全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2016, 42(2): 265277 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由农业部超级稻专项(02318802013231), 国家公益性行业(农业)科研专项(201303102), 宁波市重大科技项目(2013C11001), 江
苏省重点研发项目(BE2015340)和江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(KYLX15_1371)资助。
This research was supported by the Special Program of Super Rice of Ministry of Agriculture (02318802013231), China Special Fund for
Agro-scientific Research in the Public Interest (201303102), the Great Technology Project of Ningbo City (2013C11001), the Key Projects of
Jiangsu Province (BE2015340) and the Innovative Training Program of Postgraduates, Jiangsu Province, China (KYLX15_1371).
* 通讯作者(Corresponding authors): 张洪程, E-mail: hczhang@yzu.edu.cn; 戴其根, E-mail: agdai@yzu.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: 920964110@qq.com
Received(收稿日期): 2015-06-09; Accepted(接受日期): 2015-09-06; Published online(网络出版日期): 2015-10-08.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20151008.1403.014.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2016.00265
甬优籼粳杂交稻花后干物质积累模型与特征分析
韦还和 1 孟天瑶 1 李 超 1 张洪程 1,* 史天宇 1 马荣荣 2 王晓燕 3
杨筠文 4 戴其根 1,* 霍中洋 1 许 轲 1 魏海燕 1 郭保卫 1
1扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心 / 江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009; 2 浙江省宁波市农业科学院作物
研究所, 浙江宁波 315101; 3 浙江省宁波市种子公司, 浙江宁波 315101; 4 浙江省宁波市鄞州区农业技术服务站, 浙江宁波 315100
摘 要: 以甬优籼粳杂交稻甬优 1538 和甬优 7176 为试材, 常规粳稻宁粳 3 号和武运粳 24, 杂交籼稻扬两优 6 号和
两优培九为对照, 研究甬优籼粳杂交稻花后干物质积累特征及比较不同类型品种花后干物质积累特征差异。结果表
明: (1)两年中甬优籼粳杂交稻的平均产量为 11.5 t hm–2 (11.3~11.7 t hm–2), 较常规粳稻和杂交籼稻分别高 7.8%和
10.4% (两年平均值)。甬优籼粳杂交稻抽穗至成熟期的干物质积累量为 8.9 t hm–2, 较常规粳稻和杂交籼稻分别高
19.1%和 26.9% (两年平均值)。(2)不同类型品种花后干物质积累量与花后天数(抽穗当天为 0 d)均可用 Richards方程
拟合(R2均大于 0.990); 各品种花后干物重积累速率均呈先平缓增加后下降的趋势, 花后最大干物重积累速率和平均
干物重积累速率呈杂交籼稻>常规粳稻>籼粳杂交稻, 籼粳杂交稻达最大干物重积累速率的时间大致在花后 42~44 d,
常规粳稻和杂交籼稻则在花后 26~28 d; 籼粳杂交稻在花后渐增期天数和干物质积累量显著高于常规粳稻和杂交籼
稻, 渐增期干物重积累速率以杂交籼稻最高。常规粳稻在花后快增期和花后缓增期天数和干物质积累量均显著高于
籼粳杂交稻和杂交籼稻, 快增期和缓增期干物重积累速率则以杂交籼稻最高。本研究表明甬优籼粳杂交稻花后较强的
干物质积累优势主要体现在花后渐增期, 而花后渐增期较强的干物质积累能力主要在于其较长的渐增期持续天数。
关键词: 甬优籼粳杂交稻; 不同类型品种; 花后干物质生产
Dynamic Model and Its Characteristics Analysis for Dry Matter Production
after Heading of Indica/Japonica Hybrid Rice of Yongyou Series
WEI Huan-He1, MENG Tian-Yao1, LI Chao1, ZHANG Hong-Cheng1,*, SHI Tian-Yu1, MA Rong-Rong2,
WANG Xiao-Yan3, YANG Jun-Wen4, DAI Qi-Gen1,*, HUO Zhong-Yang1, XU Ke1, WEI Hai-Yan1, and GUO
Bao-Wei1
1 Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze River Valley, Ministry of Agriculture / Key Laboratory of Crop Genetics and Physiol-
ogy of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China; 2 Crop Research Institute, Ningbo Academy of Agricultural Sciences of
Zhejiang Province, Ningbo 315101, China; 3 Ningbo Seed Company of Zhejiang Province, Ningbo 315101, China; 4 Agricultural Technology Exten-
sion and Service, Yinzhou District, Ningbo 315100, China
Abstract: This study was conducted using indica-japonica hybrid rice Yongyou 1538 and Yongyou 7176 as the materials, con-
ventional japonica rice Ningjing 3 and Wuyunjing 24, and hybrid indica rice Yangliangyou 6 and Liangyoupeijiu as the checks to
study the characteristics of dry matter production after heading in indica/japonica hybrid rice of Yongyou series and compare the
differences in characteristics of dry matter production after heading among different types of rice varieties. Results indicated that,
grain yield of indica/japonica hybrid rice of Yongyou series was 11.5 t ha–1, on an average, which was 7.8% and 10.4% higher
266 作 物 学 报 第 42卷


