盐胁迫下粳稻品种南粳9108分蘖特性及其与群体生产力的关系

旨在明确盐胁迫下水稻分蘖发生与成穗规律及其优势叶位,为沿海滩涂水稻高产栽培的分蘖合理利用与调控提供依据。以江苏沿海滩涂大面积种植的常规粳稻南粳9108为试材,设置对照(盐浓度0)、中盐(盐浓度0.15%)和高盐(盐浓度0.3%)环境,比较研究盐逆境下水稻分蘖发生与成穗特性及其对群体产量的贡献。结果表明,对照、中盐和高盐处理的两年平均产量(t hm–2)分别为9.7、7.4和4.2;中盐和高盐处理的穗数、每穗粒数、结实率和千粒重均显著低于对照。与对照相比,中盐和高盐处理下拔节、抽穗和成熟期群体茎蘖数和成穗率均较低。对照的分蘖利用以一次分蘖和二次分蘖为主,一次分蘖发生在第3至第7叶位,第4至第6叶位是分蘖发生与成穗的优势叶位,二次分蘖则以1/4和1/5蘖位优势较强;盐胁迫的分蘖利用以一次分蘖为主,第4至第6叶位是分蘖发生与成穗的优势叶位。盐胁迫下各蘖位的穗长、每穗粒数、着粒密度、一次枝粳数及粒数、二次枝粳数及粒数均低于对照。与对照相比,盐胁迫下水稻单株成穗数少、个体和群体生长协调性差、穗型小,最终单株和群体产量低。     

甬优系列杂交稻品种的超高产群体特征

以籼粳杂交稻有代表性的品种甬优11、甬优12、甬优13、甬优15、甬优17为试材, 通过栽培措施的调控, 形成超高产(产量≥12.0 t hm^-2)和高产(10.5 t hm^-2 ≤产量＜12.0 t hm^-2)群体。比较研究其特征表明, 与高产群体比,超高产群体的总颖花量极显著提高, 而结实率和千粒重略降低;平均每穗粒数极显著提高, 并且一、二次枝粳数以及粒数显著或极显著提高;拔节期的干物重略低, 但抽穗期和成熟期的干物重均显著或极显著提高;其有效分蘖临界叶龄期至拔节期的生长平稳, 无效分蘖发生少, 高峰苗低, 拔节期以后茎蘖数下降平缓, 成穗率、叶面积指数、光合势、干物质积累量等均较高;基部第1、第2、第3节间的茎秆粗度和茎壁厚度及基部第1、第2、第3节间的弯曲力矩、抗折力均显著或极显著提高, 且倒伏指数减小。     

稻麦两熟地区不同栽培方式超级稻分蘖特性及其与群体生产力的关系

为探明不同栽培方式水稻在长江下游稻-麦两熟制条件下的分蘖特性及其与群体生产力的关系,以超级稻淮稻9号和徐稻3号为材料,比较研究旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种栽培方式水稻分蘖发生与成穗特点及其生产力和对产量的贡献。结果表明,不同栽培方式水稻产量差异极显著,手栽稻最高,直播稻最低。机插稻和直播稻主茎和一次分蘖群对产量贡献大,尤其是直播稻,主茎产量比例达27.5%,二次分蘖群仅5%左右,而手栽稻主茎产量比例小(16.7%),二次分蘖群产量占近20%。一次分蘖群产量比例不同栽培方式间变化幅度较小,都在65.84%~67.09%之间。手栽稻分蘖发生叶位数多,且茎蘖成穗率高,单株成穗数多;一次分蘖群发生在主茎第1至第10叶位,其中第5至第8叶位分蘖发生率与成穗率较高,二次分蘖群以1/5、1/6、1/7发生和成穗为主。机插稻分蘖发生比较集中,一次分蘖群发生在主茎第3叶至第7叶位,第4至第7叶是分蘖发生与成穗的优势叶位,二次分蘖群发生以1/4、2/4、1/5为主,但主要依靠1/4成穗。直播稻一次分蘖群发生在主茎第1至第5叶位,其中第1至第4叶位分蘖发生率与成穗率较高,二次分蘖发生较多,但仅在1/1、2/1、1/2有成穗,且成穗率很低。3种栽培方式均未见三次及三次以上分蘖发生。各栽培方式主茎及优势叶位分蘖群生产力高、穗部性状好,对产量贡献大,产量的85%以上来自这些茎蘖。说明不同栽培方式水稻分蘖发生与成穗规律是不同的,提高茎蘖成穗率,增加单株成穗数,充分发挥分蘖群的调控作用,对提高产量具有重要意义;同时生产中应根据各种栽培方式的实际,应用各自配套的管理技术措施,通过肥水等的精确合理调控,促进优势叶位分蘖早发、多发,抑制无效叶位分蘖发生,提高群体质量,发掘优势叶位的增产潜力,从而实现不同栽培方式水稻的高产高效生产。     

