聂雄峰 屠乃美 张昊泽 唐武晨 易镇邪

摘要：【目的】篩选适宜湘南地区机插的双季早稻品种，并探索早稻移栽期指标与品种宜机插的关联性，为快速筛选宜机插早稻品种提供理论与实践依据。【方法】采用随机区组设计，考察12个早稻品种的生育期、秧苗素质、根系盘结力、发根力、返青期、根系伤流强度与产量及产量构成等指标，通过相关性分析等方法确立筛选评价指标，并以综合指数法进行宜机插综合评价。【结果】各参试品种的生育期存在年际间差异，可能与试验期间的气候因素有关。从秧苗素质来看，陵两优1309的发根力（16.79 cm）和根冠比（0.57）均最高，发根力显著高于其他品种（P<0.05），根冠比与湘优616、陵两优211和株两优819差异不显著（P>0.05，下同）;从产量及产量构成因素来看，陵两优1309的每穗粒数（129.2粒）及产量（理论产量8.40 t/ha，实际产量8.18 t/ha）均最高，湘优616的产量（理论产量8.01 t/ha，实际产量7.56 t/ha）次之，且与陵两优1309的差异不显著。宜机插评价指标确定为发根力、根冠比、返青期、日产量与抗折力，在综合评价结果中陵两优1309和湘优616得分较高，分别为0.79和0.73。【结论】在湘南地区的气候条件下，陵两优1309和湘优616的综合评价良好，较符合机械移栽要求。在对双季早稻品种初步筛选评价时，秧苗期的发根力和根冠比权重系数较高且受环境影响较小，可作为初步筛选评价的重要指标。

关键词： 双季早稻;机插;品种筛选;品种评价

Abstract：【Objective】In order to provide a theoretical and practical basis for the rapid screening of early rice varie-ties suitable for mechanical transplanting，the early rice varieties suitable for mechanical transplanting in Hunan were selected and the correlation between the indexes of early rice transplanting period and the varieties suitable for mechanical transplanting were explored. 【Method】In this study， the growth period， seedling quality，root entwining force， root-developing ability， greening period， root damage flow intensity， yield and yield composition of 12 early rice varieties were investigated by using random block group design. The correlation analysis method was used to establish the selection eva-luation index and the comprehensive index method was used for the comprehensive evaluation. 【Result】There were interannual differences in the growth period of the tested varieties， which might be related to the weather factors during the test period. In terms of seedling quality， the root-developing ability（16.79 cm） and root-shoot ratio（0.57） of Lingliangyou 1309 were the highest， and the root-developing ability was significantly higher than that of other varieties（P<0.05）. There was no significant difference in root-shoot ratio among Lingliangyou 1309 and Xiangyou 616， Lingliangyou 211 and Zhuliangyou 819（P>0.05， the same below）. From the perspective of yield and yield components， the number of grains per panicle（129.2 grains） and yield（theoretical yield 8.40 t/ha， actual yield 8.18 t/ha） of Lingliangyou 1309 were the highest， followed by Xiangyou 616（theoretical yield 8.01 t/ha， actual yield 7.56 t/ha）， with no significant difference between the two. The evaluation indexes of appropriate machine transplanting were determined as root-developing ability， root-shoot ratio， green period， daily yield and snapping resistance. The comprehensive evaluation results showed that Lingliangyou 1309 and Xiangyou 616 scored the highest， 0.79 and 0.73， respectively. 【Conclusion】Under the climatic conditions in southern Hunan， the comprehensive evaluation of Lingliangyou 1309 and Xiangyou 616 is good， which is more in line with the requirements of mechanical transplanting. In the preliminary selection and evaluation of two-cropping early rice varieties， the weight coefficients of root-developing ability and root-shoot ratio at seedling stage are high and less affected by the environment. It can be used as an important index for preliminary screening evaluation.