than those of conventional japonica rice and hybrid indica rice, respectively. Dry matter accumulation of indica/japonica hybrid
rice was 8.9 t ha–1, which was 19.1% and 26.9% higher than those of conventional japonica rice and hybrid indica rice, respec-
tively. Richards’ equation was fit to simulate the relationship between dry matter weight and days after heading for three types of
rice varieties (R2 ≥ 0.990). Rate of dry matter accumulation of three types of rice varieties decreased after an even increase. Maxi-
mum rate of biomass accumulation and mean rate of biomass accumulation after heading of hybrid indica rice were the highest,
followed by those of conventional japonica rice, and indica/japonica hybrid rice. Time to maximum rate of dry matter accumula-
tion after heading of indica/japonica hybrid rice was at 42–44 days after anthesis, while those of conventional japonica rice and
hybrid indica rice were both at 26–28 days after anthesis. Duration of gradual increase stage and dry matter accumulation in this
stage were higher in indica/japonica hybrid rice than in the check, while mean rate of dry matter accumulation during gradual
increase stage was higher in hybrid indica rice than in indica/japonica hybrid rice. The duration and dry matter accumulation
during fast increase stage and slow increase stage of conventional japonica rice were the highest among three types of rice
varieties, while mean rate of dry matter accumulation during fast increase stage and slow increase stage of hybrid indica rice was
the highest. Our results implied that greater dry matter accumulation mainly occurred in the gradual increase stage for in-
dica/japonica hybrid rice, which was mainly attributed to the longer duration of this stage.
Keywords: Indica/japonica hybrid rice of Yongyou series; Different type rice varieties; Dry matter production after heading
花后物质生产是影响水稻产量、籽粒灌浆和稻
米品质的关键因素[1]。凌启鸿依据水稻经济产量=花
后光合积累量+花前贮藏物质×R 的理论表述, 认为
水稻产量主要取决于花后光合生产积累能力[2]。从
品种演进[2-3]、产量差异(高产、超高产)群体[4-5]的干
物质生产特征的研究表明, 提高花后物质积累量是
进一步提高水稻产量的有效途径。花后干物质生产
特征也一直是水稻高产栽培研究的热点[4-5]。作物生
长模拟模型可定量分析作物生长特征, 近年来, 众
多研究者基于作物生长模拟方程就干物质生产与产量
的关系进行了大量研究, 如李向岭等[6]、刘娟等[7]、李
艳大等[8]基于 Richards 方程对玉米、小麦、水稻干
物质积累特征的相关研究, 赵姣等[9]基于 Logistic方
程对小麦干物质积累特征的分析, 纪洪亭等[10]基于
Gompertz 方程对超级杂交水稻干物质积累特征的分
析。
甬优系列籼粳杂交稻已在生产上表现出较高的
产量潜力。与生产上大面积种植的常规粳稻和杂交
籼稻相比, 甬优系列籼粳杂交稻一般具有 10%以上
的产量增幅[11-12], 人们也就甬优系列籼粳杂交稻的
穗型结构、冠层结构、光合特性、茎秆特征、根系
形态生理特征等方面进行了相关研究[11-16]。当前就
甬优系列籼粳杂交稻花后物质生产特征的研究相对
较少, 且与常规粳稻和杂交籼稻相比, 甬优系列籼
粳杂交稻在花后物质生产特征存在哪些差异, 尚缺
乏较为系统的比较研究。此外, 当前基于作物生长
模拟模型分析水稻干物质积累特征的研究多侧重于
全生育期 , 对花后干物质积累特征的研究相对较
少。为此, 本研究采用作物生长模型对不同类型水
稻品种干物质积累与花后天数的关系进行曲线估计,
并利用推导出的特征参数定量分析不同类型品种花
后物质生产特征及其差异, 以期为甬优籼粳杂交稻
高产机理和高产栽培提供理论与实践依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与栽培管理概况
以甬优系列籼粳交品种(品系)甬优 1538 和甬优
7176, 常规粳稻宁粳 3 号和武运粳 24, 杂交籼稻扬
两优 6号和两优培九为材料。甬优 1538和甬优 7176
由宁波市种子有限公司提供。2013—2014年供试品
种的主要生育期及株高见表 1。
试验于2013—2014年在浙江省宁波市鄞州区洞
桥镇百梁桥村进行。土壤类型为黄化青紫泥田, pH
5.51、含有机质38.37 g kg–1、全氮0.16%、碱解氮82.45
mg kg–1、速效磷20.14 mg kg–1、速效钾78.45 mg kg–1、
水溶性盐总量0.13 g kg–1。两年中水稻生长期间的平
均温度、日照时数、降雨量见图1。
采取完全随机区组设计, 小区面积40 m2, 2次重
复。小区间作埂隔离, 并用塑料薄膜覆盖埂体, 保证
单独排灌。毯苗育秧, 播种期见表1, 秧龄20 d, 栽插
株行距为30.0 cm × 13.2 cm。籼粳杂交稻和杂交籼稻
每穴2苗栽插, 常规粳稻每穴4苗栽插。籼粳杂交稻
和常规粳稻施纯氮270 kg hm–2, 杂交籼稻施纯氮225
kg hm–2, 氮肥按基蘖肥∶穗粒肥=6∶4施用。各小区
磷、钾肥施用量一致, 即过磷酸钙(含12% P2O5) 1125
kg hm–2, 全部基施 ; 氯化钾 (含60% K2O) 450 kg
hm–2, 按基蘖肥∶穗粒肥=4∶6施用。移栽后采用湿
润灌溉为主 , 建立浅水层 ; 群体达到目标穗数的
80%时搁田 , 控制无效分蘖发生 ; 抽穗扬花期田
间保持3 cm水层 , 灌浆结实期间歇灌溉 , 干湿交
替 , 收割前7 d断水搁田。按常规高产栽培要求防
治病虫害。
第 2期 韦还和等: 甬优籼粳杂交稻花后干物质积累模型与特征分析 267


