魏才強(qiáng)

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院，黑龍江牡丹江157041；作者：weicaiqiang@126.com）

寒地水稻有效穗率與產(chǎn)量的關(guān)系探討

魏才強(qiáng)

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院，黑龍江牡丹江157041；作者：weicaiqiang@126.com）

以牡響1號和牡丹江32為試驗(yàn)材料，通過改變水稻施氮量、插秧密度及插秧株數(shù)，探討寒地粳稻有效穗率與產(chǎn)量的關(guān)系。結(jié)果表明，有效穗率與產(chǎn)量有顯著或極顯著正相關(guān)的趨勢，究其原因發(fā)現(xiàn)，單位面積穗數(shù)隨有效穗率的增加而增加，有效穗率與每穗實(shí)粒數(shù)有極顯著的拋物線關(guān)系。為達(dá)到水稻最高產(chǎn)量不同品種有不同的栽培措施，對于牡響1號這種多穗型品種應(yīng)通過提高施氮量來增加產(chǎn)量，而對于牡丹江32這種大穗、大粒型品種則應(yīng)通過適當(dāng)降低栽培密度和施肥量來達(dá)到高產(chǎn)。

水稻；有效穗率；產(chǎn)量

水稻產(chǎn)量的形成過程中分蘗起著重要作用，分蘗是水稻自身的生理遺傳特性，合理利用分蘗是水稻高產(chǎn)栽培的重要環(huán)節(jié)[1]。大量研究表明，分蘗與水稻群體結(jié)構(gòu)、光合作用、物質(zhì)生產(chǎn)、分配及產(chǎn)量構(gòu)成有密切關(guān)系。無效分蘗增多，將浪費(fèi)過多的光合產(chǎn)物，成穗率降低，不利于水稻產(chǎn)量的提高[2]。通過提高水稻分蘗成穗率可以優(yōu)化水稻群體質(zhì)量，從而達(dá)到提高水稻產(chǎn)量的目的[3]。過去的研究多側(cè)重于分蘗與產(chǎn)量的關(guān)系，而關(guān)于針對新品種及分蘗特性與產(chǎn)量關(guān)系的研究較少，尤其是有效穗率對產(chǎn)量的影響研究更少。有效分蘗率作為水稻分蘗力的形態(tài)指標(biāo)之一，以此為切入點(diǎn)研究品種特性十分必要。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2014年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院進(jìn)行，以寒地粳稻品種牡響1號和牡丹江32為材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，施氮量為主區(qū)，設(shè)4個(gè)水平處理：A1，0 kg/hm2（純N量，下同）；A2，100 kg/hm2；A3，125 kg/hm2；A4，150 kg/hm2；密度為副區(qū)，設(shè) 3 個(gè)水平處理：B1，40 cm×10 cm；B2，35 cm×15 cm；B3，30 cm×12 cm；每叢插秧株數(shù)為副副區(qū)，設(shè)4個(gè)水平處理：C1，6株；C2，4株；C3，2株；C4，1株。每個(gè)處理3次重復(fù)。4月 15日播種，5月20日移栽，不同肥料處理間筑田埂隔開，其余栽培措施同常規(guī)生產(chǎn)。

1.3 調(diào)查指標(biāo)及方法

1.3.1 葉面積指數(shù)（LAI）

采用比重法測定葉面積指數(shù)，按照每處理平均分蘗數(shù)取2叢植株，并從中選取中等大小5株作為葉面積指數(shù)測定樣本，測量每片葉的長度和最大寬度，然后剪去其余葉片，并與測定長寬的葉片分開同時(shí)烘干。烘干條件為105℃下殺青30 min，80℃下烘干至恒質(zhì)量。葉面積指數(shù)LAI=0.78×S1（G1+G2）/（G1×S2）。S1為所測定5株中等莖所有葉片長度乘寬度之和，G1為5株中等莖所有葉片干物質(zhì)量，G2為剩余2叢所有葉片干物質(zhì)量，S2為2叢水稻的占地面積，0.78為系數(shù)。