超级稻甬优12不同产量水平群体的钾素营养特性

2013-2014年,以超级稻甬优12不同产量群体为研究对象,系统比较研究甬优12高产(10.5~12.0 t hm^-2)、更高产(12.0~13.5 t hm^-2)、超高产(>13.5 t hm^-2)3个产量群体的钾素吸收与积累特征差异。结果表明：(1)甬优12超高产、更高产和高产群体的两年平均产量分别为13.9、12.6和10.8 t hm^-2。(2)拔节期植株含钾量呈高产群体>更高产群体>超高产群体;抽穗期和成熟期植株含钾量呈超高产群体>更高产群体>高产群体;拔节期3个产量群体间钾素吸收量差异不显著,超高产群体抽穗期和成熟期钾素吸收量分别为364.1 kg hm^-2和374.6 kg hm^-2,显著高于更高产(326.7 kg hm^-2、331.1 kg hm^-2)和高产群体(282.8 kg hm^-2、284.1 kg hm^-2)。(3)随产量上升,植株钾素积累量播种至拔节期随之下降,而拔节至抽穗期随之增加。播种至拔节期钾素积累量与产量呈极显著线性负相关,拔节至抽穗期钾素积累量与产量呈极显著线性正相关。(4)与对照相比,甬优12超高产群体抽穗期和成熟期茎鞘、叶片和穗部钾素吸收量较高且与产量呈显著或极显著线性正相关。(5)与对照相比,尽管甬优12超高产群体钾素吸收总量较高,但其籽粒生产率和钾素偏生产力较低,表明甬优12超高产群体钾素利用率较低,在今后甬优12超高产栽培管理中应重视钾肥的高效利用。最后就提高甬优12超高产群体钾素吸收利用的措施进行了探讨。     

杂交籼稻机械化种植的分蘖特性

为探明不同播期杂交籼稻机械化种植的分蘖特性及其与产量的关系, 以F优498为材料, 采用二因素裂区设计, 研究了早播与迟播2个处理下机直播、机插、手插3种种植方式的杂交籼稻分蘖发生与成穗特点及各分蘖穗的穗部性状。结果表明: (1) 一次分蘖群对产量贡献大且稳定, 均在58.67%~63.82%之间; 主茎对产量贡献率以机直播最高, 手插最低; 机插和手插二次分蘖群占产量比例均显著高于机直播。(2) 不同种植方式分蘖发生与成穗规律不同, 机直播与机插分蘖发生均属一次高峰型, 手插属二次高峰型。机直播分蘖发生早而快, 一次分蘖群发生在主茎第1~第8叶位, 其中第1~第4叶位分蘖成穗率较高, 二次分蘖成穗以第1、第2叶位为主。机插分蘖发生晚、起点低, 但比较集中, 一次分蘖群以3/0~8/0发生为主, 3/0~6/0分蘖成穗率较高, 二次分蘖群成穗以第3~第5叶位为主。手插秧田与本田均发生分蘖, 分蘖发生叶位数多, 持续时间长, 一次分蘖群发生在主茎第1、第2、第4~第8叶位, 其中第1、第2、第4、第5和第6叶位成穗率较高, 二次分蘖群发生与成穗主要在第1、第2叶位。分蘖成穗叶位数和产量均随播期延迟而减少。(3) 3种种植方式的主茎及中低叶位一次分蘖枝梗数和每穗粒数多, 粒大, 单穗重高; 高叶位一次分蘖和二次分蘖枝梗数和穗粒均较少, 稻穗小。机直播优势叶位为第1~第4叶位, 机插为第3~第6叶位, 手插为第1、第2、第4、第5和第6叶位, 对产量贡献率分别达70.51%、73.83%和76.81%。优势叶位分蘖发生与成穗率高, 稻穗大, 对产量贡献率高, 应优化农艺措施挖掘其增产潜力。     

