双季早稻养分积累分配特征及其与产量构成的相关性

李宇飞; 方希林; 刘玉喜; 刘鹏; 杨文菊; 王悦; 陈光辉

doi:10.3969/j.issn.1000-2561.2022.07.014

热带作物学报 >

2022 , Vol. 43 >Issue 7: 1431 - 1439

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2022.07.014

作物栽培与生理生化

双季早稻养分积累分配特征及其与产量构成的相关性

李宇飞 ,
方希林 ,
刘玉喜 ,
刘鹏 ,
杨文菊 ,
王悦 ,
陈光辉 ^,^**

展开

湖南农业大学农学院，湖南长沙 410128

**陈光辉，E-mail：chenguanghui@hunau.edu.cn。

*同等贡献作者：方希林（1995—），男，博士研究生，研究方向：水稻高产栽培。

李宇飞（1998—），男，硕士研究生，研究方向：水稻高产栽培;

收稿日期: 2021-11-29

修回日期: 2022-02-17

网络出版日期: 2022-08-04

基金资助

国家重点研发计划项目(2016YFD0300509)

湖南省自然科学基金项目(2020JJ4360)

湖南省教育厅重点项目(19A220)

收起

Characteristics of Nutrient Accumulation Distribution and Correlation with Yield Components in Southern Double-season Early Rice Areas under Triple Maturity Pattern

LI Yufei ,
FANG Xilin ,
LIU Yuxi ,
LIU Peng ,
YANG Wenju ,
WANG Yue ,
CHEN Guanghui ^,^**

Expand

College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China

**CHEN Guanghui，E-mail：chenguanghui@hunau.edu.cn。

Received date: 2021-11-29

Revised date: 2022-02-17

Online published: 2022-08-04

Fold

摘要

三熟制模式下南方双季稻茬口衔接季节紧张是协调双季稻周年增产中存在的主要问题。虽然前人在三熟制模式下水稻品种搭配以及肥料利用率方面做了大量研究，但是三熟制模式下南方双季早稻产量及其养分积累分配相关性的研究鲜有报道。为了比较南方双季早稻养分积累分配特征，本文以15个水稻早稻品种为研究对象，对不同水稻品种的秧苗素质、基本苗及分蘖动态、经济性状、营养元素积累及分配、产量及产量构成因素进行比较分析。结果表明，不同品种间秧苗素质存在显著差异，‘株两优819’的叶龄、苗高、百株鲜重等多项指标优于其他品种，秧苗素质表现佳。分蘖动态调查表明不同品种达到分蘖峰值的时间不同，其中以‘株两优929’的高峰苗最大，1 hm²达616.65万茎蘖数，‘株两优929’与‘中早39’高峰苗差异最为显著，‘株两优929’较‘中早39’显著增加33.62%。氮、磷、钾总养分的积累方面，‘株两优929’和‘陵两优942’养分积累量显著高于其他品种，分别为311.88 kg/hm²和376.35 kg/hm²。‘陵两优942’的地上部干物质积累量最高，为12 028.09 kg/hm²。‘株两优929’的实际产量最高，为7873.01 kg/hm²。成熟期水稻品种养分积累量与子粒产量的相关性分析表明，氮、磷积累与有效穗均呈显著正相关（r=0.62^*，r=0.50^*），株高与千粒重之间呈极显著正相关（r=0.80^**），有效穗数与每穗粒数之间呈极显著负相关（r=-0.76^**），结实率与千粒重之间呈极显著负相关（r=-0.68^**）。通过关联度分析表明，‘陵两优942’和‘株两优929’的综合表现明显优于其他品种。本研究对南方多熟制稻区早稻品种筛选及高效栽培具有重要意义。

关键词： 三熟制; 早稻; 养分积累; 产量构成

本文引用格式

李宇飞 , 方希林 , 刘玉喜 , 刘鹏 , 杨文菊 , 王悦 , 陈光辉 . 双季早稻养分积累分配特征及其与产量构成的相关性[J]. 热带作物学报, 2022 , 43(7) : 1431 -1439 . DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.07.014

