包 達(dá),張家清,張海清,敖和軍*
(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,長(zhǎng)沙410128;2株洲縣農(nóng)業(yè)局,湖南株洲412100;3湖南省種子質(zhì)量檢測(cè)中心,長(zhǎng)沙410016)
我國(guó)約60%的人口以稻米為主食,水稻產(chǎn)量的高低直接影響到糧食安全。分蘗是影響水稻有效穗數(shù)進(jìn)而影響其產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀之一,是水稻生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的一種特殊分枝特性[1~3],其發(fā)生及生長(zhǎng)狀況是水稻個(gè)體健壯程度和群體質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。在水稻群體生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,若無(wú)效分蘗過(guò)多,會(huì)與有效分蘗爭(zhēng)奪同化物、太陽(yáng)輻射、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素,特別是氮素,惡化群體質(zhì)量,進(jìn)而影響產(chǎn)量。目前生產(chǎn)上,主要采用水分和養(yǎng)分調(diào)控分蘗的生長(zhǎng)。水分調(diào)控常用的措施是曬田或灌深水,養(yǎng)分調(diào)控主要是通過(guò)控制前期施氮量,特別是分蘗期施氮量來(lái)控制無(wú)效分蘗。但是肥水調(diào)控存在可預(yù)見(jiàn)性差、效果受環(huán)境影響大等缺點(diǎn)[4~6]。隨著農(nóng)業(yè)化學(xué)的發(fā)展,不少研究者采用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)促進(jìn)或調(diào)控水稻個(gè)體與群體的矛盾。由于超級(jí)稻具有群體生長(zhǎng)量大的特點(diǎn),有關(guān)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在超級(jí)稻中的應(yīng)用研究還較少。為進(jìn)一步完善超級(jí)稻的高產(chǎn)栽培技術(shù)體系,挖掘其高產(chǎn)潛力,特進(jìn)行了不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)超級(jí)稻控蘗效果的研究,以為超級(jí)稻的超高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。
試驗(yàn)于2013年在湖南省南縣進(jìn)行,試驗(yàn)品種為兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號(hào)、玉香油占、黃華占。按照N∶P2O5∶K2O 為 1∶0.5∶1 的比例,施肥量為 N 180 kg/hm2、P 39.6 kg/hm2、K 149.4 kg/hm2。試驗(yàn)在同一塊田分品種進(jìn)行,采用隨機(jī)區(qū)組排列,重復(fù)4次,區(qū)間留走道,小區(qū)面積40 m2。采用分次施肥方法,即氮肥在移栽前、分蘗中期、幼穗分化期和抽穗期施用,每次用量分別為總施氮量的55%、20%、15%、10%;磷肥在移栽前和分蘗中期各施50%;鉀肥在移栽前、分蘗中期和幼穗分化期施用,每次用量分別為總施鉀量的50%、30%、20%。5月18日播種,6月13日移栽,移栽密度20.0 cm×26.67 cm,單本壯苗帶泥移栽。其它栽培措施均按當(dāng)?shù)爻?jí)稻高產(chǎn)栽培技術(shù)進(jìn)行。從移栽到收獲前7 d田間一直保持5~7 cm的淺水層,中期不曬田,不施用化學(xué)除草劑,采用人工除草。嚴(yán)格控制病蟲(chóng)害,盡量減少產(chǎn)量損失。
移栽后20 d起,上午10:00以前或下午4:00以后,進(jìn)行葉面噴施NAA 50 mg/L(NAA)、GA350 mg/L(GA3)和清水(CK)3種處理,連續(xù)噴施3 d。移栽后第8 d起,每5 d定點(diǎn)10蔸記錄1次分蘗情況,直到成熟期,并計(jì)算單位面積的最高苗、有效穗及成穗率。于成熟期,每小區(qū)取12蔸樣考察產(chǎn)量構(gòu)成,收割5 m2計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量。分別于抽穗期和齊穗后15 d測(cè)定根系活力,每小區(qū)隨機(jī)取代表性稻株1蔸,用取樣器將根全部取出,洗凈,剪取根,用吸水紙吸取水分,混合后稱(chēng)鮮重0.1 g,采用α-萘胺氧化法測(cè)定根系活力[7]。數(shù)據(jù)分析采用SAS8.0軟件進(jìn)行。
4個(gè)供試品種的分蘗趨勢(shì)基本一致,在噴施生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(移栽后20 d)前,每個(gè)品種處理間的分蘗均無(wú)差異;2個(gè)雜交組合,兩優(yōu)培九和Y兩優(yōu)1號(hào)在移栽后第33 d為最高分蘗期,2個(gè)常規(guī)稻品種,玉香油占和黃華占在移栽后第38 d為最高分蘗期。
