目前世界上十分重视在农业*域利用激光辐射技术,因为这对提高农作物的产量效果显著,且无任何污染,还可以防止病虫害,相对来说是投资少、效益高的开发项目。但是 ,由于激光的光束小很难在实际中推广应用。实践证明 ,只要采用与激光强度相近、波长相同的一般光也能起到激光所引起的生物作用
[ 1] 。因此, 我们自 1996 ～ 1998 年进行了氙灯光源辐射处理水稻干种子试验。
1 试验方法
1 .1 供试品种 早稻为中熟早籼品种“89 -1” 、早熟早籼品种“V95 -3” ;晚稻为晚杂“协优 2374” 、“协
优 10 号” 。
1 .2 发射光源 氙灯光源的发射光谱和日光光谱极为相似 ,并具有光色好、强度大 、光谱连续等特点,是目前较理想的辐射光源。本试验系由中科院生物物理研究所提供的氙灯光源照射水稻干种子。
1 .3 田间设计 早稻共设 4 个处理:(1)A 、(2)B 、(3)C 、(4)D ;晚稻共设 4 个处理 :(1)E 、(2)C 、(3)A 、
(4)B 。1998 年早 、晚稻还另设二期处理, 一次在播种前一星期进行处理 ,一次在播种前两星期进行处理。均以未处理作 CK 。小区面积 20 ×10
-3 hm
2 , 重复 3 次 ,随机区组排列 ,早稻 1996 ～ 1998 年分别于 3 月13 、15 、21 日进行光照处理,分别于 3 月 30 日、4 月 1 、2 日播种 ,4 月27 日 、30 日 ,5 月1 日移栽 。晚杂 1997 ～ 1998 年分别于 6 月 2 日、19 日进行光照处理 ,分别于 6 月 22 日、23 日播种, 7 月 26 日、27 日移栽。
统计分析早稻为 3 年平均数, 晚杂为 2 年平均数。
1 .4 田间管理 试验田为水稻土。前作红花草 ,播种量早稻 750 kg/hm
2 , 晚杂 600 kg/hm
2 。秧田施尿素 90 ～ 120 kg/hm
2 , 本田基肥, 红花草 25 500 kg/hm
2 , 复合肥 375 .0 ～ 420 .0 kg/hm
2 , 追肥施尿素 150 .0～ 180 .0 kg/hm
2 ,氯化钾 112 .5～ 150 kg/hm
2 ,石膏 150 kg/hm
2 ,本田施肥折算纯氮 238 .5～ 270 . 0 kg/hm
2 ,纯磷 135 ～ 165 kg/hm
2 , 纯钾 222 .0～ 252 .0 kg/hm
2 。其它措施同大田。
2 试验结果
2 .1 产量 早稻以 A 处理产量**高, 产量 7 194 .00 kg/hm
2 , 比 CK 增产 780 .00 kg/hm
2 , 增产
12 .16 %,增产达显著 。日产量 67 .80 kg/hm
2 ,比 CK 增产 8 .40 kg/hm
2 ,增产 14 .14 %。D 处理增产不显著。B 、C 两个处理的产量与 CK 比较略减(表 1)。
表 1 早稻各处理产量比较
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处理 |
产 |
量 |
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|
比 CK ± |
|
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|
日产量 |
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kg/ hm2 |
位次 |
|
kg/ hm2 |
% |
显著性 |
|
kg/ hm2 |
位次 |
比 CK ±% |
|
|
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|
|
A |
7 194 .00 |
1 |
+780 .00 |
+12.16 |
+＊＊ |
67 .80 |
1 |
+14 .14 |
|
B |
6 351 .00 |
4 |
-4 .20 |
-0.98 |
|
59 .40 |
3 |
|
|
C |
6 351 .00 |
4 |
-4 .20 |
-0.98 |
|
58 .80 |
4 |
-1 .00 |
|
D |
6 559 .50 |
2 |
+9 .70 |
+2.27 |
|
61 .35 |
2 |
+3 .28 |
|
CK |
6 414 .00 |
3 |
0.00 |
0 .00 |
|
59 .40 |
3 |
0.00 |
|
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晚稻 4 个处理均比 CK 增产 ,每公顷增产辐度为 4 .84 %～ 9 .70 %,日增产 6 .29 %～ 11 .26 %。以 A 处理产量**高 ,产量 6 787 .5 kg/hm
2 。比 CK 增产600 .0 kg/hm
2 ,增产9 .70 %,增产达极显著。日产量
50 .40 kg/hm
2 ,比 CK 增产 5 .1 kg/hm
2 ,增产 11 .26 %,次为 C 处理 ,产量为 6 562 .5 kg/hm
2 , 比 CK 增产375 .00 kg/hm
