沿江双季稻北缘区晚稻适宜品种类型及高产群体特征研究

　　摘要：研究沿江双季稻北缘区晚季籼稻和粳稻产量差异，明确适宜类型品种及高产形成机制。试验于201—201年在安徽庐江进行，以当地常规种植的17个籼稻和17个粳稻优质品种系为研究对象，比较和分析籼稻和粳稻在产量及构成、物质积累和生育进程方面的差异。结果表明，粳稻与籼稻总体上产量水平相当，但粳稻产量限制因子少，安全齐穗性有优势，具有更高的产量稳产性和生态安全性。高产粳稻主要是通过增加移栽–抽穗期干重来增加总干物质积累，以提高总颖花量和产量。不同穗型粳稻品种生育前中期不同阶段的干物质积累对总颖花量的影响差异较大，其中大穗型每穗粒数102.3112.0和小穗型粳稻每穗粒数52.099.7干物质优势积累期分别为移栽–穗分化期和穗分化期–抽穗期，与总颖花量的相关系数达到0.709和0.829。进一步分析发现，大穗型粳稻品种移栽–穗分化期干物质积累受穗分化期分蘖数显著影响，而小穗型粳稻品种穗分化–抽穗期干物质积累由抽穗期分蘖数和单茎干重共同影响。综上所述，本研究认为粳稻是沿江双季稻北缘区适宜的双季晚稻品种类型，高产粳稻群体颖花量为33.8×1041.0×10，成熟期干物质积累为15.216.6thm，日产量为58.964.3kghm。在品种选择上，高产大穗型粳稻应具有较强的分蘖能力，如嘉58、武育粳6571和常优号;而小穗型品种则应具有适宜的抽穗期分蘖数和单茎干重，如宁粳号、武育粳5745和沪香粳151。另外，应针对不同穗型的高产粳稻品种研究其配套的优化栽培技术，以进一步发挥品种产量潜力。

　　关键词:沿江双季稻北缘区;双季晚稻;品种类型;产量;群体特征

　　双季稻是我国南方典型的水稻种植模式，较单季稻可实现周年增产59%左右，在当前可耕地面积急剧下降的背景下，是提高粮食总产的重要稻作方式2]。安徽沿江地区是我国双季稻主要种植区域，年播种面积2010hm，但由于地处双季稻北缘，晚稻寒露风现象发生普遍，加之营养生长期高温，产量不高不稳[34]，笔者前期调研数据显示本区域双季晚稻平均产量仅为6.8thm。然而，由于种植规模总体不高，双季晚稻目前缺乏专用品种及配套的栽培技术，常规“中改晚”、“早改晚”的品种选用方法在双季晚稻特定气候条件下，很难发挥品种产量潜力[5。因此，研究沿江双季稻北缘区双季晚稻适宜品种类型，对提高本地区双季晚稻产量，保证我国粮食安全具有重要意义。

　　水稻论文范例：湖北省稻虾共作典型区域水稻施肥现状评价

　　大量研究指出，“籼改粳”具有更高的生育安全性、抗病性、温光资源利用以及机械化栽培等生产优势[8。近年来，随着粳稻育种的快速发展，以及人们对优质粳米需求的日益增加，南方地区“籼改粳”种植趋势发展迅速，安徽、湖北、江苏、浙江、河南、四川等省水稻种植结构呈现出“籼退粳进”趋势[10。然而，当前关于南方晚季“籼改粳”的增产优势研究结果并不一致。花劲等[5和张洪程等[11通过多年的研究证实，晚季杂交和常规粳稻的产量均显著高于籼稻。

　　与之不同的，陈波等[10和殷敏等[12提出，晚稻籼粳杂交稻产量整体显著高于晚籼稻，而常规和杂交晚粳稻产量则低于晚籼稻，但同一类型的不同品种波动性较大。近期研究发现，南方晚季籼、粳稻产量变异与生态区域的纬度有关。陈波等[10和徐春梅等[13在江西和杭州等地区的研究表明，随着纬度提高，晚季粳稻产量逐渐增加，且不同类型品种增产潜力差异显著，但晚季籼稻产量则无明显上升规律。

