以荃211S 为母本的荃两优系列水稻组合抗倒性研究

申广勒，张从合，严志，庞战士，陈琳，张云虎，杨龙树

（安徽荃银高科种业股份有限公司/安徽省水稻商业化分子育种工程研究中心/农业部杂交稻新品种创制重点实验室，安徽 合肥 230088）

水稻是我国最重要的粮食作物之一，水稻的高产、稳产对我国的经济发展和社会稳定具有重要作用。近年来，水稻常常发生大面积倒伏，据估计，倒伏导致的水稻减产幅度年均可达10%以上。倒伏一方面造成收割成本翻倍，另一方面稻谷易发生霉变和穗芽，使米质变差[1]，倒伏已严重威胁水稻生产。

水稻发生倒伏的主要原因之一是极端气象灾害频发，2017 年和2021 年9—10 月长江中下游连续阴雨寡照，导致安徽、湖北、江苏等省水稻大面积倒伏；另一个原因是直播稻的快速发展，直播稻根系较浅，易倒伏[1]。因此，抗倒已成为当前选育水稻品种的首要特性。笔者以具有抗倒强、耐高温、米质优、产量高等优点的荃两优系列组合为材料，通过研究其节间长度、壁厚、节间质量数、节间直径与倒伏指数相关性，为选育抗倒伏品种提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试水稻材料共有7 个（表1），分别为荃两优丝苗、荃两优2118、荃两优华占、荃两优069、荃两优851、荃两优1606、丰两优4 号（CK）。

1.2 试验方法

试验于2021 年5—10 月在安徽荃银高科种业股份有限公司南岗基地进行。5 月12 日播种，5 叶期移栽。行距×株距为20 cm×20 cm，每小区36 株（3 行，每行12 株），3次重复，常规肥水管理，并加强病虫害防治，记载发育进程，分别在水稻各品种主茎与两个大分蘖茎进行如下观察和测定。

1.2.1 茎秆基部力学性状的测定。参照杨惠杰等的方法[2]，在齐穗后25 d 分别测定基部各节间的抗折力。田间取回整个植株，放在水桶里（桶内放水，保持植株不失水），拎回室内进行有关性状测定。将待测定的节间茎秆置于测定器上，该节间中点与测定器中点对应，在中点用测力计（能记载最大值）测量，轻轻拉测力计，直到茎秆折断，此时测力计上的示数即为该节间的抗折力（N）。

按濑古秀生的方法[3]计算各品种基部第一伸长节间至第三伸长节间的弯曲力矩和倒伏指数。

倒伏指数越大，则茎秆越易倒伏，以倒伏指数200 为抗倒伏临界值[4]。

1.2.2 基部各伸长节间的长度、秆长、粗度、厚度和干重的测定。用直尺和游标卡尺测量各水稻材料基部第一伸长节的长度及基部到穗顶的长度，剥去基部第一伸长节间的叶鞘，用游标卡尺测定各节到节间基部2 cm 处的粗度与厚度，并剪下各节连同叶鞘置于恒温箱内105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重，置感量为0.01 g 的电子天平上称重。

1.2.3 产量性状测定。成熟后，每个小区取5 株到室内考种。考测的产量性状包括株高、穗数、穗实粒数、穗粒数、结实率、千粒重等。

2 结果与分析

2.1 品种基部节间抗折力、倒伏指数和弯曲力矩测定结果

水稻倒伏多发生于基部第一伸长节间，该文数据均用基部第一伸长间的数据进行分析。从抗折力看，荃两优系列组合较高，都在10 N 以上，而丰两优4 号基部节间的抗折力都在8 N 左右，说明荃两优系列组合的基部节间抗折性强（表2）。从倒伏指数上看，荃两优系列组合的倒伏指数都在200 以下，丰两优4 号的倒伏指数高于200，说明荃两优系列组合有较强的抗倒性（表2）。

表2 品种基部节间抗折力、倒伏指数和弯曲力矩测定结果

2.2 品种基部节间抗折力、 倒伏指数和弯曲力矩的方差分析

将7 个水稻品种基部伸长节间的抗折力、倒伏指数和弯曲力矩进行方差分析（表3）。结果表明，抗折力的F值都达到极显著水平，倒伏指数的F 值都达到显著水平，弯曲力矩差异不显著，说明抗折力和倒伏指数存在很大差异，可继续进行进一步分析。

