氮肥水平和栽插密度对杂交稻茎秆理化特性与抗倒伏性的影响

ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9

http://www.chinacrops.org/zwxb/ E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.00093

氮肥水平和栽插密度对杂交稻茎秆理化特性与抗倒伏性的影响

杨世民1 谢 力1 郑顺林1 李 静1,2 袁继超1,*

1

四川农业大学农学院, 四川雅安625014; 2 西昌学院, 四川西昌615000

摘 要: 以杂交稻金优527为材料, 分别在中低海拔地区雅安(600 m)和高海拔地区西昌(1 590 m)进行了以氮肥水平为主区, 栽插密度为副区的田间裂区试验。结果表明, 随施氮量和栽插密度的增加, 茎秆基部节间变细长, 茎壁变薄, 秆型指数降低, 茎鞘中淀粉、纤维素、木质素含量降低, 充实度变差; 氮肥水平和栽插密度还影响茎秆中氮、钾、硅、钙、镁、铁、锌、铜、锰等矿质元素的含量, 从而影响茎秆的倒伏指数和抗倒伏能力。水稻基部茎秆的倒伏指数与株高、重心高度和基部各伸长节间的长度及氮、镁含量正相关, 与茎粗、茎壁厚、比茎重、秆型指数及淀粉、纤维素、木质素和钾、钙含量负相关, 与茎秆硅含量呈二次函数关系, 适宜的硅含量为4.5~4.8 mg kg−1。由于生态条件不同, 两试点水稻茎秆抗倒能力和受氮肥水平与栽插密度影响的程度存在一定差异, 高产、抗倒栽培要因地制宜。金优527基部节间的临界倒伏指数为200。

关键词: 氮肥水平; 栽插密度; 茎秆; 理化特性; 抗倒伏性

Effects of Nitrogen Rate and Transplanting Density on Physical and Chemical Characteristics and Lodging Resistance of Culms in Hybrid Rice

YANG Shi-Min1, XIE Li1, ZHENG Shun-Lin1, LI Jing1,2, and YUAN Ji-Chao1,*

1

Agronomy College, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China; 2 Xichang College, Xichang 615000, China

Abstract: There have been a lot of studies on the differences and variations in lodging resistance among different rice varieties, but few studies involving the combined effects of nitrogen rate and transplanting density on lodging resistance of a certain hybrid varieties at different planting areas. In order to study the relationship between lodging resistance and physical and chemical cha- racteristics of rice culm and the effects of nitrogen rate and transplanting density on the physical and chemical characteristics and lodging resistance of hybrid rice culm, a split plot field experiment was conducted with hybrid rice Jinyou 527 at Ya’an which altitude is about 600 m and Xichang which altitude is about 1 600 m. The experimental results were as follows. With the increas-ing of nitrogen rate and transplanting density, the plant height and length of basal internodes increased, the diameter of stem and the wall thickness of culm reduced, and the culm phenotype index decreased. High nitrogen rate and planting density lowered the contents of starch, cellulose and lignin of culm. The contents of N, K, Si, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, and Mn of culm were also influ-enced by nitrogen rate and transplanting density. As a result, high nitrogen rate and transplanting density reduced the breaking strength and lodging resistance of rice culm. The lodging index positively correlated to plant height gravity center height, length of basal internodes and contents of N and Mg, and negatively correlated to diameter of stem, wall thickness of culm, ratio of weight to length of stem, culm phenotype index, contents of K, Ca and starch, cellulose, lignin of culm. However, the relationship between lodging index and Si content of culm was quadratic function. The optimum Si content for high lodging resistance of rice culm was 4.5–4.8 mg kg−1. There were some differences in lodging resistance and sensitivities to nitrogen rate and transplanting density between Ya’an and Xichang, so the suitable techniques for high yield and high lodging resistance of culm should depend on the planting area. It was found that the critical lodging index for hybrid rice Jinyou 527 was 200.

Keywords: Nitrogen rate; Transplanting density; Culm; Physical and chemical characteristics; Lodging resistance

倒伏是水稻高产、稳产、优质的重要因素之一, 如何防止水稻倒伏的发生是农业科技工作者

本研究由国家科技支撑计划项目(2006BAD02A05)资助。

*

的重要任务。影响水稻倒伏的因素颇多, 前人的研究主要集中在品种间差异上, 如不同品种的穗型、

通讯作者(Corresponding author): 袁继超, E-mail: yuanjichao5@163.com

第一作者联系方式: E-mail: yangshimin1@163.com

Received(收稿日期): 2008-04-08; Accepted(接受日期): 2008-07-14.

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作 物 学 报 第35卷

株高、基部节间的长度、粗度、重量、淀粉和纤维素含量等茎秆特性与抗倒能力相关, 初步揭示了水稻抗倒的形态、生理机理[1-9]。另外从分子生物学和遗传学角度开展了水稻抗倒伏性的研究[9-11], 以期指导水稻抗倒品种的选育。然而栽培条件也是影响水稻抗倒性的重要因素[1], 杨长明等[12]研究发现有机无机肥配施结合干湿交替或半干旱模式水分管理有利于降低倒伏指数; 一般认为稀植有利于提高水稻的抗倒能力[1], 但郭玉华等[13]研究发现不同品种的茎秆材料学特性对稀植的反应存在明显差异。虽然目前已有少数关于栽培技术影响水稻抗倒性方面的研究报道, 但大多停留在栽培措施与水稻倒伏性的关系上, 缺少栽培抗倒机理方面的研究, 鲜见肥

料运筹与种植密度配合影响水稻茎秆理化特性和抗倒伏性方面的系统研究。本文就高海拔和中低海拔地区施氮水平和栽插密度对水稻茎秆理化特性和抗倒伏性的影响进行了较深入研究, 以期为水稻的高产栽培提供理论依据, 并丰富水稻抗倒栽培生理的研究内容。

1 材料与方法

1.1 试验材料和条件

供试水稻品种为籼型杂交中稻金优527, 试验于2006年分别在四川农业大学濆江农场(海拔600 m)和四川省西昌市西乡乡凤凰村(海拔1 590 m)进行, 两试点的土壤肥力状况见表1。

表1 供试地点土壤基本理化特性

Table 1 Soil characteristics of the experimental spots

地点 Spot 雅安

Ya’an, Sichuan

西昌

Xichang, Sichuan

有机质 Organic matter

(%)

全N Total N (%)

