长江中下游两类型糯稻高产群体动态特征及超高产形成规律
郭保卫, 王旺, 王开, 王岩, 曾鑫, 景秀, 王晶, 倪新华, 许轲, 张洪程
作物学报
2025, 51 ( 9):
2433-2453.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.52003
探究糯稻超高产群体特征及形成规律, 为糯稻超高产栽培提供理论指导。本研究以常规粳型糯稻扬粳糯2号和籼粳杂交糯稻沭优糯82、沭优糯85为试验材料, 研究分析不同糯稻高产(HY)、更高产(HRY)、超高产(SHY) 3种群体光合物质生产与转运、群体结构、抗倒伏特性与产量等特征, 阐明糯稻超高产群体特征及形成规律。结果表明, (1) 与HY、HRY群体相比, 糯稻SHY群体的群体颖花量极显著高于HY与HRY群体, 千粒重和结实率与HY、HRY群体无显著差异。糯稻SHY群体具有大穗型特征, 总颖花量高(常规粳型糯稻43,000×104 hm-2以上、籼粳杂交糯稻60,000×104 hm-2以上), 并保持稳定的千粒重和结实率。(2) 有效临界叶龄期至拔节期糯稻不同产量等级群体的叶面积指数和光合势、群体净同化率基本无显著差异, 抽穗期至成熟期各时期的叶面积指数、各光合势和群体净同化率, 均表现为SHY群体> HRY群体> HY群体, 而叶面积衰减率呈相反趋势, 且三群体间同时期的各指标均差异极显著; (3) 有效临界叶龄期和拔节期各群体的干物质积累量无显著差异, 抽穗期至成熟期SHY群体的干物质积累量均显著或极显著高于HRY与HY群体; 有效临界叶龄期至拔节期及蜡熟期至成熟期, 各产量等级的干物质积累速率均无显著差异; 拔节期至乳熟期两阶段, SHY群体的干物质积累速率均极显著高于HRY与HY群体, 而乳熟期至蜡熟期阶段, 常规粳型糯稻的干物质积累速率各群体间无显著差异, 籼粳杂交糯稻SHY群体的干物质积累速率显著高于HRY与HY群体。(4) 随着产量等级的提高, 上三叶叶长变大, 叶开角、叶基角、披垂度变小, 株高增大, 株型更加挺拔, 基部第一、第二、第三节间略微增长增粗, 显著增厚, 抗折力显著增强, 除常规粳型糯稻第三节间外, 倒伏指数显著降低, 抗倒伏能力增强。(5) 糯稻群体产量与抽穗期叶面积指数、抽穗期和成熟期干物质重、净积累量均呈极显著正相关, 与成熟期叶面积指数呈显著正相关。糯稻超高产群体拥有较大穗型的安全库容量(常规粳型糯稻颖花量≥ 43,000×104 hm-2、籼粳杂交糯稻颖花量≥ 60,000×104 hm-2), 为超高产群体提供库容基础; 强大的穗后光合势、光合生产能力显著提高糯稻超高群体后期光合物质生产量; 抽穗期后挺拔的株型与粗壮的茎秆形成较高的粒叶比, 有利于增加干物质的高效积累与转运, 以保障糯稻超高产群体安全稳定的充实。
年份 Year | 品种 Cultivar | 类型Type | 抽穗期-成熟期H-M | 粒叶比Grain-leaf ratio | 净积累量 Net accumulation (t hm-2) | RDMM (%) | 叶面积衰减率 Leaf area decreasing per day | 光合势 LAD (×104 m2 d hm-2) | 颖花/叶Spikelet per leaf area (cm-2) | 实粒/叶 Filled grains per leaf area (cm-2) | 粒重/叶 Grain weight per leaf area (mg cm-2) | 2022 | 扬粳糯2号 Yangjingnuo 2 | HY | 6.21 Cc | 38.0 Bb | 0.082 Aa | 246.5 Cc | 0.49 Cc | 0.46 Cc | 14.22 Cc | HRY | 7.92 Bb | 41.1 Aa | 0.076 Bb | 292.5 Bb | 0.56 Bb | 0.53 Bb | 14.64 Bb | SHY | 9.33 Aa | 41.7 Aa | 0.074 Cc | 327.7 Aa | 0.67 Aa | 0.63 Aa | 15.22 Aa | 沭优糯82 Shuyounuo 82 | HY | 6.86 Cc | 34.4 Cc | 0.081 Aa | 269.5 Cc | 0.60 Cc | 