表 1 主要生育期、生育阶段天数及株高
Table 1 Development stage, period, and plant height of the tested varieties
品种
Variety
播种期
Sowing
(month/day)
抽穗期
Heading
(month/day)
成熟期
Maturity
(month/day)
抽穗至成熟期天数
Days from heading
to maturity (d)
全生育期天数
Whole growth
period (d)
株高
Plant height
(cm)
2013
甬优 1538 Yongyou 1538 5/18 8/22 10/25 64 160 145.4
甬优 7176 Yongyou 7176 5/18 8/23 10/24 62 159 138.3
宁粳 3号 Ningjing 3 5/18 8/18 10/9 52 144 95.1
武运粳 24 Wuyunjing 24 5/18 8/18 10/10 52 145 106.2
扬两优 6号 Yangliangyou 6 5/18 8/20 10/4 45 139 139.2
两优培九 Liangyoupeijiu 5/18 8/18 10/3 43 138 137.1
2014
甬优 1538 Yongyou 1538 5/19 8/25 10/27 63 161 151.2
甬优 7176 Yongyou 7176 5/19 8/27 10/27 61 161 142.8
宁粳 3号 Ningjing 3 5/19 8/21 10/13 53 147 101.6
武运粳 24 Wuyunjing 24 5/19 8/21 10/12 53 146 111.9
扬两优 6号 Yangliangyou 6 5/19 8/24 10/9 46 143 145.9
两优培九 Liangyoupeijiu 5/19 8/24 10/9 46 143 143.2

图 1 水稻生长期间的平均温度(A)、日照时数(B)和降雨量(C)
Fig. 1 Mean temperature (A), sunshine hours (B), and precipitation (C) during the rice growing seasons in 2013 and 2014
268 作 物 学 报 第 42卷


