中国水稻科学 ›› 2017, Vol. 31 ›› Issue (4): 409-416.DOI: 10.16819/j.1001-7216.2017.7035
梁健, 赵晨, 韩超, 任红茹, 陈梦云, 张洪程, 霍中洋*
收稿日期:
2016-11-24
修回日期:
2017-02-16
出版日期:
2017-07-25
发布日期:
2017-07-10
通讯作者:
霍中洋
基金资助:
Jian LIANG, Chen ZHAO, Chao HAN, Hongru REN, Mengyun CHEN, Hongcheng ZHANG, Zhongyang HUO*
Received:
2016-11-24
Revised:
2017-02-16
Online:
2017-07-25
Published:
2017-07-10
Contact:
Zhongyang HUO
摘要:
目的本研究旨在阐明淮北地区氮高效高产型粳稻品种的群体生长特征。方法在各自最适施氮水平下,选用淮北地区氮高效高产型、氮中效高产型和氮高效中产型3类代表性常规粳稻品种,研究不同类型水稻品种产量、茎蘖动态、叶面积及物质生产与积累特征。结果拔节前氮高效高产型群体茎蘖数最少,拔节后平缓下降,最终成穗率最高;氮高效高产型水稻品种抽穗期叶面积指数最大,氮低效低产型最小,氮高效高产型水稻品种最大叶面积指数分别比氮中效高产型、氮高效中产型高2.53%、5.58%;有效叶面积率表现为氮高效高产型>氮高效中产型>氮中效高产型,高效叶面积率表现为氮中效高产型>氮高效高产型>氮高效中产型;抽穗至成熟阶段,氮中效高产型和氮高效高产型群体光合势差异不显著,但均显著高于氮高效中产型,分别高10.58%和9.86%;氮高效高产型水稻成熟期干物质积累总量略低于氮中效高产型,抽穗至成熟阶段,随着籽粒产量的提高,干物质积累呈递增趋势,干物质积累比例以氮高效高产型最高;收获指数表现为氮高效型品种大于氮中效品种;氮高效高产型品种群体生长率在抽穗前低于氮中效高产型品种,而在抽穗至成熟阶段则显著高于氮中效高产型与氮高效中产型,分别高8.79%、17.46%。结论氮高效高产型水稻品种拔节前叶面积指数、干物质积累量和群体生长率均低于氮高效中产型和氮中效高产型;抽穗到成熟期光合势、收获指数、群体生长率、成穗率和干物质积累量及比例最高。
中图分类号:
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生产力等级 Productivity level | 品种个数 No. of varieties | 全生育期 Growth duration/d | 品种 Variety | ||
---|---|---|---|---|---|
225.0 kg·hm-2 | 262.5 kg·hm-2 | 300.0 kg·hm-2 | |||
顶层水平 Top level(≥10.50 t·hm-2) | 7 | 155 | 中稻1号,新稻18,连粳11, 泗稻12 | 武运粳27,宁粳4号,连粳7号 | |
高层水平 High level(9.75~10.50 t·hm-2) | 12 | 154 | 连粳9号,淮稻14, 徐稻3号 | 苏秀10,苏秀326,盐稻11, 华粳6号,连粳4号,镇稻99, 镇稻88 | 郑稻19,盐稻12 |
中层水平 Middle level(9.00~9.75 t·hm-2) | 11 | 154 | 泗稻785,武运粳21, 徐稻5号,郑稻18 | W026,泗1108,泗稻11, 徐稻8号,津稻263 | 淮稻11,华粳2号 |
底层水平 Low level(≤9.00 t·hm-2) | 4 | 154 | 华粳1号,徐稻2号 | 豫粳6号,苏秀867 |
表1 供试水稻品种及其最高生产力对应施氮量
Table 1 Rice varieties used in the experiment and its N application rates
生产力等级 Productivity level | 品种个数 No. of varieties | 全生育期 Growth duration/d | 品种 Variety | ||
---|---|---|---|---|---|
225.0 kg·hm-2 | 262.5 kg·hm-2 | 300.0 kg·hm-2 | |||
顶层水平 Top level(≥10.50 t·hm-2) | 7 | 155 | 中稻1号,新稻18,连粳11, 泗稻12 | 武运粳27,宁粳4号,连粳7号 | |
高层水平 High level(9.75~10.50 t·hm-2) | 12 | 154 | 连粳9号,淮稻14, 徐稻3号 | 苏秀10,苏秀326,盐稻11, 华粳6号,连粳4号,镇稻99, 镇稻88 | 郑稻19,盐稻12 |
