全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2011, 47 (12): 1181~1187 1181
收稿 2011-07-18　　修定 2011-10-17
资助 江苏省农业科技自主创新基金(CX[10]401)。
* 通讯作者(E-mail: clwang@jaas.ac.cn; Tel: 025-84390307)。
水稻不同生育期茎秆生化成分的变化及其与抗倒伏能力的关系
杨艳华1,2, 朱镇1, 张亚东1, 陈涛1, 赵庆勇1, 周丽慧1, 姚姝1, 王才林1,*
1江苏省农业科学院粮食作物研究所, 江苏省优质水稻工程技术研究中心, 国家水稻改良中心南京分中心, 南京210014; 2江
苏大学生命科学研究院, 江苏镇江212013
摘要: 以抗倒伏品种‘南粳44’、‘武运粳7号’与不抗倒伏品系‘宁7412’为试验材料, 通过对水稻不同生育期茎秆硅、钾、
钙、镁含量及可溶性糖含量的测定, 结合氮钾肥配比试验, 研究了水稻不同生育期茎秆硅、钾、钙、镁含量及可溶性糖含
量的变化及其与茎秆抗倒伏能力的关系。结果表明: 水稻茎秆的硅、钙、镁含量及可溶性糖含量随生育进程呈上升趋势,
而茎秆的钾含量呈现先降后升的趋势。在不同施肥水平条件下, 水稻茎秆的硅、钾、钙、镁含量及可溶性糖含量存在一
定的差异。抗倒伏品种‘南粳44’和‘武运粳7号’茎秆基部抗折力较强, 施肥对水稻茎秆基部抗折力有一定的影响。水稻生
殖生育期茎秆的硅含量、可溶性糖含量与茎秆基部抗折力呈极显著正相关(P<0.01), 与水稻抗倒伏能力的强弱有一定的关
系。
关键词: 水稻; 生化成分; 抗折力; 倒伏指数; 抗倒性
Changes of Stem Biochemical Components in Different Growth Stages of Rice
and Their Relationship with Lodging Resistance
YANG Yan-Hua1,2, ZHU Zhen1, ZHANG Ya-Dong1, CHEN Tao1, ZHAO Qing-Yong1, ZHOU Li-Hui1, YAO Shu1, WANG Cai-Lin1,*
1Institute of Food Crops, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Jiangsu High Quality Rice R & D Center, Nanjing Branch of
China National Center for Rice Improvement, Nanjing 210014, China; 2Institute of Life Sciences, Jiangsu University, Zhenjiang,
Jiangsu 212013, China
Abstract: Changes of SiO2, K2O, calcium, magnesium, and soluble sugar contents in different growth stages of
rice and their relationship with lodging resistance were investigated through nitrogen, potassium fertilizers test
with three rice cultivars (‘Nanjing 44’ and ‘Wuyunjing 7’, lodging resistance; ‘Ning 7412’, easy lodging). The
results indicated that SiO2, calcium, magnesium, and soluble sugar contents were basically increased with the
development process. However, K2O content showed the trend of high-low-high. The SiO2, K2O, calcium, mag-
nesium, and soluble sugar contents showed some differences in different fertilizer application level. Meanwhile,
application of nitrogen and potassium fertilizer had obvious effect upon resistance snapping of rice basal stems.
Correlation analysis showed that resistance snapping of rice basal stems was very significantly positive corre-
lated to SiO2 and soluble sugar contents in rice stem of the reproductive stage (P<0.01), which had a certain re-
lationship with lodging resistance of rice.