　　因而，在一定范围内，随着纬度的升高，南方晚季部分粳稻品种“籼改粳”的增产优势或有增加趋势，而在低纬度地区，则可能不适宜于“籼改粳”，但相关研究有待进一步完善。 上述表明，品种类型和生态点对双季晚稻产量形成存在显著的交互影响，应该因地制宜的搭配品种类型，有利于推进适度的南方晚季“籼改粳”，进一步提高双季晚稻产量[14。然而，目前针对安徽沿江双季稻北缘高纬度地区的双季晚稻适宜品种类型还缺乏系统研究，相应的高产品种群体特征也不明确。因此，本研究拟以当地常规种植的17个籼稻和17个粳稻优质品种系为研究对象，研究不同类型品种的产量、干物质积累和生育进程的差异，并进一步深入分析适宜品种的高产形成特征，以期为沿江双季稻北缘区高产晚稻品种的选育与高效栽培提供理论依据和技术参考。

　　1材料与方法

　　1.1试验地点与材料

　　试验于2018—2019年在安徽农业大学郭河试验基地3148，11723进行。试验土壤为砂壤土，移栽前20cm土壤主要理化参数：全氮2.03gkg，有机质32.36gkg，有效磷24.80mgkg，速效钾211.42mgkg，pH5.11。试验期间的气象数据由基地安装的小型自动气象站WatchDog2900ET，SPECTRUM，USA提供，年水稻生长期温度规律基本一致。

　　本试验采用当地常规种植的17个籼稻和17个粳稻品种系为研究对象，其中籼稻品种包括玉晶91Yujing91,YJ91、领优华占Lingyouhuazhan,LYHZ、安优华占Anyouhuazhan,AYHZ、野香优号Yexiangyou2,YXY2、五优325Wuyou325,WY325、野香优莉丝Yexiangyoulisi,YXYLS、五优308Wuyou308,WY308、美香占号Meixiangzhan2,MXZ2、万象优双占Wanxiangyoushuangzhan,WXYSZ、玖两优黄华占Meiliangyouhuangzhuazhan,MLYHHZ)、吉田优华占Jitianyouhuazhan,JTYHZ、隆晶优1212Longjingyou1212,LJY1212、玉针香Yuzhenxiang,YZX、农香24Nongxiang24,NX24、两优911Yliangyou911,YLY911、隆香优华占Longxiangyouhuazhan,LXYHZ和早丰优华占Zaofengyouhuazhan,ZFYHZ，粳稻品种包括嘉58Jia58,J58、宁粳号Ningjing7,、武育粳6571Wuyujing6571,WY6571、沪香粳151Huxiangjing151,HX151、武育粳5745Wuyujing5745,WY5745、常优号Changyou5,CY5、宁粳号Ningjing8,、武运6331Wuyun6331,WY6331、苏香粳100Suxiangjing100,SXG100、武育粳6567Wuyujing6567,WY6567、常农粳11号Changnongjing11,CNG11、申优26Shenyou26,SY26、苏香粳1785Suxiangjing1785,SX1785、五优稻号Wuyoudao5,WYD4、水晶号Shuijing3,SJ3、常农粳号Changnongjing5,CN和常农粳10号Changnongjing10,CNG10。以上品种系均是前期筛选获得的当地优质稻米品种系。

　　1.2试验设计

　　试验采用随机区组设计，34个品种，次重复，共102个小区，单个小区面积32.53.25×。所有处理施氮量为kghm，基肥∶分蘖肥∶穗肥，所有品种磷、钾施用量相同，分别为90kghm和44kghm，均一次性基施。分别于2018年月日和2019年月日播种，露天硬盘旱育秧，每盘播种芽谷00。分别于2018年月23日和2019年月24日人工移栽，行株距设置为25cm×14cm，常规稻每穴苗，杂交稻每穴苗。不同水稻品种系间做埂隔离，并用塑料薄膜覆盖埂体，保证各小区单独排灌。严格按照高产田要求精细管理，及时控制和防治病虫害。

