目前世界上十分重視在農業*域利用激光輻射技術,因為這對提高農作物的產量效果顯著,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 ,只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干種子試驗。
1 試驗方法
1 .1 供試品種 早稻為中熟早秈品種“89 -1” 、早熟早秈品種“V95 -3” ;晚稻為晚雜“協優 2374” 、“協
優 10 號” 。
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干種子。
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 hm
2 , 重復 3 次 ,隨機區組排列 ,早稻 1996 ～ 1998 年分別于 3 月13 、15 、21 日進行光照處理,分別于 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 年分別于 6 月 2 日、19 日進行光照處理 ,分別于 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/hm
2 , 晚雜 600 kg/hm
2 。秧田施尿素 90 ～ 120 kg/hm
2 , 本田基肥, 紅花草 25 500 kg/hm
2 , 復合肥 375 .0 ～ 420 .0 kg/hm
2 , 追肥施尿素 150 .0～ 180 .0 kg/hm
2 ,氯化鉀 112 .5～ 150 kg/hm
2 ,石膏 150 kg/hm
2 ,本田施肥折算純氮 238 .5～ 270 . 0 kg/hm
2 ,純磷 135 ～ 165 kg/hm
2 , 純鉀 222 .0～ 252 .0 kg/hm
2 。其它措施同大田。
2 試驗結果
2 .1 產量 早稻以 A 處理產量**高, 產量 7 194 .00 kg/hm
2 , 比 CK 增產 780 .00 kg/hm
2 , 增產
12 .16 %,增產達顯著 。日產量 67 .80 kg/hm
2 ,比 CK 增產 8 .40 kg/hm
2 ,增產 14 .14 %。D 處理增產不顯著。B 、C 兩個處理的產量與 CK 比較略減(表 1)。
表 1 早稻各處理產量比較
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處理 |
產 |
量 |
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比 CK ± |
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日產量 |
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|
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 |
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晚稻 4 個處理均比 CK 增產 ,每公頃增產輻度為 4 .84 %～ 9 .70 %,日增產 6 .29 %～ 11 .26 %。以 A 處理產量**高 ,產量 6 787 .5 kg/hm
2 。比 CK 增產600 .0 kg/hm
2 ,增產9 .70 %,增產達極顯著。日產量
50 .40 kg/hm
2 ,比 CK 增產 5 .1 kg/hm
2 ,增產 11 .26 %,次為 C 處理 ,產量為 6 562 .5 kg/hm
2 , 比 CK 增產375 .00 kg/hm
2 , 增產 6 .06 %, 增產達顯著。日產量 48 .30 kg/hm
2 , 比 CK 增產 3 .0 kg/hm
2 , 增產
6 .62 %。另兩個處理增產不顯著(表 2)。
分期處理的產量差異不大 ,處理后一星期播種的產量為 5 524 .5 kg/hm
2 ,比 CK 增產 13 .9%, 處理后二星期播種的產量為 5 424 .0 kg/hm
2 ,比 CK 增產 11 .9%,增產均達顯著。
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· 48 · |
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江 西農 業大 學學 報 |
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第 23 卷 |
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表 2 晚雜各處理產量比較 |
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處理 |
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產 |
量 |
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比 CK ± |
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日產量 |
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kg/ hm2 |
位次 |
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kg/ hm2 |
|
% |
顯著性 |
|
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 秧苗素質 早稻各處理的發芽勢均比 CK 強 , 3 d 后的發芽數多 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)。
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表 3 |
早稻各處理秧苗素質比較 |
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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 |
|
|
|
|
|
|
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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:發芽勢為浸種后 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。秧苗分蘗數比 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)。
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表 4 |
晚雜各處理秧苗素質比較 |
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處理 |
發芽勢 |
發芽率 |
分蘗數 |
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:發芽勢為浸種后 3 d 的發芽數, 發芽率為 8 d 后的發芽數。 |
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|
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|
2 .3 |
|
主要性狀 |
早稻: |
|
|
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|
|
|
|
|
|
株高 4 個處理的株高均比 CK 矮 ,以 A 處理**矮 81 .0 cm 。 |
|
|
|
|
分蘗數 4 個處理的總分蘗數、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)。
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第 1 期 |
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|
劉玉蓉等:氙燈光源輻射對水稻產量的影響 |
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· 49 · |
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表 5 |
早稻各處理主要性狀比較 |
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|
處理 |
株高 |
總分蘗數 |
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。分蘗數 B 處理的總分蘗數比 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)。
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表 6 |
晚雜各處理主要性狀比較 |
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處理 |
株高 |
總分蘗數 |
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 討論與小結
(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致。
(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 hm
2 產量增加, 晚雜的 4 個處理
均比 CK 增產,增長 4 .85 %～ 9 .7%,以 A 處理產量**高 ,為 6 787 .50 kg/hm
2 ,經方差分析增產達極顯著。其次為 C 處理產量 6 562 .50 kg/hm
2 ,比 CK 增產 6 .06 %,達顯著。其它兩個處理增產不顯著。早
稻以 A 處理產量**高為 7 194 .00 kg/hm
2 ,比 CK 增長 12 .16 %,達顯著。次為 D 處理 ,增產不顯著 ,其它 3 個處理產量與 CK 相仿。
(4)分期處理試驗只分了兩期照射, 由于期數太少 ,找不出上下限,亦找不出**佳時期 ,而且是 1998 年只做了 1 年, 因此 ,有待進一步試驗。
(5)適宜的處理時間和光照強度 ,有利稻谷的發芽 、生長發育 ,從而提高產量 ,否則 ,會降低發芽率,影響生長發育, 導致產量下降。
(6)激光輻射是通過加強光合作用 ,加速農作物生長而促進產量顯著增加的 。因此要將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。