Key words: rice; biochemical components; resistance snapping; lodging index; lodging resistance
近年来, 随着超高产水稻品种的选育和推广
种植, 加上化肥施用量的不断增加, 倒伏问题日趋
加重, 引起育种学家的高度重视。研究表明, 水稻
茎秆的化学组成与抗倒伏能力有密切关系(李扬汉
1979)。钾、硅对促进水稻茎秆的健壮生长发育和
茎秆细胞壁硅质化, 增强茎秆的抗倒伏能力有着
重要的作用。马国辉等(2000)对‘培矮64S/E32’和
‘汕优63’的抗倒生理和形态机能的研究中证实了
这一点。已有研究认为, 水稻茎秆基部节间贮存
的可用性糖与倒伏及茎秆细胞充实度密切相关
(Takaya等1987; Hoshikawa和Wang1990)。但是, 与
水稻抗倒伏相关的其他营养元素, 如钙、锌和镁
的研究报道尚不多见。‘南粳44’是由江苏省农科
院粮食作物研究所育成的早熟晚粳稻品种, 2007年
1月通过江苏省品种审定委员会审定。在近几年
的示范推广中均表现出很好的高产抗倒伏特性(樊
宝贵等2009; 邱金美等2009), 已成为江苏省晚粳稻
的主栽品种。‘武运粳7号’是常州市武进区农业科
植物生理学报1182
学研究所育成的一个高产稳产、综合性状优良的
早熟晚粳稻品种, 多年来的种植结果表明, 该品种
的抗倒性较好。‘宁7412’为江苏省农科院粮食作
物研究所育成的一个早熟晚粳稻新品系, 近几年
试种结果表明, 该品系的抗倒性差。上述3个品种
(系)均属早熟晚粳, 株高均在100 cm左右, 产量水
平相似。本试验以上述3个品种(系)为试验材料,
通过氮、钾肥试验, 从茎秆生化成分上调查分析
水稻不同生育期茎秆硅、钾、钙、镁含量及可溶
性糖含量的变化及其与水稻抗倒性之间的关系,
进而探讨‘南粳44’、‘武运粳7号’抗倒伏的原因和
机理, 以期为抗倒伏高产水稻新品种的选育和水
稻高产栽培提供理论依据。
材料与方法
1 试验材料
江苏省农业科学院粮食作物研究所育成的早
熟晚粳稻(Oryza sativa L.)品种‘南粳44’和新品系
‘宁7412’, 常州市武进区农业科学研究所育成的
‘武运粳7号’。‘南粳44’和‘武运粳7号’的抗倒性好,
‘宁7412’的抗倒性差。
2 试验设计
试验于2009年在江苏省农科院试验田进行。
土壤质地为偏酸性壤土, 试验前取土样请中科院
南京土壤所测定, pH值6.19, 有机质含量1.65%, 碱
解氮110 mg·kg-1, 速效磷37.7 mg·kg-1, 速效钾94
mg·kg-1。田块保水力较强, 排灌方便。磷肥(P2O5)
15 kg·667 m-2作基肥一次施入。氮肥(尿素, 含氮量
≥46.4%)分3次施入, 移栽后7 d施60%, 移栽后15 d
施20%, 孕穗期施20%。钾肥(氯化钾, K2O≥60%)
分2次施入, 移栽后7 d施50%, 7月中旬施50%。5月
10日播种, 6月12日移栽, 株行距20 cm×26.7 cm。
试验处理小区面积9.6 m2, 每处理15行, 每行12
株。随机区组排列, 重复3次。氮钾肥配比采用二
次饱和D-最优设计, 试验结构矩阵见表1。
3 试验方法
3.1 取材
插秧后2周对主茎进行挂牌标记, 并于分蘖
期、抽穗期、灌浆期和成熟期(蜡熟期)对每个处
理分别取样, 每次取10株, 用于测定硅、钾、钙、
镁含量及可溶性糖含量。取样茎秆经去根去穗洗
净后置于烘箱内105 ℃杀青30 min, 80 ℃下烘干至
恒重, 然后将样品粉碎, 过60目筛。
3.2 茎秆抗折力和倒伏指数
茎秆抗折力(resistance snapping, RS)测定参考
