李迪秦，唐啟源，秦建權，張運波，楊勝海，陳立軍，李小勇

（湖南農業(yè)大學 農學院，湖南 長沙 410128）

大量研究[1-7]表明，作物生物量的累積與冠層截獲光合有效輻射量（IPAR）有著密切的關系。作物群體光能利用率由群體對光能的截獲水平和被截獲光能的轉化效率[8-10]兩方面決定。播期、品種不同，群體的葉面積指數、生長速率、干物質積累量、群體的透光性能及光能吸收利用率有差異，這種差異最終體現為產量的差異[11-21]。選擇適宜的水稻品種和播期，充分利用當地光熱資源，是獲得高產的重要途徑。筆者選用超級雜交稻、普通雜交稻、常規(guī)稻各2個品種（組合），研究不同播期、不同群體的光能利用率與產量性狀的關系，以期為不同生態(tài)區(qū)域選擇適宜品種（組合）及播期，充分利用光能資源，提高產量提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗地概況

超級雜交稻Y兩優(yōu)1號（A）和兩優(yōu)培九（B）；普通雜交稻汕優(yōu)63（C）和Ⅱ優(yōu)838（D）；常規(guī)稻揚稻6號（E）和黃花占（F），由國家雜交水稻工程技術研究中心提供。試驗于2008年在湖南省瀏陽市永安鎮(zhèn)試驗基地進行，前茬作物為油菜。土壤為紅壤黏土，肥力中等偏上，pH值為5.55，堿解氮含量為127.1 mg/kg，有機質含量為 31.1 g/kg，速效鉀含量為102.1 mg/kg，有效磷含量為19.3 mg/kg。

1.2 試驗設計

采用隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積30 m2，4次重復。氮、磷、鉀肥料分別為尿素（N 150 kg/hm2）、過磷酸鈣（P2O540 kg/hm2）、氯化鉀（K2O 100 kg/hm2），基施鋅（ZnSO4·7H2O 5 kg/hm2）。

水稻種子用1.0%的“農博士”氨基酸溶液浸種1 h后，清水洗凈，浸種催芽。播期1（T1）于5月22日播種，播期2（T2）于6月17日播種，秧齡20 d，插2本，栽植規(guī)格23.3 cm×23.3 cm，田間病蟲草防治和水分管理與當地高產栽培管理一致。

1.3 測定項目

1.3.1 干物質質量的測定

于分蘗中期（移栽后20 d）、幼穗分化期、孕穗期、齊穗期、成熟期，每小區(qū)取9蔸（0.49 m2）測定綠葉葉面積和植株干物質質量。綠葉葉面積采用Licor-3100結合比葉重測定，計算葉面積指數（LAI）。

干物質質量按葉片、莖鞘、穗分別測定。

1.3.2 水稻群體太陽輻射總量與光能截獲率的測定

水稻移栽后，運用安裝在試驗田附近高處的Da VIS Vantage PR02微型氣象站（美國產）自動記錄逐日太陽輻射量，直到成熟收獲。同時結合取樣，采用 Sun Scan 冠層分析系統(tǒng)測定小區(qū)群體冠層的頂部和基部（距離地面5 cm）的太陽光有效輻射量，計算群體的光能輻射截獲率。群體的光能輻射截獲率（%）＝（頂部太陽光總輻射量－基部太陽光總輻射量）/頂部太陽光總輻射量×100%。以各生長發(fā)育時段群體的干物質質量和冠層攔截累積量構建直線關系，計算斜率，作為各處理全生育期群體的太陽輻射利用率（RUE）[1-2]。

1.3.3 測 產

以水稻成熟期每小區(qū)中心5 m2作為測產小區(qū)，沿對角線取 10蔸用于考查穗數、每穗粒數、結實率和千粒重；其余單打單收和曬干，測定稻谷質量和含水量，再折算成含水量14%的實際產量。

1.4 數據分析

采用SAS9.0進行數據處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同播期和品種群體的產量及產量構成因子

從表1可知，同一播期，超級稻群體產量最高。播期 1，超級稻產量與普通雜交稻和常規(guī)稻相比差異顯著，超級稻產量最高是由于群體擁有較高的穗粒數。播期1超級稻產量高于播期2，也是因為有較高的穗粒數。播期1超級稻穗數、結實率、千粒重則基本低于播期 2。超級稻收獲指數高于普通雜交稻和常規(guī)稻，播期1收獲指數高于播期2（黃花占除外）。

2.2 不同播期水稻群體的ⅠPAR及RUE

從表2可知，不同播期，從幼穗分化期到成熟期，超級雜交稻太陽輻射截獲量提高了4.4%～27.3 %，普通雜交稻提高了 4.0%～16.8%，常規(guī)稻提高了20.4 %～29.8 %。在同一播期，普通雜交稻的輻射截獲量最高，常規(guī)稻最低，播期 1，三者相互間有顯著差異，播期2只在齊穗期超級雜交稻與普通雜交稻和常規(guī)稻之間有顯著差異，其他生育期三者間無顯著差異。

播期1超級雜交稻群體RUE比播期2高1.4%；普通雜交稻比播期2高1.5%；高產常規(guī)稻比播期2高7.0%。

表2 不同播期水稻群體的ⅠPAR與RUE均值Table 2 Average RUE and IPAR of rice population in different sowing date

