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氙燈光源輻射對水稻産量的影響

目前世界上十分重視在農業領域利用激光輻射技術,因為這對提高農作物的産量效果顯著,且無任何污染,還可以防止病蟲害,相對來說是投資少、效益高的開發項目。但是 ,由于激光的光束小很難在實際中推廣應用。實踐證明 ,隻要采用與激光強度相近、波長相同的一般光也能起到激光所引起的生物作用[ 1] 。因此, 我們自 1996 ~ 1998 年進行了氙燈光源輻射處理水稻幹種子試驗。
1 試驗方法
 
1 .1  供試品種 早稻為中熟早籼品種“89 -1” 、早熟早籼品種“V95 -3” ;晚稻為晚雜“協優 2374” 、“協
 
優 10 号” 。
 
1 .2 發射光源 氙燈光源的發射光譜和日光光譜極為相似 ,并具有光色好、強度大 、光譜連續等特點,是目前較理想的輻射光源。本試驗系由中科院生物物理研究所提供的氙燈光源照射水稻幹種子。
1 .3 田間設計 早稻共設 4 個處理:(1)A 、(2)B 、(3)C 、(4)D ;晚稻共設 4 個處理 :(1)E 、(2)C 、(3)A 、
 
(4)B 。1998 年早 、晚稻還另設二期處理, 一次在播種前一星期進行處理 ,一次在播種前兩星期進行處理。均以未處理作 CK 。小區面積 20 ×10-3 hm2 , 重複 3 次 ,随機區組排列 ,早稻 1996 ~ 1998 年分别于 3 月13 、15 、21 日進行光照處理,分别于 3 月 30 日、4 月 1 、2 日播種 ,4 月27 日 、30 日 ,5 月1 日移栽 。晚雜 1997 ~ 1998 年分别于 6 月 2 日、19 日進行光照處理 ,分别于 6 月 22 日、23 日播種, 7 月 26 日、27 日移栽。
 
統計分析早稻為 3 年平均數, 晚雜為 2 年平均數。
 
1 .4 田間管理 試驗田為水稻土。前作紅花草 ,播種量早稻 750 kg/hm2 , 晚雜 600 kg/hm2 。秧田施尿素 90 ~ 120 kg/hm2 , 本田基肥, 紅花草 25 500 kg/hm2 , 複合肥 375 .0 ~ 420 .0 kg/hm2 , 追肥施尿素 150 .0~ 180 .0 kg/hm2 ,氯化鉀 112 .5~ 150 kg/hm2 ,石膏 150 kg/hm2 ,本田施肥折算純氮 238 .5~ 270 . 0 kg/hm2 ,純磷 135 ~ 165 kg/hm2 , 純鉀 222 .0~ 252 .0 kg/hm2 。其它措施同大田。
 
2 試驗結果
 
2 .1  産量  早稻以 A 處理産量**高, 産量 7 194 .00 kg/hm2 , 比 CK 增産 780 .00 kg/hm2 , 增産
 
12 .16 %,增産達顯著 。日産量 67 .80 kg/hm2 ,比 CK 增産 8 .40 kg/hm2 ,增産 14 .14 %。D 處理增産不顯著。B 、C 兩個處理的産量與 CK 比較略減(表 1)。
表 1  早稻各處理産量比較
 
處理     比 CK ±       日産量  
                   
kg/ hm2 位次   kg/ hm2 % 顯著性   kg/ hm2 位次 比 CK ±%
     
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
                     
 
晚稻 4 個處理均比 CK 增産 ,每公頃增産輻度為 4 .84 %~ 9 .70 %,日增産 6 .29 %~ 11 .26 %。以 A 處理産量**高 ,産量 6 787 .5 kg/hm2 。比 CK 增産600 .0 kg/hm2 ,增産9 .70 %,增産達極顯著。日産量
 