濑古秀生(1962)的方法。测定部位为茎秆基部第2
节间, 时期为抽穗后35 d。田间取回茎秆, 保留叶
鞘、叶片和稻穗, 并保持不失水。自行设计了测
定抗折力的简单器材。将茎秆基部第2节间(去除
叶鞘, 并保持不失水)置于测定器上, 用便携式电子
称(感量1 g)测抗折力(g), 然后测定基部第2节间至
穗顶的长度(cm)和鲜重(g), 每次测10株, 重复3次,
取平均值。
弯曲力矩=节间基部至穗顶长度(cm)×该节间
基部至穗顶鲜重(g)。倒伏指数(lodging index, LI)=
弯曲力矩/抗折力×100。倒伏指数越大, 则茎秆越
易倒伏, 以倒伏指数200为抗倒伏的临界值(濑古秀
生1962)。
3.3 生理生化指标测定
硅含量: 硅钼蓝比色法; 钾、钙、镁含量: 原
子吸收法。由南京农业大学农学院测试中心完
成。可溶性糖含量 : 蒽酮比色法 (赵世杰等
1998)。
3.4 统计分析
用SPSS 17.0软件对数据进行差异显著性分析
(95%置信区间)和相关分析。
实验结果
1 水稻不同生育期茎秆的硅和钾含量
从分蘖期到成熟期, 水稻茎秆的硅含量呈逐
渐升高的趋势, 成熟期达到最高, ‘南粳44’和‘武运
粳7号’成熟期茎秆的硅含量显著高于其他生育时
表1 试验结构矩阵及氮钾肥配比结果
Table 1 Test structure matrix and the results of nitrogen-
potassium ratio
处理 编码 尿素/kg·667 m-2 编码 氯化钾/kg·667 m-2
T1 -1 0 -1 0
T2 1 50 -1 0
T3 -1 0 1 35
T4 -0.1315 21.71 -0.1315 15.20
T5 1 50 0.3945 24.40
T6 0.3945 34.86 1 35
杨艳华等: 水稻不同生育期茎秆生化成分的变化及其与抗倒伏能力的关系 1183
期(P<0.01)。易倒伏品系‘宁7412’茎秆硅含量全生
育期变化不大, 各生育期差异不显著。水稻茎秆
的硅含量表现为抗倒伏品种显著高于易倒伏品系,
‘南粳44’成熟期茎秆的硅含量最高, 其次为‘武运
粳7号’, 二者分别为‘宁7412’茎秆硅含量的1.48倍
和1.34倍。3个水稻品种(系)茎秆的K2O含量在全
生育期均呈现先降后升的趋势(表2), 即分蘖期、
成熟期水稻茎秆的K2O含量相对较高; 而抽穗期和
灌浆期茎秆的K2O含量则相对较低, 与分蘖期和成
熟期茎秆的K2O含量差异显著(P<0.05)。
表3 不同生育期3个水稻品种(系)茎秆的钙和镁含量
Table 3 The calcium and magnesium contents of the stems in different growth stages of rice

品种(系)
钙含量/mg·g-1 (DW) 镁含量/mg·g-1 (DW)
分蘖期 抽穗期 灌浆期 成熟期 分蘖期 抽穗期 灌浆期 成熟期
‘南粳44’ 0.83a 1.03a 1.61a 3.50a 0.61a 0.58ab 0.58ab 1.13a
‘武运粳7号’ 0.88a 0.99a 1.80a 2.84b 0.60a 0.53b 0.54b 1.07a
‘宁7412’ 0.81a 1.06a 1.72a 2.73b 0.64a 0.62a 0.61a 1.16a
表2 不同生育期3个水稻品种(系)茎秆的硅和钾含量
Table 2 The SiO2 and K2O contents of the stems in different growth stages of rice

品种(系)
SiO2含量/% K2O含量/%
分蘖期 抽穗期 灌浆期 成熟期 分蘖期 抽穗期 灌浆期 成熟期