1.2 测定项目与方法
1.2.1 花后干物质积累动态 对甬优籼粳杂交稻
于花后 0 (抽穗期)、5、10、15、20、25、30、35、
40、45、50、55、60、65 d按每小区的平均茎蘖数
取样, 每次取 5穴植株。对常规粳稻于花后 0 (抽穗
期)、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 d
按每小区的平均茎蘖数取样, 每次取 5 穴植株。对
杂交籼稻于花后 0 (抽穗期)、5、10、15、20、25、
30、35、40、45 d 按每小区的平均茎蘖数取样, 每
次取 5穴植株。将样株分成叶、茎鞘、穗 3个部分,
105℃杀青 30 min, 75℃烘干至恒重, 测定干物质量。
1.2.2 产量 成熟期调查每小区 100 穴, 计算有
效穗数, 取 20穴调查每穗粒数、结实率和测定千粒
重及理论产量; 每小区实产收割面积 8 m2, 脱粒后
晾晒, 并称重。
1.2.3 计算方法与数据处理
群体生长率(g m–2 d–1) = (W2–W1)/(t2–t1), 式中,
W1和 W2为前后 2次测定的干物质量(t hm–2), t1和 t2
为前后 2次测定的时间(d)。
光合势(×104 m2 d hm–2) = 1
2
× (L1+L2) × (t2–t1),
式中, L1和 L2为前后 2次测定的叶面积(m2 hm–2), t1
和 t2为前后 2次测定的时间(d)。
净同化率(g m–2 d–1) = [(ln L2–ln L1)/(L2–L1)] ×
[(W2–W1)/(t2–t1)], 式中, L1和 L2为前后 2次测定的叶
面积(m2 hm–2), W1和 W2为前后 2次测定的干物质重
(t hm–2), t1和 t2前后 2次测定的时间(d)。
茎鞘物质表观输出量=抽穗期单茎茎鞘重–成熟
期单茎茎鞘重。
茎鞘物质最大输出量=抽穗期单茎茎鞘重–灌浆
期最低单茎茎鞘重。
表观输出率(%)=100×(抽穗期单茎茎鞘重成熟
期单茎茎鞘重)/抽穗期单茎茎鞘重。
最大输出率(%)=100×(抽穗期单茎茎鞘重灌浆
期最低单茎茎鞘重)/抽穗期单茎茎鞘重。
本文以 Curve Expert 1.3软件对各品种花后天数
(抽穗当天为 0)和群体干物重之间的关系进行拟合,
发现用 Richards 方程拟合的效果较好 (R2 均大于
0.990)。Richards方程为 W=
1
(1 e )
 kt NA B , 式中, W
为各期群体干物重(t hm–2), A 为终极群体干物重(t
hm–2), t为开花后天数(d), B、N、K为方程参数。参
照朱庆森等[17]的方法, 求出以下参数。
最大干物重积累速率(t hm–2 d–1)=
1(1 )
AK
NN
N


平均干物重积累速率(t hm–2 d–1)=
2( 2)
AK
N 
到达最大干物重积累速率的时间(d)= ln lnB N
K

干物质积累阶段的渐增期为 (0t1), 快增期为
(t1t2), 缓增期为(t2t3)。
t1 (d) =
2 2 1/ 23 ( 6 5)ln
2
N N N N N
B
K
   

t2 (d) =
2 2 1/ 23 ( 6 5)ln
2
N N N N N
B
K
   

t3 (d) =
100 1
99ln
N
B
K
    

渐增期干物重平均积累速率(t hm–2 d–1) =
1
1
1
(1 e )
 kt NA B
t

快增期干物重平均积累速率(t hm–2 d–1) =
1
2
2 1
(1 e )


kt NA B
t t

缓增期干物重平均积累速率(t hm–2 d–1) =
1
3
3 2
(1 e )


kt NA B
t t

1.3 数据处理
运用Microsoft Excel软件录入计算数据, 用DPS
软件统计分析。
2 结果与分析
2.1 产量及其构成因素
两年中籼粳杂交稻甬优 1538 和甬优 7176 产量
均显著高于常规粳稻和杂交籼稻, 如 2014年籼粳杂
交稻的平均产量分别较常规粳稻和杂交籼稻高 8.6%
和 12.0%。甬优籼粳杂交稻增产的主要原因是穗大
粒多 , 两年中籼粳杂交稻的每穗实粒数为 255.39,
是常规粳稻(134.36)的近 2 倍, 较杂交籼稻(180.85)
高 41.2%。穗数、结实率则以常规粳稻最高。此外, 两
年中参试品种的每穗粒数变化较大, 尤其对于甬优
1538 和甬优 7176。2013 年不同类型品种的平均日
产量以杂交籼稻最高, 甬优籼粳杂交稻最低, 2014
第 2期 韦还和等: 甬优籼粳杂交稻花后干物质积累模型与特征分析 269