2 , 增产 6 .06 %, 增产达显著。日产量 48 .30 kg/hm
2 , 比 CK 增产 3 .0 kg/hm
2 , 增产
6 .62 %。另两个处理增产不显著(表 2)。
分期处理的产量差异不大 ,处理后一星期播种的产量为 5 524 .5 kg/hm
2 ,比 CK 增产 13 .9%, 处理后二星期播种的产量为 5 424 .0 kg/hm
2 ,比 CK 增产 11 .9%,增产均达显著。
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· 48 · |
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江 西农 业大 学学 报 |
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第 23 卷 |
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表 2 晚杂各处理产量比较 |
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处理 |
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产 |
量 |
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比 CK ± |
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日产量 |
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kg/ hm2 |
位次 |
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kg/ hm2 |
|
% |
显著性 |
|
kg/ hm2 |
位次 |
比 CK ±% |
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|
|
E |
6 325 .00 |
3 |
337 .50 |
5 |
.45 |
|
48 .45 |
2 |
+6 .95 |
|
|
C |
6 562 .50 |
2 |
375 .00 |
6 |
.06 |
＊ |
48 .30 |
3 |
+6 .62 |
|
|
A |
6 787 .50 |
1 |
600 .00 |
9 |
.70 |
＊＊ |
50 .40 |
1 |
+11 .26 |
|
|
B |
6 487 .50 |
4 |
300 .00 |
4 |
.85 |
|
48 .15 |
4 |
+6 .29 |
|
|
CK |
6 187 .50 |
5 |
0.00 |
0 |
.00 |
|
45 .30 |
5 |
0.00 |
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2 .2 秧苗素质 早稻各处理的发芽势均比 CK 强 , 3 d 后的发芽数多 0 .4%～ 6 .0%, 发芽率比 CK 高 0 .4%～ 2 .4%。其中以 A 处理**好 。苗高 、根长、根数、叶片数 、叶片重 、根重、全苗重各处理均比 CK
好。苗增高 0 .5～ 2 .7 cm ,根增长 0 .6～ 1 .0 cm ,叶片多 0 .1～ 0 .3片 ,根数多 3 ～ 3 .6根 ,叶片重 0 .21 ～ 1 .73 g ,根增重 0 .01 ～ 0 .4 g ,全苗增重 0 .22 ～ 2 .11 g 。其中以 D 处理**重, 次为 C 处理(表 3)。
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表 3 |
早稻各处理秧苗素质比较 |
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处理 |
发芽势 |
发芽率 |
苗高 |
根长 |
叶片数 |
根数 |
茎粗 |
叶片重 |
根重 |
全苗重 |
|
/ % |
/ % |
/cm |
/ cm |
/ 片 |
/ 根 |
/cm |
/ g |
/g |
/g |
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
D |
73 .7 |
96.8 |
17.9 |
11 .4 |
3 .0 |
15.7 |
0.30 |
3.52 |
1 .97 |
5 .49 |
|
B |
77 .3 |
96.7 |
18.8 |
11 .3 |
3 .0 |
15.1 |
0.30 |
3.00 |
1 .60 |
4 .60 |
|
C |
71 .7 |
97.3 |
20.1 |
11 .8 |
3 .0 |
15.6 |
0.30 |
3.29 |
1 .99 |
5 .28 |
|
A |
76 .398.7 |
19.8 |
11 .5 |
3 .2 |
15.4 |
0.31 |
3.15 |
1 .98 |
3 .13 |
|
CK |
71 .3 |
96.3 |
17.4 |
10 .8 |
