水稻品种节水抗旱适应性筛选研究.doc

水稻品种节水抗旱适应性筛选研究湖南农业科学2009,(5):2426,30HunanAgriculturalSciences水稻品种节水抗旱适应性筛选研究刘云开,方宝华,庞冰,李文忠(湖南省水稻研究所,湖南长沙410125)摘要:选取当前生产上栽培面积较大的品种14个,引进旱稻品种4个,考察了各品种在分蘖盛期,孕穗期的凋萎土壤含水量,进行不同水分环境下叶绿素含量,胁迫敏感指数,抗旱系数,产量性状的比较.试验结果表明,丰源优299,旱优3号,岳优6135可以作为抗旱品种在湖南水稻节水抗旱生产上应用.关键词:水稻;抗旱品种;适应性;水稻凋萎土壤含水量;筛选中图分类号:s511.037文献标识码:A文章编号:1006060X(2009)05002403节水栽培是当前水稻栽培的方式之一,长期以来湖南省的季节性干旱严重影响了水稻生产,抗旱性水稻品种的应用可以降低干旱对水稻产量的影响程度.国内外对水稻品种抗旱机理及筛选指标进行了大量研究【,但目前关于抗旱品种筛选的研究报道甚少.笔者通过比较研究生产上推广面积较大的14个品种和引进国内外抗旱品种4个共l8个水稻品种,观察旱管和浅灌两种水分管理条件下的农艺性状和产量性状,以期筛选出适合湖南省季节性干旱的水稻抗旱品种,为水稻节水抗旱栽培及抗旱品种选育提供参考.1材料与方法1.1试验材料供试的早稻栽培品种18个,其中国外早稻品种3个(IR,IET,KMP),引进上海早稻品种1个(旱优3号),国内当前推广栽培品种l4个,其中常规稻品种4个,杂交稻组合1O个,分别为岳优6135,岳优9l13,金优207,金优38,T优6135,T优207,威优46,威优644,丰源优416,丰源优299,湘晚籼l7号,湘晚籼l3号,丰华占,黄华占.1.2试验方法1.2.1试验设计试验于2008年在湖南省水稻研究所多功能实验室耐旱池内进行,按每公顷氮(N)165kg,磷(P2o5)75kg,钾(K:O)75kg标准施肥,每品种重复3次,随机排列,每品种插植4行,每行1O株,株行距17cm20cm,6月25日移栽,10月21日收割.活蔸后一个旱池实行旱管,土壤含水量为20%30%,另一个池为浅水灌溉,土壤含水量为收稿日期:20090320基金项目:湖南省科技支撑计划资助项目(2007NK3114)作者简介:刘云开(1951一),男,湖南沅江市人,研究员,主要从事水稻栽培技术研究.60%70%.分蘖盛期,孕穗期是水稻抗旱产量的两个关键时期Ol,因此,本研究对各品种设置盆栽,每盆插植2株,重复3次,分别测定各品种在分蘖盛期及孕穗期的凋萎土壤含水量.同时考察各品种在旱管,浅灌条件下分蘖盛期,孕穗期的SPAD值及产量表现.1.2.2测定方法(1)土壤含水量用土钻法.(2)叶绿素含量SPAD值,用叶绿素测定仪(日本美能达公司产1同步测定网室内旱管和浅灌群体顶部第一完全展开叶的叶绿素含量(SPAD值).(3)胁迫敏感指数=(浅灌叶绿素含量一旱管叶绿素含量)/浅灌的叶绿素含量111.(4)成熟后每处理材料收获l0株代表性植株考种,考查每株有效穗,穗着粒数,千粒重,结实率,并计算其平均值.抗旱系数用于抗旱性评价,抗旱系数=旱池产量/水地产量【21.本试验数据均采用DPS数据分析系统分析处理.2结果与分析2.1不同水稻品种凋萎土壤含水量比较凋萎系数是品种抗旱能力的主要生理特征,凋萎系数越低抗旱能力越强.从表1可以看出,在分蘖盛期的凋萎土壤含水量均值以旱优3号12.02%为最低,与岳优6135,岳优91l3,湘晚籼17号及国外早稻品种KMP,IET相比差异不显着,不同品种凋萎土壤含水量为旱优3号<岳优9113<岳优6135<KMP<IET<湘晚籼17号,与T优207,金优207,丰源优416等13个品种之间有着显着差异,但是与国外旱稻KMP,IET及当地优质稻湘晚籼17号相比差异不明显.在孕穗期3个国外旱稻品种表现出很强的抗旱性,凋萎时土壤含水量均在l1%以下,国内旱稻新品种旱优3号也表现出较强的抗旱性,但多重比较结果显示,旱优3号与岳优9113,岳优6135,丰源优416等13个品种之间并无显着差异.说明旱优3号,岳优6135,岳优9113,IET,KMP第5期刘云开等:水稻品种节水抗旱适应性筛选研究这5个品种在分蘖盛期,孕穗期抗极端干旱能力均较强.表1不同水稻品种凋萎土壤含水量比较注:LsD测验中,不I司小写英文字母为5%水半上显着(F表同).2.2旱管和浅灌条件下不同品种分蘖盛期,孕穗期叶绿素含量比较叶绿素是水稻进行光合作用的物质基础,一旦叶绿素的合成与分解之间平衡受到影响,水稻的光合能力就会下降.