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水稻超高产途径与株型的研究

朱德峰  
【摘要】: 水稻超高产株型作为育种的选择指标和高产栽培的调控目标在水稻超高产 研究和生产中具重要意义。本研究于1998年到1999年在中国水稻研究所试验 区(杭州富阳)进行,以代表性高产品种和组合为供试基因型,采用田间试验 与根箱相结合的方法,研究了品种间粒叶比差异,分蘖成穗及其对产量贡献, 叶片形态与光合功能关系,根系生长与分布,深层根系作用及超高产途径和株 型。 单茎上部4张叶片叶面积与穗颖花数关系及粒叶比品种间差异的研究表明, 单茎叶面积与每穗颖花数、每穗颖花数与粒叶比的关系为正相关,且所有供试 品种表现一致。不同品种粒叶比在0.58-1.03个/cm~2之间,差异达78%。随穗型 变大,粒叶比提高,粒叶比品种间差异变大。提高粒叶比,可在不增加叶面积 的前提下提高库容量。 剑叶卷叶度在叶片卷曲度高的组合中达44%-47%,在中等的组合中为 15%-16%,低的组合中为10%-11%。高叶片卷曲度组合的剑叶叶片上表面,由 于受自身叶片遮光的影响而使光合强度低于下表面。下表面与上表面光合强度 比在高叶片卷曲度组合中为1.19-1.32,在中等叶片卷曲度组合中为0.90-1.02, 在低叶片卷曲度组合中为0.82-0.85。与叶片卷曲度低的组合相比,叶片卷曲度 高和中等的组合具有较小的叶片角度、较高的叶片挺直度和较低的消光系数。 适当增加叶片的内卷程度,可提高叶片的直立性和挺直度,同时提高叶片上下 表面的光合强度和冠层的透光性。 不同类型分蘖成穗特点及对籽粒产量的贡献研究表明,品种间分蘖成穗率的 差异主要由后期高位小分蘖造成。穗分化期具4叶以上茎蘖成穗对单株产量的 贡献平均为96%左右,3叶分蘖成穗对产量贡献为3%左右,2叶分蘖成穗对产量 的贡献仅为0.2%。在超高产株型设计和高产育种及栽培中应重视早期分蘖的出 生和生长,促进大穗的形成。 采用根箱钉板法研究根系分布特征表明,根系生物量的52%~63%分布在 0~12cm土层中,70%~79%分布在0~24cm土层中。后期耐早衰的协优93O8表 现根系生物量大,深根系比例高,表土层以下的根系重量密度比其他品种明显 提高。随土壤深度增加根系趋向离植株中心分布。根系重量密度以表土层最高, 并随深度增加逐渐下降。 筒栽条件下根系生长量以开花期最高,开花后下降。随生育进展,深层根系 p0-45cm比例提高。分菜期到穗分化期根系重量增长最快,且为根系向下生长 的主要时期。随土壤容重提高,根系生长量下降,同时深层根系比例下降。 切根法研究表明,上表15cm和30cm处切根使水稻产量明显下降,下降幅 度随切根时期和深度而变化。切根造成产量下降的主要原因是,每穗总粒数和 结实率下降,穗分化期切根主要影响每穗总粒数,而开花期主要影响结实率。 切根对大穗型品种籽粒产量的影响大于对小穗型品种的影响;在穗分化期切根 对产量的影响大于开花期。切根对叶绿素含量的影响以倒3叶最显著。穗分化 期和开花期切根还显著降低了叶片的光合作用强度。 对国内外水稻品种增产的主要因素分析表明,虽然从高秆品种到矮秆品种的 产量增长主要依靠收获指数(HI)的提高,但进一步提高水稻品种产量,须在 HI不变或稍有提高的情况下,提高生物产量。株型改良应适当提高株高,改善 上部4张叶片的形态和功能,提高花后根系活力,增加花后氮的吸收量,提高 上部叶片的含氮量,以提高花后物质生产量。在分孽早长、穗大粒多的基础上, 着重提高粒叶比,以进一步提高库容量和产量水平。


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