Abstract

The tight season of southern double-crop rice stubble convergence under the triple-maturity model is the main problem in coordinating the double-crop rice annual yield increase. Although many previous studies have been done on rice variety pairing and fertilizer utilization under the triple maturity model, few studies have been reported on the correlation between the yield of southern double-season early rice and its nutrient accumulation distribution under the triple maturity model. In order to compare the nutrient accumulation and distribution characteristics of southern double-season early rice, 15 early rice varieties were studied in this paper, and the seedling quality, basic seedling and tiller dynamics, economic traits, nutrient accumulation and distribution, yield and yield components of different rice varieties were compared and analyzed. The results showed that there were significant differences in seedling quality among different varieties, and the leaf age, seedling height and fresh weight of 100 plants of Zhuliangyou 819 were better than those of other varieties, and the seedling quality performed well. The tiller dynamics survey showed that different varieties reached the peak of tillering at different times, among which the peak seedling of ‘Zhuliangyou 929’ was the largest, reaching 6 166 500 stems/hm², and the difference between the peak seedling of ‘Zhuliangyou 929’ and ‘Zhongzao 39’ was the most significant, with ‘Zhuliangyou 929’ significantly increasing 33.62% compared with ‘Zhongzao 39’. Regarding the accumulation of total nutrients of nitrogen, phosphorus and potassium, the accumulation of nutrients of ‘Zhuliangyou 929’ and ‘Linliangyou 942’ was significantly higher than that of other varieties, 311.88 kg/hm² and 376.35 kg/hm²respectively. The above-ground dry matter accumulation of ‘Lingliangyou 942’ was the highest, at 12 028.09 kg/hm². The highest actual yield of 7873.01 kg/hm² was recorded for ‘Zhuliangyou 929’. The correlation analysis between nutrient accumulation and grain yield of rice varieties at maturity showed that there was a significant positive correlation between nitrogen and phosphorus accumulation and effective spike (r = 0.62^*, r = 0.50^*), a highly significant positive correlation between plant height and thousand grain weight (r = 0.80^**), a highly significant negative correlation between effective spike number and grain number per spike (r = ‒0.76^**), and a highly significant negative correlation between fruit set and thousand grain weight (r = ‒0.76^**). (r = ‒0.68^**). The correlation analysis showed that the overall performance of ‘Lingliangyou 942’ and ‘Zhuliangyou 929’ was significantly better than that of the other varieties. This study has important implications for the screening and efficient cultivation of early rice varieties in southern multi-maturity rice areas.

Key words： triple maturity pattern; early rice; nutrient accumulation; yield components

粮食安全问题是现如今世界各国所面临的重大挑战之一^[1]。我国作为世界上多熟制面积最大和历史最悠久的国家，多熟制种植模式是提高我国粮食产量的重要途径^[2]。特别在我国长江中下游稻区，依靠提高土地的单产并结合我国南方地区温光水资源丰富，稻稻油、稻稻薯、稻稻菜等三熟制模式为全国粮食生产做出了巨大贡献。

在三熟制模式下，双季稻茬口衔接季节紧张是协调双季稻周年增产中存在的主要问题，而合理的品种搭配可以提高光温水资源利用效率，再结合肥料利用可进一步提高水稻对氮、磷、钾的吸收，促进养分向穗部的运转，从而提高水稻产量^[3]。李祖军等^[4]研究表明周年产量较高的搭配模式具有抽穗期至成熟期干物质积累量大，孕穗期至成熟期叶面积指数大，早晚季稻穗大、结实率和日产量高等特点。唐海明等^[5]研究发现生育期适中的高产早、中熟早晚稻品种搭配，有利于保证双季水稻周年增产。朱启东等^[6]通过不同施氮量对双季稻产量和氮磷钾吸收利用的研究发现适宜的施氮量可以增加双季稻产量，促进和提高水稻氮磷钾的吸收和转运。唐先干等^[7]研究还发现紫云英等绿肥还田不仅可以提高水稻产量，还可提升稻米品质。

目前，虽然前人在三熟制模式下水稻品种搭配以及肥料利用率方面做了大量研究，但是三熟制模式下南方双季早稻产量及其养分积累分配相关性的研究鲜有报道。因此，本研究以长江中下游稻区大面积种植的15个早稻品种为试验材料，对其秧苗素质、分蘖动态、营养元素积累及分配和产量构成进行分析，以期揭示不同品种间氮、磷、钾素养分积累分配与产量构成因素之间的相关性，为多熟制地区早稻高产高效栽培提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料分别为‘株两优4024’（V₁）、‘陵两优942’（V₂）、‘株两优189’（V₃）、‘中早39’（V₄）、‘株两优819’（V₅）、‘湘早籼45’（V₆）、‘两优早17’（V₇）、‘陆两优211’（V₈）、‘湘早籼32’（V₉）、‘湘早籼24’（V₁₀）、‘欣荣优123’（V₁₁）、‘陆两优4026’（V₁₂）、‘陆两优996’（V₁₃）、‘长两优35’（V₁₄）、‘株两优929’（V₁₅），均由湖南农业大学水稻研究所提供。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验于2019年在湖南省浏阳市沿溪镇湖南农业大学综合试验基地进行，试验田为稻稻油三熟制种植田块。早稻季供试土壤理化性状为：全氮含量2.22 g/kg，全钾含量6.02 g/kg，全磷含量0.54 g/kg，有机质含量35.05 g/kg，碱解氮含量140.38 mg/kg，速效钾含量98.04 mg/kg，有效磷含量53.86 mg/kg。