碱解N Available N(mg kg−1)

全K Total K (%)

速效K Available K (mg kg−1)

全P Total P (%)

速效P Available P(mg kg−1)

pH

5.17 0.346 168.7 3.167 147.0 0.027 33.2 6.213.18 0.213 142.9 3.653 153.5 0.053 32.7 5.32

1.2 试验设计和方法

裂区试验设计, 氮肥水平为主区, 设纯氮用量45.0(低氮)、135.0(中氮)、225.0(高氮) kg hm−2 3个水平, 基肥与追肥(分蘖肥)比均为7∶3, 另施过磷酸钙750 kg hm−2、氯化钾150 kg hm−2作底肥; 栽插密度为副区, 设7.5×104(低密度)、18.75×104(中密度)、30(高密度)×104穴 hm−2 3个水平。小区面积18 m2, 重复3次, 共27个小区。主区间用塑料薄膜包埂, 单独排灌。

雅安点3月30日播种, 西昌点3月18日播种, 湿润育秧, 选健壮一致的秧苗移栽, 每穴均栽单苗, 其他栽培管理措施按当地高产要求进行。雅安点7月20日抽穗, 8月22日成熟; 西昌点8月1日抽穗, 9月20日成熟。

1.3 测定项目和方法

抽穗期每小区挂牌标记出穗期一致的20个主茎, 分别在齐穗期和成熟前10 d各取10茎, 先测定株高、各节间基部至穗顶的长度、重心高度、穗长及各节间的长度、粗度、茎壁厚度, 以及穗下第3、4、5节间茎秆的抗折力和鲜重, 然后用烘干法测定各节间茎秆及叶鞘的干重, 最后测定茎鞘中的全氮、全钾、可溶性糖、淀粉、纤维素和木质素以及

部分中微量元素的含量。

用游标卡尺测量茎秆粗度、茎壁厚度; 将保持新鲜的植株水平放在食指指尖上, 不断调整支点位置使其保持平衡, 这时基部至指尖的长度即为重心高度。

参考Seko[16]和马均等[3]的方法测定茎秆抗折力, 将待测茎秆(保留叶鞘)置自制测定器上, 令节间中点与测定器中点对应(支点间距5 cm), 在节间中点挂一盘子, 盘上加砝码至茎秆折断, 此时砝码及盘子的重量即为该节间茎秆的抗折力(g)。茎秆力学特性按郭玉华等[13]、Ookawa等[7]的方法计算, 弯曲力矩(WP) = 被测节间折断部位至穗顶的长度(cm)×被测节间折断部位至穗顶的鲜重(g), 折断弯距(M, g cm) = F×L/4(式中L为茎秆的抗折力, F为两支点间的距离); 倒伏指数=弯曲力矩/折断弯矩×100, 秆型指数=茎秆基部的外径(长短轴的平均值, mm)/秆长(cm)×100。

茎鞘烘干样品用100型高速万能粉碎机粉碎, 过80目筛后用于测定化学成分含量。采用凯氏定氮法测定全氮含量, 火焰光度法测定钾含量, 蒽酮法测定可溶性糖含量, 斐林-碘量法测定淀粉含量; 重铬酸盐碘量法测定纤维素和木质素含量[14], 钼蓝分光

第1期

杨世民等: 氮肥水平和栽插密度对杂交稻茎秆理化特性与抗倒伏性的影响 95 光度法测定全Si含量[17], 原子吸收分光光度计测定Ca、Mg、Cu、Zn含量[18], 各试验处理的测定过程和条件完全一致。

和41.5%。

2.1.2 对茎粗的影响 氮肥水平和栽插密度对水稻主茎各节间的粗度和茎壁厚度也有一定影响(表3)。增施氮肥有降低基部节间的粗度和茎壁厚度的趋势, 特别是第5节, 其中茎粗的降低幅度雅安点大于西昌点, 而茎壁厚的降低幅度则西昌点大于雅安点; 增加栽插密度则显著降低基部第3~5节的茎粗和茎壁厚, 两试点的变化趋势一致, 第3、4、5节的茎粗和茎壁厚高密处理分别较低密处理平均低14.1%、13.1%、9.7%和8.4%、8.6%、19.7%, 第3、4节茎粗的降低幅度大于茎壁厚的降低幅度, 而第5节则茎壁厚的降低幅度大于茎粗的降低幅度。

氮肥水平和栽插密度由于影响了茎秆各节间的长度、粗度和茎壁厚度, 从而也影响了其重量和比茎重(茎鞘单位长度的重量)。增施氮肥有增加上部第1、2节茎鞘重量的趋势, 但对其比茎重无显著影响; 增施氮肥对第3、4节茎鞘重无显著影响, 但有降低第5节茎鞘重量的趋势, 因而降低第4、5节的比茎重, 特别是西昌点, 两试点平均, 第4节和第5节比茎重高氮处理分别较低氮处理低12.7%和36.9%。增加栽插密度则会降低各节茎鞘的重量, 从而降低各节的比茎重, 特别是雅安点, 两试点平均, 第3、4、5节的比茎重高密处理分别较低密处理低15.5%、21.1%和31.5%。

2 结果与分析

2.1 氮肥水平和栽插密度对茎秆形态特征的影响

2.1.1 对株高和节长的影响 由表2可知, 栽插密度和氮肥水平均在一定程度上影响水稻主茎的形态, 其中栽插密度对两地水稻主茎形态的影响程度较施氮量大。增施氮肥有增加株高, 增大穗长, 提高茎秆含水量, 降低秆型指数的趋势, 但差异未达显著水平; 随着栽插密度的增加, 植株变矮, 稻穗变短, 单茎重和秆型指数降低, 相对重心高度(重心/株高)提高, 处理间差异达显著或极显著水平, 两试点结果一致。

进一步分析表明, 氮肥和栽插密度对不同节间长度的影响趋势不尽相同, 增施氮肥对主茎上部第1、2节间(从上往下数, 下同)长度影响不显著, 增加栽插密度则有降低第1、2节间长度的趋势; 增加栽插密度和增施氮肥均不同程度增加了基部第4、5节间的长度(表3), 特别是第5节间, 第4、5节间长度高密和高氮处理分别较低密和低氮处理平均高16.1%~14.0%和32.7%~33.9%, 两点平均, 第4和第5节间长度高密高氮处理分别较低密低氮处理高31.8%

