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光合作用增效剂在杂交早稻上的田间应用效果初报

2014-09-24王学华

湖南农业科学 2014年7期
关键词:蒸腾速率早稻光合作用

徐 优,王学华

(湖南农业大学农学院,湖南 长沙410128)

光合作用是杂交早稻生长发育和产量形成的生理基础,也是作物生产力高低的决定性因素[1]。杂交早稻产量是产量构成因素共同作用的结果,产量的高低取决于光合物质生产能力、光合同化产物的运转和分配[2]。杂交早稻产量形成的过程实质上就是干物质积累与分配的过程,其全部干重的增长,90%~95%直接来自绿叶的光合作用[3]。任何可以改善群体光合效率、提高单位叶面积净光合速率、延长叶片光合功能期、促进光合产物的运输与分配、增加淀粉储存的生理代谢过程都将会使产量获得进一步提高[4-5]。

目前,我国杂交早稻生产上推广应用的杂交早稻优质品种,由于各地气候、土壤、管理水平的差异,部分地区高产和优质不能兼顾,甚至表现出产量低、抗病性能差、易倒伏等现象[6]。稳定和提高杂交早稻总产量的关键在于单产的提高,而单产的提高可以从提高杂交早稻光合能力和光能利用率着手。湖南本质生物科技有限公司研制的光合作用增效剂“叶之缘”在提高杂交早稻功能叶叶绿素含量、提高光合速率、降低蒸腾速率、增加单位面积产量等方面有显著效果[7-9]。为进一步验证“叶之缘”在湖南杂交早稻上的应用效果,在湖南农业大学耘园教学实验基地和国家粮食丰产科技工程示范区——衡阳县西渡镇梅花村进行了田间应用效果试验,以明确“叶之缘”的应用效果,为该产品的大面积推广应用提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2012年上半年在湖南农业大学耘园教学实验基地(以下简称农大试验点)和国家粮食丰产科技工程示范区衡阳县西渡镇梅花村(以下简称衡阳试验点)进行。农大试验点供试品种为陵两优211,衡阳试验点供试为品种陵两优268,供试品种皆由隆平种业提供,“叶之缘”由湖南本质生物科技有限公司生产并提供。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 在农大试验点和衡阳试验点,均设2个处理,处理1为喷施浓度为1 000倍液的“叶之缘”30 g/667m2,处理2为空白对照(CK)。采用随机区组设计,3次重复,小区面积13.3m2。于分蘖末期对试验选定的小区进行喷洒,对照植株不作处理。选择晴天下午4∶00以后喷施在禾苗上,喷施时用薄膜围好,防止喷至其他小区。2012年3月30日播种,5月2日移栽。移栽密度16.7 cm×20 cm。6月15日喷施光合作用增效剂“叶之缘”。水分管理做到浅水插秧,有水分蘖,其他病虫害防治统一按高产田块标准管理。

1.2.2 测定项目(1)茎蘖动态:返青后每3 d调查1次茎蘖数,记录基本苗情况;(2)光合速率和蒸腾速率:于6月30日用LI6400光合仪测定光合速率和蒸腾速率,每小区测2片叶(剑叶),取平均值;(3)叶绿素含量:于7月8日用便携式叶绿素测定仪(型号HK/SPAD-502Plus)测定上部第一片叶的叶绿素含量,每小区测5片叶,以数值相近的3片叶取平均值;(4)成熟期调查单位面积有效穗数,每小区取代表性植株5穴进行室内考种,计算理论产量;(5)各小区单收单晒,测定实际产量。

1.2.3 数据处理 采用Excel和DPS软件进行数据整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 光合速率

如表1所示,在农大试验点处理1的剑叶光合速率达到16.96[μmol/(m2·s)],显著高于对照;在衡阳试验点,剑叶光合速率达到14.34[μmol/(m2·s)],也显著高于对照。由此可见,在同一时期喷施“叶之缘”具有提高杂交早稻的光合速率的作用。

表1 喷施“叶之缘”对光合速率的影响[μmol(/m·2s)]Table 1 The effect of Yezhiyuan photosynthesis synergist on photosynthetic rate

