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摘要[目的]研究品种更替对中熟粳稻磷吸收的影响。[方法]以江苏省各年代有代表性的品种为材料,研究植株磷吸收在品种更替过程中的变化规律。[结果] 各主要生育期植株磷累积量均表现为现代品种显著或极显著高于早期品种。各类型品种磷累积均主要集中在拔节期—抽穗期,且磷吸收的比例随品种更替呈不断增加的趋势。早期品种在成熟期仍有大量的磷残留在茎鞘中;而现代品种,尤其是杂交稻的营养物质向籽粒的运转率相对较高。[结论]该研究可为高产、超高产育种和栽培提供依据。
关键词中熟粳稻;品种更替;磷素吸收
中图分类号S511.2+2文献标识码A文章编号0517-6611(2018)05-0053-03
Abstract[Objective] To research the effects of alternation of varieties on the phosphorus absorption of midseason Japonica rice. [Method] With representative varieties of Jiangsu Province as research materials, we researched the change laws of plant phosphorus absorption in the process of varieties alternation. [Result] The accumulation of phosphorus in the main growth stages was significantly or extremely significantly higher than that in the early varieties. The accumulation of phosphorus in all kinds of varieties was mainly concentrated at jointing stageheading stage, and the proportion of phosphorus absorption in this stage showed a rising trend with the alternation of varieties.There were still a large number of phosphorus residues in the stem and sheath in the early generations. But in the modern varieties, especially in hybrid rice, the running rate of the nutrients to the grain was relatively high. [Conclusion] This research provides references for the highyield and superhighyield breeding and cultivation.
Key wordsMidseason Japonica rice;Alternation of varieties;Phosphorus absorption
随着国民经济的快速发展和人民生活水平的迅速提高,人们对粳米的需求日益增长。从20世纪80年代开始,江苏、浙江、安徽等地原来以籼稻为主的稻产区,逐步实行“籼改粳”,使得粳稻种植面积大幅增加。其中,江苏省积极进行粳稻品种结构调整,使得粳稻种植面积迅速扩大到80%以上[1-3],而中熟粳稻又是该省粳稻种植的重要类型。江苏省粳稻种植历经多代品种更替,每次更替均使产量大幅度提升[4]。前人已有大量关于水稻氮素利用效率基因型差异的研究[5-6],但对于磷吸收,尤其是品种更新换代对植株磷吸收影响的研究较少。鉴于此,笔者以江苏省大田生产各年代具有代表性的中熟粳稻品种为材料,研究了品种更替过程中磷吸收的变化规律,旨在为高产、超高产育种和栽培提供依据。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验于2015—2017年在江苏省大华种业集团有限公司育种研究院连云港研究所2号田进行。前茬作物为小麦,耕作层有机质含量1.78%,有效氮75.86 mg/kg,速效磷18.67 mg/kg,速效鉀166.6 mg/kg。
1.2试验材料
依据种植年代,将供试品种分为早期品种(农林1号、农林7号、金南凤、越光、黎明)、现代常规品种(扬粳186、镇稻88、扬粳9538)和杂交稻(3优18、Ⅲ优98、9优418)3个类型。
1.3试验设计
各材料于5月9日播种,6月9-10日移栽,株行距20 cm×20 cm。小区面积为20 m2,随机区组排列,重复3次。全生育期施用尿素折合纯氮240 kg/hm2,按基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶1∶4施用。移栽前各小区施过磷酸钙300 kg/hm2和氯化钾195 kg/hm2。水分管理等按常规高产栽培,全生育期严格控制病虫草害。
1.4取样与测定
各品种分别于分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期取2个5穴(按群体平均茎蘖数取样),分器官测定干物质重。用于测定干物质重的样品经粉碎后,用FOSS公司生产的全自动凯氏定氮仪测定植株氮含量。
1.5数据处理
采用Office 2007软件对数据、表及文字编排,用DPS进行统计分析。
2结果与分析
2.1主要生育期磷吸收量比较
