黑龙江省超高产水稻品种的茎蘖发育动态分析

　　0 引言

　　水稻是黑龙江省的主要粮食作物，近年来面积增加迅速，这部分得益于一大批高产优质品种选育，为了保障国家的口粮安全，高产仍旧是水稻育种的第一目标。水稻产量的构成因素主要为平方米穴数、每穴穗数、每穗粒数、结实率和千粒重，其中有效分蘖数是水稻产量的主要构成因素之一，群体茎蘖的动态变化是水稻生长发育的重要衡量指标，群体有效穗数多是获得较高产量的前提条件。康文启等对水稻的分蘖角度进行了动态的分析，提出了分蘖角度动态型水稻光合特性的优势；严定春等通过定量描述水稻群体基本苗以及主茎与分蘖数、叶面积指数和干物质积累动态与品种类型、生态环境因子和栽培措施之间的动态关系，建立了广适性的水稻适宜群体生长指标的知识模型，可对不同条件下的水稻生长指标适宜动态进行预测；张洪程等在此方面进行了大量的研究，并提出“精苗稳前、控蘖优中、大穗强后”超高产定量化栽培模式，并在生产中进行了验证。前人研究主要集中于南方稻区水稻群体建成中的茎蘖动态，随着黑龙江早粳稻高产品种的不断选育，对高产品种的茎蘖发育动态研究尤为重要。为此，笔者以黑龙江省的3个超级稻品种——‘松粳9号’、‘龙稻5号’和‘龙粳14’为试验材料，分别用相同生育期的普通品种‘藤系138’、‘龙稻3号’和‘合江19’作为对照，采用田间小区试验设计，对黑龙江省超高产水稻品种的茎蘖发育动态进行研究。本研究旨在探明黑龙江高产水稻品种的茎蘖发育动态的优势所在，研究结果也能为水稻高产新品种选育提供理论参考。

　　1、 材料与方法

　　1.1 供试材料

　　本研究的试验品种为黑龙江省通过国家认定的超级稻品种‘松粳9号’‘、龙稻5号’和‘龙粳14’，分别以同生育期的普通品种‘藤系138’、‘龙稻3号’和‘合江19’作为对照。

　　1.2 试验方法

　　试验于2009年在黑龙江省农科院试验园区进行，土壤为水稻土。育苗采用大棚旱育秧，4月中旬播种，5 月中旬插秧，田间小区设计为 15 行区，行长 5 m，每品种8行，插秧规格为30 cm ×13 cm，每穴2~3株，施纯氮120 kg/hm2，纯磷70 kg/hm2，纯钾50 kg/hm2，氮肥的一半，磷肥的全部，钾肥一半做底肥施入，其余做追肥施用。试验采用随机区组设计，3次重复。其他管理措施同生产田。

　　1.3 调查及分析方法

　　插秧缓苗后田间定点跟踪调查总茎数，每7天调查一次，每品种调查5穴，3次重复，直到成熟。成熟后每小区梅花式采点5点，每点实收1 m2测产，并计算公顷产量。应用Excel软件进行数据处理和制图，采用DPS统计分析软件对调查数据进行分析。

　　2、 结果与分析

　　2.1 群体茎蘖数的动态变化

　　出叶速率是水稻生育前期生长旺盛与否的重要指标，出叶速率快标志着营养生长旺盛，能够在过渡为生殖生长前建成较大的营养体，为生殖生长中籽粒的形态建成奠定基础。水稻茎蘖数的动态变化见图1。从图1可以看出，在生育前期各品种的群体茎蘖数无明显差异，超级稻品种和普通对照品种互有高低，无规律可循。超级稻‘松粳9号’整个生育阶段群体茎蘖数在8月14日（齐穗期）前一直低于其对照‘藤系138’，而‘藤系138’在达到最高茎蘖数547个/m2后即快速降低，最后每平方米茎蘖数比松粳9号少6个‘，松粳9号’达到最高茎蘖数的日期比‘藤系138’要早10天左右。

　　超级稻‘龙稻5号’几乎和‘龙稻3号’同时达到最高茎蘖数，7月10日前，即拔节孕穗期前，‘龙稻5号’的平方米茎蘖数高于‘龙稻3号’，而7月10日后龙稻3号各阶段的平方米茎蘖数高于‘龙稻5号’，最终茎蘖数‘龙稻3号’比‘龙稻5号’每平方米多23个。

　　超级稻‘龙粳14号’和‘合江19号’达到最高茎蘖数的时间最早，在7月17日即达到，表现为前期超级稻‘龙粳14号’增长快于‘合江19号’，而‘合江19号’在进入分蘖盛期后群体茎数即超过了超级稻品种‘龙粳14’。