2.3 不同播期和品種群體的干物質積累量

從表 3可知, 同一播期成熟期群體干物質積累量，超級稻最大（播期1中品種D與E除外），播期1只有品種B與F，播期2中品種A與C和D及品種B與D間有顯著差異；播期2超級稻干物質積累量高于播期1，品種A與B分別高2.1%、7.2%，說明超級稻群體光合作用能力和轉化率要高于普通雜交稻和常規(guī)稻；同時，盡管播期2的干物質積累量要大，但產量低，不利于產量的提高，群體干物質的轉化效率低于播期1。

超級稻群體干物質積累量，播期 1，從分蘗中期到孕穗期呈快速增加的趨勢；播期 2，從分蘗中期到孕穗期、幼穗分化到齊穗期，群體干物質積累量增幅最大。結合超級稻產量變化規(guī)律，可以得知，播期1更加有利于超級稻群體生長發(fā)育。

表3 水稻群體干物質積累量Table 3 Dry matter of rice population

2.4 水稻群體葉面積指數

從表4可知，同播期各個生長發(fā)育時期，超級稻群體葉面積指數及各個生育時期群體葉面積指數的平均值不是最大的。在生產上種植超級稻應該通過栽培技術措施適當控制其群體的大小，這樣才能更好發(fā)揮其超高產潛力。

不同播期間，超級稻群體各個生長發(fā)育時期葉面積指數及其平均值均表現為播期2 高于播期1。

表4 水稻群體葉面積指數Table 4 Leaf area index of rice population

2.5 水稻品種群體ⅠPAR與產量及產量構成因子間的相關性

經相關性分析得知，在播期1，分蘗中期群體的IPAR與結實率呈顯著負相關（R2=－0.618 5*），在其他生育期（孕穗期、幼穗分化期、齊穗期、成熟期）呈極顯著負相關（R2分別為－0.613 7**、－0.765 8**、－0.760 6**、－0.713 3**），在孕穗期、齊穗期與粒重呈極顯著正相關（R2分別為0.707 8**、0.626 5**），而與穗數、穗粒數、產量及收獲指數相關性不顯著。表明播期1中，群體生長發(fā)育中后期，LAI越大，有利于增加粒重，但不利于結實率的提高。

播期2只在孕穗期和齊穗期，群體IPAR與結實率呈顯著負相關（R2分別為－0.606 4*、－0.660 4*）；而與穗數、穗粒數、粒重、產量和收獲指數均無顯著相關性。

2.6 水稻品種群體ⅠPAR與干物質積累總量的相關性

播期1，分蘗中期群體IPAR與群體的干物質積累量呈極顯著相關（R2=0.657 8**）；播期2，分蘗中期、齊穗期群體IPAR與干物質積累量呈顯著和極顯著正相關（R2分別為0.558 7*、0.700 6**），表明群體越大，越有利于IPAR的提高，對提高群體干物質積累量有利。

2.7 水稻品種群體ⅠPAR與葉面積指數的相關性

群體IPAR在播期1的幼穗分化、齊穗兩個時期與LAI有顯著相關性（R2分別為0.779 6*、0.711 9*）；在播期2與LAI沒有顯著相關性。由此說明，在適應的水稻品種播插期，較大的群體LAI有利于提高群體IPAR。

3 討 論

不同的水稻品種有其適宜的種植區(qū)域和播期，在適宜的光溫和土壤條件下才能發(fā)揮其增產潛力[11]。在適播期內，雜交稻適當早播，能早生快發(fā)，提高群體的光能利用率，促進產量的提高[12-16]。葛東生等[17]報道，雜交稻在安徽作中稻或連作晚稻栽培，表現早播高產、遲播減產，認為在茬口允許的條件下，應盡量早播。謝光輝等[18]發(fā)現，在湘西武陵山區(qū)，雜交水稻的適播期為4月上、中旬，并與海拔高度有關。水稻產量對播期的反應敏感，不同的播種期群體的葉面積指數、生長速率、產量及產量構成因子、群體的光能輻射利用率有差異[12-15,19]。LAI越大，葉片越多，葉層越厚，對太陽輻射截獲量越大，但只有當群體的RUE也高時，干物質的積累量才多，這樣在適宜的收獲指數下，群體才可獲得較高產量[20-21]。

本研究結果表明，不同播期的超級稻群體IPAR與RUE有差異，是因為群體的生長發(fā)育前期，T2比T1能更好地利用光溫資源，構建更大群體，使得播期2群體葉面積指數更大，光合合成與積累的干物質相對更多，但由于群體RUE差異，導致干物質轉化效率不一樣，使得播期2產量反低于播期1。因此，RUE是衡量超級稻群體超高產的又一生理指標，但只有在適宜播插期、群體大小適宜時，RUE值方可反映出群體產量。

同一播期，超級稻群體RUE均最大，常規(guī)稻次之，普通雜交稻（品種E除外）最小，T2以超級稻最高，進一步說明超級稻群體有較高RUE是其超高產的重要原因之一。

水稻生長發(fā)育中某些時期，群體IPAR與結實率呈顯著負相關性，粒重與中后期群體的IPAR呈顯著正相關，IPAR在群體生長發(fā)育中后期與LAI呈顯著正相關；群體的IPAR與產量無顯著相關性。這主要是因為較高群體LAI是提高群體IPAR的前提，較高的群體IPAR并不代表群體可以高產，只有在較高或適應的群體RUE和收獲指數前提下方可獲得高產；同時較高的LAI，容易導致群體通風透氣性下降，引起病害產生而減產。因此，從群體光能利用的角度看，水稻產量的提高，一定程度上主要靠提高群體LAI和RUE來實現。

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英文編輯：易來賓