達(dá)17.43%，其次為新兩優(yōu)香4號下降10.64 cm，下降幅度為9.08%，C兩優(yōu)396、新兩優(yōu) 6380株高下降較少，分別下降 2.21cm、2.65cm，下降幅度分別為 2.08%、2.38%，位于倒數(shù)第一、第二位，其余品種的株高下降在4cm～6cm之間，幅度在3.67% ～5.12%之間;孕穗期干旱均導(dǎo)致生育期延長，延長的天數(shù)在3d～7d不等。孕穗期干旱脅迫導(dǎo)致水稻株高下降、生育期延長的主要原因可能是干旱缺水影響了穗節(jié)間伸長、穗分化進(jìn)程減慢所致。

2.2 孕穗期干旱脅迫對水稻穗部性狀的影響

由表2看出，孕穗期干旱脅迫對水稻穗部性狀有不同程度的影響，其中，穗長以新兩優(yōu)6380、新兩優(yōu)香4號、新兩優(yōu)6號、皖稻153的影響程度較大，較正常灌溉穗長分別下降14.7%、12.6%、9.3%、7.4%，其余品種穗長下降較少，均在2.8%以下;一次分枝數(shù)新兩優(yōu)6380、兩優(yōu)0293、新兩優(yōu)香4號、C兩優(yōu)396下降的程度分別位于第一至第四位，下降幅度分別為18.4%、11.3%、10.8%、10.0%，豐兩優(yōu)香1號、皖稻153、揚(yáng)兩優(yōu)6號、新兩優(yōu)6號下降幅度分別為倒數(shù)第一至第四位，下降幅度0.9%、4.5%、6.6%、9.6%;著粒密度干旱脅迫較正常灌溉是有增、有減，說明干旱脅迫對著粒密度的影響規(guī)律不明顯。

表2 各處理穗部性狀考查結(jié)果Table 2 Results of investigation of ear properties

2.3 孕穗期干旱脅迫對水稻產(chǎn)量因素的影響

由表3可以看出，孕穗期干旱脅迫處理8個水稻品種中，除C兩優(yōu)396有效穗數(shù)沒有下降以外，其余品種的有效穗數(shù)均有不同程度的下降，下降的程度由高到低的順序依次為新兩優(yōu)香4號、豐兩優(yōu)香1號、新兩優(yōu)6380、揚(yáng)兩優(yōu)6號、新兩優(yōu)6號、兩優(yōu)0293、皖稻153，有效穗數(shù)分別下降8.3%、7.7%、7.7%、5.4%、5.1%、2.7%、2.6%;每穗實粒數(shù)下降由多到少的順序依次為C兩優(yōu)396、揚(yáng)兩優(yōu)6號、新兩優(yōu)6380、豐兩優(yōu)香1號、皖稻153、兩優(yōu)0293、新兩優(yōu)香4號、新兩優(yōu)6號，下降幅度分別為21.6%、22.9%、16.4%、6.6%、5.8%、4.0%、3.3%、0.3%;8 個品種中處理較對照千粒重有增加、也有減少的，說明孕穗期干旱脅迫對千粒重影響的規(guī)律不明顯。孕穗期干旱脅迫處理導(dǎo)致有效穗數(shù)及穗實粒數(shù)下降可能是干旱導(dǎo)致部分中小分蘗孕穗停止而成為無效分裂，同時干旱可能導(dǎo)致穎花分化減少、退化穎花增多所致。

表3 各處理產(chǎn)量因素考查結(jié)果Table 3 Results of investigation of yield factor each treatment