2 .9 |
12.1 |
0.29 |
1.79 |
1 .59 |
3 .38 |
注:发芽势为浸种后 3 d 的发芽数, 发芽率为 8 d 的发芽数
晚杂各处理的发芽势与发芽率均比 CK 强。发芽势比 CK 强 8 .3%～ 10 .4%, 以 A 处理发芽势**强。发芽率比 CK 强 1 .4%～ 3 .4%。以 A 处理发芽率**高。秧苗分蘖数比 CK 多 , 单株多 0 .1 ～ 0 .7
根,以 A 处理**多。苗高经CK 高 4 .3～ 7 .5 cm 。以 B 处理**高。根长比 CK 长 0 .4～ 1 .2 cm , 以 B 处理**长。叶片数多 2 .5～ 4 .5 片。以 B 叶片数**多。根数多 12 .1～ 26 .3 根。以 A 处理**多。叶片比
CK 重 11 .4～ 13 .5 g 。根重比 CK 重 3 .7～ 5 .6 g 。全苗重比 CK 重 15 .1～ 19 .8 g 。均以 A 处理**重
(表 4)。
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表 4 |
晚杂各处理秧苗素质比较 |
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处理 |
发芽势 |
发芽率 |
分蘖数 |
苗高 |
根长 |
叶片数 |
根数 |
叶片重 |
根重 |
全苗重 |
|
/ % |
/ % |
/ 根 |
/ cm |
/ cm |
/ 片 |
/根 |
/ g |
/g |
/g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
68 .1 |
88.8 |
4.2 |
38 .5 |
12 .615.2 |
61 .4 |
32 .0 |
16.148.1 |
|
C |
|
67 .9 |
89.7 |
4.4 |
38 .7 |
12 .815.5 |
72 .4 |
34 .0 |
18.052.0 |
|
A |
|
68 .8 |
89.9 |
4.7 |
40 .0 |
12 .916.9 |
73 .2 |
34 .1 |
18.752.8 |
|
B |
|
66 .7 |
87.9 |
4.1 |
41 .9 |
13 .7 |
17.2 |
59 .0 |
32 .6 |
17.8 |
50.4 |
|
CK |
|
58 .4 |
86.5 |
4.0 |
34 .2 |
12 .5 |
12.7 |
46 .9 |
20 .6 |
12.4 |
33.0 |
|
注:发芽势为浸种后 3 d 的发芽数, 发芽率为 8 d 后的发芽数。 |
|
|
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2 .3 |
|
主要性状 |
早稻: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
株高 4 个处理的株高均比 CK 矮 ,以 A 处理**矮 81 .0 cm 。 |
|
|
|
|
分蘖数 4 个处理的总分蘖数、有效穗数与成穗力均比 CK 多。有效穗每穴 11 .0～ 11 .8穗 ,比 CK 多 0 .1～ 0 .8 穗, 以 A 处理**多。成穗率为 62 .5%～ 65 .9%。以 A 处理**高。成穗力为每株 1 .46 ～
1 .53根。比CK 多 0 .31 ～ 0 .38 根。以A 处理**多 。
穗粒性状 4 个处理的穗长均比 CK 长 。穗总粒数均比 CK 多, 为 97 .3～ 106 .9粒 ,比 CK 多 14 .0
～ 23 .6粒,以 B **多。穗实粒数均比 CK 多 ,为 81 .1～ 87 .8粒 ,比 CK 多 18 .3～ 25 .0 粒, 以 A 与 C 为
**多。结实率均比 CK 高, 为 83 .4%～ 89 .6%,比 CK 提高 8 .0%～ 14 .1%, 以 A 为**高。千粒重没有差异(表 5)。
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第 1 期 |
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|
刘玉蓉等:氙灯光源辐射对水稻产量的影响 |
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· 49 · |
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表 5 |
早稻各处理主要性状比较 |
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处理 |
株高 |
总分蘖数 |
有效穗 成穗率 |
成穗力 |
穗长 |
穗总粒数 穗实粒数 |
结实率 千粒重 |
|
|
/ cm |
/根·穴-1 |
/ 根·穴-1 / % |
/根·株-1 |
/cm |
/粒 |
/ 粒 |
/ % |
/g |
|
|
A |
84 .6 |
17.9 |
11.865 .9 |
1 .53 |
19.1 |
98 .0 |
87 .8 |
