本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種早稻品種耐酸性差異比較方法。
背景技術(shù)：
水稻是中國(guó)最重要的糧食作物之一，2013年中國(guó)水稻種植面積達(dá)3031.2萬(wàn)hm2。當(dāng)前水稻生產(chǎn)，尤其是早稻生產(chǎn)正面臨越來(lái)越嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，早稻種植面積下降明顯。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，中國(guó)2013年早稻種植面積為580.4萬(wàn)hm2，比1995年(819.9萬(wàn)hm2)下降了29.2％。從原因來(lái)看，除生產(chǎn)成本上漲、農(nóng)民生產(chǎn)積極性下降與種植制度調(diào)整外，耕地質(zhì)量退化導(dǎo)致早稻產(chǎn)量不高也是一個(gè)非常重要的原因。
南方稻田質(zhì)量退化嚴(yán)重，表現(xiàn)形式多樣，其中土壤酸化是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。有研究認(rèn)為，土壤酸化是全世界面臨的最大的農(nóng)業(yè)環(huán)境問(wèn)題之一；據(jù)估計(jì)，世界酸化土壤約占全球非冰川覆蓋陸地面積的30％。Guo等研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)90％的農(nóng)田土壤都發(fā)生了不同程度的酸化現(xiàn)象。更有報(bào)道稱湖南省已成為中國(guó)土壤酸化程度最嚴(yán)重的省份，全省耕地中有2/3存在不同程度的酸化現(xiàn)象。土壤酸化強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到作物持續(xù)高效安全生產(chǎn)。水稻耐酸性較強(qiáng)，但也適應(yīng)不了強(qiáng)酸性土壤。模擬試驗(yàn)研究表明，過(guò)低的pH可降低水稻種子萌發(fā)率，影響水稻幼苗生長(zhǎng)，導(dǎo)致減產(chǎn)。目前，現(xiàn)有技術(shù)中急需一種早稻品種耐酸性差異比較方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種早稻品種耐酸性差異比較方法，該方法為篩選適應(yīng)酸化稻田種植的早稻品種，以30個(gè)早稻品種為材料，通過(guò)發(fā)芽實(shí)驗(yàn)和大田試驗(yàn)，比較了不同品種的耐酸性差異，并考查了萌發(fā)期弱耐酸性早稻品種的種子發(fā)芽特性對(duì)不同pH條件的響應(yīng)。
其具體技術(shù)方案為：
一種早稻品種耐酸性差異比較方法，包括以下步驟：
步驟1、早稻品種種子萌發(fā)期耐酸性比較
試驗(yàn)品種為：創(chuàng)豐1號(hào)、中嘉早17、中早39、湘早秈24號(hào)、湘早秈42號(hào)、湘早秈45號(hào)、株兩優(yōu)168、株兩優(yōu)211、株兩優(yōu)819、陵兩優(yōu)32、陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)211、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)4024、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)229、陵兩優(yōu)268、陵兩優(yōu)611、陸兩優(yōu)211、陸兩優(yōu)611、陸兩優(yōu)996、T優(yōu)705、金優(yōu)706、德1S/76-37、德73S/1882-182、德22A/3064-1487、株1S/761-48、株1S/472-871、德638S/1882-182、德111A/974，先配制pH1.0的母液，其中硫酸和硝酸的體積比為4.7:1.0,用蒸餾水將母液配制成pH4.0的酸度，對(duì)照是與母液離子成分相同酸度為pH 6.5的溶液，先用精密pH試紙粗調(diào)，然后用PHS-3C型酸度計(jì)測(cè)定pH值；再將供試水稻種子用2％NaClO溶液浸泡20min，用去離子水清洗數(shù)次，用相應(yīng)pH溶液浸種2天后，每半天換溶液一次，選取飽滿種子均勻排列在墊有2層濾紙的9cm培養(yǎng)皿中，每皿50粒，每品種3皿，置于溫度為25.0±0.5℃的恒溫培養(yǎng)箱中，每天更換溶液，發(fā)芽6天后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率和相對(duì)酸害率，發(fā)芽率(％)＝(發(fā)芽粒數(shù)/供試粒數(shù))×100；相對(duì)酸害率(％)＝(對(duì)照發(fā)芽率-處理發(fā)芽率)/對(duì)照發(fā)芽率×100，根據(jù)相對(duì)酸害率劃分早稻種子萌發(fā)期耐酸性；
步驟2、早稻品種大田生長(zhǎng)期耐酸性比較