中层水平 Middle level(9.00~9.75 t·hm-2) | 11 | 154 | 泗稻785,武运粳21, 徐稻5号,郑稻18 | W026,泗1108,泗稻11, 徐稻8号,津稻263 | 淮稻11,华粳2号 |
底层水平 Low level(≤9.00 t·hm-2) | 4 | 154 | 华粳1号,徐稻2号 | 豫粳6号,苏秀867 |
类型 Type | 变幅 Range/% | 生产力等级 Productivity levels/(t·hm-2) | |||
---|---|---|---|---|---|
底层水平LL ≤9.00 | 中层水平ML 9.00~9.75 | 高层水平HL 9.75~10.50 | 顶层水平TL ≥10.50 | ||
氮低效型 Low ANRE | 29.58~35.01 | 豫粳6号,苏秀867, 华粳1号,徐稻2号 | 华粳2号,泗1108, 淮稻11,W026 | 盐稻11 | |
氮中效型 Middle ANRE | 35.78~39.21 | 郑稻18,泗稻11, 徐稻5号,泗稻785, 徐稻8号,津稻263 | 盐稻12,苏秀326,连粳9号, 华粳6号,镇稻99,镇稻88, 苏秀10,郑稻19 | 新稻18,泗稻12,连粳11 | |
氮高效型 High ANRE | 40.13~43.45 | 武运粳21 | 连粳4号,淮稻14,徐稻3号 | 武运粳27,中稻1号,宁粳4号,连粳7号 |
表2 氮肥群体最高生产力水稻品种氮素吸收利用率的分类
Table 2 Classification of N use efficiency of different productivity types of rice variety.
类型 Type | 变幅 Range/% | 生产力等级 Productivity levels/(t·hm-2) | |||
---|---|---|---|---|---|
底层水平LL ≤9.00 | 中层水平ML 9.00~9.75 | 高层水平HL 9.75~10.50 | 顶层水平TL ≥10.50 | ||
氮低效型 Low ANRE | 29.58~35.01 | 豫粳6号,苏秀867, 华粳1号,徐稻2号 | 华粳2号,泗1108, 淮稻11,W026 | 盐稻11 | |
氮中效型 Middle ANRE | 35.78~39.21 | 郑稻18,泗稻11, 徐稻5号,泗稻785, 徐稻8号,津稻263 | 盐稻12,苏秀326,连粳9号, 华粳6号,镇稻99,镇稻88, 苏秀10,郑稻19 | 新稻18,泗稻12,连粳11 | |
氮高效型 High ANRE | 40.13~43.45 | 武运粳21 | 连粳4号,淮稻14,徐稻3号 | 武运粳27,中稻1号,宁粳4号,连粳7号 |
类型 Type | 基因型 Genotype | 2014 | 2015 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
氮素吸收利用率RE/% | 氮素生理利用率 PE /(kg·kg-1) | 最高产量 Highest yield /(kg·hm-2) | 氮素吸收利用率NRE/% | 氮素生理利用率 NPE /(kg·kg-1) | 最高产量 Highest yield /(kg·hm-2) | |||
氮高效中产HNUEMY | 淮稻14 Huaidao 14 | 41.76 a | 38.57 a | 102 264 b | 42.07 a | 39.01 a | 102 684 b | |
宁粳3号 Ningjing 3 | 42.58 a | 39.69 a | 102 468 b | 41.68 a | 38.58 a | 103 403 b | ||
氮中效高产MNUEHY | 新稻18 Xindao 18 | 38.31 b | 36.53 b | 105 935 a | 37.29 b | 36.97 b | 105 670 a | |
连粳11 Lianjing 11 | 37.68 b | 35.28 b | 106 085 a | 37.79 b | 36.47 b | 106 563 a | ||
氮高效高产HNUEHY | 连粳7号 Lianjing 7 | 42.69 a | 40.32 a | 107 487 a | 43.02 a | 40.53 a | 107 582 a | |
宁粳4号 Ningjing 4 | 42.47 a | 39.83 a | 107 094 a | 42.52 a | 39.21 a | 107 808 a |
表3 不同氮素利用效率水稻品种产量表现及氮素利用率
Table 3 Yield performance and N use efficiency of rice cultivars with different nitrogen use efficiencies.