表3 抗折力、倒伏指数和弯曲力矩的方差分析

由表4 可以看出，荃两优系列组合的倒伏指数都小于200，而丰两优4 号倒伏指数达到271.22，荃两优系列组与丰两优4 号倒伏指数差异达极显著水平，而荃两优系列组合间倒伏指数差异不显著。按照倒伏指数越小，抗倒性越强，荃两优系列组合抗倒性显著强于丰两优4 号。抗倒性最强的是荃两优2118，倒伏指数为107.95，其次是荃两优丝苗，倒伏指数为122.15，第三是荃两优851，倒伏指数为130.11。荃两优系列组合的抗折力都高于丰两优4号，与其差异达到显著水平，说明荃两优系列组合基部节间的抗折强度显著强于丰两优4 号。

表4 品种间倒伏指数和抗折力差异

2.3 品种基部节间质量数、节间壁厚、节间直径、节间长差异性

从表5 可以看出，荃两优系列组合的节间质量数、节间壁厚、节间长与丰两优4 号的差异都达到极显著水平，有部分荃两优组合节间直径与丰两优4 号的差异不显著。

表5 供试品种基部节间质量数、节间壁厚、节间直径、节间长差异性

相关分析结果表明，倒伏指数与节间质量数极显著负相关（相关系数为-0.733），与节间壁厚显著负相关（相关系数为-0.514），与基部节间长度极显著正相关（相关系数为0.724），与节间直径正相关（相关系数为0.432），差异不显著。说明节间质量数越大，壁厚越厚，倒伏指数越小，抗倒性越强；基部节间越长，倒伏指数越大，抗倒性弱。荃两优系列组合强抗倒性来源于基部节间长度短、壁厚、节间壁内充实度较好。

3 结论与讨论

该文对以荃211S 为母本的6 个水稻品种和一个对照品种的基部第一伸长节间的抗折力、节间长度、节间壁厚、节间质量数、节间直径进行了测定和分析，结果表明，荃两优系列组合基部第一伸长节间的抗折力显著大于丰两优4 号，而其倒伏指数极显著小于丰两优4 号，荃两优系列组合抗倒性极显著强于丰两优4 号。荃两优系列组合基部第一伸长节间的节间质量数、节间壁厚、节间长与丰两优4 号的差异均达到极显著水平，倒伏指数与节间质量数极显著负相关，与节间壁厚显著负相关，与基部节间长度极显著正相关，说明节间质量数越大，壁厚越厚，倒伏指数越小，抗倒性越强；基部节间越长，倒伏指数越大，抗倒性弱。荃两优系列组合强抗倒性来源于其基部节间长度短、壁厚、节间壁内充实度较好。

该研究在前人研究基础上，综合分析了基部节间性状抗折力、节间长度、节间壁厚、节间质量数、节间直径等主要茎部性状对水稻抗倒伏能力的影响。多数研究认为植株高度与水稻抗倒伏能力有关，株高越高，抗倒伏性越差[2，5]。也有研究结果表明，倒伏与株高的平方呈反比[2，5-6]。矮化育种使水稻品种的抗倒性明显增强，经济系数提高，但就生物产量而言，并无大的改变。当产量达到一定程度后，进一步提高产量必须在生物产量上有所突破。增加生物产量的重要途径之一是增加株高，这样就带来倒伏的危险。因此，考虑非株高因素对选育抗倒品种就越来越重要。该文主要针对非株高的抗倒因素进行了研究，结果表明，基部第一伸长节间的抗折力与倒伏指数呈显著负相关，提高基部第一伸长节间的抗折力，有利于提高品种的抗倒性。同时，倒伏指数与基部第一伸长节间的壁厚和节间的质量数呈显著和极显著负相关，与基部第一伸长节间的长度极显著正相关，因此，品种选育中减小基部第一伸长节间的长度、增加壁厚、增加干物质在基部节间的积累都利于提高品种的抗倒性。