表2 施氮量和栽插密度对主茎形态的影响

Table 2 Effects of nitrogen rate and transplanting density on main stem characteristics

地点 Spot

处理 Treatment

有效分蘖数 No. of effective

tillers (×104 hm−2)

单穗重 Weight per panicle (g)

株高 Plant height(cm)

穗长 Ear length (cm)

相对重心高 Ratio of gravity center height to plant height (cm)

单茎重 Dry weight of stem (g)

秆型指数 Culm pheno- type index

雅安 Ya’an, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

236.9 b 261.0 a 273.0 a 215.5 c 260.5 b 294.8 a

5.31 5.18 5.03 6.10 a 4.98 b 4.43 c

113.68 114.29 115.76 116.02 a 114.18 b 113.53 b

28.45 28.38 28.88 30.00 a 28.29 b 27.42 c

0.56 0.56 0.56 0.55 b 0.56 a 0.56 a

8.57 8.49 8.36 9.91 a 8.19 b 7.33 c

85.5 a 82.9 ab 80.7 b 87.9 a 82.8 b 78.4 c

西昌 Xichang, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

225.6 c 257.3 b 281.3 a 204.0 c 263.0 b 297.2 a

6.15 6.23 6.19 7.53 a 5.77 b 5.27 b

99.93 101.85 102.84 103.16 a 102.01 ab 99.45 b

27.72 28.61 28.78 29.71 a 28.15 b 27.24 b

0.52 0.52 0.51 0.51 b 0.52 ab 0.53 a

9.28 9.47 9.37 11.10 a 8.86 b 8.16 b

85.5 82.9 80.7 87.9 a 82.8 b 78.4 c

同列中标以不同小写字母的值差异达5%显著水平。

Values within a column followed by a different letter are significantly different at 5% level. N1, N2, and N3 denote 45.0, 135.0, and 225.0 kg N hm−2, respectively; D1, D2, and D3 denote 7.5×104, 18.75×104, and 30×104 hills hm−2, respectively.

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作 物 学 报

表3 施氮量和栽插密度对基部节间茎秆特征的影响

Table 3 Effects of nitrogen rate and transplanting density on morphological characteristics of basal internodes 地点 Spot

第35卷

处理 Treatment

茎粗Diameter of culm (cm)

壁厚Thickness of culm wall (mm)

S3 S4 S5 S3 S4 S5

雅安

Ya’an, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

0.593 0.588 0.575 0.635 a 0.579 b 0.542 c

0.679 0.679 0.657 0.718 a 0.672 b 0.625 c

0.729 a 0.717 ab 0.701 b 0.756 a 0.716 b 0.675 c

67.66 72.81 69.11 74.3 a 68.2 b 67.1 b

87.6 .2 84.1 91.3 a 86.4 ab 83.3 b

108.2 a 93.2 b 99.4 ab 110.4 a 102.9 b 87.5 c

西昌

Xichang, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

0.605 0.687 0.722 103.9 116.5 139.8 a 0.607 0.688 0.725 98.3 110.2 128.2 b 0.608 0.660 0.720 97.9 110.8 130.8 b 0.658 a 0.592 b 0.569 c

0.733 a 0.665 b 0.636 c

0.753 a 0.725 b 0.6 c

105.0 a 97.7 b 97.3 b

118.7 a 109.2 b 109.6 b

148.7 a 130.3 b 121.0 b

地点

Spot 雅安

Ya’an, Sichuan

处理 Treatment 低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

节长Internodes length (cm)

比茎重Ratio of weight to length (mg cm−1)

S3 S4 S5 S3 S4 S5 15.87 10.94 b 4.18 33.61 35.86 51.47 15.79 11.35 b 5.01 33.59 36.76 42.97 14.97 12.19 a 5.21 35.70 34.71 34.77 15.95 15.68 15.00

10.86 11.40 12.22

4.03 4.87 5.51

39.02 a 32.16 b 31.72 b

42.74 a 34.20 b 30.39 b

57.20 a 43.48 b 28.54 c

西昌

Xichang, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

12.37 12.86 13.34 12.61 13.42 12.54

6.75 7.12 7.98 6.37 b 7.71 a 7.78 a

2.48 2.65 3.70 2.58 2.99 3.26

43.25 a 42.03 ab 39.51 b 46.49 a 37.76 b 40.54 b

50.18 a 40.94 b 40.38 b 46. 44.82 40.04

65.95 61.88 39.36 62.49 51.24 53.46

同列中标以不同小写字母的值差异达5%显著水平。

Values within a column followed by a different letter are significantly different at 5% level. N1, N2, and N3 denote 45.0, 135.0, and 225.0 kg N hm−2, respectively; D1, D2, and D3 denote 7.5×104, 18.75×104, and 30×104 hills hm−2, respectively; S3, S4, and S5 denote the 3rd, 4th, and 5th internodes, respectively.

2.2 氮肥水平和栽插密度对茎鞘化学成分的影响

2.2.1 对茎鞘碳水化合物组成的影响 从表4可看出, 施氮量和栽插密度对齐穗期和成熟前10 d茎鞘可溶性糖、淀粉、纤维素及木质素等结构物质的含量有一定影响。增施氮肥使齐穗期和成熟前10 d茎鞘的淀粉、木质素含量不同程度下降, 使齐穗期纤维素含量升高, 成熟前10 d纤维素含量降低。两试点平均, 成熟前10 d茎鞘的淀粉、木质素和纤维素含量高氮处理较低氮处理分别低45.7%、16.1%和31.5%, 氮肥水平对茎鞘淀粉和木质素含量的影响

程度较其对纤维素含量的影响程度大。增施氮肥降低了两试点齐穗期和雅安点成熟前10 d茎鞘的可溶性糖含量, 但使西昌点成熟前10 d的可溶性糖含量显著上升。

增加栽插密度使齐穗期和成熟前10 d茎鞘的淀粉、纤维素、木质素含量均不同程度下降, 在雅安和西昌的试验结果一致, 两试点成熟前10 d淀粉、纤维素、木质素含量高密处理较低密处理分别低11.9%、15.4%、21.4%和8.1%、8.4%、13.3%, 栽插密度对雅安点茎鞘主要结构物质含量的影响程度较西昌点的大, 在结构物质中, 木质素含量受栽插密