50 .40 kg/hm2 ,比 CK 增産 5 .1 kg/hm2 ,增産 11 .26 %,次為 C 處理 ,産量為 6 562 .5 kg/hm2 , 比 CK 增産375 .00 kg/hm2 , 增産 6 .06 %, 增産達顯著。日産量 48 .30 kg/hm2 , 比 CK 增産 3 .0 kg/hm2 , 增産
6 .62 %。另兩個處理增産不顯著(表 2)。
 
分期處理的産量差異不大 ,處理後一星期播種的産量為 5 524 .5 kg/hm2 ,比 CK 增産 13 .9%, 處理後二星期播種的産量為 5 424 .0 kg/hm2 ,比 CK 增産 11 .9%,增産均達顯著。

· 48 ·       江 西農 業大 學學 報       第 23 卷  
                     
          表 2  晚雜各處理産量比較          
                         
處理       比 CK ±       日産量    
                         
  kg/ hm2 位次   kg/ hm2   % 顯著性   kg/ hm2 位次 比 CK ±%  
           
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  
                           
 
2 .2 秧苗素質 早稻各處理的發芽勢均比 CK 強 , 3 d 後的發芽數多 0 .4%~ 6 .0%, 發芽率比 CK 高 0 .4%~ 2 .4%。其中以 A 處理**好 。苗高 、根長、根數、葉片數 、葉片重 、根重、全苗重各處理均比 CK
 
好。苗增高 0 .5~ 2 .7 cm ,根增長 0 .6~ 1 .0 cm ,葉片多 0 .1~ 0 .3片 ,根數多 3 ~ 3 .6根 ,葉片重 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 處理**重, 次為 C 處理(表 3)。
        表 3 早稻各處理秧苗素質比較        
                     
處理 發芽勢 發芽率 苗高 根長 葉片數 根數 莖粗 葉片重 根重 全苗重
/ % / % /cm / cm / 片 / 根 /cm / g /g /g
 
                     
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:發芽勢為浸種後 3 d 的發芽數, 發芽率為 8 d 的發芽數
 
晚雜各處理的發芽勢與發芽率均比 CK 強。發芽勢比 CK 強 8 .3%~ 10 .4%, 以 A 處理發芽勢**強。發芽率比 CK 強 1 .4%~ 3 .4%。以 A 處理發芽率**高。秧苗分蘖數比 CK 多 , 單株多 0 .1 ~ 0 .7
根,以 A 處理**多。苗高經CK 高 4 .3~ 7 .5 cm 。以 B 處理**高。根長比 CK 長 0 .4~ 1 .2 cm , 以 B 處理**長。葉片數多 2 .5~ 4 .5 片。以 B 葉片數**多。根數多 12 .1~ 26 .3 根。以 A 處理**多。葉片比
 
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 處理**重
 
(表 4)。
 
          表 4 晚雜各處理秧苗素質比較        
                       
處理 發芽勢 發芽率 分蘖數 苗高 根長 葉片數 根數 葉片重 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:發芽勢為浸種後 3 d 的發芽數, 發芽率為 8 d 後的發芽數。        
2 .3   主要性狀 早稻:                
  株高 4 個處理的株高均比 CK 矮 ,以 A 處理**矮 81 .0 cm 。        
分蘖數 4 個處理的總分蘖數、有效穗數與成穗力均比 CK 多。有效穗每穴 11 .0~ 11 .8穗 ,比 CK 多 0 .1~ 0 .8 穗, 以 A 處理**多。成穗率為 62 .5%~ 65 .9%。以 A 處理**高。成穗力為每株 1 .46 ~
1 .53根。比CK 多 0 .31 ~ 0 .38 根。以A 處理**多 。
 
穗粒性狀 4 個處理的穗長均比 CK 長 。穗總粒數均比 CK 多, 為 97 .3~ 106 .9粒 ,比 CK 多 14 .0
 
~ 23 .6粒,以 B **多。穗實粒數均比 CK 多 ,為 81 .1~ 87 .8粒 ,比 CK 多 18 .3~ 25 .0 粒, 以 A 與 C 為
 
**多。結實率均比 CK 高, 為 83 .4%~ 89 .6%,比 CK 提高 8 .0%~ 14 .1%, 以 A 為**高。千粒重沒有差異(表 5)。
第 1 期     劉玉蓉等:氙燈光源輻射對水稻産量的影響       · 49 ·  
                     
