不同超级稻品种产量形成与光合特性研究

中图分类号：S511 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2025）06-0001-07

引用格式：，等.不同超级稻品种产量形成与光合特性研究[J].湖南农业科学，2025（6）：1-7.DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.006.001

Yield Components and Photosynthetic Characteristics of Different Super Rice Varieties

WANG Mei¹， ZHANG Ling-zhi¹，LI Jian-wu2³，LU Xiang³， ZHANG Yu-zhu³，LU Hao-yu2³，TU Nai-mei （1.ColegeofrooHnicuualUsits8，;.nHridiceserchte 410125，PRC;3.HuangpuResearchInstituteofLongpingAgricultural ScienceandTchnology，Guangzhou570o，RC）

Abstract：This studyaims tounveil thehigh-yielding mechanismofsuper rice.Field experiments wereconducted withthe super ricevarieties（Xiangliangyou9oo'，YLiangyou9oo'，Yiangyou2'YLiangyou1，and'Liangyoupeijiu），whichwrehighly representative indifferentperunit yieldtarget periods，andthecommonhybridrice variety'Shanyou63'attheChunhuaBase in ChangshaCountyofHunanProvince.Thematerialaccumulationandalocation，yieldformationcharacteristics，photosythetic physiological parameters，andrespiration dynamics werecomparedamong diferentvarieties.Theresultsshowed thatthesuperrice varietieshadsignificantlyhgherabovegrounddrymaterthan'Shanyou63'afterthemilkymaturitystage，andthepanicledrymater of'Xiangliangyou9Oo'maintaiedataighlevelThesupericevarietieshadsignificantlyhgheryieldsthan'Shanyou63Teyield improvementofLiangyoupeijiu'（whichenhancedsinkcapacitythrough increasedefectivepanicles）bredinpaseIwasrelatively limited.The superrice varieties bred in phases I-Vthat balanced panicle number and grain numberper panicle demonstrated higher yields.'Xiangliangyou 9oo' had the highest yield （10.05t/hm²） ，which was 2.97%-28.52% higher than those of other super rice varieties and 32.41% higher than that of'Shanyou 63'. The high-yielding varieties 'Xiangliangyou 900' and ¹Y Liangyou 900' kepthigher SPADvaluesnetphotosyntheticrate，and wateruseeffciencyfromthefullheadingstage tothe milymaturitystage， showcasing excelentphotosyntheticperformance.Therewasadistinctrespirationpeak indarkrespirationduring thegrain-flling stage.Both the duration and intensity of this respiration peak showed positive correlations with the rice yield.

Keywords：super hybrid rice;varieties;yield; yield formation; photosynthetic characteristics

水稻（OryzasativaL.）是我国重要的粮食作物之一，在过去的几十年里，我国水稻产量得到了极大提高。然而，因城市化进程加快导致耕地资源不断减少，加上高温干旱等极端天气频发，若维持现有粮食生产水平，预计2050年当全球人口接近100亿时，粮食将面临巨大缺口。因此，提高单位面积产量仍是水稻育种与栽培领域的研究重点[1-4]

我国超级稻育种计划由农业部于1996年正式启动。袁隆平院士于1997年担任项目首席科学家后，提出形态改良与亚种间杂种优势利用相结合的水稻育种途径，培育高产、优质、抗逆的超级稻品种，先后实现了超级稻一、二、三、四期单产10.5、12.0、13.5、 15.0t/hm² 的目标。第五期超级杂交稻湘两优900（超优千号）在云南个旧 6.8hm² 示范田连续3a（2015—2017）产量超过 16t/hm²，2019 年在山东莒南百亩示范片产量达到 17.13t/hm^2[5-8] 号据统计，我国登记在册的超级稻品种有135个（截至2021年），超级稻种植面积约占水稻种植总面积的 30%^[9] 。超级稻的规模化种植和单位面积产量的大幅提高可有效缓解粮食生产压力，对保障国家粮食安全具有重要意义。

水稻产量由单位面积有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重等要素构成。前人研究表明，水稻超高产目标可通过稳定群体有效穗数、提升每穗粒数和总颖花量等来实现[10-I]。植株的源库之间既彼此协调、共同作用，又存在竞争性制约。产量形成因素的本质是库容量的形成与光合产物的分配积累，各因素间多呈此消彼长的关系。剑叶是植株生长过程中光合作用最活跃的叶片，在灌浆期能够为籽粒提供 50%～80% 的光合产物，对水稻产量产生直接影响。因此，通过测定剑叶的光合参数，有助于解析不同品种间的产量差异。