第1期

杨世民等: 氮肥水平和栽插密度对杂交稻茎秆理化特性与抗倒伏性的影响 97 度的影响程度较纤维素和淀粉含量的大。栽插密度对齐穗期和成熟前10 d茎鞘可溶性糖含量的影响趋势不一致, 增加栽插密度可增加齐穗期可溶性糖的含量, 但降低成熟前10 d可溶性糖的含量。

从表4还可看出, 水稻齐穗以后茎鞘中的淀粉和木质素因再分配利用而导致含量下降, 特别是淀粉, 但下降的幅度因氮肥水平和栽插密度而异。齐穗后

茎鞘中淀粉含量的下降速度随施氮水平的增加而增加, 随栽插密度的增加而略为降低; 齐穗后茎鞘中纤维素和木质素含量的下降速度则随施氮水平和栽插密度的增加而增加, 表明增施氮肥和增大栽插密度有加速水稻在齐穗后茎鞘中淀粉和木质素再分配利用的作用, 从而导致成熟前茎鞘淀粉和木质素含量的进一步降低。

表4 氮肥水平和栽插密度对茎鞘有机成分含量的影响

Table 4 Effects of nitrogen rate and transplanting density on some organic matter contents in the stem and sheath(%)

齐穗期 Full-heading stage

地点

Site

成熟前10 d 10 days before maturity

处理 Treatment

可溶性糖 Soluble sugars

淀粉 Starch

纤维素 Cellulose

木质素 Lignin

可溶性糖 Soluble sugars

淀粉 Starch

纤维素 Cellulose

木质素 Lignin

雅安 Ya’an, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

6.33 6.15 5.81 5.49 b 6.48 a 6.31 a

6.98 6.47 6.27 7.48 a 6.56 b 5.69 c

26.46 b 32.35 a 34.25 a 32.74 30.62 29.69

9.73 a 8.86 ab 7.12 b 9.47 a 8.68 ab 7.55 b

2.83 a 2.47 ab 2.19 b 2.67 2.70 2.12

3.79 3.35 2.44 3.28 a 3.40 a 2. b

39.01 a 36.59 a 31.00 b 38.41 a 35.70 ab 32.50 b

9.02 a 7.60 b 5.86 c 8.55 a 7.21 b 6.72 b

西昌 Xichang, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

8.22 a 7.98 a 6.78 b 6.87 c 7.50 b 8.61 a

8.42 8.47 8.28 8.91 a 8.53 a 7.72 b

35.41 b 37.90 b 41.80 a 39. 38.01 37.45

11.37 a 10.15 ab 8.70 b 11.02 a 9.53 b 9.67 b

0.93 c 1.55 b 2.52 a 2.17 a 1. b 1.19 c

5.47 a 4.04 b 2.59 c 4.19 4.07 3.85

41.20 a 39.54 a 36.29 b 40.95 38.56 37.52

10.33 a 9.91 a 7.40 b 10.10 a 8.78 b 8.75 b

同列中标以不同小写字母的值差异达5%显著水平。

Values within a column followed by a different letter are significantly different at 5% level. N1, N2, and N3 denote 45.0, 135.0, and 225.0 kg N hm−2, respectively; D1, D2, and D3 denote 7.5×104, 18.75×104, and 30×104 hills hm−2, respectively.

从总体上看, 水稻在齐穗以后茎鞘中不断合成并积累纤维素, 导致纤维素含量的上升, 但上升的幅度也同样受氮肥水平和栽插密度的影响。增施氮肥和增加栽插密度均有抑制纤维素合成的作用, 从而进一步降低成熟前茎鞘中的纤维素含量, 特别是增施氮肥, 与齐穗期相比, 高氮处理下成熟前10 d茎鞘中纤维素含量不但没有增加, 反而还降低了。 2.2.2 对茎鞘矿质元素含量的影响 由表5可知, 施氮量和栽插密度对两地水稻齐穗期、成熟前10 d茎鞘中的N和K含量有显著影响。增施氮肥可以提高齐穗期茎鞘中的氮、钾含量, 表现为氮促钾; 增施氮肥同样增加了成熟前10 d茎鞘中的含氮量, 但降低了钾含量, 表现为氮抑钾; 增施氮肥降低了西昌点齐穗期和成熟前10 d茎鞘中硅的含量, 但却使雅安点成熟前10 d茎鞘中硅含量上升。

增加栽插密度使齐穗期茎鞘中的氮含量降低,

但使成熟前10 d茎鞘含氮量上升; 齐穗期和成熟期茎鞘中的硅含量均随栽插密度的增加而提高, 两试点在成熟前10 d茎鞘中的钾含量和雅安点齐穗期茎鞘的含钾量则随栽插密度的增加而降低。

从齐穗到成熟前10 d, 水稻茎鞘中的氮素因再分配利用而呈下降趋势, 钾和硅则因进一步吸收积累而增加, 但氮的下降和钾、硅的增加幅度同样受氮肥水平和栽插密度的影响。氮肥有加速齐穗后茎鞘中氮素的转运和抑制钾素吸收积累的作用, 从而进一步降低成熟前10 d茎鞘中的钾含量; 加大栽插密度有抑制齐穗后茎鞘中氮输出的作用, 从而进一步提高成熟前10 d茎鞘中的氮含量。

施氮量和栽插密度对两地成熟前10 d茎鞘中部分中、微量元素的含量也有一定影响(表6)。从总体上看, 增施氮肥有提高两地成熟前10 d茎鞘中Mg、Zn含量、降低Ca和Cu含量的趋势, 增加栽插密度

98

作 物 学 报

表5 氮肥水平和栽插密度对茎鞘N、K、Si含量的影响

Table 5 Effects of nitrogen rate and transplanting density on N, K, and Si contents in stem and sheath(%)

地点 Spot

第35卷

处理 Treatment

齐穗期 Full-heading stage

成熟前10 d 10 days before maturity

N K Si N K Si

雅安

Ya’an, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

0.704 c 0.767 b 0.879 a 0.833 a 0.752 b 0.765 b

1.77 b 1.84 b 2.16 a 2.27 a 1.79 b 1.70 b

3.65 3.66 3.65 3.50 b 3.71 a 3.76 a

0.594 c 0.633 b 0.728 a 0.636 b 0.660 a 0.660 a

2.71 a 2.58 a 2.43 b 2.61 a 2.58 ab 2.53 b

5.84 b 6.10 ab 6.25 a 5.80 b 5.99 b 6.40 a

西昌 Xichang, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

0.491 c 0.631 b 0.736 a 0.652 a 0.602 b 0.604 b

1.20 c 1.36 a 1.25 b 1.24 c 1.30 a 1.27 b

3.47 a 3.28 b 3.00 c 3.16 b 3.22 b 3.38 a

0.391 c 0.420 b 0.509 a 0.455 a 0.417 b 0.449 a

2.47 a 2.42 a 2.09 b 2.39 a 2.28 b 2.31 b

5.20 a 4.62 b 4.15 c 4.53 b 4.58 b 4.86 a

同列中标以不同小写字母的值差异达5%显著水平。

Values within a column followed by a different letter are significantly different at 5% level. N1, N2, and N3 denote 45.0, 135.0, and 225.0 kg N hm−2, respectively; D1, D2, and D3 denote 7.5×104, 18.75×104, and 30×104 hills hm−2, respectively.