水稻甬优12不同产量群体的株型特征

以籼粳交超级稻甬优12为试材,比较研究高产(10.5~12.0 t hm^-2)、更高产(12.0~13.5 t hm^-2)、超高产( >13.5 t hm^-2) 3个群体的株型特征。结果表明,穗长、穗粒数、一次和二次枝梗数,超高产群体分别为21.56、356.34、20.46和73.98 (两年平均值),均高于对应的高产和更高产群体,但一次和二次枝梗的结实率略微降低。超高产群体上部三叶的长、宽以及卷曲率高,倒一、二、三叶的卷曲率分别为1.84、1.47、1.26,叶基角和披垂度小,抽穗后的主茎绿叶数多。超高产群体株高为143.50 cm,分别较更高产、高产群体高1.98%和3.83%,上部第一、二、三节间长度增加,穗长加穗下节间长占株高比例、穗下节间占秆长比例高,分别为39.84%和37.75%;基部第一、二、三节间长度缩短,茎秆粗度和茎壁厚度增加,茎、鞘干物重以及K、Si含量高,提高了基部节间的抗折力同时降低了倒伏指数。     

双季杂交晚粳稻超高产形成特征

本研究旨在明确传统双季晚籼稻地区双季杂交晚粳稻超高产产量构成及其群体特征,阐明双季杂交晚粳稻超高产形成规律。以江西省上高县6.77 hm²连片双季杂交晚粳稻高产攻关示范方为依托,选用杂交粳稻甬优8号为材料,对中产(8.25~9.75 t hm^-2)、高产(9.75~10.50 t hm^-2)和超高产(>10.50 t hm^-2) 3个产量水平群体的产量构成及群体特征进行系统比较研究。结果表明,与中产、高产水平群体相比,超高产水平群体表现穗数足、穗型大、群体颖花量多(50 000×10⁴ hm⁻²以上)的显著特点,但结实率和千粒重略低,差异不显著;群体茎蘖动态上,群体起点较高,可及时够苗;够苗后增长平缓,高峰苗数量较少、下降平缓,成穗率高(78.0%左右)。群体叶面积指数前期增长较缓,最大值出现在孕穗期,为8.0左右,此后下降缓慢,成熟期仍保持3.5以上;群体光合势生育前期较小,中、后期较大,抽穗至成熟期光合势为300×10⁴ m² d hm⁻²以上,总光合势为560×10⁴ m² d hm⁻²以上。拔节前干物质量积累速度较慢,拔节后积累速度较快,至抽穗期群体生物量为10.5 t hm⁻²左右,抽穗后积累量亦高,成熟期干物重达19.0 t hm⁻²左右,后期茎鞘物质转运率大于14.0%。超高产群体根量多、活力较强;植株吸氮能力强、成熟期氮素累积量高,氮素利用率40%以上。根据双季杂交晚粳稻超高产形成特征,我们探讨了培育双季晚粳稻超高产群体的关键栽培技术。     

水稻甬优12产量13.5t hm~(–2)以上超高产群体的生育特征

以籼粳交超级稻甬优12为试材、四叶一心期带蘖小苗移栽,超稀植(12.45×104穴hm–2)栽培,对高产(10.5~12.0 t hm–2)、更高产(12.0~13.5 t hm–2)、超高产(13.5 t hm–2)3个产量群体的产量及其结构、茎蘖动态、叶面积动态及干物质的积累与运转等进行了系统比较研究。结果表明,产量由高产(10.5~12.0 t hm–2)到更高产(12.0~13.5 t hm–2)再到超高产(13.5 t hm–2),群体的颖花量不断提高,结实率和千粒重略微下降。与高产和更高产群体相比,超高产群体茎蘖数起点较高,在有效分蘖临界叶龄期及时够苗,至拔节期群体茎蘖数稳步增长,达高峰苗,此后群体茎蘖数平缓下降,成穗率近60%;群体叶面积指数生育前期较小,最大值出现在孕穗期,为9.17,此后平缓下降,成熟期在4.0以上;群体干物质积累量在拔节期略低,此后各生育时期均升高,抽穗期为14.38 t hm–2,抽穗至成熟期为9.73 t hm–2,成熟期为24.11 t hm–2;群体根系干重、根冠比及单茎伤流强度在后期(抽穗至成熟期)均较高。     

