水稻不同群體葉面積指數(shù)和干物質(zhì)量與產(chǎn)量的關(guān)系

水稻不同群體葉面積指數(shù)和干物質(zhì)量與產(chǎn)量的關(guān)系

葉面積指數(shù)（lai）是水稻結(jié)構(gòu)的重要量化指標(biāo)。干物質(zhì)積累是水稻產(chǎn)量的物質(zhì)基礎(chǔ)，在提高水稻產(chǎn)量方面發(fā)揮著重要作用。有關(guān)水稻葉面積指數(shù)、干物質(zhì)量與產(chǎn)量的關(guān)系問題國內(nèi)外許多學(xué)者已進(jìn)行了大量研究。研究表明,適當(dāng)增大群體的LAI是提高水稻單位面積產(chǎn)量的主要途徑之一,抽穗期適宜的葉面積指數(shù)是水稻高產(chǎn)的主要標(biāo)志,是協(xié)調(diào)源庫關(guān)系和各器官平衡發(fā)展的基礎(chǔ),水稻的高產(chǎn)群體必須有一個適宜的最大葉面積指數(shù);在水稻生育期間,隨著密度增加,單穴干物質(zhì)的積累逐漸減少;并且水稻中后期干物質(zhì)積累能力在品種間有顯著差異,冠層葉片直立、最適葉面積指數(shù)較大的品種有明顯的中后期干物質(zhì)積累優(yōu)勢[8,9,10,11,12,13,14]。已往研究主要針對單一品種或分蘗力相似的品種來進(jìn)行不同群體的葉面積指數(shù)、干物質(zhì)量與產(chǎn)量的關(guān)系的分析,而本試驗選用分蘗力不同的水稻品種配以相應(yīng)的種植密度,研究高產(chǎn)水稻品種葉面積和干物質(zhì)積累動態(tài),探討不同分蘗力水稻葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量的關(guān)系,旨在為寒地水稻因品種高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。1材料和方法1.1土壤理化性質(zhì)試驗于2010年在黑龍江省虎林市856農(nóng)場農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)試驗田進(jìn)行,供試土壤是草甸白漿土,2010年土壤堿解氮含量243.80mg/kg,有效磷含量29.00mg/kg,速效鉀含量194.00mg/kg,有效硅含量103.30mg/kg,有機質(zhì)含量48.70mg/kg,土壤pH值5.58。1.2試驗品種供試品種為中龍香1號,主莖12張葉品種,分蘗力較強;龍洋16,主莖13張葉品種,分蘗力較差。1.3不同穴位對重復(fù)區(qū)組患者不同高度的a試驗采用裂區(qū)設(shè)計(表1),以播種量及穴苗數(shù)的不同配置來構(gòu)建不同的群體。主處理B為播種量不同的3個水平,分別為B1=50g/盤、B2=70g/盤、B3=90g/盤(單個秧盤面積為1/6m2),副處理M為每穴苗數(shù)不同的3個水平,分別為M1=2苗/穴、M2=4苗/穴、M3=6苗/穴,每667m2約18500穴,共9個處理,并以處理B2M2為對照。3次重復(fù),重復(fù)區(qū)組處理如表1。在試驗處理中,小區(qū)行長為20m,每一品種插10行,行株距為30cm×12cm,田間管理按照“三化栽培技術(shù)”要求進(jìn)行,栽培方式按常規(guī)旱育稀植,以葉齡計劃管理來進(jìn)行,單排單灌,9月26日收獲測產(chǎn)。1.4葉片、莖劍、穗干重葉面積指數(shù)和干物質(zhì)量測定:用長寬系數(shù)法測定上三葉的葉面積,并據(jù)此求出干物質(zhì)生產(chǎn)動態(tài)、葉面積指數(shù)動態(tài);于分蘗期、齊穗期和結(jié)實期,每小區(qū)隔14d采平均樣1次,按照平均莖數(shù),取樣3穴,分葉片、莖鞘、穗3個部分,105℃殺青,80℃烘干至恒重,3次重復(fù),考察各部分干重。