表6 氮肥水平和栽插密度对成熟前10 d茎鞘中Mg、Ca、Cu、Zn、Mn含量的影响

Table 6 Effects of nitrogen rate and transplanting density on Mg, Ca, Fe, Cu, Zn, and Mn contents in the stem and sheath at

10 days before maturity (mg kg−1) 地点 Spot

处理 Treatment

Mg content

Ca content

Fe content

Cu content

Zn content

Mn content

雅安 Ya’an, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

1321.70 c 1398.93 b 15.54 a 1514.38 a 1442.06 b 1328.73 c

1403.58 a 1158.09 b 1109.22 c 1178.37 b 1240.87 a 1251.65 a

874.0 b 886.7 ab 3.0 a 881.3 883.1 8.4

3.41 a 2.92 a 1.99 b 2.56 b 2.75 ab 3.01 a

36.58 b 39.74 a 35.82 b 34.49 c 36.86 b 40.80 a

335.69 a 344.23 a 304.66 b 330.36 b 350.10 a 304.12 c

西昌 Xichang, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

1005.67 c 1182.14 b 1440.54 a 1237.03 a 1221.25 a 1170.08 b

1228.78 a 1104.28 ab 1003.57 b 1067.35 1083.26 1186.02

605.5 a 532.7 b 622.1 a 597.7 a 556.3 b 606.4 a

5.70 a 5.42 b 5.02 c 5.16 5.40 5.59

37.81 b 41.96 ab 43.37 a 38.07 b 40.45 b 44.62 a

299.88 b 315.79 b 334.42 a 329.57 a 328.22 a 292.31 b

同列中标以不同小写字母的值差异达5%显著水平。

Values within a column followed by a different letter are significantly different at 5% level. N1, N2, and N3 denote 45.0, 135.0, and 225.0 kg N hm−2, respectively; D1, D2, and D3 denote 7.5×104, 18.75×104, and 30×104 hills hm−2, respectively.

有降低两地成熟前10 d茎鞘中Mg含量、提高Ca和Zn含量的趋势。

伏特性(表7)。增施氮肥由于在一定程度上增加了茎长和茎重, 因而提高了茎秆的弯曲力矩(WP), 特别是在西昌点, 处理间差异达显著水平。与此同时, 氮肥又因降低了基部节间的壁厚, 减少了木质素、纤维素、淀粉等物质的积累, 因而降低了其机械强度和折断弯矩(M), 从而降低了茎秆的抗倒伏能力, 提

2.3 氮肥水平和栽插密度对成熟前10 d茎秆力学与抗倒伏特性的影响

由于氮肥水平和栽插密度影响了水稻茎秆的形态特征和内含物质, 因而也显著影响其力学和抗倒

第1期

杨世民等: 氮肥水平和栽插密度对杂交稻茎秆理化特性与抗倒伏性的影响

表7 施氮量和栽插密度对茎秆材料力学特性的影响

Table 7 Effects of nitrogen rate and transplanting density on the material characteristics of basal internodes

S3

S4

99 S5

地点 Spot

处理 Treatment

折断弯矩Breaking strength

弯曲力矩 Bending weight

倒伏指数Lodging index

折断弯矩Breaking strength

弯曲力矩Bending weight

倒伏指数Lodging index

折断弯矩 Breaking strength

弯曲力矩 Bending weight

倒伏指数Lodging index

雅安 Ya’an, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

1181.8 1113.0 1039.8 1426.9 a 1009.1 b 8.5 c

1577.6 1553.8 1617.9 1900.7 a 1517.3 b 1331.3 c

134.5 143.7 157.2 134.4 b 150.9 a 150.2 a

1341.5 a1168.7 b1114.6 b1515.6 a1129.6 b979.7 c

2204.2 2172.3 2273.8 2632.4 a2135.2 b1882.7 c

1.5 c 190.0 b 207.6 a 174.9 b 191.6 a 195.7 a

1481.9 1356.6 1300.1 1703.6 a 1287.8 b 1147.1 c

27.1 2632.2 2756.6 3135.1 a 2593.5 b 2307.2 c

178.7 c 197.6 b 214.7 a 184.7 b 202.1 a 204.3 a

西昌 Xichang, Sichuan

低氮N1 中氮N2 高氮N3 低密D1 中密D2 高密D3

1501.4 a 1447.9 ab1321.7 b 1679.1 a 1341.5 b 1250.4 b

1623.0 b 1782.3 a 1745.6 a 2081.7 a 1566.4 b 1502.8 b

108.5 b 123.1 ab132.0 a 125.8 a 117.3 b 120.5 ab

1762.6 a1626.7 b1416.1 c14.9 a1512.4 b1398.1 b

2104.5 b2310.3 a2281.1 a2631.1 a2074.0 b1990.8 b

119.3 c 142.2 b 162.3 a 140.7 138.4 144.8

2038.5 a 1841.7 a 1585.0 b 2202.2 a 1710.9 b 1552.1 c

2372.3 b 2584.5 a 2592.9 a 29.2 a 2371.9 b 2278.6 b

116.9 c 142.7 b 1.2 a 134.6 b 140.3 ab149.0 a

同列中标以不同小写字母的值差异达5%显著水平。

Values within a column followed by a different letter are significantly different at 5% level. N1, N2, and N3 denote 45.0, 135.0, and 225.0 kg N hm−2, respectively; D1, D2, and D3 denote 7.5×104, 18.75×104, and 30×104 hills hm−2, respectively. S3, S4, and S5 denote the 3rd, 4th, and 5th internodes, respectively.