在一定范围内,叶绿素含量增加,叶绿体对光能吸收与转化增强,光合速率增大,对l8个品种在浅灌,旱管处理条件下分蘖盛期叶绿素含量SPAD值的比较(表2),可以看出在浅灌条件下以丰源优299,T优207两品种含量最高,与金优38,威优46等品种之问有显着差异,SPAD值以T优207>丰源优299>T优6135>金优207;在旱管条件下T优207,丰源优299两品种的叶绿素含量也表现为最高,SPAD值以丰源优299>T优207>岳优6135>岳优9113>金优38.纵向比较各品种在浅灌和旱管条件下的SPAD值,可以看出,杂交稻品种均比常规稻品种高.横向比较同品种胁迫敏感指数,旱优3号,岳优6135,岳优9ll3,IR4个品种的胁迫敏感指数低.说明在分蘖盛期岳优6135,岳优91l3,旱优3号,IR这4个品种的叶绿素含量SPAD值受旱管的影响小,抗旱能力较强.在浅灌条件下各品种孕穗期的叶绿素含量(SPAD值)以丰源优299,金优38的叶绿素含量(SPAD值)最高,同样在旱管条件下丰源优299的叶绿素含量(SPAD值)也位于各品种之首,且同时表2旱管和浅灌条件下不同品种分蘖盛期叶绿素含量比较(SPAD值)在浅灌和旱管条件下的胁迫敏感指数以旱优3号,丰源优299,丰源优416,岳优6135的较低,抗旱能力较强(表3).表3旱管和浅灌条件下不同品种孕穗期叶绿素含量比较(SPAD值)2.3不同水稻品种在旱管,浅灌处理下农艺性状及产量指标的差异从表4可以看出,旱管处理下部分品种的株高较浅灌条件下矮,主要是杂交稻品种及国外旱稻品湖南农业科学第5期种.通过选取1O株考察各品种的穗数,可以看出,旱管条件下多数品种的每株穗数,穗长均有所减少,但与同品种浅灌条件下相比并无显着差异.旱表4各品种在早管,浅灌处理下的农艺性状T优6135l15l118.88.225.525.0旱优3号1201188.88.528.526.0金优381059810.410.027.526.0岳优9l1310095l】.81O.828.026.0湘晚籼l3号l1010210.29.628.025.0岳优61351009511.09.426.522.5丰源优2991019710.88.626.525.0T优207l14l1O11.08.026.021.5威优644100969.28.229.027.0KMP1029814.610.228.526.0丰华占989511.610.829.027.0丰源优41698.69410.210.026.823.0湘晚籼17号115l1212.2l1.223.023.0金优20710210010.29.624.523.0威优46l15ll212.612.028.026.0黄华占1058811.610.225.023.2IR908014.611.427.026.5IET】O5】O215.O13.623.O21.0170.8l39.4143.4126.7124.O1l6.8119.8114.1147.2108.3118.0105.4108.8102.1146.298.997.796.092.088.5l12.988.492.087.O95.685.7114.682.496.676.21l7.273.474.163.859.653.O注:表示不同处理条件下相同品种存在显着差异.管条件下各品种的每穗粒数减少显着,可以看出,干旱影响各品种的幼穗分化,减少了总颖花数,与青先国等fq研究结果相同.结合表1可以看出,分蘖盛期水稻凋萎土壤含水量低的品种在两个水分处理下的单株有效穗数差异较小,孕穗期凋萎土壤含水量低的品种在两个水分处理下的穗长,每穗粒数差异较小.从表5可以看出,各品种在旱管条件下的结实率均显着下降,千粒重也有下降趋势.比较各品种的抗旱系数及产量结果可以看出,丰源优299,旱优3号两个品种的抗旱系数高,均在0.9以上,旱管条件下的产量也较高,分别为6432.3kg/hm2.7048.5kg/hm,其次为丰源优416,岳优6135,金优207,其抗旱系数均在0.80以上,旱管条件下的产量在6000kg/hm2以上.结合表3可以看出,孕穗期SPAD值在两种水分处理下差异小的品种,其旱管处理下的结实率,千粒重,实际产量均较高.有研究表明,干旱胁迫时期对实际产量的降低程度:孕穗期(幼穗分化阶段)>抽穗扬花期>有效分蘖期>灌浆期.说明孕穗期是干旱胁迫的最敏感期,可视为水稻对水分敏感的临界期.表5各品种在旱管,浅灌处理下的产量及抗旱系数3结论(1)旱优3号,岳优6135,岳优9113,IET,KIIP这5个品种在分蘖盛期,孕穗期抗极端干旱能力均较强.