氙灯光源辐射对水稻产量的影响

目前**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 hm2 , 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/hm2 , 晚杂 600 kg/hm2 。秧田施尿素 90 ~ 120 kg/hm2 , 本田基肥, 红花草 25 500 kg/hm2 , 复合肥 375 .0 ~ 420 .0 kg/hm2 , 追肥施尿素 150 .0~ 180 .0 kg/hm2 ,氯化钾 112 .5~ 150 kg/hm2 ,石膏 150 kg/hm2 ,本田施肥折算纯氮 238 .5~ 270 . 0 kg/hm2 ,纯磷 135 ~ 165 kg/hm2 , 纯钾 222 .0~ 252 .0 kg/hm2 。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/hm2 , 比 CK 增产 780 .00 kg/hm2 , 增产
 
12 .16 %,增产达显著 。日产量 67 .80 kg/hm2 ,比 CK 增产 8 .40 kg/hm2 ,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
 
处理     比 CK ±       日产量  
                   
kg/ hm2 位次   kg/ hm2 % 显著性   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 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/hm2 。比 CK 增产600 .0 kg/hm2 ,增产9 .70 %,增产达极显著。日产量
 
50 .40 kg/hm2 ,比 CK 增产 5 .1 kg/hm2 ,增产 11 .26 %,次为 C 处理 ,产量为 6 562 .5 kg/hm2 , 比 CK 增产375 .00 kg/hm2 , 增产 6 .06 %, 增产达显著。日产量 48 .30 kg/hm2 , 比 CK 增产 3 .0 kg/hm2 , 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/hm2 ,比 CK 增产 13 .9%, 处理后二星期播种的产量为 5 424 .0 kg/hm2 ,比 CK 增产 11 .9%,增产均达显著。

· 48 ·       江 西农 业大 学学 报       第 23 卷  
                     
          表 2  晚杂各处理产量比较          
                         
处理       比 CK ±       日产量    
                         
  kg/ hm2 位次   kg/ hm2   % 显著性   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)。
        表 3 早稻各处理秧苗素质比较        
                     
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
 
                     
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)。
 
          表 4 晚杂各处理秧苗素质比较        
                       
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。        
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)。
第 1 期     刘玉蓉等:氙灯光源辐射对水稻产量的影响       · 49 ·  
                     
        表 5 早稻各处理主要性状比较          
                 
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)。
 
            表 6 晚杂各处理主要性状比较      
                   
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 hm2 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/hm2 ,经方差分析增产达极显著。其次为 C 处理产量 6 562 .50 kg/hm2 ,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/hm2 ,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。