类型 Type | 基因型 Genotype | 2014 | 2015 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
氮素吸收利用率RE/% | 氮素生理利用率 PE /(kg·kg-1) | 最高产量 Highest yield /(kg·hm-2) | 氮素吸收利用率NRE/% | 氮素生理利用率 NPE /(kg·kg-1) | 最高产量 Highest yield /(kg·hm-2) | |||
氮高效中产HNUEMY | 淮稻14 Huaidao 14 | 41.76 a | 38.57 a | 102 264 b | 42.07 a | 39.01 a | 102 684 b | |
宁粳3号 Ningjing 3 | 42.58 a | 39.69 a | 102 468 b | 41.68 a | 38.58 a | 103 403 b | ||
氮中效高产MNUEHY | 新稻18 Xindao 18 | 38.31 b | 36.53 b | 105 935 a | 37.29 b | 36.97 b | 105 670 a | |
连粳11 Lianjing 11 | 37.68 b | 35.28 b | 106 085 a | 37.79 b | 36.47 b | 106 563 a | ||
氮高效高产HNUEHY | 连粳7号 Lianjing 7 | 42.69 a | 40.32 a | 107 487 a | 43.02 a | 40.53 a | 107 582 a | |
宁粳4号 Ningjing 4 | 42.47 a | 39.83 a | 107 094 a | 42.52 a | 39.21 a | 107 808 a |
类型 Type | 基因型 Genotype | 茎蘖数Number of stems and tillers/(×10hm-² ) | 成穗率 Percentage of productive tillers/% | |||
---|---|---|---|---|---|---|
有效分蘖临界期 Critical stage of productive tillering | 拔节期 Jointing stage | 抽穗期 Heading stage | 成熟期 Maturity stage | |||
氮高效中产HNUEMY | 淮稻14 Huaidao 14 | 311.23 a | 400.42 b | 329.03 b | 292.37 b | 73.02 ab |
宁粳3号 Ningjing 3 | 310.45 a | 405.82 b | 336.48 ab | 295.91 b | 72.92 b | |
氮中效高产MNUEHY | 新稻18 Xindao 18 | 314.57 a | 438.39 a | 347.83 a | 313.23 a | 71.45 b |
连粳11 Lianjing 11 | 317.12 a | 447.30 a | 355.73 a | 320.73 a | 71.70 b | |
氮高效高产HNUEHY | 连粳7号 Lianjing 7 | 301.23 b | 386.32 c | 330.50 b | 296.04 b | 76.63 a |
宁粳4号 Ningjing 4 | 301.54 b | 385.68 c | 334.50 ab | 289.32 b | 75.02 a |
表4 不同氮素利用效率水稻品种茎蘖数及成穗率
Table 4 Number of stems and tillers and percentage of productive tillers of rice varieties with different nitrogen use efficiencies.