0 引言

【研究意义】与人工移栽相比，机械移栽对水稻品种的秧苗素质要求更高。机械移栽对秧苗茎、叶及根系损伤较人工移栽更高，活棵返青慢，生育期延长，制约了温光资源的利用效率，阻碍产量潜力的发挥。此外，不同早稻品种宜机插程度各不相同，农户对品种的选择主要凭种植经验或经销商的推广介绍，缺乏科学依据。早稻品种选择不当可能存在晚稻移栽推迟的风险，影响晚稻的安全生产。筛选适宜机插的早稻品种，加快秧苗活棵返青速度，是提高群体温光资源利用效率、促进水稻高产稳产的有效途径。传统的机插品种筛选依赖大田种植，筛选速度慢且筛选效率较低。因此，对不同早稻品种进行宜机插程度的综合评价研究，建立快速筛选指标，对加快品种筛选速度具有重要意义。【前人研究进展】大量水稻机插秧研究与实践表明，选育出适宜机械移栽要求的秧苗是机插成功的关键所在（姜心禄等，2015;李阳等，2017;吕伟生等，2018）。水稻大田机插质量受秧苗成苗率、秧苗根系盘结力等秧苗素质的影响。适宜机插的秧苗表现为在育秧盘上生长均匀整齐，根系发达，根系盘结力好（林育炯等，2016），栽插后每穴苗数均匀，伤苗轻，返青快，分蘖发生早，产量稳定。瞿廷广等（2003）研究认为，播种量越大，秧盘根系盘结力越强;当盘结力不小于3.5 kg时较适宜机械作业要求。万开军（2006）利用模糊聚类分析方法将秧苗按照一定的标准划分为4种类型，同时给出相应的目测类别（壮苗、一般苗、旺苗和弱苗），以监测秧苗素质动态培育旺苗。任万军等（2011）也认为发根力越强则秧苗地上部器官氮质量分数和氮积累量越高，移栽后成活越快。郭连安等（2014）研究表明，水稻根系伤流强度随品种不同而有所差异，高产品种各生育时期的根系伤流强度与低产品种相比存在明显优势。胥伟秋等（2016）认为发根力是根系及地上部植株生理生化代谢强弱的外在表现，与产量呈极显著正相关。李玉祥等（2018）认为播种量影响秧苗个体素质与群体质量，机插适宜的播种量应当满足秧苗个体强壮、根系盘结力达标、群体结构良好等标准。赵玉和和卢限东（2018）认为适宜机插的品种应当具有良好的产量结构和产量水平，同时具有较高的实际产量。【本研究切入点】前人在栽培表现及秧苗形态上对宜机插水稻品种筛选的研究主要集中在生育期和产量上（杨仁翠等，2009;赵玉和和卢限东，2018），筛选时间较长且缺乏评价机理探索;或是对某个影响机插的指标进行解析（任万军等，2011;李玉祥等，2018;唐志强等，2018），或是对同一品种适宜机插的秧苗素质的探讨（万开军，2006），缺少对不同品种秧苗适宜机插程度的综合性评价探索，而生育期长短、秧苗素质、根系活力、发根力、根系盘结力、大田表现及产量对品种是否适宜机插均有贡献（杨建昌，2011;胡潮水，2012;黄洪明等，2013;滕飞等，2015;张坤等，2016），这些指标同时受环境条件、栽培因子和品种自身遗传特性的影响，但缺少综合性探索。【拟解决的关键问题】以湖南省近年来培育和审定的12个早稻品种为试验材料，探究不同品种自身适宜机插的遗传特性，探索双季早稻苗期各项指标与宜机插的关系，通过综合指数法探索适宜机械移栽的评价指标体系（王军艳等，2001;刘慧颖等，2016），为快速筛选双季早稻品种提供理论与实践依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

2018年供试品种为湖南省近年来培育和审定的12个早稻品种，分别为湘早籼45（V1）、中早39（V2）、陵两优1309（V3）、株两优819（V4）、陵两优268（V5）、株两优168（V6）、湘优616（V7）、陵两优211（V8）、株两优729（V9）、中早35（V10）、科早糯345（V11）和K兩优11（V12），其中，V1、V2、V10和V11为常规稻，V3、V4、V6、V7、V8、V9和V12为杂交稻，V5为超级杂交稻。在2018年的基础上，2019年根据生育期及产量表现情况剔除生育期过短和产量结构不合理的3个早稻品种（V10、V11和V12）后继续试验。

1. 2 试验方法

于2018—2019年在湖南省永州市冷水滩区牛角坝镇（东经111°36′，北纬26°36′）进行田间试验。试验地属亚热带季风湿润气候，年平均气温18.2 ℃，日平均气温≥0 ℃的积温6643.0 ℃，无霜期306 d。

试验采用随机区组设计，每品种为一个大区，每个大区面积80 m2，大区内划分3个小区，各大区间间隔0.5 m，间隔内不设田埂。统一播种移栽，杂交稻播种量为每盘90 g干谷，常规稻为每盘110 g干谷。施肥总量为N 150 kg/ha、P2O5 60 kg/ha、K2O 115 kg/ha。氮肥按基肥∶蘖肥∶穗肥=5∶2∶3的比例分3次施入，磷肥全部作基肥，钾肥按基肥∶蘖肥=5∶5施用。基肥于移栽前1 d施用，分蘖肥于移栽后第10 d施用，穗肥于幼穗分化第2～3期施用，两年试验处理一致。2018年3月31日播种，4月25日移栽;2019年3月25日播种，4月20日移栽，大田移栽规格为30 cm×12 cm，移栽机械为久保田手扶插秧机[2ZS-6（SPW-68C）]，取秧量设为最大取秧量。其他管理措施同当地大田。

