閆萌萌 閆平 呂守義 吳金榮 劉福英 邢超
摘要:為探討遮光處理條件下不同水稻品種生長發(fā)育和稻米品質(zhì)的變化規(guī)律,以‘五優(yōu)稻4號’、‘松粳9號’和‘龍稻18’為材料,通過盆栽試驗(yàn),研究了遮光處理條件下不同水稻品種的株高、分蘗、葉齡、產(chǎn)量性狀、稻米品質(zhì)的變化。結(jié)果表明:遮光降低了株高、減少了葉齡、生育期縮短8?10天、單株干重和產(chǎn)量下降達(dá)到了極顯著水平、食味值下降達(dá)到顯著水平。
關(guān)鍵詞:遮光;水稻;生長發(fā)育;品質(zhì);影響
中圖分類號:S511? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
0引言
水稻(Oryza sative)原產(chǎn)于亞洲熱帶區(qū),是我國的主要糧食作物之一。水稻是高溫短日照植物,高溫和短日照都能促進(jìn)水稻成熟,根據(jù)這個原理,育種工作者利用遮光辦法,使晚熟品種提早抽穗,從而利用晚熟品種資源。光照是水稻進(jìn)行光合作用的動力,也是水稻生長的能量來源,水稻產(chǎn)量的高低取決于光合物質(zhì)生產(chǎn)能力、光合同化產(chǎn)物的運(yùn)轉(zhuǎn)和分配,水稻全生育期中,光照充足是高產(chǎn)的必要條件,弱光條件(遮光)在水稻任何生育時期都會抑制產(chǎn)量的形成,且越到生育后期對產(chǎn)量的影響越大。前人關(guān)于遮光對水稻生長發(fā)育及品質(zhì)的影響做了大量的研究,但研究結(jié)論僅限于某一點(diǎn)上,而且結(jié)論不一致,比如遮光對產(chǎn)量的影響方面。董樹亭等研究認(rèn)為生育前期是營養(yǎng)生長階段,光照不足引起的損失可以通過后期的生殖生長階段得到彌補(bǔ);曹海瑁等研究認(rèn)為水稻的實(shí)際產(chǎn)量與生育期內(nèi)的日照總時數(shù)呈極顯著正相關(guān);而蔣授文等研究認(rèn)為遮光時期和試驗(yàn)品種不同,水稻產(chǎn)量下降的幅度不同;陶優(yōu)生等研究認(rèn)為水稻生長發(fā)育過程中任何生育時期弱光都會阻礙產(chǎn)量提高;李林等研究認(rèn)為水稻開花灌漿期間光照充足的年份,結(jié)實(shí)率和千粒重高,水稻增產(chǎn),反之,多陰雨寡照的年份,結(jié)實(shí)率低,千粒重下降,水稻減產(chǎn)。另外,張曉東等研究認(rèn)為主莖葉齡6?7葉時植株對日照長度最敏感;張文香等研究認(rèn)為日照量增加可以改善品質(zhì);鄧飛等研究認(rèn)為分蘗期遮陰主要使水稻有效穗大幅度降低。
本研究在前人研究基礎(chǔ)上,重點(diǎn)探討了黑龍江省南部稻區(qū)主栽的3個不同生育期的水稻品種在出穗前遮光處理下分蘗、株高、葉齡、出穗期、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量、稻米品質(zhì)等變化規(guī)律,為3個優(yōu)質(zhì)品種的適區(qū)種植選擇提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
選用黑龍江省主栽的‘五優(yōu)稻4號’(15片葉)、‘松粳9號’(14片葉)、‘龍稻18’(13片葉)3個品種為試驗(yàn)材料,種子由黑龍江省農(nóng)科院五常水稻所提供;盆栽選用的直徑30 cm的塑料桶,市場購買;遮光布采用雙層遮光布訂做而成。
1.2試驗(yàn)設(shè)計
試驗(yàn)于2017年在黑龍江省普田農(nóng)科院五常站進(jìn)行,4月13日浸種,4月20日播種,每平方米播濕種300 g,5月20日移栽。設(shè)遮光和不遮光兩種處理方式,每種方式的每個品種設(shè)3盆為一個重復(fù),共3次重復(fù),每盆栽3穴,每穴2苗。移栽后便開始遮光,早8點(diǎn)打開遮光布,下午16點(diǎn)蓋好遮光布,出穗后停止遮光。移栽前每盆施入復(fù)合肥(15-15-15)2.8 g做基肥,于5月29日施入硫酸銨1.2 g做分蘗肥,6月30日施入硫酸銨1.0 g做調(diào)節(jié)肥,7月5日施入硫酸鉀0.35 g做穗肥。
1.3調(diào)查項目與方法
水稻移栽7天后開始調(diào)查,每隔7天調(diào)查一次,調(diào)查項目有株高、分蘗、葉齡,始穗期、齊穗期、成熟期;成熟后植株全部取回進(jìn)行室內(nèi)考種,并用烘箱烘干至恒重,測定單株干重和單株稻谷干重;稻米品質(zhì)采用日本產(chǎn)PS-500食味分析計測定。
1.4數(shù)據(jù)處理
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPSv 14.10軟件處理分析。
2結(jié)果與分析