高了其倒伏指数(LI)。雅安和西昌点第3、4、5节的倒伏指数高氮处理较低氮处理分别提高了16.9%、26.2%、20.1%和21.6%、36.0%、40.5%。

增加栽插密度, 群体增大, 虽然个体发育受影响, 单茎重降低, 导致茎秆的弯曲力矩(WP)变小, 但由于基部茎秆变细, 茎壁变薄, 木质素、纤维素、淀粉等结构物质含量降低, 从而导致基部茎秆的机械强度和折断弯矩(M)下降, 倒伏指数(LI)也不同程

度提高, 雅安和西昌两点平均, 第3、4、5节的倒伏指数高密处理较低密处理分别高4.0%、7.9%、10.6%。

进一步分析表明, 对于倒伏指数的影响, 氮肥水平和栽插密度间存在一定互作效应, 在低氮水平下密度对倒伏指数的影响较小, 在中高氮水平下密度对倒伏指数的影响较大, 表现出一定的氮肥和密度的互促作用, 高氮配高密倒伏风险最大(表8), 其中两试点第5节的互作效应均达显著水平。

表8 不同处理基部节间的倒伏指数和田间实际倒伏情况

Table 8 The lodging index and actual percentage of lodging under different treatments

处理 Treatment

低氮 N1 (45.0 kg N hm−2)

中氮 N2 (135.0 kg N hm−2)

高氮 N3 (225.0 kg N hm−2)

低密D1

中密D2

高密D3

低密D1

中密D2

高密D3

低密D1

中密D2

高密D3

雅安倒伏指数

Lodging index in Ya’an, Sichuan

实际倒伏率

Actual percentage of lodging (%)

S3 133.2 141.6 128.6 126.5 156.3 148.4 148 154.9 168.9 S4 161.7 165.4 166.4 169.6 197.2 203.3 188.8 212.1 222 S5 170.8 184.9 180.4 177.7 204.8 210.4 195.9 216.7 231.6

0 0 0 0 33.3 100.0 0 100.0 100.0

西昌倒伏指数

Lodging index in Xichang, Sichuan

实际倒伏率

Actual percentage of lodging (%)

S3 103.3 114 108.1 126.1 116.5 126.8 143.1 121.5 131.3 S4 113.5 122.1 122.2 143.6 136.2 146.8 156.2 156.9 174 S5 115.3 121.8 113.6 129.5 137.8 160.8 160.6 161.1 170.7

0 0 0 0 0 0 0 0 0

D1, D2, and D3 denote 7.5×104, 18.75×104, and 30×104 hills hm−2, respectively; S3, S4, and S5 denote the 3rd, 4th, and 5th internodes,

respectively.

100

作 物 学 报 第35卷

回归分析结果, 倒伏指数与氮肥水平和栽插密度均正相关, 雅安点第3、4、5节的倒伏指数(y)与氮肥水平(x1)和栽插密度(x2)的回归方程分别为y3 = 114.9 + 0.13x1 + 10.55x2 (R2 = 0.487**)、y4 = 137.7 + 0.24x1 + 13.83x2 (R2 = 0.670**)和y5 = 153.7 + 0.20x1 + 13.07x2 (R2 = 0.661**), 西昌点相应的回归方程分别为y3 = 108.0 + 0.13x1 − 3.53x2 (R2 = 0.539**)、y4 = 105.6 + 0.24x1 + 2.73x2 (R2 = 0.812**)和y5 = 93.8 + 0.27x1 + 9.59x2 (R2 = 0.823**), 氮肥每增加1 kg hm−2, 倒伏指数提高0.13~0.27; 栽插密度每增加1×104穴 hm−2, 倒伏指数提高3.53~13.07。倒伏指数随栽插密度增加而提高的幅度雅安点高于西昌点, 而倒伏指数随氮肥水平增加而提高的幅度则西昌点略高于雅安点, 由此表明, 雅安点的倒伏指数受栽插密度的影响相对较大, 而西昌点则受氮肥水平的影响相对较大。

由于高密度和高氮肥提高了基部茎秆的倒伏指数, 也就增大了田间倒伏的风险。从表8可看出, 雅

安点高氮高密、高氮中密、中氮高密处理的小区在成熟前5 d因大风大雨而完全倒伏, 中氮中密处理的小区也有33.3%的植株发生倒伏。田间观察表明, 倒伏主要发生在基部第4、5节, 对比倒伏指数发现, 发生完全倒伏的处理第4、5节均大于200, 部分倒伏的处理(中氮中密处理)第5节达到了204.8, 第4节接近200, 西昌点各处理均小于200, 田间未发生倒伏情况。由此表明, 水稻基部茎秆倒伏指数达200以上极易发生倒伏, 因此可将200作为倒伏发生的临界指标。

2.4 抗倒伏特性与茎秆理化特性的关系

表9表明, 茎秆基部各节间的折断弯矩与株高、重心高度、第3~5节间的长度极显著负相关, 与第3~ 5节间的茎粗、壁厚、比茎重和秆型指数极显著正相关, 还与成熟前10 d茎秆的纤维素、木质素、淀粉等有机贮藏物质和Zn、Cu含量极显著正相关, 与全N、Mg、Mn和Fe等负相关, 倒伏指数与上述茎秆理化指标的关系相反。分别用雅安和西昌各自27

表9 基部茎秆折断弯矩和倒伏指数与茎秆主要理化特性的相关系数(n = 54)

Table 9 Correlation coefficients of breaking strength, lodging index and some physical and chemical characteristics of culm (n = 54)

茎秆理化特性

Physical and chemical characteristics of culm

折断弯矩 Breaking strength

倒伏指数 Lodging index

S3 S4 S5 S3 S4 S5

株高Plant height

重心高度Gravity center height

节长Average length of 3rd to 5th internodes 茎粗Average diameter of 3rd to 5th internodes 壁厚Average stem wall thickness of 3rd to

5th internodes

比茎重Average ratio of weight to length for 3rd to5th internodes

秆型指数Average culm phenotype index of 3rd to 5th internodes

纤维素含量Cellulose content of stem 木质素含量Lignin content of stem 淀粉含量Starch content of stem N含量Nitrogen content of stem K含量Potassium content of stem Si含量Silicon content of stem Ca含量Calcium content of stem Mg含量Magnesium content of stem Mn含量Manganese content of stem Zn含量Zinc content of stem Cu含量Copper content of stem Fe含量Iron content of stem