以步驟1中30個(gè)品種為材料開(kāi)展大田試驗(yàn)，試驗(yàn)地是位于長(zhǎng)沙縣農(nóng)業(yè)局“稻田土壤酸化監(jiān)測(cè)區(qū)”的土壤pH值差異明顯的2塊田，一塊位于高橋鎮(zhèn)白石源村，pH為4.86，另一塊位于果園鎮(zhèn)田漢村，pH為6.75，試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積為10m2，果園試驗(yàn)點(diǎn)施肥方案：復(fù)合肥N：P2O5：K2O＝20：8：12，540kg/hm2、尿素50kg/hm2、硫酸鉀50kg/hm2，復(fù)合肥和鉀肥全部作基肥施用，尿素作為追肥分2次施用，蘗肥與穗肥用量比為8：2，高橋試驗(yàn)點(diǎn)在果園點(diǎn)的基礎(chǔ)上，增施復(fù)合肥300kg/hm2，其他措施相同，育秧集中在果園試驗(yàn)地進(jìn)行，3月31日播種，5月3日移栽，行株距16.7cm×16.7cm，其他管理同一般大田；產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素：每小區(qū)調(diào)查連續(xù)50穴的有效穗數(shù)，以平均數(shù)作為該小區(qū)單穴有效穗；按平均有效穗數(shù)每小區(qū)取樣5穴，帶回室內(nèi)考查穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率，最后計(jì)算理論產(chǎn)量；
產(chǎn)量下降幅度(％)＝(果園試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量－高橋試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量)/果園試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量×100；
耐酸性類(lèi)型劃分：根據(jù)2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的產(chǎn)量差異，把產(chǎn)量下降幅度達(dá)15％以上且達(dá)到極顯著差異水平的品種歸為弱耐酸性品種，把下降幅度為5％～15％且差異達(dá)到顯著水平的品種歸為中耐酸性品種，把下降幅度為5％以下且兩地產(chǎn)量差異不顯著的品種歸為強(qiáng)耐酸性品種；
步驟3、弱耐酸性品種發(fā)芽特性觀察
以根據(jù)步驟1中相對(duì)酸害率篩選出的10個(gè)種子萌發(fā)期弱耐酸性品種：常規(guī)稻品種湘早秈42號(hào)、湘早秈45號(hào)，雜交稻品種陵兩優(yōu)32、陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)229、陵兩優(yōu)268、陸兩優(yōu)211、陸兩優(yōu)611、T優(yōu)705:為材料開(kāi)展不同pH條件下的發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，以種子萌發(fā)期強(qiáng)耐酸性品種中嘉早17和陵兩優(yōu)211分別作為常規(guī)稻和雜交稻對(duì)照品種，設(shè)6個(gè)處理，pH值分別為4.0，4.5，5.0，5.5，6.0，6.5，先配制pH為1.0的母液，其中硫酸和硝酸體積比為4.7:1.0，先用精密pH試紙粗調(diào)，然后用PHS-3C型酸度計(jì)測(cè)定pH，調(diào)節(jié)配制pH4.0，4.5，5.0，5.5，6.0，6.5的溶液，各品種種子去除雜物后用2％NaClO溶液浸泡20min進(jìn)行消毒，然后清水沖洗干凈，選擇飽滿種子放入9cm培養(yǎng)皿中，每皿放50粒種子，用相應(yīng)pH溶液浸種2天后，每半天換溶液一次，濾去溶液，在種子下面鋪兩層濾紙，再將一定量的相應(yīng)pH的溶液倒入皿中，始終保持濾紙濕潤(rùn)并且種子與濾紙充分接觸，每個(gè)處理重復(fù)3次，在25±0.5℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天統(tǒng)計(jì)各培養(yǎng)皿中發(fā)芽種子的數(shù)目，觀察記載種子萌發(fā)過(guò)程，6天后終止實(shí)驗(yàn)；
計(jì)算種子發(fā)芽指標(biāo)：種子發(fā)芽率(％)＝(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100；發(fā)芽指數(shù)＝∑(Gt/Dt)，式中，Gt為每皿不同時(shí)間的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)；活力指數(shù)＝S×∑(Gt/Dt)，S為一定時(shí)期內(nèi)幼苗生長(zhǎng)勢(shì)，以萌發(fā)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)每株苗的平均鮮重(FW，g/株)表示，每皿全部幼苗稱重，計(jì)算平均值；異狀發(fā)芽率是指異常發(fā)芽種子數(shù)，占供試種子數(shù)的百分率，指異常發(fā)芽種子數(shù)是指只長(zhǎng)根不長(zhǎng)芽或者只長(zhǎng)芽不長(zhǎng)根的種子，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)定；
步驟4、數(shù)據(jù)分析
采用Microsoft Excel 2003和DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
進(jìn)一步，通過(guò)發(fā)芽率的相對(duì)酸害率篩選出來(lái)的弱耐酸性品種包括陸兩優(yōu)211、陵兩優(yōu)268、湘早秈45號(hào)、T優(yōu)705、湘早秈42號(hào)、陵兩優(yōu)229、陸兩優(yōu)611、陵兩優(yōu)32、陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)396 10個(gè)品種；通過(guò)大田試驗(yàn)的產(chǎn)量比較，篩選出的弱耐酸性品種為株兩優(yōu)211、德73S/1882-182、陸兩優(yōu)611、陵兩優(yōu)104、株兩優(yōu)168、T優(yōu)705、湘早秈45號(hào)、陵兩優(yōu)211、陵兩優(yōu)396、德638S/1882-182和陸兩優(yōu)211；種子出苗率高低與最后產(chǎn)量表現(xiàn)是反映耐酸性強(qiáng)弱的2個(gè)重要方面，綜合發(fā)芽實(shí)驗(yàn)與大田試驗(yàn)結(jié)果，初步將湘早秈45號(hào)、陸兩優(yōu)211、陸兩優(yōu)611、T優(yōu)705、陵兩優(yōu)396和陵兩優(yōu)104歸為弱耐酸性早稻品種；
