籼稻和粳稻生长发育和产量形成的比较研究毕业论文

引言我国是世界水稻生产第一大国，2010年水稻产量占世界总产量的29.3%。全国水稻种植面积约占粮食作物总面积的30％[1]，产量接近粮食总产量的一半[2-3]。我国水稻产区主要分布在长江中下游的湖南、湖北、江西、安徽、江苏,华南的广东、广西、福建,西南的四川及东北三省。我国水稻种植区域差异较大，其中南方以籼稻为主,北方以粳稻为主。粳稻的直链淀粉较少，低于15%，适宜在温带和寒带地区种植，生长期较长，一般一年只能成熟一次。去壳成为粳米，外观圆短、透明（部分品种米粒有局部白粉质）。相比常规粳稻，杂交粳稻的优势主要表现在穗大粒多上，无论北方杂交粳稻还是南方杂交粳稻，每穗粒数都比当地常规稻显著增加。研究表明，杂交稻每穗总粒比常规对照种增加50%左右。虽然杂交粳稻单位面积有效穗数减少，但单位面积总颖花数增加，单位面积实粒数仍增加15%左右。目前推广的杂交粳稻千粒重平均高达26-28克，一般也比常规稻高1-2克，这也是杂交粳稻能增产的主要原因之一。长期以来，我国水稻种植以籼稻为主，而粳稻的比重较小[1]，其生产在水稻中仅占1/4～1/3。但是，随着经济的快速发展和生活水平的提高，粳米的市场需求量日益增长，我国粳稻的种植面积和产量也都呈快速增加的趋势[4]。然而，适度发展粳稻种植对增加农业收入和农业效益、乃至国家的粮食安全均具有重要意义[4,5,6]，因此对粳稻生长发育影响因素的研究显得尤为重要。为此，本试验以“甬优8号”（“甬优8号”属三系杂交晚粳稻品种，最早引入江西种植，因其品质优良而在江西广泛地区得到认可。）作为供试材料，研究粳稻品种的物质积累特性、产量形成规律，以期能充分发挥粳稻品种的高产特征，同时也为高产粳稻的大面积推广和稳定增产提供一定的理论依据和技术支撑。1材料和方法试验材料试验设在南昌县广福镇，试验前土壤理化性质为：有机质36.37g/kg，全氮2.145g/kg，碱解氮127.9mg/kg，有效磷30.42mg/kg，速效钾105.4mg/kg，pH值为5.64。试验设计试验设粳稻“甬优8号”、籼稻“皖稻103”（对照）两个处理。播种日期为6月29日。“甬优8号”采用湿润育秧，带土移栽，插规格4×8寸，每穴插2～3粒谷苗，用300多孔的秧盘；亩施N18kg、P2O55kg、K2O10kg，按基肥：蘖肥：穗肥＝5：2：3的比例施入，穗肥根据苗情酌情加减施肥量，抽穗灌浆期喷施KH2PO4和硫酸锌等叶面肥，提高结实率和千粒重。全生育期实行间歇灌溉的模式：薄水移栽，浅水返青，5～6天后灌一次水（移栽后5～6天施肥和除草剂），维持3～4天，露两天，再灌水，依此类推，其中够苗18～19万苗晒田。病虫害草防治坚持“预防为主，综合防治”的方针，在搞好农业防治、生物防治、物理防治的基础上，进行化学药剂防治。“皖稻103”采用常规水播水育，每穴插2～3粒谷苗，栽插规格6×6寸，用561孔秧盘。亩施N10kg、P2O55kg、K2O7kg，按基肥：蘖肥：穗肥＝6：4：0的比例施入。实行常规的水分管理：移栽5～6天后灌深水，不露田（移栽后5～6天施肥和除草剂）。测定项目与方法叶龄调查每个处理定20蔸（2个点，每个点10蔸），移栽后每4d调查一次叶龄动态，直至全部叶片抽出。茎蘖动态每个处理定20蔸（2个点，每个点10蔸），移栽后每4d记载一次分蘖，记载到齐穗为止。SPAD值、光合特性SPAD值：在最大分蘖期、抽穗期和灌浆期标记部分长势相似的剑叶，用日产SPAD一502叶绿素仪测定水稻叶绿素含量,选择剑叶较中间部位进行测定。剑叶净光合速率：在齐穗期和齐穗后20d用CI-340型光合仪在晴朗的天气（上午10:00-12:00或下午2:00-4:00）情况下，测定已标记剑叶中部的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等，每个处理测6片叶、2个重复，并在不同处理间交替进行测定。干物质积累、叶面积、养分吸收在最大分蘖期、幼穗分化期、齐穗期和成熟期取样，每个处理按茎蘖平均数取样5蔸，取完整地上部分。茎、叶、穗分装后在105℃下杀青15min,然后80℃烘干、称重。叶面积指数用小样叶重法测定。将各时期的样品粉碎、过筛后用Foss-2300全自动凯氏定氮仪测定地上部氮素含量。