超级稻品种需兼具库大、源足和流畅的特性[12]，以确保其在籽粒库大幅扩增条件下仍能保持库源协调。不同超级稻品种的籽粒产量和干物质生产转运能力存在一定差异，这进一步造成了品种间的高产性状差异[13-14]。汕优63是我国种植面积较大的常规杂交稻多穗型品种，于1984年通过福建省审定（闽审稻1984001），具有高产和优质等特性，自审定以来累计推广6667万 hm² ，是杂交稻大面积应用的典范品种。本研究在相同施肥水平下进行田间试验，对比不同超级稻品种与常规杂交稻在物质积累分配、产量特性、光合生理参数和呼吸代谢等方面的差异，旨在探明超级稻高产形成机制，为水稻高产育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于湖南省长沙市金鼎山春华实验基地（ 113^∘26^′86^′′E ， 28^∘29^′30^′N ）湖南省杂交水稻研究中心试验田，属亚热带季风气候区，年平均气温17.2% ，年平均降水量 1 361.63mm ，年日照时数约1529.3h 。

1.2 试验材料

研究以不同单产目标期极具代表性的超级稻品种和常规杂交稻汕优63为材料，品种名称、类别及其在湖南稻区作为中稻种植的生育期天数见表1。6个试验品种均由湖南省杂交水稻研究中心提供。

1.3 试验设计

试验于2022年5月进行，采用随机区组设计，重复3次，小区面积 150m² （ 15m×10m ）。施肥措施如下：施氮量（N） 225kg/hm² ，施磷量（ P₂O₅ ）112.5kg/hm² ，施钾量（ K₂O）225kg/hm² ;氮肥按基肥：蘖肥：穗肥 =5：2：3 施用，钾肥与磷肥做基肥一次性施用。供试品种通过调节播期确保关键生育期进程基本保持一致，均于水稻抽穗扬花后3d（8月10日）进入灌浆期。采用常规水育秧方式，5月12日左右播种，于6月11日移栽长势一致的秧苗，每穴插2粒谷苗，宽行窄株，株行距 0.2m×0.27m 。其他田间管理及病虫害防治措施参照当地高产栽培标准执行。

1.4 测定项目与方法

1.4.1干物质量干物质量测定分别于齐穗期、乳熟期、蜡熟期和完熟期进行，各时期每小区均选取12穴长势一致的植株样本，将地上部分离为茎、叶、穗3个部分，在烘箱中 105°C 杀青 30min 后，调至75°C 烘干至恒重，测定样本不同部位的干物质量，以3个部分干物质量之和为地上部干物质总量。

1.4.2产量及产量形成因素各小区随机选取水稻样本60穴以测定穗数，计算有效穗数并取平均值；随后再选取10穴与均值相等的水稻样本，测量每穗总粒数、结实率、总颖花量和千粒重，成熟期按小区单独收获测产（实际产量）。

1.4.3SPAD值于齐穗期及乳熟期每小区分别选择水稻样本10穴，使用SPAD-501型叶绿素测定仪测定样本剑叶上、中、下3个部位的SPAD值，取平均值。1.4.4光合参数于齐穗期与乳熟期每小区分别随机选择6株水稻样本，测定叶片净光合速率、气孔导度、胞间 CO₂ 浓度、蒸腾速率及水分利用效率这5个光合参数指标，使用LI-6800便携式光合测定仪，选择晴朗天气的 9：00-11：00 时段进行测定，重复3次取均值。

1.4.5暗呼吸速率每小区随机选取5株水稻剑叶样本，于8月10日当天进行首次取样，之后每3d取一次样，灌浆期内共取样10次。取样时选择夜间22：00⋅ 一次日 4：00 时段，使用LI-6800便携式光合仪测定暗呼吸速率，重复3次取均值。

1.5 数据处理

使用Excel2019进行数据处理和作图，通过SPSS进行统计分析，采用双因素方差分析检验处理间差异显著性，采用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同品种的干物质量

各水稻品种在齐穗期至完熟期的地上部干物质量总量及其在茎、叶、穗的分配情况见表2。各期超级稻品种相比，地上部干物质总量在齐穗期无显著差异；在完熟期，湘两优900和Y两优900的地上部干物质总量均高于Y两优2号，显著高于Y两优1号和两优培九；在乳熟至完熟期，汕优63的地上部干物质总量显著低于超级稻品种。

茎秆干物质量指标下，5个超级稻品种均以齐穗期指标值最高，之后数值随生育期推进而降低，至完熟期回升；而汕优63的茎秆干物质量呈持续下降趋势。在完熟期，湘两优900和Y两优2号的茎秆干物质量较两优培九高 13% 以上，较汕优63高16% 以上，差异均达显著水平。