通過(guò)發(fā)芽率的相對(duì)酸害率篩選的強(qiáng)耐酸性品種包括金優(yōu)706、中嘉早17、陵兩優(yōu)4024、德111A/974、湘早秈44號(hào)、陵兩優(yōu)211、陸兩優(yōu)996、湘早秈24號(hào)、株兩優(yōu)211、德638S/1882-182、株兩優(yōu)168、創(chuàng)豐1號(hào)、德1S/76-37 13個(gè)品種；通過(guò)大田試驗(yàn)的產(chǎn)量比較篩選出的強(qiáng)耐酸性品種為德22A/3064-1487、株兩優(yōu)819、株1S/472-871、株1S/761-48、德111A/974、陵兩優(yōu)611、陵兩優(yōu)268、湘早秈44號(hào)和中早39，綜合發(fā)芽試驗(yàn)和大田試驗(yàn)結(jié)果，湘早秈44號(hào)和德111A/974為強(qiáng)耐酸性品種，適合于酸化稻田生產(chǎn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明通過(guò)室內(nèi)發(fā)芽實(shí)驗(yàn)和大田試驗(yàn)，比較了30個(gè)早稻品種(組合)的耐酸性差異，并考察了弱耐酸性品種種子發(fā)芽特性對(duì)不同pH條件的響應(yīng)，結(jié)果表明：(1)各品種耐酸性差異明顯，初步確定湘早秈44號(hào)和德111A/974為強(qiáng)耐酸性品種，湘早秈45號(hào)、陸兩優(yōu)211、陸兩優(yōu)611、T優(yōu)705、陵兩優(yōu)396和陵兩優(yōu)104為弱耐酸性品種，其他品種為中耐酸性品種；(2)隨pH下降，弱耐酸性品種的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)隨pH降低而持續(xù)下降，pH差異達(dá)0.5個(gè)單位時(shí)一般無(wú)顯著差異，pH差異達(dá)1個(gè)單位時(shí)部分品種表現(xiàn)顯著差異，而pH差異達(dá)1.5個(gè)單位以上時(shí)所有品種均顯著下降；(3)兩個(gè)常規(guī)稻品種種子活力指數(shù)隨pH下降呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)，而部分雜交稻品種種子活力指數(shù)表現(xiàn)先降后升趨勢(shì)；(4)隨pH下降，各弱耐酸性品種種子異狀發(fā)芽率一般隨pH下降表現(xiàn)持續(xù)增大趨勢(shì)，且pH差異達(dá)1.5個(gè)單位時(shí)即呈現(xiàn)顯著差異。本發(fā)明結(jié)果對(duì)酸化稻田早稻品種選擇具有一定指導(dǎo)作用。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
1材料與方法
1.1早稻品種種子萌發(fā)期耐酸性比較試驗(yàn)
以6個(gè)常規(guī)早稻品種和24個(gè)雜交早稻組合為材料開(kāi)展發(fā)芽實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)品種為：創(chuàng)豐1號(hào)、中嘉早17、中早39、湘早秈24號(hào)、湘早秈42號(hào)、湘早秈45號(hào)、株兩優(yōu)168、株兩優(yōu)211、株兩優(yōu)819、陵兩優(yōu)32、陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)211、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)4024、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)229、陵兩優(yōu)268、陵兩優(yōu)611、陸兩優(yōu)211、陸兩優(yōu)611、陸兩優(yōu)996、T優(yōu)705、金優(yōu)706、德1S/76-37、德73S/1882-182、德22A/3064-1487、株1S/761-48、株1S/472-871、德638S/1882-182、德111A/974。
溶液配制：先配制pH1.0的母液，其中硫酸和硝酸的體積比為4.7:1.0。用蒸餾水將母液配制成pH4.0的酸度，對(duì)照(CK)是與母液離子成分相同酸度為pH 6.5的溶液，先用精密pH試紙粗調(diào)，然后用PHS-3C型酸度計(jì)測(cè)定pH值。再將供試水稻種子用2％NaClO溶液浸泡20min，用去離子水清洗數(shù)次，用相應(yīng)pH溶液浸種2天后(每半天換溶液一次)，選取飽滿種子均勻排列在墊有2層濾紙的9cm培養(yǎng)皿中(每皿50粒)，每品種3皿，置于溫度為25.0±0.5℃的恒溫培養(yǎng)箱中，每天更換溶液。發(fā)芽6天后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率和相對(duì)酸害率。發(fā)芽率(％)＝(發(fā)芽粒數(shù)/供試粒數(shù))×100；相對(duì)酸害率(％)＝(對(duì)照發(fā)芽率-處理發(fā)芽率)/對(duì)照發(fā)芽率×100。根據(jù)相對(duì)酸害率劃分早稻種子萌發(fā)期耐酸性(表1)。
表1耐酸性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
Table 1Classification standard of acid resistance.
