葉綠素儀對不同水稻葉綠素變化與產(chǎn)量關(guān)系的研究
水稻的產(chǎn)量來源于稻葉光合作用對光能的固定和轉(zhuǎn)化,而光合作用是指葉綠素利用CO2和H2O把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能固定在植物體內(nèi)的過程。因此,葉綠素與水稻產(chǎn)量形成有著極其密切的關(guān)系。研究認為,葉綠素含量高者,光合速率也高，且品種間存在著明顯的差異,這主要是由于葉綠素A/B值不同所致,一般葉綠素A/B值越低,光合速率越高。
葉綠素含量與栽培條件有著密切關(guān)系,尤其與氮素水平關(guān)系密切。因此,生產(chǎn)實踐上常根據(jù)葉色來決定施肥。葉綠素含量又隨生育進程而變化,生育初期較少,然后逐漸增多,生育后期下降。由此可見,葉綠素含量的變化,無論是對栽培調(diào)控還是對高光效育種都有重要意義。
本文中，我們利用SPAD502葉綠素儀對不同水稻葉綠素含量變化與產(chǎn)量的相關(guān)性進行研究。
1 材料與方法
1.1 試驗設(shè)計
試驗于1999~2000年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)稻作研究室試驗水田進行。試驗田為棕壤土,質(zhì)地偏輕,地力中等,井水灌溉。秧田采用開閉式保溫旱育秧,4月13日育秧,5月21日插秧。整個生育期栽培管理同一般生產(chǎn)田。試驗采用復(fù)式裂區(qū)設(shè)計,3次重復(fù),5 m行長,6行區(qū)。以品種為主區(qū)(A),選用的3個品種分別為:曾在遼寧省大面積推廣的高產(chǎn)常規(guī)品種遼粳326(A1),新近審定的雜交稻品種遼優(yōu)3225(A2)和屜優(yōu)418(A3),3個品種均來自遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院稻作研究所。以插植方式為裂區(qū)(B),設(shè)置等行距(30 cm,B1)、寬窄行(20+40 cm,B2)兩種處理,株距均為16.7 cm。
以秧田播種密度和本田插秧量為再裂區(qū)(C),設(shè)置秧田播種50 g/m2同時本田插單苗(C1)和秧田播種150 g/m2同時本田插三苗(C2)兩個水平,并保持秧田/本田值一致。
1.2 測定項目
采用SPAD502葉綠素儀分別對幼穗分化期、孕穗期、齊穗期、灌漿盛期(齊穗后15 d)、灌漿后期(齊穗后30 d)的最上部全展葉(除幼穗分化期外均為劍葉)進行葉綠素含量測定,每小區(qū)取3片求平均值。
緩苗后每隔14 d取樣1次(在幼穗分化期、孕穗期、齊穗期、齊穗后15 d、齊穗后30 d各加取1次),每小區(qū)取中等植株3穴,分別測定莖鞘、穗、葉(分綠葉和枯葉)的干重。同時用激光葉面積儀測定綠葉面積,求算比葉重。
2 結(jié)果與分析
2.1 各生育時期葉綠素含量變化規(guī)律
從圖1(a,b,c)可以看出,各個品種各種處理,葉綠素含量基本上表現(xiàn)為前期稍低,然后逐漸升高,到生育后期又降低的變化規(guī)律。但也存在著一些差異。從品種角度看,生育前期雜交稻品種遼優(yōu)3225和屜優(yōu)418葉綠素含量要高于常規(guī)稻品種遼粳326,但屜優(yōu)418到齊穗期就開始明顯下降,較另外兩個品種下降時間早,而遼優(yōu)3225到灌漿后期葉綠素含量迅速下降,下降幅度比屜優(yōu)418、遼粳326都大。常規(guī)品種遼粳326的葉綠素含量變化幅度則較小,整個生育期變化平緩。不同配置方式對葉綠素含量水平的影響不明顯,在整個生育期中等行距的葉綠素含量與寬窄行的差異不大。而插單苗的在整個生育期中高于插三苗的,但這種差異隨著生育進程越來越小。