        表 5 早稻各處理主要性狀比較          
                 
處理 株高 總分蘖數 有效穗  成穗率 成穗力 穗長 穗總粒數 穗實粒數 結實率  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  
 
晚雜 :
 
株高 A 處理的株高比 CK 較高。B 處理的株高與 CK 相同。其它兩個處理的株高比 CK 較矮。分蘖數 B 處理的總分蘖數比 CK 多 0 .6 根。3 個處理比 CK 略少 。有效穗數兩個處理與 CK 相
同,兩個處理比 CK 略少。成穗率兩個處理比 CK 略高,兩個處理比 CK 略低。成穗力比 CK 略強。穗粒性狀 兩個處理的穗總粒數比 CK 多, 兩個處理比 CK 略少。但穗實粒數 4 個處理均比 CK
多,為 90 .2 ~ 111 .5 粒 , 比 CK 多 3 .9 ~ 25 .8 粒。結實率均比 CK 高 , 為 84 .5%~ 86 .2 %, 比 CK 高 6 .3%8 .0%。千粒重均相同(表 6)。
 
            表 6 晚雜各處理主要性狀比較      
                   
處理 株高 總分蘖數 有效穗 成穗率 成穗力 穗長 穗總粒數 穗實粒數 結實率 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 讨論與小結
 
(1)氙燈光源輻射處理無論是對早稻或晚雜增強發芽勢 ,提高發芽率 ,培育壯秧 ,均有一定的作用。早稻的發芽率平均比 CK 提高 0 .4%~ 2 .4%, 其中以 A 處理發芽率**高。苗重早稻比 CK 重 0 .22 ~
 
2 .11 g ,以 D 處理**重 ;晚雜比 CK 重 15 .1~ 19 .8 g ,以 A 處理**重 ,說明對晚雜秧苗素質的提高效果更佳。
 
(2)氙燈光源輻射處理對增加穗實粒數, 提高結實率, 效果顯著 。早稻 4 個處理比 CK 穗實粒數增加18 .3~ 25 .0粒。結實率比CK 提高 8 .0%~ 14 .1%。對有效穗數的增加效果不明顯。穗長的差異亦不大。對株高為負作用, 經過處理的植株一般比 CK 略矮。3 年早稻與 2 年晚雜試驗結果基本一緻。
(3)由于經過處理的秧苗素質好 ,實粒數增加 ,結實率提高 。因此 hm2 産量增加, 晚雜的 4 個處理
 
均比 CK 增産,增長 4 .85 %~ 9 .7%,以 A 處理産量**高 ,為 6 787 .50 kg/hm2 ,經方差分析增産達極顯著。其次為 C 處理産量 6 562 .50 kg/hm2 ,比 CK 增産 6 .06 %,達顯著。其它兩個處理增産不顯著。早
 
稻以 A 處理産量**高為 7 194 .00 kg/hm2 ,比 CK 增長 12 .16 %,達顯著。次為 D 處理 ,增産不顯著 ,其它 3 個處理産量與 CK 相仿。
 
(4)分期處理試驗隻分了兩期照射, 由于期數太少 ,找不出上下限,亦找不出**佳時期 ,而且是 1998 年隻做了 1 年, 因此 ,有待進一步試驗。
 
(5)适宜的處理時間和光照強度 ,有利稻谷的發芽 、生長發育 ,從而提高産量 ,否則 ,會降低發芽率,影響生長發育, 導緻産量下降。
 
(6)激光輻射是通過加強光合作用 ,加速農作物生長而促進産量顯著增加的 。因此要将氙燈光源輻射對水稻加強光合作用, 加速水稻生長發育的機理機制進行深入研究。
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