1.2早稻品種大田生長(zhǎng)期耐酸性比較試驗(yàn)
1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)
以“1.1”中30個(gè)品種為材料開(kāi)展大田試驗(yàn)。試驗(yàn)地是位于長(zhǎng)沙縣農(nóng)業(yè)局“稻田土壤酸化監(jiān)測(cè)區(qū)”的土壤pH值差異明顯的2塊田，一塊位于高橋鎮(zhèn)白石源村，pH為4.86，另一塊位于果園鎮(zhèn)田漢村，pH為6.75(表2)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積為10m2。果園試驗(yàn)點(diǎn)施肥方案：復(fù)合肥(N：P2O5：K2O＝20：8：12)540kg/hm2、尿素50kg/hm2、硫酸鉀50kg/hm2，復(fù)合肥和鉀肥全部作基肥施用，尿素作為追肥分2次施用，蘗肥與穗肥用量比為8：2。高橋試驗(yàn)點(diǎn)在果園點(diǎn)的基礎(chǔ)上，增施復(fù)合肥300kg/hm2，其他措施相同。育秧集中在果園試驗(yàn)地進(jìn)行，3月31日播種，5月3日移栽，行株距16.7cm×16.7cm。其他管理同一般大田。
表2試驗(yàn)點(diǎn)土壤基本性狀
Table 2 So il prop erties oftwo field site.
1.2.2測(cè)定項(xiàng)目與方法
產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素：每小區(qū)調(diào)查連續(xù)50穴的有效穗數(shù)，以平均數(shù)作為該小區(qū)單穴有效穗；按平均有效穗數(shù)每小區(qū)取樣5穴，帶回室內(nèi)考查穗粒數(shù)、千粒重(含水率14％)和結(jié)實(shí)率，最后計(jì)算理論產(chǎn)量。
產(chǎn)量下降幅度(％)＝(果園試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量－高橋試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量)/果園試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量×100。
耐酸性類(lèi)型劃分：根據(jù)2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的產(chǎn)量差異，把產(chǎn)量下降幅度達(dá)15％以上且達(dá)到極顯著差異水平的品種歸為弱耐酸性品種，把下降幅度為5％～15％且差異達(dá)到顯著水平的品種歸為中耐酸性品種，把下降幅度為5％以下且兩地產(chǎn)量差異不顯著的品種歸為強(qiáng)耐酸性品種。
1.3弱耐酸性品種發(fā)芽實(shí)驗(yàn)
1.3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
以根據(jù)“1.1”中相對(duì)酸害率篩選出的10個(gè)種子萌發(fā)期弱耐酸性品種(常規(guī)稻品種湘早秈42號(hào)、湘早秈45號(hào)，雜交稻品種陵兩優(yōu)32、陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)229、陵兩優(yōu)268、陸兩優(yōu)211、陸兩優(yōu)611、T優(yōu)705)為材料開(kāi)展不同pH條件下的發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，以種子萌發(fā)期強(qiáng)耐酸性品種中嘉早17和陵兩優(yōu)211分別作為常規(guī)稻和雜交稻對(duì)照品種。設(shè)6個(gè)處理，pH值分別為4.0，4.5，5.0，5.5，6.0，6.5。先配制pH為1.0的母液，其中硫酸和硝酸體積比為4.7:1.0，先用精密pH試紙粗調(diào)，然后用PHS-3C型酸度計(jì)測(cè)定pH，調(diào)節(jié)配制pH4.0，4.5，5.0，5.5，6.0，6.5的溶液。各品種種子去除雜物后用2％NaClO溶液浸泡20min進(jìn)行消毒，然后清水沖洗干凈，選擇飽滿種子放入9cm培養(yǎng)皿中，每皿放50粒種子，用相應(yīng)pH溶液浸種2天后(每半天換溶液一次)，濾去溶液，在種子下面鋪兩層濾紙，再將一定量的相應(yīng)pH的溶液倒入皿中，始終保持濾紙濕潤(rùn)并且種子與濾紙充分接觸，每個(gè)處理重復(fù)3次，在25±0.5℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天統(tǒng)計(jì)各培養(yǎng)皿中發(fā)芽種子的數(shù)目，觀察記載種子萌發(fā)過(guò)程，6天后終止實(shí)驗(yàn)。
1.3.2測(cè)定項(xiàng)目與方法