年则呈相反趋势(表 2)。
2.2 花后物质生产特征
由表 3 可知, 抽穗期和成熟期的叶面积指数均
以甬优籼粳杂交稻最高。抽穗至成熟期的干物质积
累量也以甬优籼粳杂交稻最高, 如 2014年甬优籼粳
杂交稻抽穗至成熟阶段的干物质积累量达 9.2 t hm–2,
较常规粳稻和杂交籼稻分别高 22.8%和 27.1%, 差异
显著。2013年抽穗至成熟期的群体生长率以杂交籼
稻最高, 2014 年则以甬优籼粳杂交稻最高。两年中
的抽穗至成熟期的光合势以甬优籼粳杂交稻最高 ,
如 2013 年甬优籼粳杂交稻较常规粳稻和杂交籼稻
分别高 20.17%和 35.51%, 差异显著。两年中净同化
率均以杂交籼稻最高。
2.3 花后干物质积累动态
不同类型水稻品种两年花后干物质积累动态基
本一致。以 2014年数据为例, 各品种抽穗后干物质
积累动态均呈渐增、快增、缓增的趋势(图 2)。干物
质积累方程见表 4。

表 2 产量及其构成因素
Table 2 Grain yield and its components of the tested variety
品种
Variety
穗数
No. of panicles
(×104 hm–2)
每穗粒数
Spikelets per
panicle
结实率
Seed-setting rate
(%)
千粒重
1000-grain weight
(g)
实际产量
Actual yield
(t hm–2)
日产量
Yield per day
(kg hm–2 d–1)
2013
甬优 1538 Yongyou 1538 167.6 f 326.3 a 85.7 b 24.9 d 11.4 a 71.25 c
甬优 7176 Yongyou 7176 189.0 e 304.7 a 86.6 b 23.9 e 11.2 a 70.44 bc
宁粳 3号 Ningjing 3 327.0 a 146.6 c 89.1 a 26.4 b 10.7 b 74.30 ab
武运粳 24 Wuyunjing 24 301.5 b 159.3 c 90.1 a 25.7 c 10.6 b 73.10 abc
扬两优 6号 Yangliangyou 6 229.3 c 200.9 b 86.5 b 27.7 a 10.3 b 74.10 ab
两优培九 Liangyoupeijiu 217.7 d 229.3 b 87.9 ab 25.5 c 10.4 b 75.36 a
LSD0.05 7.54 35.58 2.35 0.54 0.50 3.26
2014
甬优 1538 Yongyou 1538 184.0 e 282.6 a 87.3 c 25.8 c 11.2 b 69.56 c
甬优 7176 Yongyou 7176 201.0 d 264.9 a 87.3 c 24.5 d 12.2 a 75.77 a
宁粳 3号 Ningjing 3 339.0 a 137.5 c 91.6 a 26.9 b 10.7 c 72.78 ab
武运粳 24 Wuyunjing 24 309.0 b 152.1 c 90.3 ab 26.3 c 10.4 cd 71.23 bc
扬两优 6号 Yangliangyou 6 235.6 c 185.7 b 88.5 bc 28.0 a 10.2 d 71.32 bc
两优培九 Liangyoupeijiu 231.7 c 208.5 b 88.2 bc 26.1 c 10.2 d 71.32 bc
LSD0.05 15.77 23.28 2.48 0.55 0.42 2.83
标以不同字母的值在同一年份 5%水平上差异显著。
Values followed by different letters are significantly different at the 5% probability level within the same year.