1. 3 测定项目及方法

1. 3. 1 生育期记载 详细记录供试品种的播种、移栽、孕穗、齐穗和成熟的日期。

返青期：移栽后第2 d，每小区选定30蔸，于每天早上5：30观测叶片吐露情况，当80%叶片吐露后记为返青，返青期为移栽至返青的时间。

1. 3. 2 秧苗素质 总根数：随机取30株（每个重复10株），计数每株秧苗所有长度大于0.5 cm的一次根（胚根+不定根）总数。

地上与地下部干质量：每个品种取300株秧苗（每个重复100株），将地上部与地下部分开，洗净、杀青、烘干，记录干质量。

苗基宽：随机取30株（每个重复10株）秧苗，每10株排成一排，用直尺测量根基部最宽处的宽度，重复3次。

苗高：随机取30株（每个重复10株）秧苗，用直尺测量每株秧苗根基部至最长叶叶尖的距离并记录为苗高。

质量高度比：质量高度比=每株地上部干质量/苗高。

根冠比：根冠比=根系干质量/地上部干质量。

根系盘结力：剪下8 cm×8 cm的秧块并固定一端，另一端用推拉力计（NK-5 kg/50 N）拉伸，记录秧块断裂时的最大数值，换算为秧苗盘结力。每个品种重复测定3次，取平均值。

抗折力：随机取30株（每个重复10株）秧苗，将每株秧苗根基部与最下部叶叶枕固定，使用推拉力计[数显Hp-5（500 g/5 N）]拉中部位置，以秧苗被拉断时的峰值力记为抗折力。

发根力：将30株（每个重复10株）秧苗从基部剪去根系，分单株栽于沙盘，7 d后测定新根数与根长。

1. 3. 3 根系伤流强度 于分蘖盛期、齐穗期、乳熟期和成熟期分别选择长势一致的水稻主茎，在离根部5 cm处斜剪去水稻上部，将装有专用脱脂棉并已称重的离心管套在主茎上，外层再套上自封袋，12 h后收集伤流液并称重（所有时期统一下午18：00安置，隔天早上6：00收取称重）。通过计算吸收伤流液前后离心管的重量差除以吸收时间得出伤流液强度。

1. 3. 4 干物质积累 于分蘖盛期、孕穗期、齐穗期和成熟期，按各小区平均茎蘖数取3株具有代表性的稻株，分开茎、叶、穗（齐穗及成熟）并将样品杀青、烘干至恒重后分别测定干物質质量，上一段生育时期至本生育时期的干物质积累量为本生育时期干物质总质量减去上一段生育时期的干物质总质量。

1. 3. 5 产量及其构成 成熟期各小区选取50穴考察平均有效穗数，按照平均有效穗数取样法，每小区取3蔸穗子，待其晾干后进行室内考种，考察空瘪粒数、千粒重和总干重，计算每穗总粒数、结实率及理论产量，理论产量（t/ha）=每公顷有效穗数×每穗粒数×结实率×千粒重。各小区单打单收，晾干后测定稻谷质量和水含量，然后折算成水含量13.5%，记为实际产量。

1. 3. 6 品种综合评价 参照刘慧颖等（2016）的方法，首先建立各评价指标的隶属函数f（x），再确立函数上下限x1和x2，依据函数f（x）计算出各指标隶属度值（F），用相关系数法确立各指标的权重（W），再计算品种综合评价指数。

f（x）=[0.1                                                  x

品种评价综合指数=[i=1nFi × Wi] （2）

1. 4 统计分析

试验数据使用Excel 2019录入整理，使用SPSS 25.0进行方差分析和相关分析。

2 结果与分析

2. 1 参试品种基本农艺性状表现

2. 1. 1 生育期 由表1可知，2018年各品种生育期为102～112 d，2019年6—7月受连续强降雨及洪涝灾害影响，各早稻品种生育期较2018年普遍推迟，为114～118 d，其中杂交稻陵两优1309（V3）、株两优819（V4）、株两优168（V6）、湘优616（V7）、陵两优211（V8）和株两优729（V9）的生育期波动低于常规稻湘早籼45（V1）和中早39（V2）。年际间生育期最稳定的为株两优819（V4），两年间相差4 d;最不稳定的为湘早籼45（V1），两年间相差12 d。