2.1遮光對水稻株高的影響
表1研究表明,3個不同熟期的水稻品種遮光處理后,抽穗前株高明顯高于對照,出穗后遮光處理的株高明顯低于對照;‘五優(yōu)稻4號’在6月17日之前遮光處理株高比對照高,但沒能達(dá)到顯著水平,6月24日—8月5日,遮光處理株高比對照高,均達(dá)到了顯著水平,遮光處理和對照完全齊穗后,遮光處理株高比對照低,達(dá)到了顯著水平;‘松粳9號’在7月22日之前遮光處理株高比對照高,但沒能達(dá)到顯著水平,在7月29日遮光處理株高比對照高,達(dá)到了顯著水平,在8月5日遮光處理株高比對照低,沒能達(dá)到了顯著水平;遮光處理和對照完全齊穗后,遮光處理株高比對照低,達(dá)到了顯著水平;‘龍稻18’在6月10日之前遮光處理株高比對照高,但沒能達(dá)到顯著水平,6月17日一7月22日,遮光處理株高比對照高,均達(dá)到了顯著水平,在7月29日遮光處理株高比對照高,在8月5日遮光處理株高比對照低,差異均未達(dá)到顯著水平,遮光處理和對照完全齊穗后,遮光處理株高比對照低,達(dá)到了顯著水平。
2.2遮光對水稻分蘗的影響
表2研究表明,遮光處理對水稻分蘗影響較大,3個品種在整個生育期內(nèi)遮光處理的分蘗均低于對照,6月17日之前遮光處理和對照的分蘗差異不顯著,6月24日之后遮光處理和對照的分蘗差異均達(dá)到了顯著水平;同一品種遮光處理和對照的最高分蘗出現(xiàn)的時間相近,‘五優(yōu)稻4號’最高分蘗在7月22日左右,‘松粳9號’最高分蘗在7月15日左右,‘龍稻18’最高分蘗在7月8日左右。
2.3遮光對水稻葉齡的影響
表3研究表明,遮光處理的水稻葉齡生長速度比對照快,最大數(shù)值差異在6月17日之前,遮光處理的水稻4、5、6、7葉的出葉速度明顯快于對照,3個品種都出現(xiàn)遮光后葉片數(shù)減少,‘五優(yōu)稻4號’減少0.7個,‘松粳9號’減少0.5個,‘龍稻18’減少0.6個。
2.4遮光對水稻物候期及產(chǎn)量性狀的影響
表4研究表明,遮光處理能明顯縮短水稻生育日數(shù)8?10天,3個品種的始穗期、齊穗期、成熟期比對照提前的日期相近;遮光處理降低了水稻每穴穗數(shù)和每穗粒數(shù),差異達(dá)到了顯著水平,降低了單株干重和產(chǎn)量(單株稻谷干重),差異達(dá)到了極顯著水平;遮光處理降低了‘五優(yōu)稻4號’結(jié)實(shí)率,提高了‘松粳9號’和‘龍稻18’的結(jié)實(shí)率,差異性沒能達(dá)到顯著水平;遮光處理增加了稻谷千粒重,差異達(dá)到了顯著水平,并提高了谷草比。
2.5遮光對水稻稻米品質(zhì)的影響
表5研究表明,遮光處理下3個水稻品種均能夠增加稻米糙米率、整精米率和蛋白質(zhì)含量,差異性均達(dá)到了顯著水平,對3個品種的直鏈淀粉含量影響不大,差異沒能達(dá)到顯著水平,遮光處理顯著降低了3個水稻品種的稻米食味,差異性均達(dá)到了顯著水平。
3討論與結(jié)論
黑龍江省是全國溫度最低的省份,也是世界上最寒冷的稻作區(qū),而且不同積溫區(qū)光溫差異較大,低溫寡照和越區(qū)種植都能引起水稻不同程度的減產(chǎn),李彩俠等研究認(rèn)為黑龍江主要農(nóng)作物產(chǎn)量同溫度存在顯著正相關(guān)。水稻遮光處理,既減少了光照時數(shù),也改變了溫度。通過對不同熟期3個水稻出穗前遮光處理研究表明,3個品種出穗前株高高于對照,達(dá)到了顯著水平,這與本地區(qū)春季溫度低,出穗前遮光提高了溫度和促進(jìn)了植株生育進(jìn)程有關(guān);3個品種齊穗后株高均低于對照,下降幅度分別為8.4%、4.5%和1.6%,與毛昌祥等研究結(jié)論一致;遮光處理減少了分蘗,差異性達(dá)到了顯著水平,與劉奇華等、李林等研究結(jié)論一致;遮光處理使3個品種的葉片數(shù)減少,‘五優(yōu)稻4號’減少0.7個,‘松粳9號’減少0.5個,‘龍稻18’減少0.6個;遮光處理能明顯縮短水稻生育日數(shù)8?10天,3個品種變化趨于一致;遮光處理降低了水稻每穴穗數(shù)和每穗粒數(shù),差異達(dá)到了顯著水平,降低了單株干重和產(chǎn)量,差異達(dá)到了極顯著水平,與戴紅艷等、姜楠等、楊哲、王亞江等研究結(jié)論一致;遮光處理下增加3個品種的整精米率,差異性均達(dá)到了顯著水平,與劉奇華等研究結(jié)論一致;遮光處理顯著降低了3個水稻品種的稻米食味,差異性均達(dá)到了顯著水平。本研究只對遮光處理下3個品種的株高、葉齡、分蘗、物候期、產(chǎn)量性狀和品質(zhì)的變化進(jìn)行了探討,對遮光的最佳時數(shù)、最佳時期、遮光處理下的干物質(zhì)積累規(guī)律、品質(zhì)變化原因等方面還需進(jìn)一步探討。
參考文獻(xiàn)