0.49 Cc | 14.02 Cc | HRY | 8.21 Bb | 36.5 Bb | 0.073 Bb | 305.0 Bb | 0.67 Bb | 0.55 Bb | 14.69 Bb | SHY | 9.99 Aa | 37.9 Aa | 0.070 Cc | 368.7 Aa | 0.70 Aa | 0.58 Aa | 14.83 Aa | 2023 | 扬粳糯2号Yangjingnuo 2 | HY | 6.44 Cc | 38.2 Bb | 0.083 Aa | 239.6 Cc | 0.54 Cc | 0.50 Cc | 14.48 Cc | HRY | 8.12 Bb | 40.9 Aa | 0.078 Bb | 279.8 Bb | 0.64 Bb | 0.59 Bb | 15.08 Bb | SHY | 9.42 Aa | 41.1 Aa | 0.071 Cc | 327.9 Aa | 0.69 Aa | 0.65 Aa | 15.53 Aa | 沭优糯85 Shuyounuo 85 | HY | 7.05 Cc | 34.2 Cc | 0.086 Aa | 268.6 Cc | 0.65 Cc | 0.52 Cc | 14.58 Cc | HRY | 8.33 Bb | 35.6 Bb | 0.081 Bb | 300.1 Bb | 0.70 Bb | 0.56 Bb | 15.21 Bb | SHY | 9.96 Aa | 38.2 Aa | 0.071 Cc | 360.3 Aa | 0.76 Aa | 0.61 Aa | 16.27 Aa |
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表3
糯稻不同产量等级群体抽穗期后光合物质生产与粒叶比
正文中引用本图/表的段落
本试验采用双因素裂区设计, 主区为品种(常规粳型糯稻、籼粳杂交糯稻), 副区为产量等级: 高产(high-yield, HY)、更高产(higher-yield, HRY)、超高产(super high-yield, SHY)。试验在两糯稻品种6.77 hm2连片示范田中开展, 每个品种各选取15块代表性田块, 每田块面积为0.2~0.3 hm2, 基于前期指标预测产量潜力, 并划分不同分组, 最终对代表性田块测定产量, 再根据产量划分为高产、更高产、超高产3个等级群体, 其中与当地正常产量水平相当的为高产田, 较高产田块增产10%左右为更高产田, 较更高产田块增产10%左右为超高产田。
在抽穗期至成熟期, 两类型糯稻的净积累量、净积累量占成熟期干物质比重、光合势、颖花/叶、实粒/叶与粒重/叶均表现为SHY>HRY>HY (表3), 而叶面积衰减率呈相反规律, 除常规粳型糯稻SHY群体与HRY群体的净积累量占成熟期干物质比重外, 其余指标均差异极显著。其中2023年, 常规粳型糯稻SHY群体的净积累量较HY与HRY群体分别提高46.6%与16.0%, 籼粳杂交糯稻SHY群体的净积累量较HY与HRY群体分别提高41.3%与19.6%。这表明超高产群体在穗后不仅具有更大的叶面积, 还表现较低的叶面积衰减率, 如2023年两类型糯稻的叶面积衰减率均为0.071 LAI d-1。在保证抽穗期至成熟期较高的光合势和群体粒叶比的基础上, 其有效提升抽穗后的光合生产能力, 从而增加抽穗后干物质的积累, 为后期光合物质转运奠定基础, 并促进光合产物分配更高效。从生育中后期物质的输出与转运来看(表4), 两类型糯稻抽穗期、乳熟期和成熟期的单茎茎鞘重、单茎茎鞘最大输出率以及最大转运率均表现为SHY>HRY>HY, 而单茎茎鞘表观输出率呈相反趋势, 均差异极显著, 其中超高产群的最大输出率均大于32%。值得注意的是, 两类型糯稻成熟期单茎茎鞘重均高于乳熟期单茎茎鞘重, 表现存在物质回运现象, 且SHY群体的回运最大, 较乳熟期增重0.3~0.5 g。综上所述, 糯稻SHY群体在生育期中后期以较强的光合系统, 增加抽穗后群体干物质积累量, 同时依托茎鞘贮藏光合物质较高的转运能力, 在保障籽粒有效充实的基础上, 实现茎鞘再充实过程, 由此增强机械强度并提高群体抗倒伏能力。
本文的其它图/表
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