噴施GA3和NAA能明顯抑制超級(jí)稻無(wú)效分蘗的發(fā)生。噴施GA3后,兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號(hào)、玉香油占和黃華占的最高莖蘗數(shù)分別為423.1、442.0、282.6和373.5苗/m2,比對(duì)照分別降低了26.6%、18.7%、25.9%和 24.4%,成穗率分別提高了13.44%、7.48%、22.72%和18.14%。而噴施NAA后,兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號(hào)、玉香油占和黃華占的最高莖蘗數(shù)分別為498.8、476.5、326.8和422.7苗/m2,比對(duì)照分別降低了13.5%、12.4%、14.4%和14.4%,成穗率分別提高了 5.08%、5.54%、11.53%和10.44%。但是,各品種在成熟期的有效穗數(shù),各處理間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(表1)。
表1 噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑后的最高苗數(shù)、有效穗數(shù)及成穗率
試驗(yàn)結(jié)果表明,噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑后的超級(jí)稻產(chǎn)量比對(duì)照高5.30% ~14.01%,以Y兩優(yōu)1號(hào)增產(chǎn)幅度最大,而同一品種的不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理間則沒(méi)有顯著差異。噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑提高超級(jí)稻產(chǎn)量的主要原因,是增加了每穗粒數(shù)。噴施GA3后,兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號(hào)、玉香油占和黃華占的每穗粒數(shù)分別增加了 19.02、15.88、20.53和19.00粒;噴施NAA后,4個(gè)品種的每穗粒數(shù)分別增加了16.97、13.69、24.25和 15.47粒。另外,噴施 GA3和NAA后,4個(gè)供試品種的結(jié)實(shí)率均有所降低,粒重則稍高于對(duì)照,但均未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著水平(表2)。
表2 各處理的超級(jí)稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成比較
超級(jí)稻的根系生長(zhǎng)狀況,特別是后期的根系活力對(duì)其籽粒的充實(shí)度有很大的影響。從表3可以看出,噴施GA3和NAA后,4個(gè)供試品種在抽穗期的根系活力均高于對(duì)照,但沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;但是,在抽穗后15 d,噴施GA3后,兩優(yōu)培九、Y兩優(yōu)1號(hào)、玉香油占和黃華占的根系活力分別比對(duì)照處理高4.4、5.2、5.2 和 6.1 μg/g·h,噴施 NAA 后分別高6.4、7.1、5.0 和 5.0 μg/g·h,其差異達(dá)到了顯著水平,而各品種的兩種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理間差異不顯著。
表3 在抽穗期及抽穗后15 d不同處理的根系活力(μg/g·h)
隨著世界糧食安全問(wèn)題的日益突出,最大限度挖掘和充分發(fā)揮超級(jí)稻產(chǎn)量潛力的研究越來(lái)越引起國(guó)內(nèi)外的重視[8~12]。高成穗率是水稻實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)潛力的重要特征之一[13]。而在超級(jí)稻的生產(chǎn)管理中,由于其生物量大、分蘗能力較強(qiáng)的特性,在適宜的生長(zhǎng)條件下,每穴最多可產(chǎn)生100多個(gè)分蘗,但是只有少部分形成有效穗,成穗率卻很低。在本研究中,4個(gè)供試的超級(jí)稻品種的分蘗能力較強(qiáng),只噴施清水下其最高苗數(shù)達(dá)到了381.6~576.5個(gè)/m2,但其成穗率只有44.75% ~65.35%;在噴施生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑后,成穗率顯著提高,產(chǎn)量也顯著增加。這也許是因?yàn)槌?jí)稻本身的生長(zhǎng)特性,分蘗多穗型大,較大的冠層易引起其根系早衰[14],噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑以后,極大地抑制了無(wú)效分蘗的發(fā)生,優(yōu)化了群體結(jié)構(gòu),從而降低了穗與根對(duì)碳水化合物的競(jìng)爭(zhēng),使向根系的輸導(dǎo)量增加,減弱了根系早衰程度,增加了每穗粒數(shù)和籽粒充實(shí)度。
在超級(jí)稻栽培管理中,既要利用較多的分蘗成穗,又要盡量減少無(wú)效分蘗,力求長(zhǎng)一個(gè)蘗,成一個(gè)穗。但在本研究中,2個(gè)超級(jí)雜交稻組合(兩優(yōu)培九和Y兩優(yōu)1號(hào))還有50.2%和46.8%,2個(gè)常規(guī)稻品種(黃華占和玉香油占)也有28.6%和23.1%的分蘗未發(fā)育成穗,所以還需要進(jìn)一步研究不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的作用效應(yīng)及施用方法,以及與水肥調(diào)控相結(jié)合[15~17],以形成有效的控制超級(jí)稻無(wú)效分蘗的綜合技術(shù)體系。
[1]Li X,Qian Q,F(xiàn)u Z,et al.Control of tillering in rice[J].Nature,2003,422:618 -621.