　　各品种的分蘖增加及无效分蘖消亡的速率可以从表1更直观的体现。

　　从表1可以看出，茎蘖增长速率最快的品种为生育期相对较短的超级稻‘龙粳14’和普通品种‘合江19’，这也揭示了黑龙江省水稻品种为什么在较短的生育期能够产出较高的产量，在较短的生育前建成较大的营养体，其营养生长后期是和生殖生长同步进行的。从最终成穗率来看，各超级稻品种均比其相应的对照品种高，说明中期的干物质积累和分配比较合理，有效地利用了光合产物。从无效分蘖消亡速率来看，各超级稻品种均小于对照品种，消亡速率最快的品种是‘藤系138’和‘龙稻 3 号’，品种间变异系数达到了 40%，说明不同品种差异较大。

　　综合以上各组品种分析，在生育前期，各超级稻品种的分蘖数量较普通对照品种无优势，齐穗后在各品种进入无效茎蘖缓慢消亡过程后，普通对照品种的茎蘖消亡速率要显著高于同生育期的超级稻品种，下降速率最快的是‘藤系138’，其次为‘龙稻3号’。

　　2.2 群体茎蘖动态与产量的关系

　　将茎蘖性状与产量进行相关分析，可以得出各性状及与产量间的相关关系。结果列于表2。

　　从表2可知，产量与茎蘖各性状的相关关系均未达到显著水平，其中产量与最高茎蘖数、茎蘖增长速率、茎蘖消亡速率呈负相关的关系，而与有效分蘖数、最终成穗率呈正相关关系。最高茎蘖数与茎蘖增长速率达到了极显著的正相关(r=0.99**)，最终成穗率与茎蘖消亡速率达极显著负相关(r=-0.98**)。

　　3、 讨论

　　分蘖是影响水稻穗数多少，进而影响产量的一个极其重要的性状，一般认为，分蘖数目是多基因控制的数量性状，且很容易受到环境条件的影响。

　　3.1 关于水稻茎蘖发育动态与干物质分配的关系

　　前人研究指出，水稻茎蘖的增长与消亡是一个缓慢的过程，不应该是大起大落的，无效分蘖消亡越慢，越有利于光合产物向有效分蘖及其他部位的转运。分蘖日衰亡量决定于分蘖发育时间和群体同化物供应状况。从本研究结果来看，超级稻品种在最高分蘖数和茎蘖增长速率方面优势不明显，但从无效分蘖消亡速率来看，各超级稻品种均小于对照品种，这与前人的研究结果相一致，这是物质转运再分配的结果，要求物质转运的“流”要畅。但也有研究显示，分蘖与物质生产和分配的关系未达显著水平，即分蘖性状的变化不一定是通过改变物质积累与分配来影响产量的形成。

　　3.2 关于分蘖与产量及产量构成因子的关系

　　水稻产量形成是一个连续过程，又有一个明显的阶段性，分蘖过多的品种多穗小，因为无效分蘖与生长迟的穗子竞争养分，同时由于过多的分蘖形成浓密的冠层，造成了一些病害的发生，不利于高产，而低分蘖被认为有利于同期开花结实的穗有效的利用水平空间形成大穗。因此，国际水稻研究所为了控制无效分蘖的发生，将低分蘖或无分蘖定为育种目标。

　　关于分蘖特性与物质生产和产量的关系的研究，前人研究表明，最高分蘖数与穗数正相关，穗数与产量正相关，因此，一般认为最高分蘖数与产量正相关。本研究结果显示，产量与茎蘖各性状的相关关系均未达到显著状态，其中产量与最高茎蘖数、茎蘖增长速率、茎蘖消亡速率呈负相关的关系，而与有效分蘖数、最终成穗率呈正相关关系。黑龙江处于寒地稻作区，生育期短，要求早生快发，灌浆时间短，分蘖对产量的贡献要大于穗粒数。因此，在水稻高产育种中，不应片面注重最高茎蘖数和茎蘖增长速率，对茎蘖消亡速率也应引起重视，群体优化是形成较高产量的基础，形态改良和机能改进有机结合是高产育种的发展方向。

　　4、 结论

　　产量与最高茎蘖数呈负相关关系，与最终成穗率呈正相关的关系。各超级稻的最终成穗率均高于同生育期的普通对照品种。在黑龙江早粳稻茎蘖生长及消亡的动态生育进程中，超高产品种相比较普通品种的优势在于，达到最高茎蘖数后，无效分蘖消亡速度慢，能够将无效分蘖中的养分最大限度的转移到有效分蘖中。本研究主要针对黑龙江早粳稻进行研究，所需活动积温为2300~2700℃左右，在形态学上进行了研究，没有在生理指标及分子水稻上进行深入的探讨，今后应在微观水平做更为细致的研究。

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