中熟水稻品种株型与产量演进特点的研究

自20世纪30年代的水稻高秆品种到现在的超级稻,我国的水稻品种经历了多次更替,每次更替均使产量有了较大幅度的提高。但在品种的演进过程中,产量、株型和源库关系等农艺和生理特性有哪些变化规律?人们从中可以得到哪些有益的启示?缺乏系统深入的研究。本试验以近50年来在江苏省生产上应用的16个代表性中熟籼稻和11个中熟粳稻品种为材料,研究了在品种更替过程中水稻株型及产量的变化。主要结果如下: 1.随着品种改良,籽粒产量逐步提高。产量的提高主要是由于总颖花量的增加,而总颖花量的增加主要是由于每穗粒数的显著增多,杂交水稻相对较低的结实率限制了其产量潜力的发挥。随品种改良,生物产量明显提高,抽穗后增加的量尤为显著,而收获指数增加的幅度较小。在品种改良过程中,在提高水稻产量的同时,稻米的品质也得到了改善,以中熟籼稻品种更加明显。 2.品种改良显著增加了抽穗期的叶面积、抽穗期有效和高效叶面积指数,但总颖花量的增加超过叶面积的增加,因而粒叶比(总颖花数与抽穗期叶面积之比)不断提高。现代品种抽穗期具有较高的光合速率,且各生育期群体叶面积指数和根系各项指标均显著或极显著高于早期品种。但生育后期叶片、根系衰老进程相对较快,在一定程度上限制了其光合生产能力。 3.杂交稻组合穗大粒多,强、弱势粒异步灌浆明显;弱势粒灌浆速率小,但活跃灌浆期长。增加弱势粒的灌浆速率是提高杂交水稻籽粒充实和增加粒重的重要途径。 4.各主要生育期植株氮、磷、钾积累量均表现为现代品种显著或极显著高于早期品种。各类型品种氮、磷、钾积累主要集中在拔节期—抽穗期,且此阶段营养元素吸收占整个生育期养分吸收的比例随品种更替呈不断上升的趋势。早期品种在成熟期仍有大量的氮、磷、钾营养残留在茎鞘中,现代品种尤其是杂交稻,成熟期营养物质向籽粒的运转率较高。 5.现代品种冠层顶部3叶的大小均极显著高于早期品种,且顶部3叶叶片着生角度随品种演进显著减小。杂交稻组合的株高较半矮秆常规稻品种有了较大幅度的增加,株高的增加主要在于倒1和倒2节间长度的增长。现代品种各节间粗度和节间重量均较早期品种有所增加,穗下节间和基部第一节间尤为明显。在品种更替过程中,穗长大幅增加,且每穗粒数增加的幅度明显超过了穗长增加的幅度,因而着粒密度呈不断上升的趋势。品种更替显著增加了品种一次、二次枝梗数目,其中又以二次枝梗增加的幅度更大。 依据品种演进特性,提出了中熟高产水稻(产量>9t ha-1)的株型和群体指标:株高100-110cm,顶3叶平均叶角<15°,抽穗期叶面积指数7-8,总颖花量450-500×106ha-1,粒叶比>0.6,总生物产量>18t ha-1,抽穗期根干重>2.5t ha-1,抽穗期根冠比>0.25,收获指数>0.5。对进一步提高产量的途径进行了讨论。