‘南粳44’ 10.45b 11.65a 12.08a 16.84a 1.88a 1.41a 1.32a 1.76b
‘武运粳7号’ 11.99a 11.47a 12.58a 15.24b 1.78a 1.40a 1.30a 1.77b
‘宁7412’ 9.91b 10.18b 10.71b 11.38c 1.78a 1.38a 1.38a 2.00a
　　通过Duncan检验, 同列不同小写字母表示3个品种(系)之间差异显著(P<0.05)。表3、4同。
2 水稻不同生育期茎秆的钙和镁含量
由表3可知, 水稻茎秆的钙含量随生育进程呈
显著上升的趋势, 即成熟期>灌浆期>抽穗期>分蘖
期, 各生育时期差异显著(P<0.01), 其中成熟期茎
秆的钙含量最高, 为灌浆期的1.58~2.17倍。值得
注意的是, ‘南粳44’成熟期茎秆的钙含量显著高于
其他生育时期, 也明显高于‘武运粳7号’和‘宁7412’。
比较而言, 3个水稻品种(系)分蘖期、抽穗期和灌
浆期茎秆的镁含量变化不大, 差异不显著(P>0.05),
成熟期茎秆的镁含量显著升高, 约为分蘖期、抽
穗期和灌浆期的2倍左右, 3个品种(系)间各生育期
镁含量的差异不显著(表3)。
3 水稻不同生育期茎秆的可溶性糖含量
由表4可看出, ‘南粳44’和‘武运粳7号’茎秆的
可溶性糖含量在从分蘖期到灌浆期的生育进程呈
升高的趋势, 在灌浆期达到最高值, 此后成熟期较
灌浆期则略有下降。易倒伏品系‘宁7412’茎秆的
可溶性糖含量随着生育进程呈下降的趋势, 成熟期
茎秆的可溶性糖含量最低, 显著低于抗倒伏品种
‘南粳44’和‘武运粳7号’, 不同生育期差异不显著。
4 水稻植株抗倒伏能力的评价及施肥与水稻抗倒
伏的关系
由于倒伏指数综合考虑了株高、鲜重等形态
特性和茎秆抗折力等力学特性, 因此可作为衡量
和评价作物抗倒伏能力的一个重要参数。倒伏指
数越低, 茎秆的抗倒伏能力越强; 反之, 倒伏指数
越大, 则茎秆的抗倒伏能力就越弱(孙旭初1987; 张
忠旭等1999; 杨惠杰等2000; 马均等2004; 杨长明
表4 不同生育期3个水稻品种(系)茎秆的可溶性糖含量
Table 4 The soluble sugar content of the stems in different
growth stages of rice

品种(系)
可溶性糖含量/mg·g-1 (DW)
分蘖期 抽穗期 灌浆期 成熟期
‘南粳44’ 172.5a 187.7ab 256.9a 209.5b
‘武运粳7号’ 166.0a 215.4a 267.8a 257.9a
‘宁7412’ 185.0a 170.6b 136.3b 128.3c
植物生理学报1184
等2004; Baker等1998)。由图1可以看出, ‘南粳44’
和‘武运粳7号’的倒伏指数极显著小于‘宁7412’
(P<0.01), 表明‘南粳44’和‘武运粳7号’茎秆的抗倒
伏能力显著强于‘宁7412’ (图1), 与3个品种(系)实
际田间种植情况的表现一致, 说明倒伏指数可作
为衡量作物抗倒伏能力强弱的一个重要指标。
研究结果表明, 施肥与水稻抗倒伏强弱存在
一定的关系。由图1可看出, 不同施肥水平条件下
水稻茎秆的倒伏指数存在明显差异。在单施钾肥
(T3处理)条件下, 水稻茎秆的倒伏指数均显著低于
其他施肥模式, 表明该施肥水平条件下水稻茎秆
的抗倒伏能力最强。在单施氮肥(T2处理)条件下,
水稻茎秆倒伏指数最大, 抗倒伏能力最弱, 两种施
肥水平水稻茎秆的倒伏指数相差达38.6%~92.2%。
田间实际观测调查表明, ‘南粳44’和‘武运粳7号’在
不同施肥水平条件下的表观倒伏率[表观倒伏率=
倒伏面积(m2)/总面积(m2)×100%]均为0, 未出现倒