產(chǎn)量測定:于成熟期,連續(xù)調(diào)查20穴穗數(shù),每處理按照平均穗數(shù)取樣3穴,進(jìn)行理論測產(chǎn)。考種項目包括每穴穗數(shù)、實粒數(shù)、秕粒數(shù)、空粒數(shù)及粒重,并計算理論產(chǎn)量。1.5處理數(shù)據(jù)采用Excel2007和DPS分析軟件處理數(shù)據(jù)。2結(jié)果與分析2.1不同處理對龍洋16產(chǎn)量的影響如表2所示,中龍香1號在播種量一定時,穗數(shù)隨著插秧苗數(shù)的增加而增加,穗粒數(shù)、成粒率隨著插秧苗數(shù)的增加而減少,而千粒重的變化規(guī)律不明顯。產(chǎn)量構(gòu)成方面,穗數(shù)以處理B1M3最多,較對照提高了9.3%,穗粒數(shù)、成粒率、千粒重達(dá)到最高值的處理與對照的差異均不顯著。在播種量和插秧密度的互作下,產(chǎn)量水平在8000kg/hm2以上的處理有5個,其中處理B3M2的產(chǎn)量最高,為8560.0kg/hm2,較對照處理增產(chǎn)0.7%。不同處理對龍洋16的產(chǎn)量影響較大,各處理產(chǎn)量均較對照提高,整體上插秧密度為6苗/穴時的產(chǎn)量較高,產(chǎn)量水平在8000kg/hm2以上的處理有2個,其中以處理B3M3的產(chǎn)量最高,較對照增產(chǎn)41.8%,可獲得9543.7kg/hm2的高產(chǎn)。產(chǎn)量構(gòu)成因素方面以處理B3M3的單位面積穗數(shù)最多,較對照提高了76.2%,除了與B2M3間的差異不顯著外,與其他各處理間的差異均達(dá)到了顯著或極顯著水平,這是使該處理產(chǎn)量高于其他處理的主要原因;處理B1M1穗粒數(shù)、成粒率均高于對照;千粒重以處理B1M2最高,但與對照差異不顯著(表2)。2.2不同組的葉面積指數(shù)變化與產(chǎn)量之間的關(guān)系2.2.1不同播量葉面積指數(shù)的比較各處理在不同時期的葉面積指數(shù)的變化規(guī)律基本一致,播量一定時,分蘗期→齊穗期→結(jié)實期的葉面積指數(shù)均先增大后減小,且以齊穗期時的葉面積指數(shù)最高,其次是結(jié)實期。在各時期,不同播量均以高密度互作時的葉面積指數(shù)最高,中龍香1號以處理B1M3的葉面積指數(shù)最高,龍洋16則以處理B3M3的葉面積指數(shù)最高。這種差異與2個品種的分蘗能力不同有關(guān)。2.2.2不同播種量時葉面積指數(shù)的變化由表3可知,對于中龍香1號,分蘗期在B1和B2的播種量固定時,葉面積指數(shù)隨著插秧密度增加而增大,其中以處理B1M3的LAI最高,較對照提高了71.4%,與其他處理間的差異達(dá)到了顯著或極顯著水平,可見處理B1M3可以顯著提高分蘗期葉面積指數(shù);不同處理齊穗期的葉面積指數(shù)變化趨勢比較一致,特別是在播種量一定時,葉面指積指數(shù)均隨著密度增加而增大,仍以處理B1M3的LAI最高,且葉面積指數(shù)顯著高于對照,達(dá)到8.6;結(jié)實期的葉面積指數(shù)在播種量一定時,均以高密度互作時的葉面積指數(shù)最大,其中以處理B2M3的LAI最高,與對照的差異不顯著,只與B1M2、B2M1、B3M1間的差異達(dá)到顯著水平。龍洋16分蘗期的葉面積指數(shù)變化趨勢比較一致,播種量一定時,葉面積指數(shù)均隨著密度增加而增大,其中以處理B1M3的LAI最高,較對照提高了66.7%,除了與處理B3M3差異不顯著外,與其余差異均達(dá)到了顯著或極顯著水平;齊穗期時不同播種量對葉面積指數(shù)影響效果比較一致,葉面積指數(shù)均隨著苗數(shù)增加而增加,以處理B3M3的LAI最高,達(dá)到8.8,顯著高于對照;不同處理對結(jié)實期的葉面積指數(shù)影響表現(xiàn)在播種量固定時,均以高密度互作時的葉面積指數(shù)最高,葉面積指數(shù)均隨著插秧密度增加而增大,且高密度的葉面積指數(shù)極顯著高于低密度的葉面積指數(shù),其中處理B3M3的LAI最高,較最低值提高了103.7%。