由表1可知,各类型品种稻株的磷积累均随着生育期的推进不断增加。现代品种在各生育期磷积累量均显著或极显著高于早期品种。现代常规品种分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期的磷积累量较早期品种平均值分别上升了25.55%、24.58%、43.24%和52.40%;杂交稻组合较早期品种分别上升了40.50%、26.55%、51.42%和63.32%。现代常规品种分蘖期—拔节期,拔节期—抽穗期、抽穗期—成熟期的磷积累量平均值较早期品种分别增加了24.28%、59.34%和78.52%;杂交稻组合平均值较早期品种分别增加了20.11%、72.98%和9727%。 2.2相邻生育期磷累积量比较
从相邻生育期的磷累积量占总累积量百分数来看,各类型品种磷累积均主要集中在拔节期—抽穗期,此时磷累积量分别达到总累积量的39.00%、41.53%和42.01%。现代常规品种和杂交稻组合分别比早期品种高2.53和3.01百分点。
2.3成熟期磷在各器官中累积量比较
抽穗期—成熟期各类型品种磷累积量分别达到总累积量的26.18%、30.32%和
代品种,且现代常规品种和杂交稻组合间差异不大。从茎鞘中磷累积所占总吸收磷的比例来看,早期品种分别比现
代常规品种和杂交稻组合高12.87和14.87百分点。而穗中则完全相反,现代常规品种和杂交稻分别比早期品种高10.74和16.94百分点。由此可见,早期品种成熟期植株磷累积量显著低于现代品种,且大量残留在茎鞘中,未向经济器官——籽粒中运转,吸收的养分并未转化成经济产量;现代品种成熟期磷主要集中在穗中,叶片和茎鞘中所占比例较小。
3结论与讨论
与早期品种相比,现代品种,尤其是杂交粳稻类型在磷的吸收上具有总吸收量高、生育前期相对较低、生育中后期(拔节后)特别是拔节期—抽穗期较高的特点。从产量形成的生物学特性分析,生育中后期,特别是抽穗期—成熟期是决定产量的关键时期[7-8]。因此,增加该阶段稻株的养分吸收量,更有利于形成壮秆大穗、协调产量的源库关系,从而形成库大源足的超高产群体。该试验结果也显示,早代品种成熟期植株营养累积量不仅比现代品种少,还大量残留在茎鞘中,未运转到籽粒中。现代品种,尤其是杂交稻组合成熟期茎鞘中残留的营养元素含量较少,大部分都已转移到籽粒中形成经济产量,这也是其产量较高的一个重要原因。
参考文献
[1] 张洪程,王夫玉.中国水稻群体研究进展[J].中国水稻科学,2001,15(1):51-56.
[2] 邓建平,杜永林.江苏粳稻生产现状及发展对策[J].中国稻米,2006,12(4):8-11.
[3] 侯朋福,李刚华,张国发,等.养分管理方式对江苏常规粳稻產量和氮素利用率的影响[J].土壤,2012,44(2):218-224.
[4] 杨建昌,王朋,刘立军,等.中籼水稻品种产量与株型演进特征研究[J].作物学报,2006,32(7):949-955.
[5] 薛亚光,陈婷婷,杨成,等.中粳稻不同栽培模式对产量及其生理特性的影响[J].作物学报,2010,36(3):466-476.
[6] 剧成欣,张耗,董晶晶,等.江苏省粳稻品种演进过程中产量和米质的变化[J].中国稻米,2013,19(6):11-16.
[7] 张耗,谈桂露,薛亚光,等.江苏省粳稻品种近60年演进过程中产量与形态生理特征的变化[J].作物学报,2010,36(1):133-140.
[8] 杨建昌,杜永,吴长付,等.超高产粳型水稻生长发育特性的研究[J].中国农业科学,2006,39(7):1336-1345.
关键词中熟粳稻;品种更替;磷素吸收
中图分类号S511.2+2文献标识码A文章编号0517-6611(2018)05-0053-03
Abstract[Objective] To research the effects of alternation of varieties on the phosphorus absorption of midseason Japonica rice. [Method] With representative varieties of Jiangsu Province as research materials, we researched the change laws of plant phosphorus absorption in the process of varieties alternation. [Result] The accumulation of phosphorus in the main growth stages was significantly or extremely significantly higher than that in the early varieties. The accumulation of phosphorus in all kinds of varieties was mainly concentrated at jointing stageheading stage, and the proportion of phosphorus absorption in this stage showed a rising trend with the alternation of varieties.There were still a large number of phosphorus residues in the stem and sheath in the early generations. But in the modern varieties, especially in hybrid rice, the running rate of the nutrients to the grain was relatively high. [Conclusion] This research provides references for the highyield and superhighyield breeding and cultivation.