計(jì)算種子發(fā)芽指標(biāo)：種子發(fā)芽率(％)＝(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100；發(fā)芽指數(shù)＝∑(Gt/Dt)，式中，Gt為每皿不同時(shí)間的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)；活力指數(shù)＝S×∑(Gt/Dt)，S為一定時(shí)期內(nèi)幼苗生長(zhǎng)勢(shì)，以萌發(fā)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)每株苗的平均鮮重(FW，g/株)表示(每皿全部幼苗稱重，計(jì)算平均值)；異狀發(fā)芽率是指異常發(fā)芽種子數(shù)(只長(zhǎng)根不長(zhǎng)芽或者只長(zhǎng)芽不長(zhǎng)根的種子)占供試種子數(shù)的百分率，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)定。
1.4數(shù)據(jù)分析
采用Microso ft Excel 2003和DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
2結(jié)果與分析
2.1早稻品種種子萌發(fā)期相對(duì)酸害率比較
各品種種子萌發(fā)期相對(duì)酸害率見(jiàn)表3。根據(jù)表1的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，金優(yōu)706、中嘉早17、陵兩優(yōu)4024、德111A/974、湘早秈44號(hào)、陵兩優(yōu)211、陸兩優(yōu)996、湘早秈24號(hào)、株兩優(yōu)211、德638S/1882-182、株兩優(yōu)168、創(chuàng)豐1號(hào)、德1S/76-37等13個(gè)品種屬?gòu)?qiáng)耐酸性品種；中早39、德22A/3064-1487、株1S/761-48、陵兩優(yōu)611、株1S/472-871、株兩優(yōu)819、德73S/1882-182等7個(gè)品種屬中耐酸性品種；陸兩優(yōu)211、陵兩優(yōu)268、湘早秈45號(hào)、T優(yōu)705、湘早秈42號(hào)、陵兩優(yōu)229、陸兩優(yōu)611、陵兩優(yōu)32、陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)396等10個(gè)品種屬弱耐酸性品種。
表3各品種種子萌發(fā)期相對(duì)酸害率
Table 3 Relative acidity-in jury rate of different varieties.％
2.2早稻品種大田耐酸性比較
由表4可知，除湘早秈42號(hào)和陵兩優(yōu)32外，其他品種產(chǎn)量均以果園試驗(yàn)點(diǎn)較高。根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)，弱耐酸性品種有株兩優(yōu)211、德73S/1882-182、陸兩優(yōu)611、陵兩優(yōu)104、株兩優(yōu)168、T優(yōu)705、湘早秈45號(hào)、陵兩優(yōu)211、陵兩優(yōu)396、德638S/1882-182和陸兩優(yōu)211；中耐酸性品種有創(chuàng)豐1號(hào)、中嘉早17、陵兩優(yōu)229、湘早秈24號(hào)、陸兩優(yōu)996、德1S/76-37、陵兩優(yōu)4024和金優(yōu)706；弱耐酸性品種有德22A/3064-1487、株兩優(yōu)819、株1S/472-871、株1S/761-48、德111A/974、陵兩優(yōu)611、陵兩優(yōu)268、湘早秈44號(hào)和中早39；此外，湘早秈42號(hào)、陵兩優(yōu)32可初步劃分為“特異型”品種，其高橋試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量顯著或極顯著高于果園試驗(yàn)點(diǎn)。
表4 30個(gè)試驗(yàn)品種在果園和高橋試驗(yàn)點(diǎn)的產(chǎn)量比較
Table 4 The yield of thirty test materials in Guoyuan and Gaoqiao sites
注：同行數(shù)據(jù)后不同大、小寫(xiě)字母分別表示差異達(dá)極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05)水平。
Note:In the same row,number followed by different capital letter represented very significant difference(P<0.01)and number followed by different lower-case letter represented significant difference(P<0.05).
