作物杂志,2023, 第6期: 143–149 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.06.020

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

孕穗期低温胁迫对优质香稻产量及其构成因素的影响

杨善伟1(), 梁仁敏2, 赵海红3, 韦贵剑2, 贺登美1, 黄徐谋2, 胡忠银1, 韦春项2, 许畅1, 韦敏超2, 魏爽1, 罗继腾2, 徐莹莹1, 张秀花2, 韩亦1, 王士强3()   

  1. 1黑龙江八一农垦大学农学院,163319,黑龙江大庆
    2河池市农业科学研究所/广西农业科学院河池分院,546306,广西宜州
    3河池学院化学与生物工程学院/广西蚕桑生态学与智能化技术应用重点实验室/微生物及植物资源开发利用广西高校重点实验室,546300,广西河池
  • 收稿日期:2023-04-29 修回日期:2023-09-07 出版日期:2023-12-15 发布日期:2023-12-15
  • 通讯作者: 王士强,主要从事水稻科研方面的研究,E-mail:wangshiqiang1022@qq.com
  • 作者简介:杨善伟,主要从事水稻逆境生理方面的研究,E-mail:2429549240@qq.com
  • 基金资助:
    黑龙江大庆市指导性科技计划项目(zd-2020-43);国家大学生创新创业项目(202110223009)

Effects of Low Temperature Stress at Booting Stage on Yield and Its Components of High Quality Fragrant Rice

Yang Shanwei1(), Liang Renmin2, Zhao Haihong3, Wei Guijian2, He Dengmei1, Huang Xumou2, Hu Zhongyin1, Wei Chunxiang2, Xu Chang1, Wei Minchao2, Wei Shuang1, Luo Jiteng2, Xu Yingying1, Zhang Xiuhua2, Han Yi1, Wang Shiqiang3()   

  1. 1Agricultural College of Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, Heilongjiang, China
    2Hechi Agricultural Science Research Institute/Hechi Branch, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Yizhou 546306, Guangxi, China
    3College of Chemical and Biological Engineering, Hechi University/Guangxi Key Laboratory of Sericulture Ecology and Applied Intelligent Technology/Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of Exploitation and Utilization of Microbial and Botanical Resources, Hechi 546300, Guangxi, China
  • Received:2023-04-29 Revised:2023-09-07 Online:2023-12-15 Published:2023-12-15

摘要:

为探明孕穗期冷害对优质香稻产量及其构成因素的影响,以冷敏感品种绥粳4和冷钝感品种垦稻08-169为试验材料,于孕穗期17℃低温处理0(CK)、3、6、9d,研究孕穗期低温胁迫对优质香稻产量及其构成因素的影响。结果表明,孕穗期低温胁迫降低优质香稻产量及其构成因素。其中低温胁迫3、6、9d极显著降低2个品种的穗上、中、下部每穗粒数,使整穗每穗粒数下降。低温胁迫6、9d极显著降低2个品种的穗上、中、下部千粒重,使整穗千粒重下降。低温处理6d极显著降低了绥粳4的穗上、中、下部结实率和垦稻08-169穗下部结实率,低温处理9d极显著降低了2个品种穗上、中、下部结实率,使整穗结实率下降。不同耐冷品种产量构成因素对低温胁迫的响应存在差异,结合生产实际以低温6d为标准,孕穗期低温胁迫对冷敏感绥粳4穗上、中部结实率影响更大,对冷钝感品种垦稻08-169的穗下部千粒重影响更大。因此,孕穗期低温胁迫通过降低穗上、中、下部每穗粒数、千粒重和穗下部结实率来减少优质香稻产量。

关键词: 优质香稻, 孕穗期, 低温胁迫, 产量, 产量构成因素

Abstract:

In order to investigate the effect of low temperature stress on the yield and its components of high quality fragrant rice, cold-sensitive cultivar Suijing 4 and cold-tolerant cultivar Kendao 08-169 were used as experimental materials, and were treated at 17℃ for 0 (CK), 3, 6 and 9d at booting stage. The effects of low temperature stress at booting stage on yield and its components of different parts of panicle of high quality fragrant rice were studied. The results showed low temperature stress at booting stage decreased the yield and its components of high quality fragrant rice. The number of grains per panicle in the upper, middle and lower parts of panicle of the two varieties were significantly decreased under low temperature stress for 3, 6 and 9d, and the number of grains per panicle in the whole panicle decreased. Low temperature stress on 6 and 9d significantly decreased the 1000-grain weight of the upper, middle and lower parts of panicle of the two varieties, and decreased the 1000-grain weight of the whole panicle. Low temperature stress for six days significantly decreased the seed-setting rate of the upper, middle and lower of Suijing 4 and the parts seed-setting rate of lower parts of Kendao 08-169, and low temperature stress for nine days significantly decreased the seed-setting rate of the upper, middle and lower parts of the two varieties, and the seed-setting rate of the whole panicle decreased. The yield components of cold-tolerant variety were different in response to low temperature stress, and taking low temperature six days the standard, low temperature stress at booting stage had a greater effect on the seed- setting rate in the upper and middle parts of cold-sensitive cultivar Suijing 4 and the 1000-grain weight at the lower parts of cold-sensitive cultivated rice Kendao 08-169. Therefore, low temperature stress at booting stage decreased the yield of high-quality fragrant rice by reducing the number of grains per panicle, 1000-grain weight and seed- setting rate at the booting stage.