2. 1. 2 秧苗素质 由表2可知，在同等栽培条件下，不同品种的秧苗素质各项指标间差异明显。每株根数最多的为株两优819（V4），最少的为陵两优1309（V3）和株两优729（V9）;地上部百株干质量和根系百株干质量最重的均为株两优168（V6），最轻的均为湘早籼45（V1）;苗基宽最宽的为株两优729（V9），最窄的为株两优819（V4）;质量高度比最大的为株两优168（V6），最小的为湘优616（V7）;根冠比最大的为陵两优1309（V3），最小的为湘早籼45（V1）;盘结力最大的为湘优616（V7），与陵两优1309（V3）和株两优729（V9）的差异不显著（P>0.05，下同），但显著大于其他品种（P<0.05，下同）;抗折力最大的为株两优819（V4），显著高于其他品种，最小的为陵两优268（V5）;发根力最大的为陵两优1309（V3），其次为株两优729（V9）和湘优616（V7），除湘早籼45（V1）与陵两优211（V8）差异不显著外，其余品种间均存在显著差异。相关分析结果表明，根系盘结力与根系百株干质量和发根力呈极显著正相关（P<0.01），相关系数分别为0.53和0.86。

2. 1. 3 根系伤流强度 从表3可看出，分蘖盛期根系伤流强度以株两优729（V9）和湘优616（V7）较高，二者差异不显著，且显著高于除陵两优268（V5）外的其他品种，最低的为中早39（V2）;齐穗期根系伤流强度较高的为株两优168（V6）和陵两优268（V5），最低的为陵两优1309（V3）;乳熟期和成熟期根系伤流强度最高的均为株两优729（V9），最低为湘早籼45（V1）。

2. 1. 4 干物质积累动态 从表4可看出，各品种从移栽至分蘖盛期干物质积累最高的为株两优168（V6），最低的为中早39（V2）;分蘖盛期至孕穗期干物质积累最高的为陵两优211（V8），最低的为湘优616（V7）;孕穗期至齐穗期干物质积累量最高的为湘优616（V7），最低的为株两优168（V6）;齐穗期至成熟期干物质积累量最高的为陵两优1309（V3），最低的为陵两优211（V8）;全生育期干物质积累量最高的是陵两优1309（V3），比最低的陵两优211（V8）高35.6%。

2. 1. 5 产量及产量构成 由表5可知，各品种间有效穗数最多的为湘优616（V7），最少的为中早39（V2）和株两优819（V4）;每穗粒数最多的为陵两优1309（V3），最少的为株两优168（V6）;结实率最高的为株两优168（V6），最低的为湘优616（V7）;千粒重最重的为株两优729（V9），最轻的为湘早籼45（V1）;理论产量和实际产量最高的均为陵两优1309（V3），显著高于除湘优616（V7）外的其他品种，实际产量最低的为陵两优211（V8）和株两优729（V9），二者差异不显著。

2. 2 参试品种综合评价

2. 2. 1 隶属度值与权重系数确定 在各指标中，发根力与盘结力呈显著正相关且可共同表现根系生长与再生长能力的倾向（瞿廷广等，2003）;根冠比反映地上部生长与地下部生长配比;返青时间长短为抵抗植伤能力的具体表现;在生育期相近的情况下，日产量可使不同生育期品种的产量具有可比性，日产量越高，品种机插适应性越强（何连华等，2019）;抗折力反映机插时各品种茎秆抵抗折断与倒伏的能力。因此，评价指标确定为发根力、根冠比、返青期、日产量和抗折力。

在各评价指标的隶属度值与权重系数的确定上，参照刘慧颖等（2016）的方法确立转折点x1与x2（表6），并计算出各项指标的隶属度值（表7）。因返青期越长品种抗植伤表现越差，根据此关系将原函数图形沿直线y=0.55对折得到新函数解析式y=-0.3x+2.8（x∈[6，9]），并以此函数单独作为返青期的隶属函数计算其隶属度值。依据各项指标的相关系数计算出权重系数（表8）。从权重系数来看，发根力、根冠比和日产量同属于第一梯度，其次为返青期，最末为抗折力。各指标的权重系数较符合预期经验，即发根力强弱与根系再生能力密切相关;根冠比越大表明地下部根系越发达，地上部生长有保障;日产量越高品种生产能力越强，产量越有保证。