*

–0.3729 –0.4556**–0.5317**–0.6225**0.7587**0.7354**0.6326**0.7961**0.4861**0.6102**0.4090**–0.5272**–0.5418**–0.5986**–0.5353**0.5614**0.6333**–0.4530**

–0.5844**–0.6881**0.7227**0.7741**0.6673**0.8330**0.5608**0.7013**0.5067**–0.6140**–0.5597**–0.7239**–0.5604**0.4902**0.6997**–0.5469**

–0.4170**–0.5583**–0.6500**0.7220**0.7736**0.33**0.8286**0.5773**0.6935**0.5070**–0.5966**–0.5226**–0.7014**–0.5883**0.4784**0.6811**–0.5059**

0.6260** 0.7386** 0.7737**0.40** 0.7468** 0.8031**0.6042** 0.7504** 0.8129**–0.2615 –0.3114* –0.3565**–0.61** –0.7537** –0.8418**–0.4790** –0.5549** –0.5725**–0.5982** –0.7141** –0.7933**–0.4299** –0.5638** –0.5982**–0.5747** –0.6718** –0.6680**–0.5840** –0.81** –0.6292**0.7705** 0.8660** 0.56**0.4838** 0.5992** 0.6363**0.7122** 0.8492** 0.8412**0.2294 0.2999* 0.3660**–0.1921 –0.2176 –0.2758*–0.7352** –0.8473** –0.83**0.5818** 0.7369** 0.7724**

–0.0025 0.0248 0.0007 –0.0134 –0.0061 0.0852 0.0881 0.1801 0.1590 –0.1579 –0.2095 –0.1397

和**表示达0.05和0.01显著水平。

*

and ** denote significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. S3, S4, and S5 denote the 3rd, 4th, and 5th

internodes, respectively.

第1期

杨世民等: 氮肥水平和栽插密度对杂交稻茎秆理化特性与抗倒伏性的影响 101

个小区的数据进行的相关分析和用两试点54小区数据进行的联合相关分析结果基本一致(表中为两点联合分析结果)。

用两试点进行联合相关分析, 倒伏指数与成熟前10 d茎秆的钾和钙含量相关不显著, 但分点进行相关分析时均达显著或极显著水平, 其中茎秆的钾、钙含量与折断弯矩正相关, 与倒伏指数负相关, 表明适当提高茎秆的钾和钙含量有利于增强茎秆的机械强度, 增强抗倒性; 成熟前10 d茎秆的硅含验量与其折断弯矩和倒伏指数的相关性雅安点和西 昌点表现不一致, 雅安点硅含量与倒伏指数显著 正相关(第3、4、5节的相关系数分别为0.3949*、0.6262**、0.5982**), 西昌点则显著负相关(第3、4、5节的相关系数分别为−0.6696**、−0.7797**、−0.6888**), 这可能与两地硅含量水平不同有关, 茎秆Si含量雅安点平均较西昌点高30.3%。进一步用两点进行联合相关分析表明, 基部各节茎秆的倒伏指数(y)与茎秆硅含量(x)呈二次凹函数关系, 第3、4、5节的回归方程分别为y3 = 328.2 − 85.99x + 9.034x2 (R2 = 0.37**)、y4 = 523.7 − 160.96x + 17.101x2 (R2 = 0.5284**

)、y5 = 466.5 − 141.46x + 15.656x2

(R2

= 0.5208**); 基部各节茎秆的折断弯矩(y)与茎秆硅含量(x)呈二次凸函数关系, 第3、4、5节的回归方程分别为y3 = −141.1 + 598.762x − 69.785x2 (R2 = 0.3458**)、y4 = −1019.9 + 1007.14x − 110.562x2 (R2 = 0.4112**

)、y5 = −978.4 + 1065.65x − 117.310x2

(R2

= 0.3560**)。

由此表明, 硅含量过高或过低均会降低茎秆的折断弯矩, 提高茎秆的倒伏指数, 硅含量适宜时茎秆的折断弯矩最大, 倒伏指数最低, 第3、4、5节倒伏指数最低时的硅含量分别为4.76、4.71、4.52 mg kg-1。

逐步回归分析表明, 在本文分析测定的35项茎秆与理化特性指标中, 入选基部第3、4、5节倒伏指数（LI3、LI4、LI5）逐步回归方程的是齐穗期茎鞘中纤维素(x1)、木质素(x2)、淀粉(x3)及钾(x4)和硅(x5)的含量、成熟前10 d茎鞘中氮(x6)、锰(x7)、锌(x8)、铜(x9)、钙(x10)、镁(x11)含量、基部第5节间的长度(x12)和粗度(x13)、第4节间的壁厚(x14)以及第5(x15)、4(x16)、3节(x17)的秆型指数等17项指标, 其回归方程分别为LI3 = 174.2 − 20.5x4 + 108.7x6 + 1.13x8 − 8.3x9 − 1.91x12 − 98.4x13, LI4 = 120.8 − 0.80x1 − 2.77x2 − 2.51x3 + 38.4x6 + 2.12x8 − 11.2x9 − 0.02x10 + 0.06x11 + 1.16x12 + 791.4x14 + 159.1x16 − 233.0x17和LI5 = 179.0 + 0.65x1 + 12.1x5 + 123.9x6 + 0.27x7 − 10.3x9 −

2.19x12 − 71.9x15, 表明这些指标是影响杂交水稻茎秆基部节间抗倒伏能力的重要性状。

在倒伏指数的两构成因素中, 受氮肥水平和栽插密度影响的程度折断弯矩大于弯曲力矩, 折断弯矩和弯曲力矩第3~5节的平均变异系数分别为3.9%和2.9%。相关和通径分析表明, 折断弯矩与倒伏指数的相关系数和直接通径系数均大于弯曲力矩, 因而折断弯矩对倒伏指数的贡献率也就较弯曲力矩的高, 尤其是基部两个节间。两试验地点平均, 第3、4、5节折断弯矩对倒伏指数的贡献率分别为56.5%、76.0%和83.9%, 表明提高水稻的抗倒能力应以增强基部茎鞘的机械强度, 提高其抗折能力为主攻目标。