类型 Type | 基因型 Genotype | 茎蘖数Number of stems and tillers/(×10hm-² ) | 成穗率 Percentage of productive tillers/% | |||
---|---|---|---|---|---|---|
有效分蘖临界期 Critical stage of productive tillering | 拔节期 Jointing stage | 抽穗期 Heading stage | 成熟期 Maturity stage | |||
氮高效中产HNUEMY | 淮稻14 Huaidao 14 | 311.23 a | 400.42 b | 329.03 b | 292.37 b | 73.02 ab |
宁粳3号 Ningjing 3 | 310.45 a | 405.82 b | 336.48 ab | 295.91 b | 72.92 b | |
氮中效高产MNUEHY | 新稻18 Xindao 18 | 314.57 a | 438.39 a | 347.83 a | 313.23 a | 71.45 b |
连粳11 Lianjing 11 | 317.12 a | 447.30 a | 355.73 a | 320.73 a | 71.70 b | |
氮高效高产HNUEHY | 连粳7号 Lianjing 7 | 301.23 b | 386.32 c | 330.50 b | 296.04 b | 76.63 a |
宁粳4号 Ningjing 4 | 301.54 b | 385.68 c | 334.50 ab | 289.32 b | 75.02 a |
类型 Type | 基因型 Genotype | 有效叶面积率 Effective leaf area index | 高效叶面积率High-efficiency leaf area index | 光合势 photosynthetic potential/(m2·d) | 粒叶比 Grain-leaf ratio | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
移栽-拔节期Transplanting- Jointing | 拔节-抽穗期 Jointing- Heading | 抽穗-成熟期 Heading- Maturity | 颖花/叶 Spikelets per cm2 leaf area/cm-2 | 实粒/叶 Filled grains per cm2 leaf area/cm-2 | 粒重/叶 Grain weight per cm2 leaf area/(mg·cm-2) | ||||
氮高效中产HNUEMY | 淮稻14 Huaidao 14 | 93.92 a | 76.94 b | 96.83 c | 205.43 d | 139.83 b | 0.587 ab | 0.486 b | 12.28 b |
宁粳3号 Ningjing 3 | 94.24 a | 75.54 b | 97.02 c | 210.84 cd | 145.99 b | 0.575 b | 0.483 b | 12.41 b | |
氮中效高产MNUEHY | 新稻18 Xindao 18 | 91.64 a | 80.45 a | 115.63 a | 235.23 a | 156.72 a | 0.591 a | 0.507 a | 12.91 ab |
连粳11 Lianjing 11 | 92.53 a | 79.88 a | 110.46 a | 226.89 b | 157.27 a | 0.597 a | 0.519 a | 13.16 a | |
氮高效高产HNUEHY | 连粳7号 Lianjing 7 | 94.21 a | 78.48 ab | 99.35 c | 216.32 c | 160.54 a | 0.602 a | 0.528 a | 13.43 a |
宁粳4号 Ningjing 4 | 94.51 a | 77.73 ab | 104.23 b | 215.68 c | 155.52 a | 0.592 a | 0.520 a | 13.26 a |
表5 不同氮素利用效率水稻品种叶面积率、光合势和粒叶比
Table 5 Leaf area index, photosynthetic potential and grain-leaf ratio of rice cultivars with various nitrogen use efficiencies.
类型 Type | 基因型 Genotype | 有效叶面积率 Effective leaf area index | 高效叶面积率High-efficiency leaf area index | 光合势 photosynthetic potential/(m2·d) | 粒叶比 Grain-leaf ratio | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
移栽-拔节期Transplanting- Jointing | 拔节-抽穗期 Jointing- Heading | 抽穗-成熟期 Heading- Maturity | 颖花/叶 Spikelets per cm2 leaf area/cm-2 | 实粒/叶 Filled grains per cm2 leaf area/cm-2 | 粒重/叶 Grain weight per cm2 leaf area/(mg·cm-2) | ||||
氮高效中产HNUEMY | 淮稻14 Huaidao 14 | 93.92 a | 76.94 b | 96.83 c | 205.43 d | 139.83 b | 0.587 ab | 0.486 b | 12.28 b |