2. 2. 2 不同品种宜机插程度综合评价 由表9可知，不同品种的评价综合指数排序为陵两优1309（V3）>湘优616（V7）>中早39（V2）>株两优819（V4）>株两优729（V9）>株两优168（V6）>陵两优211（V8）>湘早籼45（V1）=陵两优268（V5）。其中，陵两优1309（V3）的发根力、根冠比和日产量得分均最高，而返青期得分最低，说明机械移栽后其根系损伤较重，返青时间相对较长，但其发根能力较强、根冠比合适，后期生长速度快，产量水平高，因此依然可获得较高的评价综合指数;湘优616（V7）发根力处于较高水平，根冠比较合适，抗折力较弱，柔韧性较强，机械移栽后返青快，生长旺盛，产量水平较高，因此其评价指数仅次于陵两优1309（V3）。

3 讨论

为提高湘南地区温光资源利用效率及进一步提升双季早稻种植效率与效益，本研究对湖南省近年来培育和审定的12个早稻品种进行宜机插筛选和综合评价。湘南地区多年平均太阳辐射总量高，但各年的辐射量波动较大（黄海涛和龙志宇，2015），存在辐射量低的年份，且年降水量呈季节性差异分布。本研究中，参试品种在2019年的生育期普遍较2018年推迟，不同品种的推迟天数为4～12 d。这可能与试验期间的天气因素有关，2019年6月平均气温26.5 ℃，全月有20 d为降雨天气，可能对品种的生育进程产生一定影响，对品种能否适应当地小气候有一定考验价值。因此，按品种审定的生育期在湘南不一定适用，除了要参照异地引种规律外，还需结合栽培试验以确定品种实际生育期，才能为品种的推广应用提供参考。

本研究挑选发根力、根冠比、返青期、日产量和抗折力作为宜机插筛选评价指标。在秧苗氮代谢中，发根力与秧苗根、茎、叶的氮质量分数呈显著正相关（任万军等，2011），影响分蘖成穗率、有效穗数、群体颖花量、结实率和产量（任万军等，2011;胥伟秋等，2016）。在本研究中，发根力最强的品种为陵两优1309，显著高于其他品种，其次为株两优729和湘优616;陵两优1309的有效穗数与湘优616差异不显著，同处于较高水平;每穗粒数显著高于除株两优819和陵两优268外的其他品种;结实率与最高结实率品种无显著差异;理论产量和实际产量均显著高于除湘优616外的其他品种。陵两优1309返青时间较长可能与其对低温胁迫的耐受性与抗植伤能力有关;株两优729的低温耐受与抗植伤能力均较弱，返青时间较长，从干物质积累动态中可看出株两优729前中期生长受阻，干物质积累速度较慢，生长进程延长。湘优616发根力处于较高水平，返青较快，其产量及产量构成较优。

秧苗机械移栽过程中的植伤影响着移栽后返青活稞的速度，秧苗抗折断能力强，韧性好，移栽植伤低，返青快。不同品种秧苗的韧性存在差异，这种差异以抗折力反映。有研究表明，生育期对产量贡献较大，在一定范围内生育期越长产量潜力越高（郎有忠等，2012），不同生育期品种间的产量可比性较小，本研究供试品种生育期跨度较小且在正常年份均能于7月20日之前成熟，基本上不影响双季晚稻的生产。因而，挑选日产量作为筛选评价指标。另外，品种发根力与盘结力呈极显著正相关，相关系数达0.86，发根力表现好的品种其根系盘结力也较好，与前人研究结果（瞿廷广等，2003;滕飞等，2015）一致。在综合评价上，两者有共同反映同一能力的趋势，本研究只选取发根力作为评价指标。宜机插品种具有较高发根能力的同时需拥有合适的根冠比作为物质基础。本研究中，发根力评价值较高的前5个品种为陵两优1309>株两优729>湘优616>中早39>株两优168，根冠比评价值较高的前5个品种为陵两优1309>陵两優211>湘优616=株两优819>中早39，而综合评价值较高的前5个品种为陵两优1309>湘优616>中早39>株两优819>株两优729。由此可见，陵两优1309、湘优616、中早39的发根力和根冠比评价结果与综合评价结果基本一致。由此可知，早稻苗期快速筛选时品种发根力应不小于13.45 cm（V6），同时满足根冠比不小于0.51（V2），能最大程度保证所筛选的品种符合预期要求，降低大田实际筛选的品种数量。虽然此方法受限于现有的数据，缺乏一定的准确性与理论支持，但可作为初步的评判经验。

4 结论

在湘南地区的气候条件下，陵两优1309和湘优616的综合评价良好，较符合机械移栽要求。在对双季早稻品种初步筛选评价时，秧苗期的发根力和根冠比权重系数较高且受环境影响较小，可作为初步筛选评价的重要指标。

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（责任编辑 王 晖）