早稻季于3月25日播种，育秧盘规格为58 cm×22 cm×2.5 cm（长×宽×高），使用湘晖水稻育秧专用基质作为育秧床土。播种量为杂交稻干谷90 g/盘;常规稻干谷100 g/盘。采用半干旱式小拱棚育秧。4月20日插秧，采用井关PZ80D型乘坐式高速插秧机插秧，栽插行株距为25 cm×11 cm。各品种种植面积为4 m×30 m，四周留有保护行。试验各小区总施氮量为180 kg/hm²，氮磷钾配比为N∶P₂O₅∶K₂O=2∶1∶1，其中氮肥施用比例为基肥∶分蘖肥∶穗肥= 3∶4∶3，磷肥全作基肥一次施用，钾肥分基肥与穗肥两次使用，各占50%，其他管理参考当地高产田进行。

1.2.2 指标观测

（1）秧苗素质考察。移栽前1 d调查各品种秧苗素质水平。每个品种取样3次，每次切取10 cm×10 cm秧块，从中选取50株代表性秧苗，考察叶龄、绿叶数、苗高、白根数、总根数、茎基宽、百株鲜重、百株干重、秧苗含水率等。

（2）分蘖动态调查。移栽后各品种选择连续15穴植株，自返青后，每隔3 d记录分蘖状况，直至茎蘖稳定。

（3）植株养分测定。于水稻成熟期取样，每个品种取长势一致的植株5株，分籽粒、茎秆和叶片三部分称取干重后进行粉碎，再采用H₂SO₄-H₂O₂消煮过滤，AA3型连续流动分析仪测定全氮、全磷含量，火焰分光光度计比色测定全钾含量^[8-9]。

（4）经济性状考察。水稻成熟时期，每个品种调查相邻50株水稻植株计算平均穗数，按照平均茎蘖法选取7株无病虫害的代表性植株，室内风干后考察单株有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重等。最后去除小区边界后，每个品种分别连续割取50蔸作为测产点，重复5次，实收记产。收获指数（HI）=籽粒产量/地上部的总干物质量;氮素收获指数=籽粒吸氮量/植株地上部氮素积累量（植株地上部氮素积累量=籽粒吸氮量＋叶片吸氮量＋茎秆吸氮量）各指标表示为：株高（plant height, X₁, cm）;单株有效穗数（panicle number per plant, X₂）;每穗粒数（grain number per panicle, X₃）;结实率（seed setting rate, X₄, %）;千粒重（1000-grain weight, X₅, g）;理论产量（theoretical output, X₆, kg/hm²）;全氮含量（total N, X₇, kg/hm²）;全钾含量（total K, X₈, kg/hm²）;全磷含量（total P, X₉, kg/hm²）。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2017软件进行数据整理，用DPS进行差异显著性分析（Ducan’s新复极差法进行显著性检验），用Graph Pad Prism 8和R语言进行作图。

2 结果与分析

2.1 不同机插水稻品种秧苗素质的比较

不同品种秧苗素质存在显著差异（表1）。‘株两优819’（V₅）与‘陆两优211’（V₈）的叶龄差异最显著，前者较后者的叶龄显著增加26.31%。各品种绿叶数分布在2.17~3.00之间，但各品种苗高分布范围较大，其中‘株两优819’（V₅）与‘湘早籼32’（V₉）间差异达到极显著，且‘株两优819’（V₅）的苗高较湘早籼32（V₉）显著提高54.26%。‘株两优4024’（V₁）和‘株两优189’（V₃）的白根数显著高于其他品种，为5.63和5.37，‘湘早籼24’（V₁₀）的白根数最少，为1.67，而‘陵两优942’（V₂）的总根数最多，为12.20，‘陆两优996’（V₁₃）的总根数最少，为7.83。各品种茎基宽分布在2.27~2.73 cm之间，其中‘株两优819’（V₅）和‘株两优189’（V₃）显著高于其他13个品种，均为2.73 cm，茎基宽最小的两优早17（V₇）相比降低16.85%。‘株两优819’（V₅）的百株鲜重为2.17 g，显著高于其它14个品种。秧苗含水量在78.73%~85.56%之间，其中‘湘早籼45’（V₆）的秧苗含水率最大，达85.56%，相比含水率最低的‘株两优4024’（V₁）显著增加8.68%。综合来看，以‘株两优819’（V₅）的秧苗素质表现最佳，V₁次之。

表1 不同品种机插水稻秧苗素质比较

Tab. 1 Comparison of seedling quality of different varieties for machine transplanting