Key wordsMidseason Japonica rice;Alternation of varieties;Phosphorus absorption
随着国民经济的快速发展和人民生活水平的迅速提高,人们对粳米的需求日益增长。从20世纪80年代开始,江苏、浙江、安徽等地原来以籼稻为主的稻产区,逐步实行“籼改粳”,使得粳稻种植面积大幅增加。其中,江苏省积极进行粳稻品种结构调整,使得粳稻种植面积迅速扩大到80%以上[1-3],而中熟粳稻又是该省粳稻种植的重要类型。江苏省粳稻种植历经多代品种更替,每次更替均使产量大幅度提升[4]。前人已有大量关于水稻氮素利用效率基因型差异的研究[5-6],但对于磷吸收,尤其是品种更新换代对植株磷吸收影响的研究较少。鉴于此,笔者以江苏省大田生产各年代具有代表性的中熟粳稻品种为材料,研究了品种更替过程中磷吸收的变化规律,旨在为高产、超高产育种和栽培提供依据。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验于2015—2017年在江苏省大华种业集团有限公司育种研究院连云港研究所2号田进行。前茬作物为小麦,耕作层有机质含量1.78%,有效氮75.86 mg/kg,速效磷18.67 mg/kg,速效鉀166.6 mg/kg。
1.2试验材料
依据种植年代,将供试品种分为早期品种(农林1号、农林7号、金南凤、越光、黎明)、现代常规品种(扬粳186、镇稻88、扬粳9538)和杂交稻(3优18、Ⅲ优98、9优418)3个类型。
1.3试验设计
各材料于5月9日播种,6月9-10日移栽,株行距20 cm×20 cm。小区面积为20 m2,随机区组排列,重复3次。全生育期施用尿素折合纯氮240 kg/hm2,按基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶1∶4施用。移栽前各小区施过磷酸钙300 kg/hm2和氯化钾195 kg/hm2。水分管理等按常规高产栽培,全生育期严格控制病虫草害。
1.4取样与测定
各品种分别于分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期取2个5穴(按群体平均茎蘖数取样),分器官测定干物质重。用于测定干物质重的样品经粉碎后,用FOSS公司生产的全自动凯氏定氮仪测定植株氮含量。
1.5数据处理
采用Office 2007软件对数据、表及文字编排,用DPS进行统计分析。
2结果与分析
2.1主要生育期磷吸收量比较
由表1可知,各类型品种稻株的磷积累均随着生育期的推进不断增加。现代品种在各生育期磷积累量均显著或极显著高于早期品种。现代常规品种分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期的磷积累量较早期品种平均值分别上升了25.55%、24.58%、43.24%和52.40%;杂交稻组合较早期品种分别上升了40.50%、26.55%、51.42%和63.32%。现代常规品种分蘖期—拔节期,拔节期—抽穗期、抽穗期—成熟期的磷积累量平均值较早期品种分别增加了24.28%、59.34%和78.52%;杂交稻组合平均值较早期品种分别增加了20.11%、72.98%和9727%。 2.2相邻生育期磷累积量比较
从相邻生育期的磷累积量占总累积量百分数来看,各类型品种磷累积均主要集中在拔节期—抽穗期,此时磷累积量分别达到总累积量的39.00%、41.53%和42.01%。现代常规品种和杂交稻组合分别比早期品种高2.53和3.01百分点。
2.3成熟期磷在各器官中累积量比较
抽穗期—成熟期各类型品种磷累积量分别达到总累积量的26.18%、30.32%和
代品种,且现代常规品种和杂交稻组合间差异不大。从茎鞘中磷累积所占总吸收磷的比例来看,早期品种分别比现
代常规品种和杂交稻组合高12.87和14.87百分点。而穗中则完全相反,现代常规品种和杂交稻分别比早期品种高10.74和16.94百分点。由此可见,早期品种成熟期植株磷累积量显著低于现代品种,且大量残留在茎鞘中,未向经济器官——籽粒中运转,吸收的养分并未转化成经济产量;现代品种成熟期磷主要集中在穗中,叶片和茎鞘中所占比例较小。
3结论与讨论
与早期品种相比,现代品种,尤其是杂交粳稻类型在磷的吸收上具有总吸收量高、生育前期相对较低、生育中后期(拔节后)特别是拔节期—抽穗期较高的特点。从产量形成的生物学特性分析,生育中后期,特别是抽穗期—成熟期是决定产量的关键时期[7-8]。因此,增加该阶段稻株的养分吸收量,更有利于形成壮秆大穗、协调产量的源库关系,从而形成库大源足的超高产群体。该试验结果也显示,早代品种成熟期植株营养累积量不仅比现代品种少,还大量残留在茎鞘中,未运转到籽粒中。现代品种,尤其是杂交稻组合成熟期茎鞘中残留的营养元素含量较少,大部分都已转移到籽粒中形成经济产量,这也是其产量较高的一个重要原因。
参考文献
[1] 张洪程,王夫玉.中国水稻群体研究进展[J].中国水稻科学,2001,15(1):51-56.
[2] 邓建平,杜永林.江苏粳稻生产现状及发展对策[J].中国稻米,2006,12(4):8-11.
[3] 侯朋福,李刚华,张国发,等.养分管理方式对江苏常规粳稻產量和氮素利用率的影响[J].土壤,2012,44(2):218-224.
[4] 杨建昌,王朋,刘立军,等.中籼水稻品种产量与株型演进特征研究[J].作物学报,2006,32(7):949-955.
[5] 薛亚光,陈婷婷,杨成,等.中粳稻不同栽培模式对产量及其生理特性的影响[J].作物学报,2010,36(3):466-476.
[6] 剧成欣,张耗,董晶晶,等.江苏省粳稻品种演进过程中产量和米质的变化[J].中国稻米,2013,19(6):11-16.
[7] 张耗,谈桂露,薛亚光,等.江苏省粳稻品种近60年演进过程中产量与形态生理特征的变化[J].作物学报,2010,36(1):133-140.
[8] 杨建昌,杜永,吴长付,等.超高产粳型水稻生长发育特性的研究[J].中国农业科学,2006,39(7):1336-1345.