2.4 花后干物质积累特征
不同类型水稻品种 2013 年和 2014 年花后干物
质积累速率变化动态基本一致。以 2014年数据为例,
各品种抽穗后干物质积累动态均呈先上升后下降的
趋势(图 3)。花后最大干物重积累速率和平均干物重
积累速率呈杂交籼稻>常规粳稻>籼粳杂交稻, 籼粳
杂交稻达最大干物重积累速率的时间大致在花后
42~44 d, 常规粳稻和杂交籼稻则在 26~28 d (表 5)。
籼粳杂交稻在渐增期天数和干物质积累量均显
著高于常规粳稻和杂交籼稻, 渐增期干物重积累速
率则以杂交籼稻最高。常规粳稻在快增期和缓增期
天数和干物质积累量均显著高于籼粳杂交稻和杂交
籼稻, 快增期和缓增期干物重积累速率则以杂交籼
稻最高(表 6)。
2.5 花后单茎茎鞘重变化动态
不同类型水稻品种 2013 年和 2014 年花后单茎
茎鞘重的变化趋势基本一致。以 2014年为例, 不同
类型品种抽穗后单茎茎鞘重的变化均呈先下降后上
升的趋势(图 4)。籼粳杂交稻在抽穗后 30 d单茎茎鞘
重最低。常规粳稻中武运粳 24 在抽穗后 20 d 单茎
茎鞘重最低, 宁粳 3 号则在抽穗后 25 d。杂交籼稻
则在抽穗后 20 d单茎茎鞘重最低。籼粳杂交稻茎鞘
物质的平均最大输出量(g)和表观输出量(g)分别为
0.891和 0.343, 均显著高于常规粳稻(0.496和 0.133)
和杂交籼稻(0.507 和 0.285)。花后表观输出率(%)呈
杂交籼稻(11.94) > 甬优籼粳杂交稻(9.65) > 常规粳
270 作 物 学 报 第 42卷



第 2期 韦还和等: 甬优籼粳杂交稻花后干物质积累模型与特征分析 271



图 2 不同水稻品种抽穗后干物质积累动态
Fig. 2 Dynamics of dry matter accumulation after heading in different rice varieties

表 4 各品种花后干物重积累的拟合方程
Table 4 Stimulation equations of dry matter accumulation after heading in tested varieties
年份/品种类型
Year/variety type
品种
Variety
拟合方程
Fitted equation
2013
籼粳杂交稻 甬优 1538 Yongyou 1538 Y=20.97   10.36 34.731 221544936.40e X  R2=0.998
Indica/japonica hybrids 甬优 7176 Yongyou 7176 Y=22.37   10.33 33.091 38411905.17e X  R2=0.997
常规粳稻 宁粳 3号 Ningjing 3 Y=18.17   10.24 17.991 15565.20e X  R2=0.998
Inbred japonica rice 武运粳 24 Wuyunjing 24 Y=18.42   10.25 18.271 13838.24e X  R2=0.998
杂交籼稻 扬两优 6号 Yangliangyou 6 Y=17.83   10.53 37.271 95303300.43e X  R2=0.992
Indica hybrid rice 两优培九 Liangyoupeijiu Y=17.15   10.74 53.211 119218764560.75e X  R2=0.990
2014
籼粳杂交稻 甬优 1538 Yongyou 1538 Y=21.31   10.29 28.741 9146318.44e X  R2=0.998
Indica/japonica hybrids 甬优 7176 Yongyou 7176 Y=21.67   10.37 36.951 380273009.96e X  R2=0.998

272 作 物 学 报 第 42卷


(续表 4)
年份/品种类型
Year/variety type
品种
Variety
拟合方程
Fitted equation
2014
常规粳稻 宁粳 3号 Ningjing 3 Y=18.47   10.24 17.971 14210.37e X  R2=0.998
Inbred japonica rice 武运粳 24 Wuyunjing 24 Y=18.56   10.26 19.131 25701.05e X  R2=0.998
杂交籼稻 扬两优 6号 Yangliangyou 6 Y=17.71   10.51 36.431 52974223.28e X  R2=0.992
Indica hybrid rice 两优培九 Liangyoupeijiu Y=17.33   10.70 49.671 28571112732.06e X  R2=0.991
式中 X和 Y分别表示抽穗后天数(d)和群体干物重(t hm–2)。
X and Y denote days after heading and population dry matter weight (t hm–2), respectively.

图 3 不同水稻品种花后干物重积累速率
Fig. 3 Rate of dry matter accumulation after heading in different rice varieties

表 5 各品种花后干物重积累参数
Table 5 Parameters of dry matter accumulation after heading in tested varieties
年份/品种类型
Year/variety type
品种
Variety
花后最大积累速率
MRDA (t hm–2 d–1)
花后平均积累速率
ARDA (t hm–2 d–1)
达到最大积累速率时间
TMRDA (d)
2013
甬优 1538 Yongyou 1538 0.1885 0.1016 44.01
甬优 7176 Yongyou 7176 0.1941 0.1049 42.45
籼粳杂交稻
Indica/japonica hybrids
平均 Mean 0.1913 c 0.1032 c 43.23 a
第 2期 韦还和等: 甬优籼粳杂交稻花后干物质积累模型与特征分析 273