1.3.2 干物質(zhì)量

在水稻生長不同時(shí)期按照每處理平均莖蘗數(shù)取樣，每個(gè)處理取2叢，將樣本莖鞘、綠葉、穗分開并烘干，105℃下殺青30 min，80℃烘干至恒重，最后稱重。

1.3.3 有效穗率

在水稻成熟期以每小區(qū)第2行第2株為起點(diǎn)，連續(xù)調(diào)查10叢有效穗數(shù)，平均值記為該處理每叢有效穗數(shù)。有效穗率=（有效穗數(shù)-插秧株數(shù)）×100%/插秧株數(shù)。

1.3.4 每穗粒數(shù)

水稻成熟后每處理選取與平均莖蘗數(shù)相同的2叢，陰干后調(diào)查每叢的每穗實(shí)粒數(shù)，平均值記為該處理每穗實(shí)粒數(shù)。

1.3.5 產(chǎn)量

每小區(qū)除去邊行實(shí)打?qū)嵤蘸蠓Q重即為實(shí)測產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 有效穗率與產(chǎn)量之間的關(guān)系

由圖1可知，牡響1號水稻品種在每叢插1株、2株和4株時(shí)有效穗率與產(chǎn)量正相關(guān)，每叢插6株時(shí)二者呈拋物線關(guān)系，在有效穗率400%左右時(shí)產(chǎn)量最高。對于牡丹江32水稻品種在每叢插1株和4株時(shí)，有效穗率與產(chǎn)量極顯著正相關(guān)，每叢插6株時(shí)有效穗率200%左右時(shí)產(chǎn)量最高，在每叢插秧2株時(shí)有效穗率與產(chǎn)量的關(guān)系并不顯著。結(jié)果說明這2個(gè)品種有效穗率的特性存在差異。

圖1 有效穗率與產(chǎn)量之間的關(guān)系

圖2 有效穗率與單位面積穗數(shù)之間的關(guān)系

研究還發(fā)現(xiàn)，這2個(gè)品種在綜合每叢插秧1、2、4和6株時(shí)有效穗率與產(chǎn)量相關(guān)性不顯著，實(shí)際生產(chǎn)常常將不同插秧株數(shù)混合研究，所以隱藏了二者的直接關(guān)系。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，有效穗率高時(shí)產(chǎn)量不一定高，有效穗率低產(chǎn)量不一定低。本研究發(fā)現(xiàn)，供試的2個(gè)品種在每叢插秧6株時(shí)產(chǎn)量不隨有效穗率的增大而無限增大，同時(shí)2個(gè)品種在每叢插秧6株時(shí)產(chǎn)量隨有效穗率增加的幅度最大，說明每叢插秧6株可發(fā)揮出品種最佳有效穗率，也就是達(dá)到最高產(chǎn)量的有效穗率。

圖3 有效穗率與每穗實(shí)粒數(shù)之間的關(guān)系

圖4 總體有效穗率與每穗實(shí)粒數(shù)之間的關(guān)系

2.2 有效穗率與單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重之間的關(guān)系

研究有效穗率與單位面積穗數(shù)之間的關(guān)系后發(fā)現(xiàn)，除牡丹江32每叢插秧6株時(shí)二者相關(guān)性不顯著外，其余處理二者均呈顯著或極顯著關(guān)系，并且表現(xiàn)為單位面積穗數(shù)隨有效穗率的增加而增加（圖2），這是產(chǎn)量隨有效穗率增加的原因之一。在每叢插秧2株、4株和6株時(shí)，相同的有效穗率下牡響1號可以生產(chǎn)出較牡丹江32更多的有效穗數(shù)，具有較強(qiáng)的分蘗能力。