2.2.3龍洋16年生時植物的生長由圖2可見,中龍香1號各時期的相關(guān)性大小為分蘗期>齊穗期>結(jié)實期,且均呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)接近顯著水平;龍洋16各時期的相關(guān)性大小為分蘗期﹤齊穗期﹤結(jié)實期,且均呈正相關(guān),差異不顯著。因此,對于分蘗力較強的中龍香1號,應(yīng)適當(dāng)降低分蘗期的栽插密度,適當(dāng)降低葉面積指數(shù),以達(dá)到高產(chǎn);而對于分蘗力較差的龍洋16,應(yīng)密插來提高各時期的葉面積指數(shù),從而達(dá)到高產(chǎn)的目的。2.3不同群體的干物質(zhì)質(zhì)量變化及其產(chǎn)量之間的關(guān)系2.3.1干物質(zhì)量動態(tài)變化規(guī)律水稻干物質(zhì)的積累和分配是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ),而干物質(zhì)的生產(chǎn)與積累是一個復(fù)雜、動態(tài)的生命過程。如圖3所示,各品種不同處理的干物質(zhì)量的動態(tài)變化規(guī)律基本一致,不同處理分蘗期干物質(zhì)積累量差異不大,分蘗期→齊穗期→結(jié)實期的干物質(zhì)量迅速增大,分蘗期→齊穗期的增幅大于齊穗期→結(jié)實期。中龍香1號齊穗期→結(jié)實期時均以高密度互作時的干物質(zhì)量最高;而龍洋16在齊穗期時,插秧苗數(shù)為4、6苗/穴的干物質(zhì)量相差不大,到結(jié)實期時均以高密度互作時的干物質(zhì)量最高。2.3.2不同播種量、不同插秧苗數(shù)時的干物質(zhì)量變化由表4可知,不同處理對各時期干物質(zhì)積累具有較大影響,齊穗期的干物質(zhì)量顯著高于分蘗期,結(jié)實期的干物質(zhì)量略高于齊穗期。中龍香1號分蘗期干物質(zhì)量在播種量一定時,均隨著密度增加逐漸增大,且差異也比較明顯,以處理B1M3的干物質(zhì)量最大,較對照提高了71.1%,差異達(dá)到了極顯著水平;齊穗期的干物質(zhì)量在播種量一定時,隨著插秧苗數(shù)增加逐漸增大,且均以6苗/穴互作時的干物質(zhì)量最高,高于對照,但是當(dāng)插秧苗數(shù)均為6苗/穴時,不同的播種量對干物質(zhì)積累量的大小不一,影響結(jié)果為B1>B3>B2,可見對干物質(zhì)積累最優(yōu)的處理組合為B1M3,說明稀播密植能夠有效地促進(jìn)干物質(zhì)的積累;結(jié)實期的干物質(zhì)量各處理均以6苗/穴互作時的干物質(zhì)量最高,以處理B2M3的干物質(zhì)量最大。龍洋16各時期的干物質(zhì)量均以高密度互作時較大。分蘗期以處理B1M3的干物質(zhì)量最大,較對照提高了65.3%,差異達(dá)到了極顯著水平,與其他各處理間的差異也達(dá)到了顯著或極顯著水平。齊穗期和結(jié)實期分別以處理B1M2、B3M3干物質(zhì)量最大,較對照分別提高了4.3%、19.0%,與對照差異均不顯著。這與該品種分蘗能力差有關(guān)。