考种与测产产量构成：成熟期每个处理调查150蔸水稻有效穗，并按照平均穗数取样15蔸考种，考察每穗粒数、空瘪粒数、千粒重，计算结实率。产量：每个处理测产3个点，每个点200蔸，脱粒后称重，并取2kg左右稻谷晒干称重计算标准含水率，计算产量。数据处理试验数据均采用Microsoftexcel2013和SASJMP10.0统计软件处理。2结果与分析2.1产量及其产量构成因素由表2-1可以看出，“甬优8号”产量显著高于对照“皖稻103”（p<0.05），比农户对照增产15.25%。从产量各构成因素（有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重）来看，“甬优8号”的有效穗数高出农户对照处理27.49%，差异达到了极显著水平（p<0.05）；而“甬优8号”的每穗粒数高于农户对照，但差异不显著；结实率差异也不显著。千粒重高出农户对照处理5.53%，差异达到了显著水平（p<0.05）。表2-1水稻产量及其产量构成因素处理有效穗数（104/亩）每穗粒数结实率（%）千粒重（g）产量（kg/亩）皖稻10317.1±0.2b152±2ab93.4±1.5a24.2±0.1b591.4±36.8b甬优8号21.8±1.4a139±7b93.5±1.1a26.7±0.7a681.6±10.2a注：小写字母表示5%显著水平2.2不同生育期干物质积累从图2-1中可以看出，水稻群体主要生育时期中，干物质累积主要是在孕穗期到成熟期，高达65﹪左右，各处理之间的干物质累积量不同。从移栽后到分蘖期期间，干物质积累量相对较小，在8.65～10.74﹪之间。从不同处理来看，“甬优8号”处理干物质累积量最大，但差异不显著；在分蘖期到孕穗期期间，各处理干物质累积量迅速增加，其中“皖稻103”处理干物质累积量最大，干物质累积量相对较大，在22.70～23.72﹪之间，差异也不显著；从孕穗期到齐穗期期间，各处理干物质累积量也迅速增加，差异较显著；在齐穗期到成熟期期间，各处理之间的干物质累积量占总生物量比例最大，其中“甬优8号”处理干物质累积量最大。图2-1群体主要生育时期干物质积累情况（单位：kg/亩）2.3不同生育期叶面积指数变化从图2-2可以看出，各处理在早稻主要生育时期的叶面积指数变化呈现单峰曲线，从分蘖期开始呈现逐渐上升的趋势，在孕穗期时达到最大值，此时各处理间的叶面积指数大小表现为“甬优8号”>“皖稻103”，然后逐渐下降，在成熟期达到最低。从不同处理间分析来看，在齐穗期时，示范区处理的叶面积指数最大值接近9.8，“甬优8号”的叶面积指数最大值接近8.8，均高于“皖稻103”。图2-2叶面积指数变化2.4不同生育期氮素吸收由图2-3可知，不同处理各生育期氮素的累积量随生育进程而不同。氮素的累积量在整个生育时期都表现为逐渐升高的趋势，晚稻氮素的吸收主要集中在移栽期到齐穗期。从移栽期到孕穗期时各处理间氮素累积量差异不大。图2-3主要生育时期地上部总吸氮量2.5不同生育期茎蘖动态变化通过2-4可以看出，“甬优8号”处理与农户对照处理相比差异较大，从分蘖始期到分蘖盛期，相比2013年早稻茎蘖动态，各处理的分蘖速度较快。在移栽后35天左右达到最高，最高茎蘖数按大小顺序表现为“甬优8号”>“皖稻103”。茎蘖数达到最高后逐渐下降，到移栽后55天左右基本稳定，此时期茎蘖数按大小顺序也是“甬优8号”>“皖稻103”。图2-4茎蘖动态变化2.6不同生育期SPAD变化图2-5表明，水稻主要生育时期的剑叶叶绿素含量变化呈单峰曲线，各处理的剑叶叶绿素含量从分蘖期开始呈现逐渐上升的趋势，抽穗期达到最大值，此时各处理间的剑叶叶绿素含量表现为“甬优8号”>“皖稻103”处理的趋势，然后逐渐下降，在成熟期达到最低，此时各处理间的剑叶叶绿素含量依旧表现为这一趋势。从不同处理间分析来看，“皖稻103”处理的剑叶叶绿素含量在四个主要生育时期均低于“甬优8号”，差异较显著，特别是分蘖期到孕穗期这段时期，“甬优8号”最高可能与大部分粳稻品种主要生育时期叶绿素含量较籼稻品种高有关。图2-5剑叶叶绿素含量变化2.7不同生育期光合特性图2-6为同生育时期的剑叶净光合速率值。其中齐穗期与乳熟期的净光合速率值是指几次测定净光合速率的平均值。