　　1.3测定内容与方法

　　1.3.1生育期判定标准参照Xu等[1标准结合镜检的办法，以小区中80%的植株幼穗长0.51.0mm为穗分化期，以50%的稻穗露出叶鞘为抽穗期，以每穗有90%籽粒黄熟，且稻穗基部青谷粒坚硬为成熟期。

　　1.3.2植株采样与测定于穗分化期、抽穗期和成熟期，各小区普查茎蘖数100穴，根据平均茎蘖数，各小区取代表性植株穴。将样品分为茎鞘、叶、穗抽穗、成熟期，105℃杀青30min，80℃烘干至恒重，测定各部分干物质重。

　　1.3.产量结构调查于成熟期，各小区取代表性植株穴考种，测定穗粒数、结实率、千粒重，分别按含水量籼稻13.5%和粳稻14.5%折算理论产量16。

　　1.4数据处理与分析应用icrosoftExcel2016进行数据输入、整理，使用OriginPro9.1进行做图，用SPSS22.0软件进行数据统计分析。

　　2结果与分析

　　2.1不同类型水稻品种产量的比较

　　年份和品种显著影响水稻产量，且品种的影响显著高于年份，个类型水稻品种表现一致表。其中，201年显著低的水稻产量与其全生育期过量的降雨有关图。年份和品种的交互作用对水稻产量无显著影响，因而本研究主要采用2018年数据进行分析。本研究中，17个籼稻的平均产量为7.6thm，17个粳稻的平均产量为7.7thm，二者无明显差异图。从同一类型水稻品种间产量变幅来看，籼稻和粳稻的产量分别为5.39.5thm和5.89.2thm，两类型品种间产量变幅均较大，且籼稻和粳稻类型间变幅无明显差异。表明，沿江地区晚季籼稻和粳稻总体生产能力相当，选择适宜的品种是实现高产的关键。

　　2.2不同类型水稻品种产量形成分析采用欧氏距离法对籼稻和粳稻不同品种的产量进行系统聚类图，根据聚类结果将籼稻不同品种分为高产9.9.5thm、中产7.28.thm和低产5.36.7thm种产量类型，其中高产品种为安优华占、五优308、隆香优华占和早丰优华占。与之类似的，粳稻高产、中产和低产的产量分别为8.59.thm、7.8.2thm和5.6.thm，其中高产品种为嘉58、宁粳号、武育粳6571、沪香粳151、武育粳5745和常优号。另外，同一产量水平下的籼稻和粳稻产量无显著差异表，进一步证实，沿江地区晚季籼稻和粳稻产量水平持平。

　　2.3不同类型水稻品种各产量水平下的产量及构成因素

　　除穗粒数以外，品种类型显著影响水稻各产量构成因素，产量水平则显著影响水稻穗粒数、总颖花量和结实率，二者的交互作用对水稻总颖花量和结实率有显著影响表。在同一产量水平下，粳稻较籼稻具有更高的结实率和千粒重，但由于较低的有效穗数和总颖花量，最终二者产量整体无显著差异。对籼稻而言，高产品种具有更高的总颖花量和结实率。与中、低产品种相比，高产籼稻品种提高总颖花量4.3%29.8%，增加结实率8.2%20.5%。然而，对于粳稻而言，更高的总颖花量是高产品种的主要特征图。高产粳稻品种总颖花量为33.8×1041.0×1，与中、低产品种相比，提高总颖花量12.8%22.5%。

　　2.4不同类型水稻品种各产量水平下的干物质积累和收获指数

　　品种类型显著影响水稻移栽–穗分化期、成熟期干物质积累和收获指数，产量水平则显著影响水稻穗分化期–抽穗期、成熟期干物质积累和收获指数，二者的交互作用对水稻穗分化期–抽穗期干物质积累有显著影响表。在同一产量水平下，籼稻较粳稻具有更高的移栽–穗分化期和成熟期干物质积累，但收获指数较低。