2.3.3不同年齡的中龍香1號種葉片發(fā)育情況由圖4可見,2個品種的干物質(zhì)量與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)變化規(guī)律與葉面積指數(shù)同產(chǎn)量的關(guān)系基本一致,中龍香1號各時期的相關(guān)性大小為分蘗期>齊穗期>結(jié)實期,且均呈負(fù)相關(guān),但不顯著;龍洋16各時期的相關(guān)性大小為分蘗期﹤齊穗期﹤結(jié)實期,且均呈正相關(guān),其中齊穗期的相關(guān)系數(shù)接近顯著水平。因此,對于分蘗力較強的中龍香1號,應(yīng)適當(dāng)降低分蘗期的栽插密度,降低葉面積指數(shù),從而提高產(chǎn)量;而對于分蘗力較差的龍洋16,應(yīng)密插來提高各時期的葉面積指數(shù),提高干物質(zhì)量,從而達(dá)到增產(chǎn)的目的。3不同品種葉面積指數(shù)及干物質(zhì)量不同群體對中龍香1號和龍洋16的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響差異較大,高產(chǎn)群體的最優(yōu)配置也不同,中龍香1號為處理B3M2,產(chǎn)量達(dá)到8560.0kg/hm2,較對照B2M2增產(chǎn)0.7%,產(chǎn)量構(gòu)成因子均與對照差異不顯著;龍洋16則為處理B3M3,最高產(chǎn)量為9543.7kg/hm2,較對照B2M2提高了41.8%,差異達(dá)到了顯著水平,產(chǎn)量構(gòu)成方面,穗數(shù)極顯著高于對照B2M2,千粒重顯著低于對照。中龍香1號和龍洋16播量一定時,以齊穗期時的葉面積指數(shù)最高,在分蘗期、齊穗期、結(jié)實期,播種量一定時,葉面指積指數(shù)均以高密度互作時最大,且與對照差異達(dá)到顯著或極顯著水平。對2個品種不同時期的葉面積指數(shù)、干物質(zhì)量與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析,中龍香1號分蘗期>齊穗期>結(jié)實期,且均呈負(fù)相關(guān),但未達(dá)到顯著水平;龍洋16則與之相反,均呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)接近顯著水平。葉面積指數(shù)與干物質(zhì)積累有著極為密切的關(guān)系,二者呈極顯著正相關(guān)(中龍香1號r=0.966**、龍洋16r=0.941**)。4密度對高產(chǎn)群體干物質(zhì)積累的影響創(chuàng)建合理的群體結(jié)構(gòu)對提高寒地水稻產(chǎn)量具有重要作用,栽培密度一直是水稻科技工作者用于調(diào)節(jié)群體結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)量、降低成本的一種手段。許多學(xué)者研究表明,密植栽培時單位面積基本苗數(shù)較多,生物產(chǎn)量較高,易于保證單位面積穗數(shù),具有穩(wěn)產(chǎn)作用。而與稀植相比,有效分蘗期短,成粒率和飽滿粒率會偏低,隨著密度加大,單位面積的有效穗數(shù)會增加,每穗的實粒數(shù)則會減少,但單位面積上總粒數(shù)也在隨之增加,導(dǎo)致單位產(chǎn)量也隨之增加。袁隆平等研究認(rèn)為隨著密度減少,每穗總粒數(shù)會增加,結(jié)實率也隨之提高。本研究結(jié)果表明,播量一定時,2個品種均隨著密度增加穗數(shù)也增加,而稀植時成粒率均最高。該結(jié)果與前人研究一致;2個品種均以高播量、苗數(shù)在4苗和6苗時,高產(chǎn)群體產(chǎn)量獲得最優(yōu)配置。齊春艷等人研究表明,隨著密度增加,單穴干物質(zhì)的積累逐漸減少。翁仁憲等認(rèn)為中后期干物質(zhì)積累能力在品種間有顯著差異,冠層葉片直立、最適葉面積指數(shù)較大的品種有明顯的中后期干物質(zhì)積累優(yōu)勢[8,9,10,11,12,13,14]。因此分蘗力強的中龍