样品 Sample	叶龄 Leaf age	绿叶数 Green leaves	苗高 Seedling height/cm	白根数 White root number	总根数 Total root number	茎基宽 Stem base width/mm	百株鲜重 100-seedling Fresh weight/g	秧苗含水率 Seedling moisture content/%
V₁	3.56±0.05^a	2.97±0.033^a	13.05±0.10^cd	5.63±0.39^a	11.57±0.45^ab	2.70±0.0^a	1.60±0.04^def	78.73±0.62^e
V₂	2.87±0.05^f	2.30±0.09^cd	12.65±0.15^d	2.50±0.17^cd	12.20±2.64^a	2.33±0.07^b	1.40±0.05^gh	80.22±1.36^de
V₃	3.04±0.05^e	2.40±0.099^bc	13.87±0.14^b	5.37±0.31^a	9.10±0.40^bcd	2.73±0.03^a	1.64±0.10^cde	82.38±0.96^abcd
V₄	3.35±0.06^bc	2.87±0.06^a	11.27±0.16^e	2.53±0.20^cd	9.47±0.42^bcd	2.30±0.10^b	1.68±0.10^bcde	81.23±2.16^cde
V₅	3.60±0.07^a	2.93±0.05^a	14.84±0.18^a	4.33±0.28^b	10.13±0.34^abcd	2.73±0.03^a	2.17±0.06^a	81.88±0.87^bcde
V₆	3.55±0.06^a	2.93±0.07^a	11.79±0.20^e	2.37±0.21^de	9.33±0.38^bcd	2.33±0.15^b	1.81±0.02^bc	85.58±0.26^a
V₇	3.15±0.05^de	2.53±0.09^b	13.14±0.22^cd	4.00±0.32^b	10.77±0.65^abc	2.27±0.07^b	1.77±0.06^bcd	83.30±1.11^abcd
V₈	2.85±0.06^f	2.20±0.07^d	14.35±0.25^ab	2.60±0.22^cd	10.27±0.50^abcd	2.53±0.18^ab	1.63±0.06^cdef	81.13±0.90^cde
V₉	3.41±0.05^b	2.97±0.03^a	9.62±0.17^g	2.43±0.18^cde	10.83±0.38^abc	2.47±0.12^ab	1.43±0.01^fgh	85.33±0.34^ab
V₁₀	3.35±0.06^bc	2.87±0.06^a	10.62±0.16^f	1.67±0.14^e	9.07±0.47^bcd	2.50±0.21^ab	1.31±0.00^h	84.62±1.25^abc
V₁₁	3.24±0.03^cd	3.00±0.00^a	13.16±0.22^cd	2.13±0.20^de	9.83±0.38^abcd	2.57±0.13^ab	1.27±0.06^h	79.93±1.14^de
V₁₂	3.05±0.04^e	2.43±0.09^bc	13.27±0.151^c	3.20±0.36^c	8.97±0.27^bcd	2.40±0.06^ab	1.53±0.07^efg	79.80±1.35^de
V₁₃	2.89±0.04^f	2.17±0.07^d	12.92±0.26^cd	2.50±0.21^cd	7.83±0.36^d	2.70±0.06^a	1.65±0.02^cde	81.50±0.53^cde
V₁₄	3.21±0.04^cd	2.83±0.07^a	11.57±0.17^e	1.93±0.14^de	8.43±0.35^cd	2.33±0.09^b	1.61±0.07^cdef	83.40±1.09^abcd
V₁₅	3.24±0.04^cd	2.80±0.07^a	12.83±0.21^cd	3.90±0.27^b	9.73±0.33^abcd	2.33±0.03^b	1.85±0.07^b	81.76±0.73^cde

	注：不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。
	Note: Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (P<0.05).

2.2 不同机插水稻品种分蘖动态的比较

随着生育进程的推进，不同品种的水稻分蘖动态总体呈现出先增加后减小的趋势（图1）。15个水稻品种均在5月11日进入快速分蘖期，但不同品种达到分蘖峰值的时间不同，但均陆续在5月31日至6月4日之间总茎蘖数达到最大，之后逐渐降低。其中以‘株两优929’（V₁₅）与‘中早39’（V₄）高峰苗差异最为显著，‘株两优929’（V₁₅）较‘中早39’（V₄）显著增加50.64%。

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图1 不同品种机插水稻分蘖动态比较

Fig. 1 Comparison of tillering dynamics of different varieties for machine transplanting

2.3 不同机插水稻品种地上部各器官养分的积累

不同早稻品种成熟期全氮、全磷与全钾的积累存在显著性差异（图2）。成熟期全氮与全磷的积累量均表现为籽粒部位的积累量大于叶片与茎秆部位，而全钾的积累量表现为茎秆部位大于籽粒与叶片部位。通过不同品种各养分积累发现，‘陵两优942’（V₂）成熟期全氮的积累量在15个品种中最高，为167.40 kg/hm²，其与‘株两优929’（V₁₅）无显著性差异，而与‘株两优819’（V₅）差异最显著;在成熟期全钾与全磷的积累量中，均表现为‘株两优929’（V₁₅）与‘株两优819’（V₅）之间差异最显著，前者的成熟期全钾积累量高出后者98.85 kg/hm²，前者的成熟期全磷积累量高出后者16.50 kg/hm²。综合不同养分积累来看，以‘株两优929’（V₁₅）和‘陵两优942’（V₂）养分积累量优于其他品种。

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图2 不同机插水稻品种地上部各器官养分积累比较

不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。

Fig. 2 Comparison of accumulation of nutrients in above ground organs of different varieties for machine transplanting

Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (P<0.05).