2.3弱耐酸性早稻品種種子發(fā)芽特性對(duì)不同pH的響應(yīng)
2.3.1發(fā)芽率
表5顯示，湘早秈42號(hào)在6個(gè)pH條件下的發(fā)芽率均顯著或極顯著低于對(duì)照，降幅在6.0～25.0個(gè)百分點(diǎn)之間，且降幅隨pH降低而增大；湘早秈45號(hào)在pH5.0～6.5條件下發(fā)芽率略高于對(duì)照，pH4.5時(shí)較對(duì)照低4.34個(gè)百分點(diǎn)，pH4.0時(shí)顯著低于對(duì)照；各雜交稻品種發(fā)芽率在pH6.5時(shí)，陵兩優(yōu)32、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)229較對(duì)照顯著或極顯著下降，其他品種下降不顯著；隨著pH的下降，各品種與對(duì)照差異越來(lái)越大，pH6.0～4.0條件下差異均達(dá)極顯著水平，但各品種發(fā)芽率下降幅度差異明顯，整體上看以陵兩優(yōu)32、陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)229下降幅度較大?？梢?jiàn)，無(wú)論常規(guī)稻還是雜交稻品種，發(fā)芽率均隨pH下降而降低，但品種間下降幅度有明顯差異。
比較各品種在不同pH條件下的發(fā)芽率發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)對(duì)照品種在不同pH條件下發(fā)芽率沒(méi)有顯著差異，但各弱耐酸性品種的發(fā)芽率均隨pH降低而表現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)：與pH6.5處理相比，pH6.0條件下湘早秈42號(hào)、陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)229、陸兩優(yōu)611和T優(yōu)705發(fā)芽率顯著下降，pH5.5及更低pH條件下各弱耐酸性品種發(fā)芽率均顯著下降；與pH6.0處理相比，pH5.5條件下各品種發(fā)芽率均下降不顯著，但pH5.0條件下有4個(gè)品種(陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)229和陸兩優(yōu)611)發(fā)芽率顯著下降，而pH4.5與4.0條件下所有品種發(fā)芽率均顯著下降；與pH5.5處理相比，pH5.0條件下各品種發(fā)芽率均下降不顯著，但pH4.5條件下有6個(gè)品種發(fā)芽率顯著下降，而pH4.0條件下所有品種發(fā)芽率均顯著下降；與pH5.0處理相比，pH4.5條件下僅有2個(gè)品種發(fā)芽率下降顯著，但pH4.0條件下所有品種發(fā)芽率均顯著下降?？梢?jiàn)，弱耐酸性品種的發(fā)芽率隨pH降低而持續(xù)下降，pH差異達(dá)0.5個(gè)單位時(shí)一般無(wú)顯著差異，pH差異達(dá)1個(gè)單位時(shí)部分品種表現(xiàn)顯著差異，而pH差異達(dá)1.5個(gè)單位以上時(shí)所有品種均顯著下降。
表5不同pH條件下弱耐酸性早稻品種種子的發(fā)芽率
Table 5 Germination rate of acid sensitive early rice seeds under different pH conditions
注：數(shù)據(jù)后大寫(xiě)和小寫(xiě)字母分別表示同行和同列數(shù)據(jù)間的多重比較，含相同字母者差異不顯著(P<0.05)；中嘉早17為常規(guī)稻對(duì)照品種，陵兩優(yōu)211為雜交稻對(duì)照組合。表6～8與此相同。
Note:Number in the same column followed by different lower-case represented significant difference(P<0.05)and number in the same row followed by different lower-case letter represented significant difference(P<0.05).Zhongjiazao 17 was the CK for conventional varieties,and Lingliangyou 211 was the CK for hybrid varieties.The same below.
2.3.2發(fā)芽指數(shù)
發(fā)芽指數(shù)是反映種子生活力的指標(biāo)，活力低的種子對(duì)逆境敏感，適應(yīng)性較差；而活力高的種子適應(yīng)能力強(qiáng)，抗逆能力強(qiáng)，出苗率穩(wěn)定。由表6可知，與對(duì)照品種中嘉早17相比，常規(guī)稻湘早秈42號(hào)發(fā)芽指數(shù)在6個(gè)pH條件下均顯著或極顯著降低，而湘早秈45號(hào)在pH6.5～5.5條件下提高，在pH5.0～4.0條件下降低，且pH越低降幅越大。各雜交稻品種發(fā)芽指數(shù)在各pH條件下均低于對(duì)照(陵兩優(yōu)211)，且pH越低降幅越大，同時(shí)存在品種間差異，整體上看以陵兩優(yōu)32、陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)229下降幅度較大?？梢?jiàn)，各弱耐酸性品種發(fā)芽指數(shù)一般均隨pH下降而降低，但品種間下降幅度有明顯差異。
比較各品種在不同pH條件下的發(fā)芽指數(shù)發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)對(duì)照品種在不同pH條件下發(fā)芽指數(shù)沒(méi)有顯著變化，但各弱耐酸性品種的發(fā)芽指數(shù)均隨pH降低而表現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)，且在具體比較各pH條件下的發(fā)芽指數(shù)差異顯著性時(shí)發(fā)現(xiàn)了與發(fā)芽率類(lèi)似的規(guī)律，即弱耐酸性品種的發(fā)芽指數(shù)隨pH降低而持續(xù)下降，當(dāng)pH差異達(dá)0.5個(gè)單位時(shí)一般無(wú)顯著差異，pH差異達(dá)1個(gè)單位時(shí)部分品種表現(xiàn)顯著差異，而pH差異達(dá)1.5個(gè)單位以上時(shí)所有品種均顯著下降。