稻茬小麦公顷产量9000 kg群体钾素积累、分配与利用特性

在稻麦两熟制条件下,以扬麦20为材料,通过基本苗和氮肥施用量、施用时期及比例的调控,建立不同产量水平群体,研究籽粒产量9000 kg hm^-2群体钾素积累、分配与利用特性。结果表明,籽粒产量≥9000 kg hm^-2 (超高产)群体钾素吸收高峰期出现在拔节至开花期,吸收的钾素占一生吸收钾素的52%~68%;开花期和成熟期钾素积累量均极显著高于<9000 kg hm^-2 (高产)群体。成熟期叶片、茎鞘、颖壳+穗轴和籽粒钾素积累量与籽粒产量均呈极显著线性正相关;花后茎鞘钾素转运量与产量呈极显著线性正相关,颖壳+穗轴钾素转运量与产量呈极显著线性负相关。超高产群体开花期和成熟期钾素积累量分别为430~450 kg hm^-2和366~408 kg hm^-2;成熟期钾素积累量,茎鞘中最高,为244~269 kg hm^-2,其次是叶片和颖壳+穗轴,分别为46~49 kg hm^-2和40~46 kg hm^-2,籽粒中仅为35~46 kg hm^-2;花后茎鞘钾素转出量为46~52 kg hm^-2,颖壳+穗轴钾素积累量为9~17 kg hm^-2。超高产群体每100 kg籽粒的吸钾量需达4.57~4.87 kg,此时的钾素利用效率为20.56~22.02 kg kg^-1,钾收获指数为0.095~0.112。     

机插早稻分蘖成穗特性及基本苗公式参数研究

为精确定量机插早稻适宜的群体起点,合理利用分蘖成穗,以4个早稻(株两优30、株两优189、中嘉早17和嘉早311)品种(组合)为材料,研究了机插早稻分蘖成穗特性及基本苗公式参数。结果表明,机插早稻一次分蘖主要发生在主茎第3~6叶位,第4、第5叶位为分蘖发生与成穗的优势叶位;二次分蘖发生较少,以1/3、2/3、1/4为主,但均不能成穗;单株分蘖成穗数杂交稻约3.1个,常规稻约2.2个;主茎及优势蘖位穗部性状较好,产量高,对总产量贡献大。早稻在三叶期左右移栽,杂交稻移栽分蘖缺位叶龄(bn)为1.7~1.8,校正系数(a)为−1.2~ −1.1,有效分蘖发生率(r)为0.75左右;常规稻bn为2.5~2.7,a为−1.3~ −1.1,r为0.7左右。生产中机插早稻应在保证足够基本苗的基础上,争取分蘖早生多发,充分发挥优势叶位的分蘖成穗优势,并合理利用动摇分蘖成穗,以获取较多的有效穗而实现高产。     

南方粳型超级稻物质生产积累及超高产特征的研究

以超级粳稻品种武粳15、淮稻9号、徐稻3号和常优1号为材料,对高产(8.25~9.75 t hm^-2)、更高产(9.75~11.25 t hm^-2)和超高产(＞11.25 t hm^-2) 3个产量等级群体的物质生产与产量的关系、干物质积累、输出与转运等方面进行了系统的比较研究。结果表明,4个超级稻品种成熟期、抽穗至成熟期的干物质重与产量呈极显著正相关,抽穗期干物质重均与产量呈抛物线关系,拔节至抽穗期的干物质重与产量呈极显著正相关(高产—更高产、更高产—超高产以及将3个产量等级综合起来);从高产到更高产再到超高产,4个超级稻品种的生物学产量不断提高(差异显著),而超高产群体的经济系数则与更高产水平相当(0.5000以上),显著高于高产水平;较之更高产、高产群体,超高产群体在生育中期(拔节至抽穗期)干物质积累量大,抽穗期叶面积指数高、株型挺拔、群体质量优[有效叶面积率、高效叶面积率、总颖花量与颖花/叶(cm²)、基部节间粗、单茎茎鞘重均高],在生育后期(抽穗至成熟期),光合能力强(叶面积衰减率小,光合势、群体生长率、净同化率高)、干物质积累量高(占生物学产量的40.0%以上)、茎鞘物质的输出与转运协调[实粒/叶(cm²)、粒重(mg)/叶(cm²)均高]。     