宁粳3号 Ningjing 3 | 94.24 a | 75.54 b | 97.02 c | 210.84 cd | 145.99 b | 0.575 b | 0.483 b | 12.41 b | |
氮中效高产MNUEHY | 新稻18 Xindao 18 | 91.64 a | 80.45 a | 115.63 a | 235.23 a | 156.72 a | 0.591 a | 0.507 a | 12.91 ab |
连粳11 Lianjing 11 | 92.53 a | 79.88 a | 110.46 a | 226.89 b | 157.27 a | 0.597 a | 0.519 a | 13.16 a | |
氮高效高产HNUEHY | 连粳7号 Lianjing 7 | 94.21 a | 78.48 ab | 99.35 c | 216.32 c | 160.54 a | 0.602 a | 0.528 a | 13.43 a |
宁粳4号 Ningjing 4 | 94.51 a | 77.73 ab | 104.23 b | 215.68 c | 155.52 a | 0.592 a | 0.520 a | 13.26 a |
类型 Type | 基因型 Genotype | 总干物质量 Total dry matter accumulation /(t·hm-2) | 移栽至拔节Transplanting-Jointing | 拔节至抽穗 Jointing-Heading | 抽穗至成熟 Heading-Maturity | 收获指数 Harvest index | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
积累量 Biomass/(t·hm-2) | 比例 Ratio/% | 积累量 Biomass/(t·hm-2) | 比例 Ratio/% | 积累量 Biomass/(t·hm-2) | 比例 Ratio/% | ||||
氮高效中产HNUEMY | 淮稻14 Huaidao 14 | 19.26 c | 5.06 a | 26.27 | 7.68 c | 39.87 | 6.52 c | 33.86 | 0.5306 a |
宁粳3号 Ningjing 3 | 19.33 c | 5.09 a | 26.31 | 7.58 c | 39.21 | 6.66 c | 34.48 | 0.5297 a | |
氮中效高产MNUEHY | 新稻18 Xindao 18 | 22.03 a | 4.95 a | 22.49 | 9.28 a | 42.13 | 7.79 a | 35.38 | 0.4807 b |
连粳11 Lianjing 11 | 21.82 a | 4.87 a | 22.33 | 9.30 a | 42.62 | 7.65 a | 35.05 | 0.4858 b | |
氮高效高产HNUEHY | 连粳7号 Lianjing 7 | 20.00 b | 4.24 b | 21.20 | 8.25 b | 41.23 | 7.51 b | 37.57 | 0.5370 a |
宁粳4号 Ningjing 4 | 20.10 b | 4.29 b | 21.34 | 8.26 b | 41.07 | 7.56 b | 37.59 | 0.5323 a |
表6 不同氮素利用效率水稻品种群体干物质积累量及比例和收获指数
Table 6 Harvest index, dry matter accumulation and ratio of rice varieties with various nitrogen use efficiencies.
类型 Type | 基因型 Genotype | 总干物质量 Total dry matter accumulation /(t·hm-2) | 移栽至拔节Transplanting-Jointing | 拔节至抽穗 Jointing-Heading | 抽穗至成熟 Heading-Maturity | 收获指数 Harvest index | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
积累量 Biomass/(t·hm-2) | 比例 Ratio/% | 积累量 Biomass/(t·hm-2) | 比例 Ratio/% | 积累量 Biomass/(t·hm-2) | 比例 Ratio/% | ||||
氮高效中产HNUEMY | 淮稻14 Huaidao 14 | 19.26 c | 5.06 a | 26.27 | 7.68 c | 39.87 | 6.52 c | 33.86 | 0.5306 a |
宁粳3号 Ningjing 3 | 19.33 c | 5.09 a | 26.31 | 7.58 c | 39.21 | 6.66 c | 34.48 | 0.5297 a | |
氮中效高产MNUEHY | 新稻18 Xindao 18 | 22.03 a | 4.95 a | 22.49 | 9.28 a | 42.13 | 7.79 a | 35.38 | 0.4807 b |
连粳11 Lianjing 11 | 21.82 a | 4.87 a | 22.33 | 9.30 a | 42.62 | 7.65 a | 35.05 | 0.4858 b | |
氮高效高产HNUEHY | 连粳7号 Lianjing 7 | 20.00 b | 4.24 b | 21.20 | 8.25 b | 41.23 | 7.51 b | 37.57 | 0.5370 a |
宁粳4号 Ningjing 4 | 20.10 b | 4.29 b | 21.34 | 8.26 b | 41.07 | 7.56 b | 37.59 | 0.5323 a |
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