　　2.5不同穗型晚粳稻群体颖花量与阶段干物质积累的关系

　　晚粳稻移栽–抽穗期干物质积累与群体颖花量呈正相关关系，但没有达到统计显著水平图。表明，不同晚粳稻品种群体颖花量形成对干物质积累的响应存在巨大差异。进一步分析发现，晚粳稻群体颖花量形成对阶段干物质积累的响应与品种穗型有关图。对于大穗型品种每穗粒数102.3112.0而言，群体颖花量与品种移栽–穗分化期干物质积累呈极显著正相关，小穗型品种每穗粒数52.099.7则表现群体颖花量与品种穗分化期–抽穗期干物质积累极显著正相关。

　　2.6不同穗型晚粳稻阶段干物质积累影响因素分析

　　干物质积累由单茎干重和分蘖数共同决定，二者受品种穗型和产量水平显著影响图。从大穗型品种移栽–穗分化期干物质积累来看，高产较中、低产品种具有显著高的穗分化期分蘖数，而单茎干重不同产量水平间无显著差异，且分蘖数与干物质积累呈极显著正相关关系图。从小穗型品种穗分化期–抽穗期干物质积累来看，不同产量水平的抽穗期分蘖数表现为低产高产中产，而单茎干重则表现中产高产低产。

　　3讨论

　　3.1沿江地区不同类型双季晚稻品种适应性比较

　　安全齐穗是籼、粳稻品种选用的重要依据[1819]。本研究中，粳稻基本可以保证安全齐穗，但所有籼稻均不能安全齐穗，这主要与其更长的播种–齐穗期有关图。在当前研究中，晚季籼稻较粳稻显著降低了结实率、千粒重和收获指数，这与中稻品种类型间的研究结果相反[2021]，进一步证实晚籼稻受不能安全齐穗影响，产量潜力难以发挥。陈波等[10]研究表明，纬度由25.81上升到29.00，杂交籼稻的播种–齐穗期由66.8d增加到71.3d。

　　当前，籼稻的播种–齐穗期为92.894.0d，时间明显长于较低纬度的江西、杭州等地区[13]。因此，由纬度升高导致的晚籼稻播种–齐穗期延长，是限制南方籼稻安全齐穗和产量形成的重要影响因素。另外通过莫惠栋等[22]的方法，我们发现沿江地区近20年籼稻的安全齐穗期无明显推移表，因而随着气候的变化，笔者认为籼稻在当前以及以后均不适宜于在沿江地区推广种植。

　　本研究表明，17个本地常规种植的优质籼稻品种系平均产量为7.6thm5.3–9.5thm，17个本地常规种植的优质粳稻品种系平均产量为7.7thm5.8–9.2thm图，表明沿江地区籼稻和粳稻的总体产量水平相当。这与陈波等[10]和张洪程等[11]提出的江西地区晚季粳稻由于显著高的每穗粒数、总颖花量、结实率和千粒重，因而具有更高的生产优势结果并不一致。本研究中，在同一产量水平下，粳稻较籼稻尽管具有更高的结实率和千粒重，但降低了每穗粒数，导致了最终总颖花量的显著降低表。

　　徐春梅等[13]比较发现，相同晚粳稻品种在安徽庐江种植的穗粒数显著低于浙江富阳。因此，本研究中晚粳稻品种穗粒数难以发挥的可能原因是由于本地区是双季稻种植北缘区，相对较高的纬度导致不足的太阳辐射所致[15]。因而，沿江双季稻北缘区晚粳稻穗粒数的增加或可能是进一步优化本地区“籼改粳”的重要研究方向。随着消费水平和生活品味的不断提高，人们对优质稻米的需求越来越高。研究表明，与籼稻相比，晚季粳稻具有更高的加工品质和食味品质[11,23]。