2.4 不同机插水稻品种产量与产量构成的影响

不同品种产量及产量构成因素存在显著差异（表2）。‘陆两优4026’（V₁₂）与‘湘早籼32’（V₉）的株高差异最为显著，‘陆两优4026’（V₁₂）较‘湘早籼32’（V₉）显著增加55.64%。所有品种单株有效穗数在7.15~11.90之间，‘湘早籼24’（V₁₀）、‘陵两优942’（V₂）单株有效穗数显著高于其他13个品种，而‘陆两优996’（V₁₃）每穗粒数最高，达122.91粒，与‘长两优35’（V₁₄）无显著性差异，相比‘湘早籼24’（V₁₀）显著增加41.85%。结实率以‘湘早籼32’（V₉）与‘陆两优4026’（V₁₂）的差异最为显著，‘湘早籼32’（V₉）较‘陆两优4026’（V₁₂）显著增加32.41%。千粒重以‘株两优4024’（V₁）与‘湘早籼32’（V₉）差异最为显著，‘株两优4024’（V₁）较‘湘早籼32’（V₉）显著增加29.56%。‘陆两优996’（V₁₃）的理论产量最高，为8062.82 kg/hm²，其次为‘株两优929’（V₁₅），为7945.75 kg/hm²。综合各项产量及产量构成因素来看，15个水稻品种中以‘陆两优996’（V₁₃）、‘陵两优942’（V₂）和‘株两优929’（V₁₅）的表现较好。

表2 不同机插水稻品种产量与产量构成因素比较

Tab. 2 Comparison of yield and yield components of different varieties for machine transplanting

样品 Sample	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆
V₁	90.60±2.31^b	7.85±0.61^cde	111.64±2.91^bc	66.73±1.14^ef	28.53±0.26^a	6174.75±91.62^d
V₂	82.90±1.17^cd	11.80±0.69^a	88.49±1.06^hi	77.71±1.36^b	26.83±0.29^cd	7930.62±263.34^a
V₃	75.40±1.44^e	10.05±0.64^abc	90.31±1.79^ghi	73.01±1.85^cd	27.02±0.26^bc	6506.44±140.19^cd
V₄	81.70±0.85^cd	7.55±0.78^de	113.94±3.31^b	78.97±1.59^b	25.25±0.12^ef	6481.40±175.43^cd
V₅	79.60±2.15^d	8.75±0.64^bcde	104.01±2.60^de	69.20±1.53^def	25.97±0.14^de	6153.74±195.4^d
V₆	73.90±0.40^ef	9.20±0.72^bcde	95.80±0.65^fg	73.07±1.55^cd	24.68±0.19^f	6022.75±151.87^d
V₇	70.00±0.74^fg	9.05±0.70^bcde	106.92±3.98^cd	70.23±1.42^de	25.95±0.31^de	6716.35±155.1^c
V₈	69.30±1.89^g	9.50±0.74^bcde	94.66±2.54^fgh	67.45±0.87^ef	25.48±0.29^ef	5998.23±107.03^d
V₉	62.94±0.82^h	9.70±0.68^abcd	91.36±2.34^ghi	86.04±0.68^a	22.02±0.49^g	6110.99±229.21^d
V₁₀	68.30±1.43^g	11.90±0.93^a	86.65±0.80ⁱ	75.80±1.96^bc	22.62±0.20^g	6432.5±186.24^cd
V₁₁	81.80±1.49^cd	10.00±0.61^abc	108.66±2.30^bcd	72.85±1.65^cd	25.27±0.33^ef	7661.63±82.14^ab
V₁₂	97.96±0.83^a	8.80±0.70^bcde	100.03±1.63^ef	64.98±1.14^f	27.92±0.25^ab	6132.42±39.57^d
V₁₃	92.00±1.48^b	7.15±0.57^e	122.91±1.89^a	72.65±0.96^cd	27.16±0.42^bc	8062.82±80.12^a
V₁₄	74.80±1.23^e	9.25±0.92^bcde	122.33±1.02^a	69.36±1.62^def	25.31±0.24^ef	7223.96±145.71^b
V₁₅	84.80±1.85^c	10.40±0.81^ab	96.78±1.72^fg	72.53±1.50^cd	25.97±0.47^de	7945.75±129.69^a

	注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。
	Note: Different lowercase letters after the same column of data indicate significant difference (P<0.05).