伏; 易倒伏品系‘宁7412’ T2处理的倒伏指数最大,
表观倒伏率约为27.6%, 出现一定程度的倒伏, 与
施高氮肥密切相关, 表明施肥对水稻抗倒伏能力
有一定的影响。
5 施肥对水稻不同生育期茎秆硅、钙、镁含量及
可溶性糖含量的影响
为了进一步说明施肥对水稻不同生育期茎秆
硅、钙、镁含量及可溶性糖含量的影响, 我们以
水稻灌浆期、成熟期茎秆硅含量、可溶性糖含量
的变化为例探讨了施肥的影响。由表5可知, 不同
施肥水平对水稻植株茎秆硅含量、可溶性糖含量
有一定影响。施高氮肥条件(T2处理)下, 水稻茎秆
的硅含量大部分低于其他施肥处理, 成熟期这种
趋势更加明显。施高钾肥条件(T3处理)下, 水稻茎
秆基部抗折力较强, 倒伏指数最小, 茎秆内的硅含
量相应较高, 说明施用钾肥对水稻植株茎秆硅的
吸收有一定影响, 且茎秆硅含量的多少与水稻抗
倒伏能力的强弱密切相关。不同施肥水平显著影
响水稻植株茎秆的可溶性糖含量(表5)。3个水稻
图1 不同施肥水平对水稻茎杆倒伏指数的影响
Fig.1 Effects of fertilizer level on lodging index of rice stems
通过Duncan检验, 不同小写字母表示同一品种(系)不同处理
之间差异显著(P<0.05); 不同大写字母表示3个品种所有处理之间
差异显著。图2同。
表5 施肥对水稻灌浆期、成熟期茎秆硅含量和可溶性糖含量的影响
Table 5 Effects of fertilization on the SiO2 and soluble sugar contents of the stems in filling and maturity stages of rice

时期 处理
SiO2含量/% 可溶性糖含量/mg·g
-1 (DW)
‘南粳44’ ‘武运粳7号’ ‘宁7412’ ‘南粳44’ ‘武运粳7号’ ‘宁7412’
灌浆期 T1 12.42b 12.03c 11.33ab 264.9a 286.4a 147.8ab
T2 11.39c 11.27d 9.82c 241.6b 248.4a 134.2b
T3 14.38a 12.26bc 11.54a 263.6a 266.4a 165.8a
T4 11.30c 12.25bc 10.94b 249.3b 266.9a 143.1b
T5 11.84bc 12.65b 9.67c 272.7a 280.5a 92.2c
T6 11.17c 15.00a 10.93b 249.5b 258.3a 134.5b
成熟期 T1 17.27b 16.10b 12.25ab 235.5a 293.0a 126.8b
T2 16.72b 14.50c 9.85c 194.6bc 258.5b 117.5b
T3 18.43a 17.46a 12.59a 249.4a 291.6a 181.7a
T4 15.57c 14.67c 11.58b 182.0c 242.8b 107.1b
T5 15.33c 13.56d 10.33c 184.9c 249.3b 125.6b
T6 17.69ab 15.15c 11.66b 211.0b 212.0c 111.3b
　　通过Duncan检验, 同一列相同生育期不同小写字母表示不同处理之间差异显著(P<0.05)。
杨艳华等: 水稻不同生育期茎秆生化成分的变化及其与抗倒伏能力的关系 1185
熟期茎秆的可溶性糖含量, 与分蘖期茎秆的K2O含
量、成熟期茎秆的钙含量均呈极显著正相关
(P<0.01), 与水稻各生育期茎秆的镁含量呈极显著
负相关(P<0.01)。多数情况下, 茎秆基部抗折力与
茎秆硅含量的相关系数大于与茎秆K2O含量、可
溶性糖含量和钙、镁含量(与灌浆期茎秆镁含量的