[2]Peng S,Khush GS,Virk P,et al.Progress in ideotype breeding to increase rice yield potential[J].Field Crops Research,2008,108:32 -38.
[3]徐富賢,熊 洪,劉華忠,等.主要栽培措施對(duì)水稻環(huán)境敏感期分蘗芽的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2000,13(1):26-30.
[4]蔣彭炎.水稻分蘗的發(fā)生、控制與莖蘗成穗率的提高[J].中國(guó)稻米,1999(4):7 -9.
[5]凌啟鴻,蘇祖芳,張海泉.水稻后期群體質(zhì)量與成穗率的關(guān)系及其影響因素的研究[J].作物學(xué)報(bào),1995,21(4):463-469.
[6]蔣彭炎,洪曉富,馮來(lái)定.水稻中期群體成穗率與后期群體光合效率的關(guān)系[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1994,27(6):8-14.
[7]劉 哲,馬殿榮,陳溫福.不同施氮水平對(duì)水稻根系生理特性的影響[J].土壤肥料,2006(3):58-59.
[8]陳達(dá)剛,周新橋,李麗君,等.超級(jí)稻產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的關(guān)系研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(7):3-6.
[9]敖和軍,王淑紅,鄒應(yīng)斌,等.超級(jí)雜交稻干物質(zhì)生產(chǎn)特點(diǎn)與產(chǎn)量穩(wěn)定性研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,41(7):1927-1936.
[10]Ying JF,Peng SB,He QR,et al.Comparison of highyield rice in tropical and subtropical environments I.Determinants of grain and dry matter yields [J].Field Crops Research,1998,57:71-84.
[11]Peng SB,Laza RC,Garcia FV,et al.Chlorophyll meter estimates leaf area-based nitrogen concentration of rice[J].Communication in Soil Science and Plant Analysis,1995,26(5-6):927-935.
[12]王紹華,揭通水,丁艷鋒,等.控蘗劑調(diào)控水稻分蘗發(fā)生的效果[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2002,18(1):29 -32.
[13]凌啟鴻,蘇祖芳,張海泉.水稻后期群體質(zhì)量與成穗率的關(guān)系及其影響因素的研究[J].作物學(xué)報(bào),1995,21(4):463-469.
[14]陶龍興,王 熹,談惠娟,等.水稻分蘗功能葉激素水平變化及其與成穗率的關(guān)系[J].雜交水稻,2006,21(1):68-71.
[15]周美蘭,周連玉,李小勇,等.水稻分蘗化學(xué)調(diào)控的研究[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001,27(6):425-428.
[16]劉 楊,王強(qiáng)盛,丁艷鋒,等.氮素和6-Ba對(duì)水稻分蘗芽發(fā)育的影響及其生理機(jī)制[J].作物學(xué)報(bào),2009,35(10):1893-1899.
[17]蔣彭炎,馬躍芳,洪曉富.水稻分蘗芽的環(huán)境敏感期研究[J].作物學(xué)報(bào),1994,20(3):290 -296.