[1]陳慧哲,朱德峰.全球水稻生產(chǎn)與稻作生態(tài)系統(tǒng)概況[J].雜交水稻,2003(5):1-4.
[2]呂軍,王伯倫,孟維韌,等.不同穗型粳稻的光合作用與物質(zhì)生產(chǎn)特性[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,40(5):902-908.
[3]蔡昆爭,駱世明.不同生育期遮光對水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量形成影響應(yīng)用[J].生態(tài)學(xué)報,1999,10(2):193-196.
[4]董樹亭,王秀峰,陳雨海,等.植物生產(chǎn)學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2003:32-36.
[5]曹海瑁,曹海鑫,田奉俊,等.日照時數(shù)與水稻產(chǎn)量性狀的相關(guān)分析[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2012,18(19):48-49.
[6]蔣授文,艾天成,徐容容.穗部套袋遮光對水稻產(chǎn)量的影響[J].長江大學(xué)學(xué)報,2014,11(17):1-3.
[7]陶優(yōu)生,秦建權(quán),張運(yùn)波,等.遮光或弱光對水稻生理特性、產(chǎn)量形成及品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)科技通訊,2012(5):115-121.
[8]李林,姚永康,劉敏華,等.水稻開花灌漿期陰天影響產(chǎn)量構(gòu)成的光質(zhì)環(huán)境分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報,1997,13(3):139-142.
[9]張曉東,王秀萍,孫宇,等.短日照對幾種不同光反應(yīng)型水稻生長發(fā)育的影響[J].河北科技師范學(xué)院學(xué)報,2004,18(1):27-31.
[10]張文香,王成璦,王伯倫,等.寒冷地區(qū)溫度、光照對水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)科,2006,31(1):16-20.
[11]鄧飛,王麗,姚雄,等.不同生育階段遮陰對水稻籽粒充實(shí)和產(chǎn)量的影響[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2009,27(3):265-269.
[12]潘國軍.寒地粳稻育種[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2014:8.
[13]李彩俠,李俏,孫天一,等.氣候變化對黑龍江省農(nóng)作物產(chǎn)量的影響[J].自然災(zāi)害學(xué)報,2014,23(6):200-208.
[14]毛昌祥,石瑜敏,宋智萍,等.短日處理對感光型雜交稻組合性狀的影響[J].廣西農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,36(6):493-495.
[15]劉奇華,周學(xué)標(biāo),楊連群,等.生育前期遮光對水稻灌漿期劍葉生理特性及籽粒生長的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2009,20(9):2135-2141.
[16]李林,張更生,嵇福建,等.水稻分蘗期的陰害研究[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,1990,11(3):12-17.
[17]戴紅燕,鄭傳剛,黃斗敏,等.遮光處理對高原粳稻產(chǎn)量和物理品質(zhì)的影響[J].西昌學(xué)院學(xué)報,2005,19(3):34-36.
[18]姜楠,馬殿榮,高虹,等.不同時期遮光對北方粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2013,08,44(4):385-392.
[19]楊哲.水稻關(guān)鍵生育期光照條件對水稻產(chǎn)量的影響[J].吉林農(nóng)業(yè),2017,6:63-64.
[20]王亞江,葛夢婕,顏希亭,等.光、氮及其互作對超級粳稻產(chǎn)量和物質(zhì)生產(chǎn)特征的影響[J].作物學(xué)報,2014,40(1):154-165.
[21]劉奇華,李天,張建軍,等.生育前期遮光對水稻后期功能葉生長及稻米品質(zhì)的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志,2006,25(10):1167-1172.