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水稻抗倒伏生理机制与评价方法

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  [摘 要] 提高水稻产量的方法是提高水稻植株的高度,但是易出现水稻倒伏问题,也会导致水稻产量下降。所以,水稻的抗倒伏能力对其品质和产量都有影响。为解决抗倒伏问题,科学家研究了水稻矮化育种方法,但是如何进一步提高产量是一个值得思考的问题。因此,应积极研究水稻抗倒伏生理机制,找到合理的方法促进水稻增产。
  [关键词] 水稻;抗倒伏;生理机制
  [中图分类号] S511 [文獻标识码] A [文章编号] 1674-7909(2019)06-84-2
  民以食为天。当前,世界上的人口不断增加,对粮食的需求量与日俱增。虽然因为杂交水稻等技术的应用,我国已经是世界上的粮食生产大国,但是因为人口数量多,还是会出现粮食供应不足的现象。
  1 提高水稻产量的方法
  当前,在我国杂交水稻的研究方面,超级杂交水稻是最新研究成果。而在超级杂交水稻的研发和投入生产过程中,水稻株型是重要的影响因素。所以,为使水稻高产,第一步需要将水稻进行矮化育种。但是,矮化种植中受株高的影响,产量会受到一定限制,需要不断改进技术促进水稻产量的提高。
  提高水稻产量的重要方法之一是提高水稻生物产量[1]。第一,通过借助外力提高水稻的群体生产能力,以此增加水稻植株的高度。第二,改善植株个体情况,提高单位面积产量。第三,运用化学方法增加水稻植株的生产能力。这3种方法都能达到提高水稻产量的目的,但是可操作性高低不一。例如,第1种方式可能会因为株高发生水稻倒伏现象,而第3种方法需要运用化学方法,对技术要求较高,操作难度大,实施成本较高,无法进行推广。因此,需要提高水稻植株的单位面积产量。
  2 倒伏对水稻的影响
  首先,易倒伏是降低水稻产量的重要因素。其极大地制约着水稻高产稳产和进行机械化收割。经研究,在水量充足的时候,遇到雨水天气,土壤疏松,水稻的倒伏现象愈加严重,会降低水稻产量[2]。
  其次,水稻倒伏会使稻田中的通风透光条件变得很差,湿度逐渐增加,最终导致水稻不见光的根部和茎叶腐烂,相关部位功能受到减损,最终导致水稻整体生长发育停滞甚至迅速衰老腐烂。
  最后,水稻倒伏阻碍了光合作用的进行和营养物质的传输,会大量出现瘪水稻粒和碎米,影响水稻的产量和质量,造成严重损失。此外,倒伏的产生会使得在高温下生长的水稻产生过多蛋白质和淀粉,最终影响稻米的食用口感,更有甚者出现稻米发霉变质现象,直接导致水稻减产或断收。
  3 水稻倒伏现象和影响因素
  3.1 水稻倒伏现象
  抽穗后,水稻因为水分过多或风力太大等外力因素,以及自身茎秆硬度太低、根系不发达等自身原因,出现倒伏现象。水稻倒伏的高发期是灌浆期,倒伏类型根据倒伏部位来分,大致有根倒型和茎倒型2种。根据倒伏形态,分别有曲型、挫折性以及扭转型3种。
  3.2 影响水稻倒伏的因素及针对措施
  3.2.1 植株高度。水稻出现倒伏现象的一个重要原因是植株过高。据研究计算得出,水稻茎秆的抗倒伏能力与其株高的平方成反比。所以,为了尽可能降低水稻的倒伏率,可适度降低水稻株高。但是,如果在确保不发生倒伏现象的情况下提高水稻植株单位面积产量,需要从生物产量增加上着手。
  3.2.2 茎秆性能。茎秆用来支撑整个植株,对整体的水稻植株具有重要作用。茎秆的粗细、长短和刚柔等物理性能与其抗倒伏性能存在极大关系。一般茎秆越粗,其抗倒伏性能越强。正如提到的茎秆的抗折力和株高的平方成反比[3],其中基部茎秆的性能和形态对水稻植株的抗倒伏能力有着极大影响。比如,水稻穗部对植株茎秆的弯曲力作用最明显。因此,要想减少水稻倒伏现象,可以从增强茎秆的物理性状和外力作用两方面入手。
  3.2.3 化学组成。从化学组成来看,茎秆的解剖学结构和茎秆的抗倒伏质量有很大关系。水稻茎秆中,维管束数量越多、越宽大,越有利于抗倒伏。同时,茎秆的化学组成成分也是影响水稻植株抗倒伏能力的重要因素。具体来说,水稻茎秆细胞的主要成分是纤维素和半纤维素。为了促进水稻植株的生长发育和稻米的灌浆结实,促进两种成分的增多能有效增强茎秆的机械强度和抗倒伏能力。
  3.2.4 栽培技术。除上述原因之外,水稻栽培措施不科学、不合理也是造成水稻倒伏的一个重要原因。栽培过程中,需要注意科学施肥、控制播种深度、注意水分管理等问题。这些问题需要进行精细化处理,尽量避免出现过度施肥、播种过深或过浅、水分过多或过少的现象。同时,注意运用科学的水稻种植方式,保证植株质量,延缓植株衰老,有效提高植株吸收养分的能力,从而增强茎秆物理性能,提高水稻抗倒伏能力。
  4 对水稻抗倒伏能力的评价方法
  4.1 倒伏系数
  相关研究人员一般都用倒伏指数评价不同品种水稻的抗倒伏能力。采用这种方法能对小麦品种的抗倒伏性进行定量评价,具体操作方式如下[4]:在成熟期,用专门的测量工具测定水稻的倾斜角。抗折能力是模拟水稻抵抗外力的一个重要指标。此外,倒伏指数的评价标准还有倒伏率、茎秆的硬度以及弹性、稳定度等。
  4.2 建立农作物力学模型
  相关研究者把水稻的抗倒伏能力高低作为基础,建立了水稻茎秆的力学模型。针对水稻穗型与倒伏的现象,总结两者之间的关系,最后进行综合性分析,找到不同品种水稻抗倒伏性能的高低及其原因,有着极高的综合评价性能。对不同品种水稻抗倒伏的因素和产量的关系进行研究,对提高水稻抗倒伏能力提供了理论参考依据。
  5 结语
  经过不断的实验探究和实际操作,系统、全方位地分析水稻抗倒伏生理机制,在此基础上初步建立水稻抗倒伏评价机制,对提高水稻抗倒伏性有着极大的促进作用。
  参考文献
  [1]李进波,戚华雄.水稻抗倒伏的遗传研究进展[J].湖北农业科学,2017(23):4450-4453.
  [2]周龙,李蒙良,伍志军,等.丘陵地带无人机撒播水稻抗倒伏性研究[J].河南农业大学学报,2018(4):599-603.
  [3]李晓娟,梁开明,钟旭华,等.拔节期光强对水稻抗倒伏能力的影响及机理[J].华南农业大学学报,2017(6):34-43.
  [4]伦志安,李德萍,冯世超,等.不同施肥水平条件下水稻抗倒伏研究[J].北方水稻,2018(1):13-16.
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