3 讨论

3.1 关于水稻的抗倒机理

水稻的抗倒能力与其基部节间的抗折能力及其承受的重量有关。高产栽培需要足够大的生物生产量, 特别是穗子要大, 这就使茎秆承受的重量(弯曲力矩)增加, 倒伏的风险增大, 因此高产与抗倒存在一定的矛盾[1,4]。本试验表明, 对倒伏指数的贡献率折断弯矩大于弯曲力矩, 提高折断弯矩是降低倒伏指数的重要途径, 可以通过选育茎秆抗折能力强的品种和科学的栽培管理来提高水稻茎秆的机械强度和抗折能力, 解决高产与倒伏的矛盾。

本研究表明, 水稻基部茎秆的折断弯矩与株高、重心高度和基部各伸长节间的长度负相关, 与茎粗、茎壁厚度、比茎重、秆型指数及淀粉、纤维素和木质素含量正相关, 倒伏指数则相反, 这与前人用不同品种为材料研究的结果基本一致[1-9]。说明基部茎秆短而粗, 茎壁厚而充实, 贮藏物质多有利增强其抗倒性。

由于碳氮代谢常存在一定的矛盾, 茎秆氮含量过高不利其贮藏物质的积累, 从而会降低茎秆的抗倒性, 因而倒伏指数与茎秆氮含量显著负相关。一般认为K和Si有利于细胞的木质化和硅质化, 从而增强其强度和抗倒能力[6,12]。本文发现, 茎秆中硅的含量与其折断弯矩和倒伏指数并非线性关系, 而是二次函数, 只有在Si含量适宜时茎秆的抗倒能力才最强, 回归分析得出本试验条件下成熟前10 d茎秆适宜的Si含量为4.5~4.8 mg kg−1。Si含量过高或过低均会降低茎秆的抗倒能力, 提高其倒伏指数, 其机理尚待进一步研究。

102

作 物 学 报 第35卷

本研究还发现, 水稻茎秆的抗倒性还与其Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn等中微量矿质元素含量有一定相关性, 适当提高茎秆的Ca、Zn、Cu含量和降低Mg、Mn、Fe含量有利于提高其抗折能力, 降低倒伏指数, 其机理也尚待进一步研究。

前人研究认为, 株高是影响倒伏的重要因素[1-4], 本研究表明, 对茎秆基部节间倒伏指数影响较大的是齐穗期茎鞘中纤维素、木质素、淀粉及钾和硅的含量、成熟前10 d茎鞘中氮、铜、锰、锌、钙、镁的含量以及基部节间的长度、粗度和秆形指数。除了茎秆主要有机、无机成分的含量外, 在形态特征方面与倒伏指数关系最密切的是基部节间的长度、粗度和厚度(特别是第4、5节)及其秆型指数, 株高不是倒伏的决定因素。

3.2 关于氮肥与密度的倒伏效应

栽培条件会影响水稻的抗倒伏性能[12-15], 主要是影响了水稻的生长发育和茎秆的理化特性。氮肥促进水稻的生育, 在一定程度上增加了穗重和弯曲力矩, 并增长了茎秆基部节间, 使茎粗和壁厚降低, 淀粉、纤维素和木质素含量下降, 抗折能力降低, 倒伏指数提高; 随着栽插密度增加, 群体增大, 个体发育受抑, 茎秆基部节间变得细长而薄, 积累的有机物质减少, 抗折能力降低, 倒伏指数增加。由此表明科学肥料运筹和合理密植, 改善茎秆的理化特性是提高水稻抗倒能力的重要措施。

袁继超等[18]研究表明, 氮肥水平不仅影响稻米的蛋白质含量, 而且对稻米中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn等中微量元素的含量也有一定影响。本试验表明, 氮肥水平和栽插密度对水稻茎鞘中的Ca、Mg、Si、Fe、Zn、Cu、Mn等中微量元素也有一定影响, 这可能是其影响茎秆抗倒性的机理之一。有关氮肥水平和栽插密度影响水稻茎鞘Ca、Mg、Si、Fe、Zn、Cu、Mn等矿质元素吸收积累的机制尚待进一步研究。

虽然雅安和西昌两地氮肥水平和栽插密度对水稻茎秆的主要理化特性和抗倒能力的影响趋势基本一致, 但由于各自地理位置和生态条件不同, 水稻茎鞘抗倒能力的大小和受氮肥水平与栽插密度影响程度的高低存在一定差异。从总体上看, 栽插密度对倒伏指数的影响雅安点大于西昌点, 而氮肥水平对倒伏指数的影响则西昌点略大于雅安点。另外西昌与雅安相比, 植株较矮, 基部节间短而粗, 茎壁厚, 茎鞘中淀粉、纤维素和木质素含量高, 机械组织

更发达, 抗倒能力更强, 倒伏指数低, 第3~5节平均折断弯矩高31.0%, 倒伏指数低23.8%, 因而适宜的栽插密度和氮肥水平也较高。这种差异可能与两试点的海拔高度有关, 西昌为高海拔地区, 与雅安相比, 光照足, 紫外线强, 在一定程度上抑制了茎秆的纵向生长, 促进其横向生长。上述结果表明, 抗倒栽培不仅要良种良法配套, 也要因地制宜。

4 结论

茎秆的理化特性与其抗倒性密切相关, 其中以齐穗期茎秆中纤维素、木质素、淀粉及钾和硅的含量、成熟前茎鞘中氮、铜、锰、锌、钙、镁的含量以及基部节间的长度、粗度和秆形指数对茎秆基部节间的倒伏指数的影响最大。水稻茎秆基部节间的倒伏指数与其长度及茎鞘的氮、镁含量正相关, 与茎粗、茎壁厚度、秆型指数和茎鞘的钾、钙、铜及淀粉、纤维素和木质素含量负相关, 与硅含量呈二次函数关系。

增施氮肥和增大栽插密度会在一定程度上增加茎秆基部节间长度, 降低茎粗和壁厚以及茎秆淀粉、纤维素和木质素含量, 并影响茎鞘中氮、钾、硅、钙、镁、铁、锌、铜、锰等矿质元素的含量, 从而影响茎秆的倒伏指数和抗倒能力。茎秆基部节间的倒伏指数与施氮量和栽插密度极显著正相关。

雅安和西昌由于生态条件不同, 水稻茎鞘抗倒能力的大小和受氮肥水平与栽插密度影响的程度有一定差异, 高产、抗倒栽培要因地制宜。从两地田间实际的倒伏发生情况看, 金优527基部节间的临界倒伏指数为200。

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