由表3可知，‘株两优929’（V₁₅）的实际产量最高，为7873.01 kg/hm²，相比产量最低的‘湘早籼32’（V₉）增加57.72%。‘陵两优942’（V₂）的地上部干物质积累量最高，为12 028.09 kg/hm²，其次为‘欣荣优123’（V₁₁）和‘株两优929’（V₁₅）。‘湘早籼32’（V₉）的地上部干物质积累量最低，为8740.18 kg/hm²。‘两优早17’（V₇）的收获指数和氮素收获指数均为最高，其收获指数较最低品种‘陵两优942’（V₂）增加43.14%，其氮素收获指数较最低品种‘陆两优4026’（V₁₂）和‘陆两优996’（V₁₃）增加10.53%。

表3 不同机插水稻品种产量与生产效率比较

Tab. 3 Comparison of output and production efficiency of different varieties for machine transplanting

样品Sample	实际产量Actual output/(kg•hm^‒2)	地上部总干物质量ANPP/(kg·hm^‒2)	收获指数HI	氮素收获指数NHI
V₁	5779.76±195.67^cd	9342.3±132.55^de	0.62±0.02^bcde	0.79±0.01^bcde
V₂	6180.04±262.08^bc	1 2028.09±349.93^a	0.51±0.02^f	0.81±0.00^abc
V₃	6216.94±191.59^bc	8877.9±348.64^e	0.71±0.04^ab	0.80±0.01^bcd
V₄	5347.16±199.8^de	10 013.49±268.9^bcd	0.54±0.03^ef	0.79±0.01^bcde
V₅	5903.02±256.79^bcd	9001.52±243.33^e	0.66±0.04^abcd	0.82±0.00^ab
V₆	5998.72±191.05^bcd	8944.58±277.21^e	0.67±0.03^abc	0.77±0.01^de
V₇	6579.45±158.19^b	8986.19±179.56^e	0.73±0.02^a	0.84±0.02^a
V₈	5906.56±176.89^bcd	8914.87±162.15^e	0.66±0.02^abcd	0.81±0.00^abc
V₉	4991.9±144.06^e	8740.18±198.72^e	0.57±0.02^def	0.79±0.00^bcde
V₁₀	6065.81±311.43^bcd	10 343.21±424.99^bc	0.59±0.02^cdef	0.81±0.02^abc
V₁₁	7488.88±281.98^a	11 657.66±434.37^a	0.65±0.03^abcd	0.79±0.01^cde
V₁₂	6156.54±240.69^bc	9935.07±267.52^bcd	0.62±0.04^bcde	0.76±0.01^e
V₁₃	6101.4±259.14^bc	10512±152.02^b	0.58±0.02^cdef	0.76±0.01^e
V₁₄	6638.64±233.93^b	9507.13±300.72^cde	0.70±0.04^ab	0.83±0.01^a
V₁₅	7873.01±302.44^a	11 469.22±269.67^a	0.69±0.03^ab	0.78±0.01^cde

	注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。
	Note: Different lowercase letters after the same column of data indicate significant difference (P<0.05).

2.5 不同机插水稻品种养分积累量与子粒产量的相关性

对15个品种的养分积累量与籽粒产量进行相关性分析，结果表明全氮、全磷、全钾积累两两之间均存在极显著相关（表4）。其中，全氮、全磷积累与有效穗均呈显著正相关（r=0.62^*，r=0.50^*），株高与千粒重之间呈极显著正相关（r=0.80^**），有效穗数与每穗粒数之间呈极显著负相关（r=‒0.76^**），结实率与千粒重之间呈极显著负相关（r=‒0.68^**）。

表4 不同机插水稻品种养分积累量与子粒产量的相关性

Tab. 4 Correlation between nutrient accumulation and grain yield of different varieties for machine transplanting

项目Item	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈	X₉
X₁	1	‒0.42	0.41	‒0.47	0.80^**	0.34	0.04	0.26	0.22
X₂		1	‒0.76^**	0.28	‒0.40	0.18	0.62^*	0.41	0.50^*
X₃			1	‒0.31	0.35	0.29	‒0.36	‒0.19	‒0.24
X₄				1	‒0.68^**	0.12	0.31	0.22	0.13
X₅					1	0.20	‒0.19	‒0.11	‒0.02
X₆						1	0.45	0.42	0.45
X₇							1	0.87^**	0.93^**
X₈								1	0.90^**
X₉									1

	注：^表示显著相关（P<0.05），^*表示极显著相关（P<0.01）。
	Note: ^* indicates significant correlation (P<0.05), ^** indicates extremely significant correlation (P<0.01).