(续表 5)
年份/品种类型
Year/variety type
品种
Variety
花后最大积累速率
MRDA (t hm–2 d–1)
花后平均积累速率
ARDA (t hm–2 d–1)
达到最大积累速率时间
TMRDA (d)
2013
宁粳 3号 Ningjing 3 0.1984 0.1110 27.68
武运粳 24 Wuyunjing 24 0.2011 0.1124 26.89
常规粳稻
Inbred japonica rice
平均 Mean 0.1998 b 0.1117 b 27.29 c
扬两优 6号 Yangliangyou 6 0.2237 0.1202 27.87
两优培九 Liangyoupeijiu 0.2185 0.1156 28.93
杂交籼稻
Indica hybrid rice
平均 Mean 0.2211 a 0.1179 a 28.40 b
2014
甬优 1538 Yongyou 1538 0.1874 0.1020 43.05
甬优 7176 Yongyou 7176 0.1907 0.1025 43.82
籼粳杂交稻
Indica/japonica hybrids
平均 Mean 0.1891 c 0.1023 c 43.43 a
宁粳 3号 Ningjing 3 0.1991 0.1114 27.70
武运粳 24 Wuyunjing 24 0.2020 0.1126 28.10
常规粳稻
Inbred japonica rice
平均 Mean 0.2006 b 0.1120 b 27.90 c
扬两优 6号 Yangliangyou 6 0.2182 0.1174 27.86
两优培九 Liangyoupeijiu 0.2211 0.1173 28.83
杂交籼稻
Indica hybrid rice
平均 Mean 0.2196 a 0.1173 a 28.34 b
标以不同字母的值在同一年份 5%水平上差异显著。
Values followed by different letters are significantly different at the 5% probability level within the same year. MRDA: maximum rate
of dry matter accumulation after heading; ARDA: average rate of dry matter accumulation after heading; TMRDA: time to maximum rate of
dry matter accumulation after heading.

图 4 不同水稻品种抽穗后单茎茎鞘重变化动态
Fig. 4 Dynamics of dry weight per stem after heading in different rice varieties
274 作 物 学 报 第 42卷