Key words: High quality fragrant rice, Booting stage, Low temperature stress, Yield, Yield components

表1

孕穗期低温胁迫对优质香稻产量及其构成因素的影响

品种
Variety
处理天数
Treatment days (d)
每穗粒数
Number of grains per spike
结实率
Seed-setting rate (%)
千粒重
1000-grain weight (g)
产量(g/盆)
Yield (g/plot)
A1 B1(0) 64.11±0.93aA 94.11±0.16aA 26.33±0.28bcB 92.07±0.88aA
B2(3) 50.24±0.65cC 93.54±0.26abA 26.15±0.29cB 70.45±1.13bcB
B3(6) 41.83±0.68dD 83.82±1.40cB 24.03±0.32eD 49.25±0.62dC
B4(9) 35.05±0.92eE 52.51±1.11eD 22.36±0.46fE 25.70±0.49fD
A2 B1(0) 67.09±0.76aA 93.28±0.45abA 29.21±0.31aA 96.31±1.26aA
B2(3) 55.68±0.81bB 92.38±0.56abA 28.67±0.45aA 74.76±1.34bB
B3(6) 51.59±0.87cBC 89.16±0.57bAB 26.72±0.13bB 65.66±1.47cB
B4(9) 42.65±0.78dD 66.08±0.24dC 24.87±0.11dC 34.10±0.70eD
FA 62.2610** 17.1030** 428.4200** 28.5940**
FB 191.3600** 251.2080** 227.3300** 300.2290**
FA×B 3.1650 11.4190** 0.4650 3.3640*

图1

孕穗期低温胁迫对优质香稻穗部不同部位产量及其构成因素的影响 不同大写字母和小写字母分别表示达到极显著水平(P < 0.01)和显著水平(P < 0.05)。“*”和“**”分别表示差异达显著(P < 0.05)和极显著(P < 0.01)水平

表2

低温处理下不同香稻穗部不同部位产量构成因素下降幅度

品种
Variety
穗部位
Spike part
每穗粒数Number of grains per spike 结实率Seed-setting rate 千粒重1000-grain weight
3d 6d 9d 3d 6d 9d 3d 6d 9d
绥粳4
Suijing 4
上部 18.15 26.76 39.62 0.19 8.13 42.51 1.08 9.80 12.30
中部 20.37 35.05 44.20 0.10 9.27 45.92 1.37 8.56 14.20
下部 25.70 41.23 51.11 1.44 15.43 43.95 0.46 8.38 19.59
垦稻08-169
Kendao 08-169
上部 14.45 22.85 31.16 2.01 3.59 26.98 6.43 7.72 16.63
中部 16.39 24.89 39.09 0.58 3.33 31.45 5.27 8.82 16.33
下部 19.89 21.53 38.52 0.37 6.26 29.22 3.96 9.33 11.75

表3

孕穗期低温胁迫下优质香稻穗部不同部位产量构成因素与产量之间的相关性分析

指标
Index
每穗粒数
Number of
grains
per spike
结实率
Seed-
setting
rate
千粒重
1000-
grain
weight
每穗粒数
Number of grains per spike
结实率
Seed-setting rate
千粒重
1000-grain weight
上部
Upper
中部
Middle
下部
Lower
上部
Upper
中部
Middle
下部
Lower
上部
Upper
中部
Middle
下部
Lower
产量Yield 0.97** 0.90** 0.85** 0.97** 0.96** 0.97** 0.88** 0.88** 0.92** 0.85** 0.90** 0.85**
每穗粒数Number of grains per spike 1.00 0.88** 0.87** 0.99** 0.99** 0.99** 0.79* 0.78* 0.84** 0.87** 0.91** 0.87**
结实率Seed-setting rate 1.00 0.79* 0.82** 0.79* 0.80** 1.00** 1.00** 1.00** 0.76* 0.81** 0.83**
千粒重1000-grain weight 1.00 0.87** 0.91** 0.81** 0.79* 0.77* 0.82** 0.97** 0.99** 0.96**

