分析水稻抗倒伏生理机制与评价方法

摘要：水稻的品质以及水稻的产量受水稻倒伏的影响很大，通过对水稻矮化育种来提高水稻品种的抗倒性，使水稻产量增高，以此增加其经济系数。而如果想让水稻产量继续增加，就必须在其生物产量上下功夫，提高水稻生物产量的关键手段是提高水稻株高，但如此一来就会容易产生倒伏。所以矮化育种抗倒就成了水稻能够再提高产量的一个关键课题。出于对水稻各倒伏因素的处理方法考虑，水稻茎秆的物理性状能对水稻倒伏产生重要作用，在研究过程中，水稻茎秆的机械强度也是水稻抗倒伏过程中一个非常关键的育种选项。根据实际研究，我们测量了基部茎秆的相关影响因素，并初步建立水稻抗倒伏评价体系，有利于水稻抗倒伏生理机制与评价，对提高水稻抗倒性有重要作用。

关键词：水稻倒伏；矮化育种；茎秆性状

中图分类号：S511 文献标识码：A文章编号：1674-0432（2012）-09-0143-1

1 水稻超高产育种

随着人口的增加和生活水平的提高，人类对粮食的需求量越来越大，我国虽然在世界上是生产水稻的大国，但因为人口众多，对粮食的需出量也就更多，因此，对于我们国家而言，提高水稻单产已，实现水稻矮化育种，必须采取相应的超高产栽培技术，科研工作者要不断创新，从水稻株型开始，进行超级稻育种，以提高水稻生产产量。

水稻株型在超级杂交稻中具有重要性，根据有关资料得出，水稻生物产量与稻谷产量呈非常明显的正相关关系。因此，进行相关分析，以提高水稻生物学产量能够达到水稻高产。提高水稻育种单产的实现方式是通过将水稻矮化育种来获得。但我们也看到，因为矮秆品种受其生物学产量的一些限制，使水稻经济产量在很长时间内处于所谓的极限状态，难以向上发展。所以我们必须提高源的积累以及转化，经过不断的实践总结一定的经验以不断提高水稻的产量。

具体表现为可通过提高生物产量来实现水稻增产，而实现这一目标的有效途径是提高水稻生物产量：即提高分蘖即提高水稻群体生产能力，增强水稻植株高度，也就是说提高水稻个体的生产能力以及通过化学促控措施来增加水稻植株生产能力，这几种途径各有利弊，其中最后一种途径成本比较高，并且在水稻田间进行操作的难度相对较大，因此大面推广使用不太适合。权衡利弊只提高水稻个体的生产能力逐渐被水稻育种者普遍接受，换句话说，要想实现通过增加株高来达到超级稻产量的提高，从而实现因株高过高而引起的倒伏问题。

2 倒伏对水稻的影响

水稻生产中存在的普遍问题就是关于他的倒伏问题，如今，这个问题已经是高产稳产和机收的重要制约，在高肥水栽培或生育后期遇到不利气候，水稻倒伏会变得更加严重，对产量造成的损失与水稻生长环境和倒伏发生期有很大的关系。通常情况下的暴风雨侵袭会使倒伏发生的情形更大，并且会使水稻倒伏变得非常严重。而根据这种情况，很多学者对其抗倒伏性做了大量详细的分析和研究。

水稻倒伏后，尤其自然条件和影响，如通风透光条件差，加之田间湿度大，会使水稻不见光部分的叶片发生极快的枯黄腐烂，导致其功能叶面积显著下降，而因为水稻基部节间机械损伤，使其植株地下部与地上部之间营养物质输送途径受到阻隔，这也使水稻根系和叶片的衰老更加迅速。

水稻的倒伏会妨碍干物质的积累而造成瘪粒，他大大的影响了水稻的产量，使结实率下降，当然会直接影响水稻籽粒的收获率。因为收获的困难或损失导致产量下降，这也会因为倒伏的作用使稻米品质下降。在水稻发生倒伏后，其光合功能减弱，导致谷粒灌浆不充分，因此米粒垩白增多，发生碎米率现象。倒伏的另一个重要影响就是使稻米的食味变差，使人们的口感差，其蛋白质和直链淀粉含量升高，因为稻穗一直在高湿环境中生长，会使一些稻粒产生霉变和发芽，其精米的光泽度也不好。

3 水稻倒伏现象及影响因素

水稻倒伏一般是发生在抽穗后，通常将水稻倒伏分为根倒伏和茎倒伏，在灌浆期最易发生。依据倒伏状态不同分为曲型、挫折型和扭转型三种。

水稻株高过高，尤其是下部节间过长是水稻发生倒伏的重要因素。从理解角度分析水稻的茎秆，其抗折力与株高的平方成反比，降低水稻株高是为了避免倒伏的发生。换一个角度来说，要想更加提高单产，还得从增加生物产量入手，如果我们在确保不倒伏的条件下，适当增加株高还是非常关键的。

茎秆支撑着整个植株的重量，茎秆的抗倒伏能力通过水稻茎秆物理特性综合表现，其粗细、刚柔状况直接关系到水稻的抗倒性。茎秆越粗，其抗倒性越强，茎秆的抗折力与株高的平方成反比，基部茎秆的性状与抗倒伏能力关系密切。穗部对植株所受的弯曲力影响最为明显，秆型指数也可以用来表达抗弯曲型倒伏的程度。

另外，茎秆的抗倒伏质量与茎秆的解剖学结构关系密切，水稻茎秆中维管束数目多、宽度大对抗倒伏有利，茎秆的化学组成与抗倒伏能力有密切关系纤维素和半纤维素是构成水稻茎秆细胞的主要成分，从有利于水稻生长发育和灌浆结实考虑，他能增强茎秆的机械强度和抗倒伏能力。除此之外，栽培措施不当是造成水稻倒伏的重要原因，含不同营养元素的肥料对水稻的抗倒伏能力不同，农田施肥量大幅度增加，不合理的播种深度、水分管理也会引起倒伏的发生。水稻种植方式对倒伏产生非常明显的影响，提高植株生理活性，可延缓衰老，有利于增强植株吸收养分的能力，增强茎秆强度，提高抗倒伏能力。

4 评价水稻抗倒伏能力的指标

倒伏指数来评价水稻品种的抗倒伏能力，倒伏系数能定量评价小麦品种的抗倒伏，水稻倾斜角能在成熟期直接用量角器在田间测定，茎秆系数也是评价农作物茎秆抗倒伏能力的指标，抗折力矩是模拟水稻抵抗外力折断的一个直接指标。其他的评价指标包括倒伏率、茎秆弹性、弯曲度、稳定系数、共振频率和阻尼振荡。

根据水稻抗倒伏能力的指标，建立了农作物的力学模型，直接建立水稻茎秆模型，水稻穗型与倒伏的关系进行分析，对水稻品种的抗倒性构成因素进行评价，具有较强的综合评价性能，对抗倒伏因素与产量构成的关系进行评定，证明抗倒性在水稻品种间存在明显差异。为科学的估计水稻抗倒伏性提供了理论依据。对水稻作物抗倒品种的选育具有重要意义。

参考文献

[1] 高福平，赵磊，昊硕林.节间长度与中粳西光的抗倒性探讨.安徽农学通报，2001，7.

[2] 穆平，李自超，李春平，等.水、旱条件下水稻茎秆主要抗倒伏性状的QTL分析.遗传学报，2004，31.