2.2 各因素對葉綠素含量的影響
進一步對各生育時期葉片葉綠素含量進行方差分析的結(jié)果表明(表1),各個生育時期影響葉片葉綠素含量的主要因素不同。在幼穗分化期,主要受插秧量的影響,不同插秧量之間葉綠素含量差異極顯著,即插單苗的葉綠素含量極顯著地高于插三苗的。而行距和品種對葉綠素含量的影響反而不明顯。到齊穗期,不同插秧量對葉綠素含量的影響依然存在,但葉綠素含量已經(jīng)開始主要受品種決定,開始表現(xiàn)出品種本身的特性:遼優(yōu)3225的葉綠素含量高于遼粳326,又極顯著高于屜優(yōu)418。而到了灌漿盛期,葉綠素含量幾乎完全由品種決定,品種本身的特性充分體現(xiàn)出來,此時3個品種的葉綠素含量差異更大,遼優(yōu)3225極顯著高于遼粳326,而遼粳326又極顯著高于屜優(yōu)418。灌漿后期由于葉片逐漸衰老,各種因素的作用已經(jīng)不是很明顯。這說明水稻葉片葉綠素含量前期主要受栽培環(huán)境條件制約,而后期主要由品種自身特性所決定。
2.3 幼穗分化期葉綠素含量
對各個品種幼穗分化期葉綠素含量分別與當(dāng)時的物質(zhì)生產(chǎn)特性作相關(guān)分析(表2)。從表2可以看出,3個品種葉綠素含量均與每穴莖數(shù)呈顯著或不顯著的負相關(guān)關(guān)系;葉綠素含量與葉重、莖鞘重、總干物重、葉面積的相關(guān)關(guān)系,3個品種表現(xiàn)不一致,而品種內(nèi)表現(xiàn)一致。其中遼粳326與這4項指標(biāo)不相關(guān)(相關(guān)系數(shù)極低),遼優(yōu)3225表現(xiàn)一定程度的負相關(guān),但未達到顯著水平,而屜優(yōu)418則為一定程度的正相關(guān),也未達到顯著水平。
葉綠素含量與比葉重的關(guān)系,遼粳326表現(xiàn)不顯著負相關(guān),遼優(yōu)3225、屜優(yōu)418表現(xiàn)不顯著正相關(guān)。由此可見,只有每穴莖數(shù)與葉綠素含量的關(guān)系3個品種表現(xiàn)一致,呈負相關(guān)關(guān)系,即每穴莖數(shù)越少,葉綠素含量越高。因此,只有每穴莖數(shù)可以解釋在幼穗分化期葉綠素含量的變化規(guī)律,即幼穗分化期葉綠素含量插三苗的之所以極顯著低于插單苗的,可能是由于插秧量不同,每穴莖數(shù)不同,從而導(dǎo)致單莖對生活空間內(nèi)光照、熱量、水分、養(yǎng)分等占有的比例不同。每穴莖數(shù)少的,單莖占有生活因子量多,進而表現(xiàn)出較高的葉綠素含量。
3 結(jié)論與討論
研究結(jié)果表明,配置方式及插秧量對葉綠素含量的影響主要在生育前期,表現(xiàn)為幼穗分化期插單苗的葉綠素含量極顯著高于插三苗的;而后期由品種特性決定,并且由于雜交稻遼優(yōu)3225和屜優(yōu)418葉綠素含量水平較低而最終影響干物質(zhì)積累。由于不同群體葉綠素含量水平不同,而葉綠素含量水平又是反映群體質(zhì)量的一個重要指標(biāo),且易受肥水條件的影響而改變。
因此,對于栽培調(diào)控而言,要求對不同群體有不同的肥水供應(yīng)水平,使之既不造成群體過于繁茂而影響生殖生長,又可以創(chuàng)建足夠大的群體以充分發(fā)揮其生產(chǎn)潛力。但生育后期通過肥水調(diào)控提高葉綠素含量易造成/貪青0,因此不是明智之舉,這一點應(yīng)主要通過育種來實現(xiàn),后期保持一定的葉綠素含量水平,應(yīng)是高光效育種的一個重要方面。尤其對于雜交稻而言,穗子一般較大,適當(dāng)延長灌漿持續(xù)期是必要的,故選育后期葉綠素含量能保持較高水平的雜交稻組合,是充分發(fā)揮雜種優(yōu)勢的一個重要手段。