從圖3可見，牡響1號有效穗率與每穗實(shí)粒數(shù)呈顯著或極顯著關(guān)系，而牡丹江32每叢插秧1株和4株時(shí)有效穗率與每穗實(shí)粒數(shù)呈顯著或極顯著關(guān)系，當(dāng)有效穗率與每穗實(shí)粒數(shù)相關(guān)時(shí)，每穗實(shí)粒數(shù)有隨有效穗率先增后減的趨勢。綜合所有插秧株數(shù)發(fā)現(xiàn)二者確有極顯著的拋物線關(guān)系（圖4），有效穗率1500%左右時(shí)每穗實(shí)粒數(shù)最大，也就是說有效穗率超過1500%后每穗實(shí)粒數(shù)下降，是次生分蘗穗粒數(shù)下降導(dǎo)致，在有效穗率小于1500%時(shí)有效穗率與每穗粒數(shù)正相關(guān)，二者不存在矛盾。對比2個(gè)品種每穗實(shí)粒數(shù)發(fā)現(xiàn)，在相同有效穗率時(shí)牡丹江32要多于牡響1號，體現(xiàn)出了牡丹江32的大穗特性。

有效穗率與千粒重也有一定關(guān)系。從圖5可見，牡響1號每叢插秧株數(shù)2株、4株和6株時(shí)二者呈顯著或極顯著拋物線關(guān)系，牡丹江32二者相關(guān)性減小，當(dāng)每叢插秧2株時(shí)千粒重隨有效穗率的增加極顯著下降，其他處理二者無顯著相關(guān)性，在相同有效穗率時(shí)牡丹江32的千粒重大于牡響1號。

2.3 肥料、插秧密度及插秧株數(shù)對有效穗率的影響

由表1可以看出，牡響1號和牡丹江32的有效穗率隨施氮量增加而增加，牡響1號隨施氮量增加有效穗率增加的幅度較大，而牡丹江32 A4和A3處理的有效穗率差異不顯著；而密度減小時(shí)牡丹江32有效穗率增加明顯，牡響1號B1和B2處理差異不大。2個(gè)品種都隨每叢插秧株數(shù)的減少有效穗率顯著增加。

3 結(jié)論與討論

圖5 有效穗率與千粒重之間的關(guān)系

表1 不同肥料、密度及插秧株數(shù)有效穗率多重比較

本研究發(fā)現(xiàn)，水稻有效穗率存在品種差異并且受每叢插秧株數(shù)影響最大，是水稻產(chǎn)量性狀自我調(diào)節(jié)能力的重要指標(biāo)，這與汪秀志等[4]的試驗(yàn)結(jié)果相一致。本試驗(yàn)通過調(diào)節(jié)水稻插秧株數(shù)、插秧密度及肥料用量研究有效穗率具有較廣泛意義，這與前人利用株行距配置、水肥處理、栽植密度等不同研究水稻有效分蘗率、分蘗消長在產(chǎn)量提高方面的作用[5-6]相類似，但在本試驗(yàn)中將不同插秧株數(shù)處理進(jìn)行分別研究，得出了更加具體的結(jié)果，體現(xiàn)了有效穗率在水稻產(chǎn)量形成中的復(fù)雜性[7-8]。在本試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，減少每叢插秧株數(shù)，水稻有效穗率增加，有效穗率與產(chǎn)量呈顯著或極顯著相關(guān)是供試水稻品種相同特性，對于分蘗力強(qiáng)的水稻品種牡響1號來說，可以增加施氮量提高有效穗率，而對于大穗、大粒型品種牡丹江32則應(yīng)通過適當(dāng)降低水稻栽插密度提高有效穗率。同時(shí)證實(shí)，為提高水稻種植效益，在育種工作中應(yīng)該注重培育大穗、大粒品種。

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Abstract:The relationship between the effective panicle rate and yield formation of rice were analyzed in this study,two japonica varieties were used（Muxiang 1 and Mudanjiang 32）as materials.The results showed that there was a significant positive correlation between effective panicle rate and yield,the number of panicles per unit area was increased with the increase of the effective spike rate.The effective panicle rate had significant parabolic relation with the grain number per panicle.In order to achieve the highest yield of different rice varieties,we should improve the nitrogen fertilizer for multi-spike type cultivars,and appropriate planting density and fertilization for big panicle type varieties.

Key words:rice;effective panicle rate;yield

Study on the Relationship Between the Effective Panicle Rate and Yield Formation of Rice in Cold Region

WEI Caiqiang
（Mudanjiang Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Mudanjiang,Heilongjiang 157041;Author:weicaiqiang@126.com）

S511.2+2

A

1006-8082（2017）05-0042-04

2017－05－26

國家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-01-41）