在齐穗期时，各处理的净光合速率值按大小顺序为“甬优8号”>“皖稻103”，其中“甬优8号”的净光合速率值比“皖稻103”处理大25.23%。到乳熟期时，“甬优8号”处理的净光合速率值比农户对照“皖稻103”处理大39.22%，显著高于对照处理。图2-6晚稻净光合速率变化3讨论与小结目前我国粳稻种植主要集中在东北地区和江淮流域，长江以南以籼稻和杂交稻为主[7]，早籼晚粳模式尚处于研究探索阶段。黄山等[8]研究江西鄱阳地区引进杂交晚粳发现，其产量较籼稻高，这与生育期长及其较大的库容，特别是较高的穗粒数有关。齐青云[9]通过安徽多个早籼晚粳品种搭配模式研究发现，高产品种的分蘖力强，成穗率高，穗大粒多，结实率较高。蒋之坂等[10]研究认为早籼晚粳模式秧龄、密度、施氮、磷、钾等五水平对产量及构成因素影响极显著，并创建早籼晚粳模式“四少四高”栽培模式表。毕春发[11]通过早籼晚粳模式比较试验发现，高产品种秧苗素质好、栽后返青、分蘖早而快、分蘖成穗率高、抽穗速度快而整齐、株高适中、株型紧凑一致、耐肥抗倒、抗逆性强。汤检民等[12]在湖北孝感地区试验认为稀播壮秧双季晚粳夺增产机理在于秧苗素质好、分蘖成穗率高、营养生长量大、穗大多粒。本研究对粳稻“甬优8号”超高产群体特征进行了概括：在群体茎蘖动态方面表现为，基本苗充足，群体起点较高，但群体茎蘖增长速度慢，够苗后群体茎蘗增长较为平稳，高峰苗数量小，后期(抽穗-成熟期)群体消亡相对平缓，抽穗期达预期穗数，最终成穗率较高；群体叶面积指数、光合势和干物质重方面表现为，粳稻群体拔节期前生长量较籼稻小，中期的生长量明显高，而抽穗至成熟期的物质生产能力明显强(叶面积、光合势和干物重均高)。在源、库、流特征方面表现为“粒叶比高、物质运转率高、收获指数高”；在氮素吸收利用方面表现为“吸收能力强，积累量高”(抽穗-成熟期，群体植株含氮率和含氮量均显著或极显著高于籼稻群体)。本试验结果表明，南方双季稻地区较同期单季稻区气候有“高温、高湿、温差小”的特点，单位面积水稻容穗量有限(群体茎蘖多易感染纹枯病和稻曲病，同时群体过大易贪青晚熟)，故而“甬优8号”超高产的实现在于稳定或适当增加单位面积穗数，同时应主攻大穗以提高群体“安全库容”[13]，从而保证超高产群体颖花量和较高的结实率协同发展。本研究仅就大穗型杂交粳稻品种“甬优8号”进行研究，至于其它类型粳稻品种有待进一步深入研究。参考文献[1]王明利，李志军．我国粳稻生产：区域布局变化及粮食安全政策含义[J]．农业经济问题，2005(6):66－70．[2]虞国平，朱鸿英．我国水稻生产现状及发展对策研究[J]．现代农业科技，2009(6)：122－126[3]袁隆平．杂交水稻超高产育种[J]．杂交水稻，1997，12(6)：1－3．[4]陈温福，潘文博，徐正进．我国粳稻生产现状及发展趋势［J．沈阳农业大学学报，2006，37(6):801－805[5]潘晓华．江西发展粳稻生产的探讨[J]．江西植保，2011，34(3):135－136．[6]董啸波，霍中洋，张洪程，等．南方双季晚稻籼改粳优势及技术关键[J]．中国稻米，2012，18(1):25－28[7]

王明利,李志军.我国粳稻生产:区域布局变化及粮食安全政策含义[J]．农业经济问题,2005(6):66-70.[8]

黄山,何虎,张卫星,等.不同粳稻品种在江西不同生态区的农学表现[J]．江西农业大学学报,2013,35(1):25-32.[9]

齐青云.2009年度枞阳县双季晚粳主推品种展示总结[J]．安徽农学通报,2010,16(12):

81-82.[10]

蒋之垠,黄仲青,李突松,等.安徽双季晚粳高产优质高效栽培模式研究[J]．安徽农业大学学报,1993,20(1):37-43.[11]

毕春发,钱让孝,宋莉萍.双季晚粳品种对比试验初报[J]．安徽农学通报,2005,11(7):51.[12]

汤检民,赵洪清,毛惠民,等.双季晚粳“稀、肥、化控”育秧法应用效果及技术探讨[J]．1991,(6):1-5.[13]吴桂成,张洪程,钱银飞,等.粳型超级稻产量构成因素协同规律及超高产特征的研究[J]．中国农业科学,2010,43(2):266-276.致谢四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