　　因此，推行适度的晚季“籼改粳”有利于提高稻米品质、增加水稻种植经济效益。但值得注意的是，稻米的外观品质受环境条件显著影响，如氮肥、温度等，因而研究沿江地区特定气候下晚季粳稻的外观品质特征及调优栽培技术，是未来进一步促进该地区“籼改粳”的重要研究课题。

　　3.2沿江地区不同类型双季晚稻高产形成特征比较本研究中，两类型品种间产量变幅均较大，因此通过聚类分析进行产量分级，进一步分析晚季籼、粳稻产量形成规律图。从产量构成因素来看，提高群体颖花量是沿江双季晚籼稻和粳稻增产的共同特征，此外高产籼稻品种还应具有较高的结实率图。晚粳稻不同产量水平下无显著差异的结实率可能与其整体较低的穗粒数以及更长的灌浆期有关图。从干物质积累和收获指数来看，提高成熟期干物质积累是沿江双季晚籼稻和粳稻增产的共同特征，此外高产籼稻品种还应具有较高的收获指数表。与高产相比，晚季籼稻中、低产量水平显著降低的收获指数与其较小的结实率和较低的中后期干物质积累有关[24]。然而，品种的结实率和收获指数不仅受基因型的影响，还与环境和栽培措施密切相关[2527]。因此，从产量构成和物质积累的角度进一步证明，沿江双季稻晚粳稻具有更高的稳产性。

　　3.3沿江地区不同穗型高产双季晚粳稻产量形成机制

　　本研究表明，不同穗型晚粳稻群体颖花量形成对生育前中期干物质积累的响应存在巨大差异，其中移栽–穗分化期干物质积累是大穗型晚粳稻品种提高总颖花量和产量的关键指标，而穗分化期–抽穗期干物质积累则是小穗型品种高产的关键图。

　　这与我们前期中稻季的研究结果相反，中稻大穗型品种主要通过增加穗分化期–抽穗期干物质积累来增加每穗粒数，最终提高群体颖花量和产量;而小穗型品种则是依靠提高分蘖期的干重增加群体颖花量3031。这种差异可能是由于晚季稻温光和生育期限制，导致大穗型品种的穗粒数和小穗型品种的有效穗数达到了饱和有关[4]。进一步分析发现，更高的穗分化期分蘖数是大穗型晚粳稻提高移栽–穗分化期干物质积累的主要原因，而小穗型晚粳稻则主要是通过适宜的抽穗期分蘖数和单茎干重协同提高穗分化期–抽穗期干物质积累。

　　因此，选择分蘖能力强的大穗型品种，以及分蘖能力和单茎干重适宜的小穗型品种，是双季晚粳稻高产的主要形态和生理指标。此外，在配套的高产栽培技术上，笔者认为今后应适当增加大穗型晚粳高产品种分蘖期的肥料供应、优化水分管理、同时进行合理的密植，而对于小穗型晚粳高产品种应注重建立合理的高产群体起点，适当增加穗期的氮素供应，以进一步发挥各品种的产量潜力[3234。总的来说，相关品种的高产栽培技术还有待进一步研究和明确。

　　4结论

　　综合比较产量水平、稳产性和生育安全性等因素，认为粳稻是沿江地区适宜的双季晚稻品种类型。高产大穗型每穗粒数102.3112.0和小穗型每穗粒数52.099.7粳稻品种应分别具有较强的分蘖能力，和适宜的抽穗期分蘖数和单茎干重，对应增加移栽–穗分化期和穗分化期–抽穗期干物质积累，进而增加总干物质积累、群体颖花量和产量。本研究筛选获得的沿江地区高产晚粳稻包括大穗型嘉58、武育粳6571和常优号，以及小穗型宁粳号、武育粳5745和沪香粳151，群体颖花量为33.81041.010，成熟期干物质积累为15.216.6thm，日产量为58.964.3kghm。

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　　作者：柯健陈婷婷吴周朱铁忠孙杰何海兵尤翠翠朱德泉武立权1,