杂交粳稻13.5t hm~(-2)超高产群体动态特征及形成机制的探讨

选用杂交粳稻甬优8号,以国家粮食丰产工程兴化、姜堰实施基地1.0hm2连片与6.67hm2连片超高产攻关方为依托,研究了13.5thm-2超高产群体特征,并探讨了群体形成机制。结果表明,较之12.0thm-2左右群体,13.5thm-2群体的穗型大,群体颖花量多(60000×104hm-2以上),有效穗数、结实率和千粒重与之相当;群体茎蘖于生育前期稳步增长,至有效分蘖临界叶龄期达适宜穗数,高峰苗出现在拔节期,数量少,为预期穗数的1.3倍左右,此后群体平缓下降,至抽穗期达适宜穗数,成穗率高(75%);群体叶面积指数前期增长相对较缓慢,最大值出现在孕穗期,为8.5左右,此后下降缓慢,成熟期仍保持在4.0以上;群体光合势生育前期较小,中、后期较大,总光合势为675×104m2dhm-2以上,抽穗至成熟期的光合势占总光合势的45.0%以上;群体拔节前干物质积累速度相对较缓、积累量略低,拔节后积累速度较快,至抽穗期群体生物量为13.5thm-2以上,抽穗后积累量亦高,一般为9.75thm-2以上,总干物重高达23.25thm-2以上。13.5thm-2超高产群体形成机制为,依靠精苗,发大蘖,及时够苗,提高够苗期群体质量(有效分蘖临界叶龄期),为中期高质量群体结构的培育奠定生物学基础;依靠合理的群体动态及其规模,培育适宜数量的壮秆大穗,于抽穗期形成具有强抗倒力和巨量安全库容的高光效群体;依靠平稳消退的光合系统,提高抽穗后群体光合物质生产力,增大群体库容的总充实量,并维持较大的茎鞘强度,增强群体的安全抗倒力。     

籼粳杂交稻甬优2640钵苗机插超高产群体若干特征探讨

选用大穗型籼粳杂交稻甬优2640,以国家粮食丰产科技工程实施基地江苏东海、兴化和海安6.4、6.8和7.3 hm2连片超高产攻关方为依托,对籼粳杂交稻钵苗机插超高产群体(13.5 t hm–2左右)和高产群体(12.0 t hm–2左右)系统比较研究,旨在阐明秸秆还田条件下钵苗机插水稻超高产产量构成及其群体特征。结果表明,与高产群体相比,籼粳杂交稻钵苗机插超高产群体表现穗型大、粒数多和群体颖花量高,有效穗数、结实率和千粒重相当;群体茎蘖数生育前期稳步增长,有效分蘖临界叶龄期达适宜穗数,拔节期高峰苗数量少,拔节之后缓慢消减,最终成穗率高;群体叶面积指数有效分蘖临界叶龄期和拔节期较小,孕穗期达最大值(8.5左右),此后平稳减少,成熟期仍保持3.5以上;群体干物质积累量有效分蘖临界叶龄期和拔节期相当,拔节后积累较快,孕穗期、抽穗期和成熟期显著或极显著增高,且生育中、后期干物质积累比例高;群体氮素积累、群体光合势、群体生长率和净同化率表现为"前小,中高,后强"。说明水稻钵苗机插超高产群体生育中、后期具有较强的光合物质生产力和较高的氮素积累量。本文还探讨了秸秆还田条件下水稻钵苗机插超高产栽培关键技术。     

穗肥运筹对不同秧龄机插超级稻宁粳1号产量及群体质量的影响

以超级稻宁粳1号为材料,研究穗肥施用时间对不同秧龄机插水稻产量及其群体质量的影响。结果表明,相同穗肥施用条件下,机插水稻在适龄移栽时其产量、各生育阶段的群体生长速率、茎蘖动态、叶面积指数、光合势等均优于超秧龄移栽水稻。适龄移栽并于叶龄余数4、3 (D4-3)等量施用穗肥时,其产量、拔节至抽穗和抽穗至成熟阶段的群体生长速率、茎蘖成穗率、抽穗后的叶面积指数和群体光合势、抽穗期有效叶面积及其比率、高效叶面积及其比率、上三叶的叶片披垂度均高于叶龄余数5、3 (D5-3)和叶龄余数5、4 (D5-4)时等量施用穗肥的处理。而超秧龄移栽时,D5-4处理的产量、抽穗至成熟阶段的群体生长速率、拔节后各生育时期的群体茎蘖动态、群体叶面积指数、有效分蘖临界叶龄期(N-n)后的群体光合势、抽穗期有效叶面积和高效叶面积、基部3节间长度及3节间总长占秆长比例均优于D5-3和D4-3处理。说明机插水稻适龄移栽对水稻高产的获得尤为重要。适龄移栽时,穗肥于叶龄余数4、3等量施用可以形成良好的群体获得高产,而在超秧龄移栽时,将穗肥施用时间适当提前到叶龄余数5、4,可以促进部分动摇分蘖转化为有效分蘖并最终成穗,适当弥补秧苗因超秧龄移栽而造成的生长量不足,但穗肥的提前施用也使得基部节间过度伸长,增加了倒伏的风险。