图2

孕穗期低温胁迫对优质香稻产量响应的模型

[1] 李玲. 水资源非农化对粮食生产的影响及应对策略研究. 泰安:山东农业大学, 2020.
[2] 徐春春, 纪龙, 陈中督, 等. 2022年我国水稻产业形势分析及2023年展望. 中国稻米, 2023, 29(2):1-4.
doi: 10.3969/j.issn.1006-8082.2023.02.001
[3] 徐春春, 纪龙, 李凤博, 等. 当前我国水稻产业发展形势与战略对策. 华中农业大学学报, 2022, 41(1):21-27.
[4] 曾勰婷, 张忠明, 王静香, 等. 中国粮食消费需求分析与展望. 农业展望, 2021, 17(7):104-114.
[5] Jia Y, Zou D, Wang J, et al. Effect of low water temperature at reproductive stage on yield and glutamate metabolism of rice (Oryza sativa L.) in China. Field Crops Research, 2015, 175:16-25.
doi: 10.1016/j.fcr.2015.01.004
[6] 郭丽颖, 耿艳秋, 金峰, 等. 寒地水稻低温冷害防御栽培技术研究进展. 作物杂志, 2017(4):7-14.
[7] 王艳华. 持续低温对沈阳地区水稻的影响及品种搭配决策研究. 沈阳:沈阳农业大学, 2013.
[8] 吴立, 霍治国, 姜燕, 等. 气候变暖背景下南方早稻春季低温灾害的发生趋势与风险. 生态学报, 2016, 36(5):1263-1271.
[9] 邓奎才, 邓元博, 刘晓航. 低温冷害对延边地区水稻产量的影响分析. 现代农业科技, 2017(19):197-198,200.
[10] 刘晓航, 马树庆, 赵晶, 等. 东北粳稻产量对孕穗期不同时段低温的反应. 中国农学通报, 2022, 38(7):91-98.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0325
[11] Li Y F, Wang L M, Cao G L, et al. Comparison of cold tolerance at the booting stage for cold tolerant japonica rice germplasm under different cold stress. Journal of Plant Genetic Resources, 2010, 11(6):691-697.
doi: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.06.007
[12] 刘琳帅, 卞景阳, 孙兴荣, 等. 水稻低温冷害的研究进展. 江苏农业科学, 2022, 50(24):9-15.
[13] 耿立清, 王嘉宇, 陈温福. 孕穗—灌浆期低温对水稻穗部性状的影响. 华北农学报, 2009, 24(3):107-111.
doi: 10.7668/hbnxb.2009.03.024
[14] Koichi Y, Kei O, Seiya I, et al. Revision of the relationship between anther morphology and pollen sterility by cold stress at the booting stage in rice. Annals of Botany, 2021, 128(5):559-575.
doi: 10.1093/aob/mcab091 pmid: 34232290
[15] Thakur P, Kumar S, Malik J A, et al. Cold stress effects on reproductive development in grain crops: An overview. Environmental and Experimental Botany, 2010, 67(3):429-443.
doi: 10.1016/j.envexpbot.2009.09.004
[16] Ali I, Tang L, Dai J, et al. Responses of grain yield and yield related parameters to post-heading low-temperature stress in japonica rice. Plants, 2021, 10(7):1425.
doi: 10.3390/plants10071425
[17] 杨洛淼, 孙健, 赵宏伟, 等. 不同年份冷水胁迫下水稻抽穗期和产量性状的QTL分析. 中国农业科学, 2016, 49(18):3489- 3503.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2016.18.003
[18] 杨志奇, 杨春刚, 汤翠凤, 等. 中国粳稻地方品种孕穗期耐冷性评价及聚类分析. 植物遗传资源学报, 2008, 9(4):485-491,496.
[19] 金铭路, 杨春刚, 余腾琼, 等. 中国水稻微核心种质不同生育时期耐冷性鉴定及其相关分析. 植物遗传资源学报, 2009, 10 (4):540-546.
[20] 朱海霞, 王秋京, 闫平, 等. 孕穗抽穗期低温处理对黑龙江省主栽水稻品种结实率的影响. 中国农业气象, 2012, 33(2):304-309.
[21] Xu Y, Wang R, Wang Y, et al. A point mutation in LTT 1 enhances cold tolerance at the booting stage in rice. Plant,Cell and Environment, 2020, 43(4):992-1007.
doi: 10.1111/pce.v43.4