相关系数除外)的相关系数, 说明与茎秆其他生理
生化指标相比, 茎秆的硅含量对倒伏的影响程度
更大。
讨　　论
研究表明, 水稻不同生育期茎秆的硅、钾、
钙、镁含量及可溶性糖含量变化较大。水稻茎秆
的硅、钙、镁含量及可溶性糖含量基本上随着生
育进程呈升高的趋势, 而茎秆K2O含量呈先降低后
升高的趋势, 分蘖期和成熟期茎秆K2O含量较高,
差异不显著(P>0.05)。易倒伏品系‘宁7412’茎秆的
硅含量全生育期变化不大, 各生育期差异不显著,
其茎秆的可溶性糖含量随着生育进程而呈现下降
的趋势, 成熟期茎秆的可溶性糖含量仅为分蘖期
的69.4%。抗倒伏品种‘南粳44’和‘武运粳7号’生殖
生长期茎秆的硅含量、可溶性糖含量显著高于易
倒伏品系‘宁7412’。本研究结果表明, 不同施肥水
平对水稻茎秆的硅、钾、钙、镁含量及可溶性糖
含量有一定的影响。钾肥有助于增加水稻茎秆的
硅、钾、钙含量及可溶性糖含量, 提高水稻茎秆
基部的抗折力, 降低水稻茎秆的倒伏指数, 从而提
高水稻植株的抗倒伏能力。氮肥则降低水稻茎秆
基部的抗折力, 增加倒伏。本研究表明, 水稻茎秆
表6 水稻茎秆基部抗折力与茎秆硅、钾、钙、镁含量及
可溶性糖含量的相关性
Table 6 The relationship between resistance snapping of rice
basal stem and SiO2, K2O, calcium, magnesium, and
soluble sugar contents

项目
水稻茎秆基部抗折力与各生育期生理指标相关系数
分蘖期 抽穗期 灌浆期 成熟期
硅含量 0.696** 0.892** 0.710** 0.806**
钾含量 0.749** 0.333 0.156 -0.249
钙含量 0.016 -0.041 0.271 0.682**
镁含量 -0.608** -0.689** -0.806** -0.609**
可溶性糖含量 -0.290 0.781** 0.686** 0.745**
　　**表示在0.01水平上差异显著。
品种(系)茎秆的可溶性糖含量以单施钾肥(T3处理)
和不施肥(T1处理)较高, 重施氮肥条件(T5处理)下
水稻茎秆的可溶性糖含量则相对偏低(表5)。试验
结果表明, 施肥对茎秆其他元素的含量同样也有
一定的影响。
6 水稻茎秆基部抗折力及其与茎秆硅、钾、钙、
镁含量及可溶性糖含量的相关性
水稻茎秆的倒伏通常表现为基部第1或第2伸
长节间的折断, 因此茎秆基部机械强度即抗折力
是衡量水稻品种抗倒伏强弱的重要指标(孙旭初
1987; 张忠旭等1999; 杨长明等2004; 周丽华2006)。
从不同品种(系)之间茎秆基部抗折力来看, 抗倒伏
品种‘南粳44’和‘武运粳7号’茎秆基部抗折力极显
著大于易倒伏品系‘宁7412’ (P<0.01) (图2)。相关
性分析表明, 倒伏指数与茎秆基部抗折力呈极显
著负相关(r=0.940**), 因此倒伏指数和茎秆基部抗
折力均可用于衡量作物抗倒性强弱的指标。由图
2可以看出, 施肥对水稻茎秆基部抗折力存在一定
的影响, 在单施钾肥(T3处理)条件下, 水稻植株茎
秆基部抗折力显著大于其他施肥模式(P<0.05); 在
氮钾肥配施(T4、T5和T6处理)条件下, 水稻植株
茎秆基部抗折力均大于单施氮肥(T2处理), 只是这
种差异在部分处理之间未达到显著水平。由图2
还可看出, 钾肥可以提高水稻茎秆基部抗折力, 进
而增强作物的抗倒伏能力。氮肥则降低水稻茎秆
基部抗折力, 增加作物倒伏。
从表6可以看出, 水稻茎秆基部抗折力与水稻
各生育期茎秆的硅含量, 与抽穗期、灌浆期和成
图2 不同施肥水平对水稻茎秆基部抗折力的影响