89.626.0 |
|
|
B |
82 .1 |
17.7 |
11.1 |
62 .7 |
1 .46 |
20.1 |
106 |
.9 83 .4 |
78.026.0 |
|
|
C |
85 .9 |
17.6 |
11.0 |
62 .5 |
1 .47 |
19.7 |
105 |
.9 88 .3 |
83.4 |
26.0 |
|
|
D |
81 .0 |
18.1 |
11.6 |
64 .1 |
1 .47 |
19.2 |
97 .381 .1 |
83.4 |
26.0 |
|
|
CK |
86 .8 |
17.6 |
11.0 |
62 .5 |
1 .15 |
18.3 |
83 .3 |
62 .8 |
75.4 |
26.0 |
|
晚杂 :
株高 A 处理的株高比 CK 较高。B 处理的株高与 CK 相同。其它两个处理的株高比 CK 较矮。分蘖数 B 处理的总分蘖数比 CK 多 0 .6 根。3 个处理比 CK 略少 。有效穗数两个处理与 CK 相
同,两个处理比 CK 略少。成穗率两个处理比 CK 略高,两个处理比 CK 略低。成穗力比 CK 略强。穗粒性状 两个处理的穗总粒数比 CK 多, 两个处理比 CK 略少。但穗实粒数 4 个处理均比 CK
多,为 90 .2 ～ 111 .5 粒 , 比 CK 多 3 .9 ～ 25 .8 粒。结实率均比 CK 高 , 为 84 .5%～ 86 .2 %, 比 CK 高 6 .3%8 .0%。千粒重均相同(表 6)。
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表 6 |
晚杂各处理主要性状比较 |
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处理 |
株高 |
总分蘖数 |
有效穗 |
成穗率 |
成穗力 |
穗长 |
穗总粒数 穗实粒数 |
结实率 |
千粒重 |
|
/ cm |
/ |
根 穴-1 |
/ 根 |
/ % |
/ 根 |
/cm |
/粒 |
/ 粒 |
/ % |
/g |
|
|
|
· |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
99 .3 |
|
17 |
.9 |
7.8 |
43 .6 |
1 .32 |
21.2 |
129 .3111.5 |
86.2 |
26.4 |
|
C |
98 .6 |
|
17 |
.7 |
8.0 |
45 .2 |
1 .33 |
19.5 |
105 .090 .2 |
85.9 |
26.4 |
|
A |
101.2 |
17 |
.6 |
7.6 |
45 .2 |
1 .35 |
19.4 |
105 .089 .6 |
85.3 |
26.4 |
|
B |
100.7 |
18 |
.7 |
8.0 |
42 .8 |
1 .37 |
20.2 |
128 .0 |
108.1 |
84.5 |
26.4 |
|
CK |
100.7 |
18 |
.1 |
8.0 |
44 .2 |
0 .89 |
19.9 |
109 .6 |
85 .7 |
78.2 |
26.4 |
3 讨论与小结
(1)氙灯光源辐射处理无论是对早稻或晚杂增强发芽势 ,提高发芽率 ,培育壮秧 ,均有一定的作用。早稻的发芽率平均比 CK 提高 0 .4%～ 2 .4%, 其中以 A 处理发芽率**高。苗重早稻比 CK 重 0 .22 ～
2 .11 g ,以 D 处理**重 ;晚杂比 CK 重 15 .1～ 19 .8 g ,以 A 处理**重 ,说明对晚杂秧苗素质的提高效果更佳。
(2)氙灯光源辐射处理对增加穗实粒数, 提高结实率, 效果显著 。早稻 4 个处理比 CK 穗实粒数增加18 .3～ 25 .0粒。结实率比CK 提高 8 .0%～ 14 .1%。对有效穗数的增加效果不明显。穗长的差异亦不大。对株高为负作用, 经过处理的植株一般比 CK 略矮。3 年早稻与 2 年晚杂试验结果基本一致。
(3)由于经过处理的秧苗素质好 ,实粒数增加 ,结实率提高 。因此 hm
2 产量增加, 晚杂的 4 个处理
均比 CK 增产,增长 4 .85 %～ 9 .7%,以 A 处理产量**高 ,为 6 787 .50 kg/hm
2 ,经方差分析增产达极显著。其次为 C 处理产量 6 562 .50 kg/hm
2 ,比 CK 增产 6 .06 %,达显著。其它两个处理增产不显著。早
稻以 A 处理产量**高为 7 194 .00 kg/hm
2 ,比 CK 增长 12 .16 %,达显著。次为 D 处理 ,增产不显著 ,其它 3 个处理产量与 CK 相仿。
(4)分期处理试验只分了两期照射, 由于期数太少 ,找不出上下限,亦找不出**佳时期 ,而且是 1998 年只做了 1 年, 因此 ,有待进一步试验。
(5)适宜的处理时间和光照强度 ,有利稻谷的发芽 、生长发育 ,从而提高产量 ,否则 ,会降低发芽率,影响生长发育, 导致产量下降。
(6)激光辐射是通过加强光合作用 ,加速农作物生长而促进产量显著增加的 。因此要将氙灯光源辐射对水稻加强光合作用, 加速水稻生长发育的机理机制进行深入研究。