2.6 不同机插水稻品种养分与产量关联度分析

采用灰色关联度法^[10]，对供试品种养分与产量性状进行分析（表5），发现所有的参试品种中以‘陵两优942’（V₂）和‘株两优929’（V₁₅）的关联度最高，均为0.79，而‘陆两优211’（V₈）关联度最低，均为0.50。关联度排序由大到小为‘陵两优942’（V₂）=‘株两优929’（V₁₅）>‘欣荣优123’（V₁₁）>‘陆两优996’（V₁₃）>‘陆两优4026’（V₁₂）>‘湘早籼24’（V₁₀）=‘长两优35’（V₁₄）>‘中早39’（V₄）>‘株两优4024’（V₁）=‘湘早籼45’（V₆）>‘湘早籼32’（V₉）>‘两优早17’（V₇）>‘株两优189’（V₃）>‘株两优819’（V₅）>‘陆两优211’（V₈）。关联度在0.65以上的水稻品种均表现为产量适中的特点，即‘陵两优942’（V₂）和‘株两优929’（V₁₅）的综合表现性最好，‘欣荣优123’（V₁₁）次之。

表5 参试品种的等权关联度大小及排序

Tab. 5 Size and order of equal weighted correlation degree of the tested varieties

项目Item	V₁	V₂	V₃	V₄	V₅	V₆	V₇	V₈	V₉	V₁₀	V₁₁	V₁₂	V₁₃	V₁₄	V₁₅
X₁	0.78	0.63	0.53	0.61	0.58	0.51	0.48	0.47	0.42	0.46	0.61	1.00	0.81	0.52	0.66
X₂	0.43	0.97	0.63	0.42	0.50	0.53	0.52	0.56	0.59	1.00	0.62	0.50	0.40	0.54	0.67
X₃	0.74	0.48	0.50	0.78	0.63	0.54	0.67	0.53	0.50	0.47	0.69	0.58	1.00	0.98	0.55
X₄	0.54	0.72	0.63	0.76	0.57	0.63	0.58	0.54	1.00	0.68	0.63	0.51	0.62	0.57	0.62
X₅	1.00	0.81	0.83	0.69	0.74	0.66	0.74	0.71	0.53	0.56	0.70	0.92	0.84	0.70	0.74
X₆	0.53	0.94	0.57	0.57	0.52	0.51	0.61	0.50	0.52	0.56	0.84	0.52	1.00	0.71	0.95
X₇	0.42	1.00	0.37	0.46	0.34	0.56	0.44	0.40	0.51	0.53	0.68	0.50	0.36	0.47	0.90
X₈	0.48	0.81	0.43	0.48	0.37	0.69	0.45	0.38	0.47	0.53	0.81	0.62	0.39	0.53	1.00
X₉	0.44	0.75	0.35	0.59	0.33	0.68	0.38	0.35	0.39	0.68	0.63	0.55	0.41	0.44	1.00
关联度	0.59	0.79	0.54	0.60	0.51	0.59	0.54	0.50	0.55	0.61	0.69	0.64	0.65	0.61	0.79
排序	9	1	13	8	14	10	12	15	11	6	3	5	4	7	2

3 讨论

秧苗素质是早稻品种筛选重要评价指标之一，与机插秧质量密切相关。本研究中，‘株两优4024’‘株两优819’和‘欣荣优123’三个参试品种的苗高在12 cm以上、茎基宽在2.6~2.8 mm和绿叶数在3片绿叶数以上，与沈建辉等^[11]所研究的不同移栽秧龄下的壮秧指标一致，符合壮秧的标准。‘湘早籼24’‘株两优929’各有两项指标也达到上述要求，可作为壮秧备选品种。吴文革等^[12]研究表明不同的育秧方式搭配相应的水分管理可以提高秧苗素质，最终影响产量。因此，在研究中叶龄、绿叶数、苗高、白根数等9项指标综合分析，初步得出以‘株两优819’的秧苗素质最好。

氮磷钾是植物生长过程中的三大元素，氮是与产量最密切的营养元素，磷可以促进幼苗根系的生长以及提高粮食作物的品质等，钾能促进植物茎秆强壮。在本研究中，积累与分配的规律均与上述氮磷钾素在植物中的作用表现一致。成熟期全氮与全磷的积累量均集中再籽粒部位，而全钾的积累量集中在茎秆部位，在籽粒与叶片中，‘陵两优942’和‘株两优929’积累量均显著高于其他13个品种，在茎秆中，‘株两优929’的积累最高，与‘陵两优942’无显著性差异。通过不同品种各养分积累还发现，‘陵两优942’成熟期全氮的积累量在15个品种中最高，与‘株两优929’无显著性差异，而与‘株两优819’差异最显著，且‘株两优929’成熟期的全钾与全磷积累量也与‘株两优819’之间差异最显著。即综合不同养分积累量分析，以‘株两优929’（V₁₅）和‘陵两优942’（V₂）养分积累量优于其他品种。