其中从国外引进的3个旱稻品种IET,KMP,IR在孕穗期的凋萎土壤含水量均在l1%以下,在旱管处理下的每穗粒数,结实率与浅灌处理下的差异不大,说明这3个品种对于孕穗期的水分胁迫均有独特的抗旱基因.(2)综合考虑各品种旱管处理下的表现,以丰源优299,旱优3号,岳优6135对干旱适应性最好,在孕穗期的胁迫敏感系数分别为0.0024,0.0255,0.0288,旱管处理下的产量分别为6432.3kg/hm,7048.5kg/hmz,6414.0kg/hm,抗旱系数高,在0.86260.9222,表明丰源优299,旱优3号,岳优6135可以在湖南水稻抗旱生产上应用.其次为丰源优416,金优207,其它品种都表现出较低的抗旱系数,并且在旱管下的产量低.参考文献:1HallAE.EcologicalstudiesJ】.AnalysisandSyntheis,1976,19:76-83.【2郑成本,黄东益,莫饶,等.热大99w序列早稻新品系农艺特性与抗旱性的研究J.热带作物学报,2000,21(4):5257.f313刘祖祺,张石城.植物抗旱生理学【M】.北京:中国农业出版社,(下转第30页)3O湖南农业科学第5期早作覆膜水作覆膜旱不覆膜常规栽培37.46ab1.9519.4133.06c1.1518.9l39.20a2.1422.6335.15bc2.1217_3316.158.04al355.72b14.4353.64b15.751.16c1.1638.8418.0469.25c1.6239.6614.4575.47a1.1335.2617.2572.58b1.1333.116.9474.55a1.2936.8221.249.974.20a1.3537.24l6.74l8.8778.o2a1.4233.5816.2826.741.1242.3920.57l1.3958.08b1.3l29.92l3.2ll3.6552.47b1.2924.9310.9615.291.1740.93l8.6711.8273.97a1.1839.0818.67l5.0571.00c1.0330.3416.423.241.4746.0616.0910.9453.99c0.8827.59l3.35l2.1760.18d1.6226.1813.5418.843结论与讨论旱作覆膜栽培生长发育较好,分蘖快且数量多,高峰苗数持续时间长.两个品种均表现生育前期HF株高和干物质积累量不如常规水稻,孕穗后生长较快,随着生育期的推移,差异逐步增大,各处理之间差异显着.与其它栽培模式相比,旱作覆膜栽培LAI最大,叶绿素含量也有一定程度增加.研究还表明,旱作覆膜栽培产量比常规栽培,旱不覆膜和水作覆膜均有不同程度的增加,从产量构成因素分析来看,旱作覆膜栽培每穗总粒数不高,但有效穗数,结实率和千粒重均比其它3种栽培模式高,这是对增产贡献最大的因素.吴良欢等171则认为旱作覆膜高产的主要原因有效穗数的提高,这与本研究的结果一致.旱作覆膜由于分蘖势强,单株分蘖多,但是,无效分蘖较多,成穗率较低.因此,如何控制无效分蘖,提高成穗率有待进一步研究.覆膜可促进水稻的生长发育,提高干物质量和经济产量.与常规栽(上接第26页)l994.4】韩建民.抗旱性不同的水稻品种对渗透胁迫的反应及其与渗透调节的关系J】.河北农业大学学报,1990,13(1):1921.【5】MorganJM.OsmoregulationandwaterstressinhigherplantsJ.AnnRevPlantPhyslol,1984,35:299-319.【6】LianJ,ZhangJ,WangMH.CanitomatalclosurecausedbyxylemABAexplaintheinhibitionofleafphtosnthesisundersolldryinJ】.PhotosynRes,1997,51:149159.【7】杨建昌,王国忠,王志琴,等.早种水稻灌浆特性与灌浆期籽粒中激素含量的变化.作物学报,2002,28(5):615621.【8】张玉屏,朱德峰,林贺青,等.不同时期水分胁迫对水稻生长特性和产量形成的影响田.干旱地区农业研究,2005,23(2):4853.培相比,覆膜旱作既能高产又能节水.因此,对于缺水地区发展节水农业具有重要意义.参考文献:1王辉,曾祥宽,张燕之,等.水稻旱作在我国发展的前景分析J.农业经济,2001,(1):11.2洪庆文,黄不凡.农业生产中的若干土壤学与植物营养学问题【M】.北京:科学出