Fig.2 Effects of fertilizer level on resistance snapping of
rice basal stems
植物生理学报1186
基部抗折力与水稻茎秆的硅含量、镁含量分别呈
极显著正相关或负相关(P<0.01), 与水稻生殖生长
期茎秆的可溶性糖含量呈极显著正相关(P<0.01),
与成熟期茎秆的钙含量呈极显著正相关(P<0.01)。
倒伏是水稻自身品种特性、种植密度、施
肥、灌溉、气象条件等自身内因和外界环境条件
综合作用的结果。研究结果表明, 对水稻抗倒伏
能力影响较大的是基部节间的长度、粗度、壁
厚和截面积等, 这些性状的优化组合是提高水稻
品种抗倒伏能力的关键(杨艳华等2011)。水稻茎
秆解剖结构观察发现, 相同视野范围内抗倒伏品
种‘南粳44’和‘武运粳7号’基部节间的维管束数目
较多, 维管束鞘较厚, 细胞层数较多, 细胞排列紧
密、体积较小; 而不抗倒伏品系‘宁7412’的维管束
数目偏少, 维管束鞘较薄, 细胞层数较少, 细胞体
积大(结果未显示)。从解剖结构还可看出, ‘南粳
44’和‘武运粳7号’茎秆内的贮藏物质明显多于‘宁
7412’ (结果未显示)。本研究侧重于探讨茎秆生化
成分与抗倒伏能力的关系, 从本研究结果看, 与水
稻抗倒伏能力关系较为密切的是水稻茎秆的硅含
量及可溶性糖含量。水稻是典型的喜硅作物, 茎
叶中硅含量通常占干物重的10%~20%, 高产水稻
的硅含量更高, 这是由其遗传特性决定的。硅被
水稻吸收后, 与体内的果胶酸、糖脂等结合, 形成
稳定性强且溶解度低的单硅酸或多硅酸复合物沉
积在木质化的细胞壁中, 进而增强了细胞壁的机
械强度和稳固性, 使植物茎秆强度增大, 机械性能
改善, 提高抗倒伏能力(宫海军等2004; Hossain等
1999)。从生理学角度看, 茎秆中贮藏物质的含量
及组成成分决定作物的抗倒性能, 尤其是生育后
期茎秆中足量的贮藏物质对维持茎秆强度有重要
的作用(罗茂春等2007)。水稻茎秆中充实的物质
主要是蔗糖和多糖等碳水化合物, 这些物质的积
累, 能促进纤维素及半纤维素的形成, 使茎壁增
厚、弹性增强 , 进而增强其抗倒性 (罗茂春等
2007)。Sato (1957)提出, 抗倒性大的品种在茎秆
内有较多的淀粉残留, 并发现茎秆内淀粉含量高
的水稻品种几乎都抗倒伏 , 本研究结果与其一
致。本试验表明 , 水稻生殖生长期茎秆的硅含
量、可溶性糖含量与茎秆基部抗折力关系密切,
呈极显著正相关(P<0.01), 且抗倒伏品种显著高于
易倒伏品种。因此, 我们认为水稻生殖生育期茎
秆的硅含量及可溶性糖含量与水稻抗倒伏能力强
弱的关系较为密切。水稻成熟期茎秆的钙含量与
水稻茎秆基部抗折力呈极显著正相关(r=0.682**)。
由于钙是植物体细胞壁和细胞间层的主要组成成
分, 能使植株或个体具有一定的机械强度。钙的
大量积累有利于细胞壁钙化, 进一步提高其保护
和支撑的作用, 增强茎秆的抗倒伏能力。因此, 本
研究认为水稻成熟期茎秆的钙含量在一定程度上
与水稻抗倒伏能力的强弱也有一定的关系。
综合来讲, 品种本身的抗倒伏能力对倒伏的
影响更大, 抗倒伏品种‘南粳44’和‘武运粳7号’具有
较强的茎秆机械强度(抗折力)和一定的茎秆生理
学基础。在水稻育种工作中, 一方面可以通过茎
秆生化成分进行抗倒性品种的选育, 另一方面可
以通过合理施肥提高茎秆中碳水化合物的积累,
以及增施硅肥和钾肥等增强茎秆的抗倒伏能力。
这为水稻抗倒伏品种的选育提供了便捷有效的方
法, 为解决水稻品种选育过程中抗倒性的问题以
及高产、优质粳稻品种的选育提供了重要的理论
依据。
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