[22] 贺梅, 宋冬明, 黄少锋. 黑龙江省香型水稻育种研究现状与展望. 中国稻米, 2018, 24(5):45-47.
doi: 10.3969/j.issn.1006-8082.2018.05.009
[23] 赵凤民, 李修平, 薛菁芳, 等. 黑龙江省香稻资源遗传多样性分析. 分子植物育种, 2020, 18(12):4120-4127.
[24] 刘立超, 谢树鹏, 门龙楠, 等. 黑龙江粳稻品质育种现状及对策. 中国稻米, 2022, 28(4):19-22.
doi: 10.3969/j.issn.1006-8082.2022.04.004
[25] 刘晓航, 马树庆, 赵晶, 等. 东北粳稻产量对孕穗期不同时段低温的反应. 中国农学通报, 2022, 38(7):91-98.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0325
[26] 任红茹, 荆培培, 胡宇翔, 等. 孕穗期低温对水稻生长及产量形成的影响. 中国稻米, 2017, 23(4):56-62.
doi: 10.3969/j.issn.1006-8082.2017.04.010
[27] 张盛楠. 孕穗期冷水胁迫对寒地粳稻抗逆生理及产量形成的影响. 哈尔滨:东北农业大学, 2020.
[28] 李健陵, 霍治国, 吴丽姬, 等. 孕穗期低温对水稻产量的影响及其生理机制. 中国水稻科学, 2014, 28(3):277-288.
[29] 王士强, 宋晓慧, 赵海红, 等. 孕穗期低温胁迫对寒地水稻产量和品质的影响. 农业现代化研究, 2016, 37(3):579-586.
[1] 刘哲文, 郭丹丹, 常旭虹, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 刘希伟, 王玉娇, 石书兵, 赵广才. 强筋小麦花后氮素积累和转运对氮肥追施时期和比例的响应[J]. 作物杂志, 2023, (6): 114–120
[2] 周旭, 何晓蕾, 曹亮, 李多, 傅晨野, 张明聪, 张玉先, 王孟雪. 苗期不同程度水分胁迫及复水处理对大豆抗氧化特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 135–142
[3] 刘希伟, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 赵广才, 常旭虹. 小麦生育中后期干旱高温对籽粒产量形成过程的影响机制及缓解措施[J]. 作物杂志, 2023, (6): 17–25
[4] 董好胜, 王琦, 闫鹏, 许艳丽, 张薇, 卢霖, 董志强. 乙矮合剂对谷子茎秆抗倒伏能力及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 181–189
[5] 梁忠宇, 薛军, 张国强, 明博, 沈东萍, 方梁, 周林立, 张玉芹, 杨恒山, 王克如, 李少昆. 水肥一体化施磷量对玉米抗倒伏能力的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 190–194
[6] 段俊雅, 赵园园, 韦建玉, 王德勋, 王政, 王婷婷, 史宏志. 叶面喷施聚天冬氨酸对烤烟生长及产量和质量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 195–201
[7] 许世豪, 赵春波, 皇甫丽云, 范欣桐, 陈姗姗, 韩忠才, 韩玉珠. 不同钾源对马铃薯钾营养积累、转运及产量因子的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 202–208
[8] 郝智勇, 杨广东, 胡尊艳, 李菁华, 孙邦升, 陈林祺. 不同肥料对极早熟高粱产量、农艺性状及品质的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 218–223
[9] 王振龙, 宿翠翠, 周琦, 邓超超, 周彦芳. 氮肥减量配施有机肥对菊芋产量、品质及土壤质量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 104–109
[10] 刘艳, 曲航, 邢月华, 王晓辉, 宫亮. 新型氮肥对水稻生长、氮肥利用率和经济效益的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 110–116
[11] 刘秋员, 李猛, 高阳光, 史孟豫, 卫云飞, 季新, 厉励, 刘亚丽, 王付娟. 减氮并调整氮肥运筹模式对常规粳稻产量及稻米品质的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 131–137
[12] 杨梅, 杨卫君, 高文翠, 贾永红, 张金汕. 生物质炭与氮肥配施对灌区冬小麦干物质转运、农艺性状及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 138–144
[13] 张蓉, 陈晓文, 路平, 尤艳蓉, 周德录, 李德明. 不同覆盖模式对旱地马铃薯土壤水热变化和产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 145–150
[14] 吴雪琴, 刘开宇, 韩春华, 阿力木江·克来木, 崔延南, 李江余, 马春梅, 仲文帆, 赵强. 14%噻苯·敌草隆对棉花脱叶催熟及产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 164–169
[15] 管庆林, 朴晟源, 张思唯, 王俊, 雷云康, 钟秋, 赵铭钦. 中微量元素配施对雪茄烟叶光合特性、碳氮代谢及产量和质量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 187–196
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!