表6不同pH條件下弱耐酸性早稻品種種子的發(fā)芽指數(shù)
Table 6 Germination index of acid sensitive early rice seeds under different pH conditions
2.3.3活力指數(shù)
由表7可見(jiàn)，湘早秈42號(hào)在6個(gè)pH條件下活力指數(shù)均與對(duì)照(中嘉早17)有極顯著差異，而湘早秈45號(hào)活力指數(shù)始終高于對(duì)照，并在pH6.5～5.0條件下差異顯著；各雜交稻品種活力指數(shù)一般均顯著低于對(duì)照(陵兩優(yōu)211)。
比較各弱耐酸性品種在不同pH條件下的活力指數(shù)發(fā)現(xiàn)，各品種種子活力指數(shù)隨pH下降整體表現(xiàn)下降趨勢(shì)，但品種間表現(xiàn)有差異，兩個(gè)常規(guī)稻品種種子活力指數(shù)隨pH下降呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)，而部分雜交稻品種種子活力指數(shù)有先降后升的現(xiàn)象，最低點(diǎn)多為pH4.5(陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)229、陵兩優(yōu)268、T優(yōu)705)或pH5.0(陵兩優(yōu)32、陸兩優(yōu)211、陸兩優(yōu)611)。
表7不同pH條件下耐酸性敏感型早稻品種種子的活力指數(shù)
Table 7 The vigor index of acid sensitive early rice seeds under different pH conditions
2.3.4異狀發(fā)芽率
由表8可見(jiàn)，常規(guī)稻與雜交稻品種種子異狀發(fā)芽率表現(xiàn)一致規(guī)律，即：在各pH條件下均高于對(duì)照，且在pH5.0以下(含)時(shí)差異顯著。比較各品種在不同pH條件下的異狀發(fā)芽率發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)對(duì)照品種種子異狀發(fā)芽率在不同pH條件下差異不大，而各弱耐酸性品種一般隨pH下降表現(xiàn)持續(xù)增大趨勢(shì)，且pH差異達(dá)1.5個(gè)單位時(shí)即呈現(xiàn)顯著差異。
表8不同pH條件下弱耐酸性早稻品種種子的異狀發(fā)芽率
Table 8 The percentage of abnormal germination of acid sensitive early rice seeds under different pH conditions
2.3.5弱耐酸性早稻品種種子發(fā)芽特性與pH的相關(guān)性
由表9可知，對(duì)照品種中，僅陵兩優(yōu)211異狀發(fā)芽率與pH有顯著相關(guān)性，而各弱耐酸性品種發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均與pH呈極顯著正相關(guān)，異狀發(fā)芽率與pH梯度呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，可見(jiàn)，在pH6.5～4.0范圍內(nèi)，pH越低，各弱耐酸性品種種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)越低，而異狀發(fā)芽率越高。
表9弱耐酸性早稻品種的種子發(fā)芽指標(biāo)與pH梯度的相關(guān)系數(shù)
Table 9 Correlation between germination index of acid sensitive early rice varieties and pH gradient
注：*，**分別表示差異達(dá)顯著(p＜0.05)和極顯著(p＜0.01)水平。
3小結(jié)與討論
3.1早稻品種耐酸性類(lèi)型劃分
種子萌發(fā)期耐酸性強(qiáng)弱，對(duì)于水稻種子在酸化土壤上發(fā)芽成苗具有重要的意義。由于當(dāng)前土壤酸化的程度日益加強(qiáng)，影響的范圍越來(lái)越大，有些地區(qū)土壤pH已降至4.5以下，所以本實(shí)驗(yàn)設(shè)置了4.0～6.5共6個(gè)pH梯度處理。通過(guò)相對(duì)酸害率指標(biāo)篩選出了10個(gè)弱耐酸性早稻品種，包含常規(guī)稻、兩系雜交稻、三系雜交稻，并以這10個(gè)品種作為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行不同pH條件下的發(fā)芽指標(biāo)測(cè)定，進(jìn)一步了解這些品種的耐酸性。
通過(guò)發(fā)芽率的相對(duì)酸害率篩選出來(lái)的弱耐酸性品種包括陸兩優(yōu)211、陵兩優(yōu)268、湘早秈45號(hào)、T優(yōu)705、湘早秈42號(hào)、陵兩優(yōu)229、陸兩優(yōu)611、陵兩優(yōu)32、陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)396等10個(gè)品種。通過(guò)大田試驗(yàn)的產(chǎn)量比較，篩選出的弱耐酸性品種為株兩優(yōu)211、德73S/1882-182、陸兩優(yōu)611、陵兩優(yōu)104、株兩優(yōu)168、T優(yōu)705、湘早秈45號(hào)、陵兩優(yōu)211、陵兩優(yōu)396、德638S/1882-182和陸兩優(yōu)211。種子出苗率高低與最后產(chǎn)量表現(xiàn)是反映耐酸性強(qiáng)弱的2個(gè)重要方面，因此，綜合發(fā)芽實(shí)驗(yàn)與大田試驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明初步將湘早秈45號(hào)、陸兩優(yōu)211、陸兩優(yōu)611、T優(yōu)705、陵兩優(yōu)396和陵兩優(yōu)104歸為弱耐酸性早稻品種。