徐富贤等^[13]研究表明养分的收获指数和氮素收获指数可以体现籽粒养分积累占地上部植株吸收比例大小，即植株的养分利用效率。在本研究中，‘两优早17’的收获指数和氮素收获指数也高于其他品种。徐晓明等^[14]研究表明氮、磷、钾互相影响作物生长过程，最终对产量形成产生互作效应。再结合作物的源库流关系理论，即作物产量的高低取决于源、库、流3个不可分割的重要因素，养分利用效率的高低、积累库的大小相互作用形成作物产量。在本研究中，以‘陵两优942’和‘株两优929’两个品种为例，‘陵两优942’虽然秧苗素质、分蘖能力较差，但是其干物质积累与养分利用效率效率表现上佳，故其综合表现较好。‘株两优929’虽然其养分利用效率表现居中等水平，但其秧苗素质、分蘖能力、干物质积累等均表现上佳，故其综合表现好。

目前，对农作物品种的筛选只是对试验结果的产量进行方差分析，而忽略了品种产量有重要关系的性状的影响。灰色关联度分析作为灰色系统理论中的一种分析方法，可以对与品种产量相关的诸多因素进行客观的评价，使研究结果更符合实际意义^[15]。通过灰色关联度分析综合筛选出的早稻机插品种为‘陵两优942’‘株两优929’‘欣荣优123’。再经过实际测产，15个参试品种的产量表现为‘株两优929’>‘欣荣优123’>‘两优早17’>‘长两优35’>‘陵两优942’>‘株两优189’>‘陆两优996’>‘株两优819’>‘株两优4024’>‘湘早籼24’>‘陆两优4026’>‘湘早籼45’>‘陆两优211’>‘中早39’>‘湘早籼32’，其中‘株两优929’、‘欣荣优123’的实际产量也出现在15个参试品种的前列且二者均与其他13个品种存在显著性差异。灰色关联度分析是一种量化方法，能够客观分析目标性状关联程度，克服了单靠某一性状指标评价供试材料时的偏差，但水稻产量受多种因素共同影响，故在品种性状鉴定中，需要对不同时期的生理特征、农艺性状等指标进行综合评价。本研究中，15个参试品种的评价指标还不够丰富，在今后的研究中需综合双季早稻更多的农艺性状、抗逆性及其他环境因子等指标进行全面、合理地评价。

结合养分积累量与籽粒产量的相关性，本研究认为氮、磷积累与有效穗均呈显著正相关（r=0.62^*，r=0.50^*），株高与千粒重之间呈极显著正相关（r=0.80^**），有效穗数与每穗粒数之间呈极显著负相关（r=‒0.76^**），结实率与千粒重之间呈极显著负相关（r=‒0.68^**）。因此增加氮磷钾养分积累量是提高水稻产量的重要途径。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序

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Abstract

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

1.2.1 试验设计

1.2.2 指标观测

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 不同机插水稻品种秧苗素质的比较

表1 不同品种机插水稻秧苗素质比较

2.2 不同机插水稻品种分蘖动态的比较

图1 不同品种机插水稻分蘖动态比较

2.3 不同机插水稻品种地上部各器官养分的积累

图2 不同机插水稻品种地上部各器官养分积累比较

2.4 不同机插水稻品种产量与产量构成的影响

表2 不同机插水稻品种产量与产量构成因素比较

表3 不同机插水稻品种产量与生产效率比较

2.5 不同机插水稻品种养分积累量与子粒产量的相关性

表4 不同机插水稻品种养分积累量与子粒产量的相关性

2.6 不同机插水稻品种养分与产量关联度分析

表5 参试品种的等权关联度大小及排序

3 讨论

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1 材料与方法

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1.2.1 试验设计

1.2.2 指标观测

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 不同机插水稻品种秧苗素质的比较

表1 不同品种机插水稻秧苗素质比较

2.2 不同机插水稻品种分蘖动态的比较

图1 不同品种机插水稻分蘖动态比较

2.3 不同机插水稻品种地上部各器官养分的积累

图2 不同机插水稻品种地上部各器官养分积累比较

2.4 不同机插水稻品种产量与产量构成的影响

表2 不同机插水稻品种产量与产量构成因素比较

表3 不同机插水稻品种产量与生产效率比较

2.5 不同机插水稻品种养分积累量与子粒产量的相关性

表4 不同机插水稻品种养分积累量与子粒产量的相关性

2.6 不同机插水稻品种养分与产量关联度分析

表5 参试品种的等权关联度大小及排序

3 讨论

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