2.2 蒸腾速率

蒸腾作用是植物吸收和运输水分的主要动力,可加速无机盐向地上部分的运输速率,可降低自身的温度,使叶子能在强光下进行光合作用而不致受害。但是,自养的绿色植物在进行光合作用的过程中,必须和周围环境发生气体交换,植物体内的水分就不可避免地要顺着水势梯度丢失。因此,要适当地抑制蒸腾作用,减少水分消耗,以利于植物生长。如表2所示,在农大试验点处理1的剑叶蒸腾速率为8.73 g/(m2·h),低于对照[9.84 g/(m2·h)],两者差异不明显;在衡阳试验点处理1的剑叶蒸腾速率为9.77 g/(m2·h),低于对照的10.86 g/(m2·h),两者差异不明显。虽然在两地试验中,处理组与空白对照都未形成显著差异,但喷施“叶之缘”的处理组,其蒸腾速率都呈下降趋势,说明在同一时期喷施“叶之缘”具有降低杂交早稻的蒸腾速率的作用。

2.3 叶绿素含量

表2 喷施“叶之缘”对蒸腾速率的影响[g(/m·2h)]Table 2 The effect of Yezhiyuan photosynthesis synergist on transpiration rate

叶绿素的含量和成分的构成对光合作用都有很大的影响。高产量依赖于后期叶片的光合作用,保持后期较高的叶绿素含量水平有利于提高产量。如表3所示,在农大试验点处理1的剑叶叶绿素含量为44.57,高于对照的41.73,两者差异达显著水平;在衡阳试验点处理1的剑叶叶绿素含量为42.59,高于空白对照的37.09,两者差异达显著水平。由此可见,在同一时期喷施“叶之缘”具有提高杂交早稻的叶绿素含量的作用。

表3 喷施“叶之缘”对叶片SPAD值的影响Table 3 The effect of Yezhiyuan photosynthesis synergist onchlorophyll content

2.4 产量

如表4所示,在农大试验点处理1的小区平均产量为8.64 kg,比对照的小区平均产量7.96 kg高8.54%,两者差异达到显著水平;在衡阳试验点处理1的小区平均产量达到了7.78 kg,比对照的小区平均产量高10.67%,两者差异达到显著水平。由此可见,在同一时期喷施“叶之缘”具有提高杂交早稻产量的作用。

表4 喷施“叶之缘”对小区产量的影响 (kg)Table 4 The effect of Yezhiyuan photosynthesis synergist on yield per unit area

2.5 产量构成因素

杂交早稻的产量主要是由单位面积穗数、每穗粒数、结实率、千粒重决定的。如表5所示,与对照相比,两个试验点在施用“叶之缘”后杂交早稻的结实率和千粒重均明显增加,理论产量也明显增加,农大试验点理论产量较对照提高4.76%,衡阳试验点理论产量较对照提高2.96%,两地的2个处理间差异达显著水平。

表5 喷施“叶之缘”对杂交早稻理论产量及其构成因素的影响Table 5 The effect of Yezhiyuan photosynthesis synergist on rice theory yield and its influence factors

3 结论与讨论

农大和衡阳两地“叶之缘”田间应用效果试验表明,在分蘖末期喷施了“叶之缘”的杂交早稻陵两优211和陵两优268,其光合速率和产量都高于对照。这说明“叶之缘”具有提高杂交早稻光合速率和增产的作用。同时,从测得的SPAD值来看,“叶之缘”可以增加杂交早稻叶片中叶绿素的相对含量,其原因可能是喷施“叶之缘”后叶绿体降解速度减缓,光合作用延长,为杂交早稻营养生长提供了充足的光合产物,有利于杂交早稻的生长和产量的增加。但是由于气候、地力、品种等各种因素对“叶之缘”的喷施效果有一定的影响,因此在今后的工作中还要对该产品的施用时期、浓度、喷施次数等方面做进一步的研究,以准确把握其作用机理,为其大面积推广应用提供更为准确可靠的科学依据。

[1]潘瑞炽.植物生理学(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]吕 军,王伯伦,孟维韧,等.不同穗型粳稻的光合作用与物质生产特性[J].中国农业科学,2007,(5):902-908.

[3]王 卫,谢小立,谢永宏.杂交早稻高产的关键因子及其作用机理[J].湖南农业科学,2010,(5):42-46,49.

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[5]王少先,彭克勤,萧浪涛,等.杂交早稻专用配方肥增效剂的应用及其作用机理研究[J].植物营养与肥料学报,2003,(3):294-298.

[6]牛兆国.我国优质杂交早稻生产现状及发展对策[J].现代农业科技,2010,(23):343-344,347.

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