通過(guò)發(fā)芽率的相對(duì)酸害率篩選的強(qiáng)耐酸性品種包括金優(yōu)706、中嘉早17、陵兩優(yōu)4024、德111A/974、湘早秈44號(hào)、陵兩優(yōu)211、陸兩優(yōu)996、湘早秈24號(hào)、株兩優(yōu)211、德638S/1882-182、株兩優(yōu)168、創(chuàng)豐1號(hào)、德1S/76-37等13個(gè)品種；通過(guò)大田試驗(yàn)的產(chǎn)量比較篩選出的強(qiáng)耐酸性品種為德22A/3064-1487、株兩優(yōu)819、株1S/472-871、株1S/761-48、德111A/974、陵兩優(yōu)611、陵兩優(yōu)268、湘早秈44號(hào)和中早39。綜合發(fā)芽試驗(yàn)和大田試驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明認(rèn)為湘早秈44號(hào)和德111A/974為強(qiáng)耐酸性品種，適合于酸化稻田生產(chǎn)。
此外，本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)，湘早秈42號(hào)和陵兩優(yōu)32在酸化稻田上的產(chǎn)量較pH正常大田的產(chǎn)量顯著提高，因此初步認(rèn)為此兩品種是耐酸性“特異性”材料，但是，其“特異性”及其酸化適應(yīng)機(jī)制還有待進(jìn)一步試驗(yàn)證明和研究。
3.2弱耐酸性早稻品種發(fā)芽特性對(duì)pH的響應(yīng)及其品種間差異
曾慶玲等通過(guò)對(duì)種子的發(fā)芽指標(biāo)與pH梯度做相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)水稻種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均與pH梯度呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而異狀發(fā)芽率則與pH梯度呈顯著負(fù)相關(guān)。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，10個(gè)耐酸性敏感型品種的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均隨pH下降而降低，而對(duì)照品種(耐酸性遲鈍型)變化不明顯。本發(fā)明結(jié)果與之基本一致。
關(guān)于各弱耐酸性品種間差異，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，10個(gè)弱耐酸性品種的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等均隨pH下降而下降，與強(qiáng)耐酸性對(duì)照品種間存在顯著差異。如兩個(gè)常規(guī)稻品種湘早秈42號(hào)與湘早秈45號(hào)，前者在各pH條件下均低于對(duì)照，而后者在弱酸性環(huán)境下發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等均高于對(duì)照，同時(shí)，前者的降幅明顯大于后者。再如，雜交稻組合中，隨pH下降，陵兩優(yōu)32、陵兩優(yōu)104、陵兩優(yōu)396、陵兩優(yōu)229等品種的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等下降幅度較大，而另外4個(gè)組合下降幅度相對(duì)較小。關(guān)于耐酸性敏感型品種發(fā)芽特性對(duì)不同pH條件的響應(yīng)差異及其原因，還有待進(jìn)一步研究。
本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)，隨pH下降，弱耐酸性品種的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)隨pH降低而持續(xù)下降，雖然降幅表現(xiàn)有品種間差異，但各品種均只有pH差異達(dá)1.5個(gè)單位以上時(shí)才表現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)；各弱耐酸性品種種子異狀發(fā)芽率隨pH下降表現(xiàn)持續(xù)增大趨勢(shì)，但也要pH差異達(dá)1.5個(gè)單位時(shí)差異才顯著。
3.3水稻品種耐酸性比較方法
種子出苗率高低與最后產(chǎn)量表現(xiàn)是反映耐酸性強(qiáng)弱的兩個(gè)重要方面，前者影響用種量和生產(chǎn)成本，后者直接決定其生產(chǎn)應(yīng)用的適用性，但是僅憑種子萌發(fā)指標(biāo)和大田產(chǎn)量結(jié)果來(lái)篩選評(píng)價(jià)早稻品種的耐酸性是不完善的，且采用發(fā)芽指標(biāo)和產(chǎn)量指標(biāo)評(píng)價(jià)分別評(píng)價(jià)的品種耐酸性結(jié)果的一致性較差，其可能原因應(yīng)該與不同品種種子適應(yīng)環(huán)境條件的能力差異有關(guān)，因此，還需要通過(guò)更多的模擬試驗(yàn)和大田試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的研究。由于本發(fā)明使用早稻材料有限，今后還需更多的試驗(yàn)樣本以驗(yàn)證指標(biāo)的準(zhǔn)確性。此外，今后還需深入研究在酸脅迫下種子萌發(fā)的生理特性及其對(duì)酸脅迫強(qiáng)度與脅迫時(shí)間的響應(yīng)，以確定耐酸性篩選指標(biāo)。
本發(fā)明發(fā)芽實(shí)驗(yàn)設(shè)置的pH梯度較窄，主要是考慮到當(dāng)前大田土壤的pH情況來(lái)確定的，基本能夠滿足水稻萌發(fā)期耐酸性的篩選研究。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見(jiàn)地得到的技術(shù)方案的簡(jiǎn)單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。