2.4 分蘗期干旱脅迫對水稻生物產(chǎn)量及產(chǎn)量的影響

從表4數(shù)據(jù)可以看出，孕穗期干旱脅迫處理導(dǎo)致8個水稻品種生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均有不同程度的降低，其中生物產(chǎn)量降低程度由高到低順序依次為C兩優(yōu)396、新兩優(yōu)香4號、皖稻153、兩優(yōu)0293、新兩優(yōu)6號、揚(yáng)兩優(yōu)6 號、新兩優(yōu)6380、豐兩優(yōu)香1 號，降低幅度分別為 20.7%、16.8%、14.5%、11.7%、11.5%、8.6%、5.7%、2.7%;經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量降低程度由高到低順序依次為揚(yáng)兩優(yōu)6號、皖稻153、兩優(yōu)0293、豐兩優(yōu)香1號、新兩優(yōu) 6380、新兩優(yōu)香 4 號、新兩優(yōu) 6 號、C 兩優(yōu)396，降低幅度分別為 24.6%、18.8%、10.3%、7.6%、5.2%、5.0%、4.3%、1.8%。從干旱處理各品種的實際產(chǎn)量看，新兩優(yōu)6號、新兩優(yōu)香4號產(chǎn)量分別位居第一、第二位，且較其他品種產(chǎn)量差異均達(dá)顯著水平或極顯著水平，說明新兩優(yōu)6號、新兩優(yōu)香4號在孕穗期抗旱能力較強(qiáng)，即使遇到干旱也可獲得較高的產(chǎn)量。從8個品種正常灌溉的產(chǎn)量水平及干旱脅迫處理的產(chǎn)量水平綜合看，新兩優(yōu)6號、新兩優(yōu)香4號、新兩優(yōu)6380、兩優(yōu)0293四個品種可以在缺水地區(qū)推廣種植。

表4 各處理生物產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量考查結(jié)果Table 4 Results of investigation of biomass and yield

3 結(jié)論與討論

孕穗期是水稻的水分臨界期，如果此時缺水將會對水稻生長及產(chǎn)量造成嚴(yán)重的影響。郭貴華等研究認(rèn)為孕穗期干旱脅迫對水稻產(chǎn)量形成及其生理過程影響顯著[6]，李賢勇等[14]認(rèn)為干旱脅迫使水稻株高下降，徐正浩等[15]研究認(rèn)為水分脅迫使水稻產(chǎn)量顯著降低，其主要原因在于有效穗數(shù)顯著減少和水稻穗型變小，總粒數(shù)和實粒數(shù)顯著減小所致。本研究結(jié)果表明，孕穗期干旱脅迫處理使水稻株高降低，生育期延長，有效穗數(shù)、穗實粒數(shù)、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均有不同程度的下降，對著粒密度、粒重影響規(guī)律不明顯，與李賢勇、徐正浩等研究的結(jié)論基本一致。從各品種干旱處理與正常灌溉的生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量差異看，生物產(chǎn)量降低程度由高到低依次為C兩優(yōu)396、新兩優(yōu)香4號、皖稻153、兩優(yōu)0293、新兩優(yōu)6號、揚(yáng)兩優(yōu)6號、新兩優(yōu) 6380、豐兩優(yōu)香 1 號，降低幅度分別為 20.7%、16.8%、14.5%、11.7%、11.5%、8.6%、5.7%、2.7%;經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量降低程度由高到低依次為揚(yáng)兩優(yōu)6號、皖稻153、兩優(yōu)0293、豐兩優(yōu)香1號、新兩優(yōu)6380、新兩優(yōu)香4 號、新兩優(yōu) 6 號、C 兩優(yōu)396，降低幅度分別為 24.6%、18.8%、10.3%、7.6%、5.2%、5.0%、4.3%、1.8%。從8個品種正常灌溉的產(chǎn)量水平及干旱脅迫處理的產(chǎn)量水平綜合來看，新兩優(yōu)6號、新兩優(yōu)香4號、新兩優(yōu)6380、兩優(yōu)0293四個品種不僅在正常條件下灌溉產(chǎn)量高，而且在孕穗期干旱處理的情況下，產(chǎn)量亦處理8個品種的前四位。因此，新兩優(yōu)6號、新兩優(yōu)香4號、新兩優(yōu)6380、兩優(yōu)0293可以在沿淮缺水地區(qū)推廣種植。

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