杂交稻与常规稻产量受干旱影响的Meta分析及干物质分配差异

摘要

为探究干旱对杂交稻和常规稻干物质分配及产量的影响，通过Meta分析整合了1990-2020年中国境内干旱胁迫-水稻产量的文献结果，量化品种、干旱胁迫程度以及胁迫时期对水稻产量的影响，并于湖北省武汉市开展盆栽试验，以籼型杂交稻扬两优6号和汕优63、籼型常规稻黄华占和扬稻6号为试验材料，进一步研究干旱[土壤水势（-30±5） kPa]对抽穗开花期水稻的叶片与根系生理指标、干物质积累与分配的影响。Meta分析结果显示，干旱下水稻产量平均降幅为24.0%；与其他生育期相比，营养生长期干旱胁迫下水稻产量降幅最大，达24.4%；籼型杂交稻和籼型常规稻在干旱下的产量降幅分别为19.3%和13.8%，差异显著，表明常规稻在干旱下的产量相对稳定。武汉盆栽试验结果显示，干旱胁迫下水稻叶片水势和叶绿素含量、根系伤流速度、根系吸收面积与活跃吸收面积均显著下降，其中根系伤流速度的降幅最大，杂交稻与常规稻的降幅分别为94.29%和89.03%，而根系活力显著上升。干旱显著降低了水稻各部位干物质量，其中杂交稻叶片的可溶性糖含量与非结构性碳水化合物（non-structural carbohydrates,NSC）含量显著下降，降幅分别为37.73%和25.35%，常规稻叶片的可溶性糖含量与NSC显著上升，增幅分别为21.89%和10.49%。与杂交稻相比，干旱下常规稻的叶片与根系生理指标变幅更小，其叶、穗、根部的NSC含量积累较多，茎部的光合碳含量较高；常规稻的叶、穗、根在抽穗开花期积累的光合碳中NSC含量占比更大。因此，干旱下常规稻可能是通过积累较多的NSC来保证各器官能量代谢的稳定进行，从而维持较稳定的产量。

关键词

杂交稻 / 常规稻 / 干旱胁迫 / 干物质分配 / 根系活力 / 产量 / 非结构性碳水化合物 / Meta分析