高产栽培条件下甬优系列籼粳杂交稻的冠层结构与光合特性研究

【作者】 姜元华； 赵可； 韦还和； 许俊伟； 孙建军； 张洪程； 戴其根； 霍中洋； 许轲； 魏海燕； 郭保卫；

【机构】 扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心/江苏省作物遗传生理重点实验室；

【摘要】 【研究背景】高产优质一直是水稻研究的永恒主题,而揭示高产水稻品种的冠层结构与光合特性是水稻栽培研究的重要内容。近年来,浙江省宁波市农科院和宁波市种子有限公司在籼粳杂交高光效株型育种上取得了重要进展,通过深入开展粳型核质互作雄性不育系和对粳型不育系强恢的恢复系及籼粳杂交稻强优组合的选育,成功培育出了甬优6号、甬优9号、甬优11号、甬优12号、甬优13、甬优15号、甬优17以及甬优2640等多个典型的籼粳杂交稻品种,目前这些品种在生产试验和大面积应用中综合表现突出,高产潜力大,并且已有多个品种被农业部认定为超级稻品种,产生了较显著的社会和经济效益。本研究旨在系统揭示该系列品种的冠层结构与光合特性。【材料与方法】选用具有代表性的甬优籼粳杂交稻(A)为研究对象,以三系杂交粳稻(B)、常规粳稻(C)和杂交籼稻(D)为对照,于2012-2013年,在江苏扬州和常熟试验基地,采用毯苗机插高产栽培种植方式,根据精确定量栽培技术和供试品种的特性设计相应的高产栽培管理技术措施,在此基础上,对不同类型水稻的叶片大小、受光姿态、冠层光分布、光合生产以及叶片衰老特性进行了系统的测定和比较分析。【结果与分析】(1)不同类型品种上三叶的大小、受光姿态、叶面积与光照分布等存在差异,其中上三叶的长度、宽度表现为A>B>D>C,叶基角表现为D>A>B>C,披垂度均表现为D>B>C>A;株高呈A>D>B>C趋势,上三叶着生高度表现为A>B>D>C,上三叶相对着生高度表现为C>B>A>D;冠层上部叶面积密度表现为D>A>B>C,冠层下部叶面积密度表现为C>B>A>D,相对最大叶面积密度表现为A>D>B>C,相对最大叶面积密度出现的高度表现为D>A>B>C;冠层上部相对光照表现为A>B>C>D,冠层下部相对光照表现为B>A>C>D,冠层平均相对光照表现为B>A>C>D,冠层消光系数表现为C>D>B>A。(2)不同类型品种冠层配置、光合生产、抽穗后剑叶的光合与衰老特性等存在差异,其中抽穗期群体叶面积指数、高效叶面积率均呈D>A>B>C趋势,有效叶面积率呈A>B>C>D趋势;颖花/叶、实粒/叶、粒重/叶均表现为A>B>C>D;经济产量、生物产量均表现为A>B>C>D,经济系数则呈D>C>B>A趋势;蜡熟期和成熟期剑叶的叶绿素含量、类胡萝卜素含量、PSⅡ的光化学效率及净光合速率呈A>B>C>D趋势;抽穗至成熟期剑叶的MAD含量呈D>C>B>A趋势,SOD、POD、CAT酶的活性呈A>B>C>D趋势。【结论】与其他三种类型水稻相比,甬优系列籼粳杂交稻在冠层结构与光合特性上均具有显著的优势,为其高产优势的形成奠定了重要生理生态基础;此外,本研究还认为进一步优化冠层配置和提高光合机能是最大限度地挖掘该系列籼粳杂交稻的超高产潜力所必需的。更多还原