第 2期 韦还和等: 甬优籼粳杂交稻花后干物质积累模型与特征分析 275


稻(6.80), 花后最大输出率(%)呈常规粳稻(25.30) >
甬优籼粳杂交稻(25.08) > 杂交籼稻(21.29)。
3 讨论
3.1 不同类型水稻品种花后光合物质生产差异
增加花后光合物质生产能力是提高水稻产量的
有效途径, 叶面积指数、光合势、群体生长率和净
同化率等是表征群体光合生产能力的重要指标[2]。
Xiong等 [18]研究表明 , 超高产品种花后干物质积累
量、干物质转移量、干物质转移率均显著高于一般
高产品种。龚金龙等[19]研究表明, 粳型超级稻花后
干物质积累量、光合势、群体生长率、净同化率均
显著高于籼型超级稻。姜元华等[15]研究表明, 与杂
交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻相比, 甬优籼粳杂交
稻花后光合势、净同化率、干物质积累量等均具有
较明显的优势。本试验条件下, 两年中甬优籼粳杂
交稻产量达 11.5 t hm–2, 较常规粳稻和杂交籼稻的
产量均高出 7%以上。抽穗期和成熟期的叶面积指
数、花后光合势、花后干物质积累量均以甬优籼粳
杂交稻显著高于常规粳稻和杂交籼稻。而甬优籼粳
杂交稻花后净同化率并不高, 低于杂交籼稻。
3.2 不同类型水稻品种花后干物质积累模型的
建立及特征参数
作物生长模拟模型可解释作物生长发育特征, 在
水稻、小麦、玉米、棉花等作物上均有相关报道[6-8,20]。
就水稻而言, 李艳大等[8]基于 Richards 方程分析了
不同株型水稻的干物质积累特征, 并将整个干物质
积累过程分成前、中和后期 3个阶段。纪洪亭等[10,21]
基于Gompertz方程分析了超级杂交水稻的干物质积
累、养分积累特征。林瑞余等[22]研究表明, 三次曲线
对杂交籼稻(汕优 63和两优 2186)和常规稻(IR64)的拟
合效果好于 Logistic 模型。杨京平等[23]借助水稻生
长模型 Oryza-0 研究了水稻干物质和氮素积累的动
态特征。本研究表明, 3种类型品种花后干物质积累
量与花后天数的关系均以 Richards 方程的拟合效果
最好(R2均大于 0.990)。在此基础上, 分析了不同类
型品种花后干物质生产特征。
此前, 基于作物生长模型对水稻干物质生产特
征的描述多侧重于全生育期, 而对花后干物质生产
特征的研究较少。杨惠杰等[24]研究表明, 超高产水
稻品种的最大干物质积累速率出现在生育中期, 且
生育中期和后期的干物质积累速率与产量呈高度正
相关。纪洪亭等[10]研究表明, 超级杂交稻干物质积
累速率曲线呈先升高后下降的单峰曲线, 最大干物
质积累速率出现在移栽后 69~72 d, 且超级杂交稻的
最大干物质积累速率高于对照品种。龚金龙等[19]研
究表明, 粳型超级稻移栽至拔节期的干物质积累速
率低于籼型超级稻, 拔节至抽穗期、抽穗至成熟期
的干物质积累速率则以粳型超级稻高于籼型超级
稻。本研究表明, 不同类型品种花后干物质积累速
率均呈先上升后下降的单峰曲线, 籼粳杂交稻花后
最大干物质积累速率出现在花后 42~44 d, 常规粳稻
和杂交籼稻则在 26~28 d。花后最大干物质积累速率
和平均干物质积累速率呈杂交籼稻>常规粳稻>甬优
籼粳杂交稻, 这也表明, 甬优籼粳杂交稻花后较高
的干物质积累量主要是来自其较长的灌浆期持续天
数, 而不是其花后干物质积累速率。
刘娟等[7]基于归一化法将小麦干物质积累过程
划分成前、中、后期3个阶段, 前、中、后期的干物
质积累量所占比例依次为10%、70%和20%。李艳大
等[8]基于 Richards 方程将水稻整个干物质积累过程
分成渐增、快增、缓增3个阶段, 具有明显的生物学
意义。纪洪亭等[10,21]研究表明, 超级杂交稻在快增期
的干物质积累量显著高于对照, 而在缓增期和减速
增长期的干物质积累量低于对照, 且超级杂交稻干
物质和养分积累的优势在于快增期持续时间较长、
花后干物质和养分积累速率较快。本研究表明, 籼
粳杂交稻在渐增期的持续天数、干物质积累量均显
著高于常规粳稻和杂交籼稻, 但籼粳杂交稻渐增期
的平均干物质积累速率显著低于对照; 快增期和缓
增期的干物质积累量和持续天数则均以常规粳稻最
高, 快增期和缓增期的平均干物质积累速率则以杂
交籼稻最高。该结果表明, 籼粳杂交稻花后较强的
干物质积累优势主要体现在花后渐增期, 而花后渐
增期较强的干物质积累能力主要在于其较长的持续
天数。
3.3 不同类型水稻品种花后单茎茎鞘重的变化
较多的研究已表明, 单茎茎鞘重在花后的“二次
增重”现象被认为是源库关系协调的重要指标 [25-26],
即水稻单茎茎鞘重在花后经历先下降后上升的变
化。较高的单茎茎鞘重是植株壮秆、抗倒伏的重要
标志 [2], 由于单茎茎鞘重在花后经历先下降后上升
的变化, 因此花后最低单茎茎鞘重的出现时间往往
被认为是倒伏的敏感时期。一般而言, 水稻单茎茎
鞘重在花后 20~25 d最低, 因此, 水稻倒伏相关指标
的测定也多在此时期进行[27-29]。本研究结果表明, 3
276 作 物 学 报 第 42卷


种类型品种花后单茎茎鞘重的变化均呈先下降后上
升的趋势, 杂交籼稻花后最低单茎茎鞘重出现在花
后 15 d, 常规粳稻出现在花后 20 d和 25 d, 籼粳杂
交稻则出现在花后 30 d。本试验条件下, 籼粳杂交
稻、常规粳稻和杂交籼稻的花后倒伏敏感期大致在
花后 30 d、花后 20~25 d、花后 15 d。该结果可为相
关地区防止生育后期水稻倒伏制定的栽培措施提供
一些理论与实践参考。
4 结论
甬优籼粳杂交稻花后干物质积累量显著高于对
照品种, 其花后较强的干物质积累优势主要体现在
花后渐增阶段, 且花后渐增阶段较强的干物质积累
能力主要在于其较长的渐增期持续天数。
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