弱光胁迫对超级杂交稻产量和干物质积累的影响

超级杂交稻在山丘地区的生态条件下容易展示超高产潜力,但在平原地区由于光照相对较少和灌浆期间的多阴寡照天气造成严重减产。以超级杂交稻、普通杂交稻和高产常规稻代表品种为供试材料,在齐穗后设置过滤30%光照、60%光照和对照3 个处理,探讨不同遮光处理对超级杂交稻产量和干物质积累的影响。结果表明：超级杂交稻对弱光反应敏感,品种和遮光处理之间互作效应显著,齐穗后遮光处理对超级杂交稻结实率和千粒重影响显 著、产量下降24.2%~52.8%,对每穗粒数和有效穗数影响不显著;齐穗后遮光处理对超级杂交稻干物质积累影响显著,收获指数显著下降,特别是后期干物质积累量占总干物质比例显著下降,影响后期干物质的积累和转化。     

抽穗后光照强度对超级杂交稻干物质生产及氮素吸收与分配的影响

以超级杂交稻,普通杂交稻、高产常规稻3种不同类型中稻品种为研究材料,采用齐穗后遮光(70%)和不遮光两种处理方式,研究了光强变化对超级杂交稻干物质生产和氮素营养吸收与分配的影响,以揭示超级杂交稻产量稳定性较差的原因。结果表明,遮光处理后:①超级杂交稻干物质生产累积量大幅度减少,干物质分配到穗中的比率仅为32.1%,低于其他类型品种;②超级杂交稻谷粒氮总积累量降幅达33.9%,氮收获指数下降12.3%,而普通杂交稻和常规稻分别只降低19.8%和26.9%;③超级杂交稻产量下降幅度为53.1%,显著低于常规稻和普通杂交稻品种。     

遮光对超级杂交稻叶片叶绿素含量的影响

为了探讨不同遮光条件下超级杂交稻剑叶的叶绿素含量动态变化特征,以超级杂交稻、普通杂交稻和高产常规稻代表品种为供试材料,设置齐穗后遮光30%、60%和不遮光3个处理。结果表明,不同遮光处理对叶绿素含量影响显著,超级杂交稻在齐穗后遮光其叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b的含量均有所提高,其中叶绿素b含量增加的幅度高于叶绿素a;遮光处理对超级杂交稻类胡萝卜素含量的影响不明显;遮光处理降低超级杂交稻叶绿素a/b,超级杂交稻叶绿素a/b下降幅度要高于常规稻和普通杂交稻,这可能与超级杂交稻对环境适应能力的脆弱性有关。     

始穗后弱光对水稻干物质积累与产量的影响

研究了始穗后弱光对3个杂交稻组合的物质积累、分配、运转、穗部性状与产量的影响。结果表明,随光强降低,干物质生产和积累的速度减慢,净同化率降低,穗后累积的干物质量大幅度减少,茎鞘贮藏性光合产物的输出率及转化率高于对照,品种间有差异,干物质分配到穗中的比例低于对照。遮光极显著地降低了水稻的产量,遮光49%和69%时,产量分别降低40 1%和62 1%,主要是极显著地影响了稻穗结实,结实率分别下降27 8%和44 2%;粒重,特别是弱势粒重及籽粒充实率随光强的减弱也显著降低。     

超级杂交稻再生稻头季后期光合产物分配与产量形成

应用14C同位素示踪技术,研究了4种超级杂交水稻再生稻头季后期光合产物的分配与产量形成之间的关系。结果表明:超级杂交稻头季稻齐穗期后15 d光合产物在稻桩内的残留量与再生稻的有效穗、总干物质、产量及穗粒数呈正相关。超级稻头季齐穗期后15 d光合产物的残留量影响头季稻头季留桩干物质,进而影响再生稻的干物质积累及产量的形成。残留在稻桩内的光合产物对再生稻生长发育影响很大。头季稻后期光合产物分配到稻桩的量越多,再生稻的发苗数、有效穗数越多,产量也就越高。     

吉林省水稻品种遗传改良过程中地上干物质积累特性

以吉林省1958-2004年间育成的14个水稻品种为试材,研究了齐穗前后的干物质生产特性及其与产量的关系.结果表明:产量、生物量和收获指数随育成年代的增加而显著增加,47年来分别增加了66.9％、28.1％、14.8％.齐穗后干物质积累量随育成年代增加显著增加且与产量呈显著正相关(0.650**),且占经济产量的比例为58.3％～99.0％;齐穗前干物质积累量与产量无显著相关关系,但齐穗前同化物转移到子粒产量的贡献率存在基因型显著差异,变幅为41.7％～1.0％.分蘖至齐穗期单茎净干物质积累量与产量的相关系数为0.656**,齐穗至齐穗后10 d的叶片净同化速率和穗增重速率与育成年代和产量均呈显著正相关.因此,单茎干重可作为早期衡量水稻群体结构是否合理的一个有效监测鉴别指标,进一步提高吉林省水稻产量应注重提高齐穗后群体的干物质生产能力.     

花期弱光胁迫对玉米穗粒数的影响

为明确花期弱光对玉米穗粒数的影响规律,采用人工遮光模拟弱光胁迫,设置抽雄始期和吐丝期持续10 d60%和90%两个不同遮光强度的弱光处理,研究了花期弱光对雌穗小花受精、结实,干物质积累及其向雌穗分配的影响。结果发现,花期弱光胁迫导致玉米地上部总干物质日增重量降低,干物质分配到雌穗的比例减少,雌穗生长变慢,受精结实率降低,影响程度随遮光率的增加而增大。抽雄始期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率均明显提高,吐丝期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率降低和持平。抽雄始期光照不足导致穗粒数较对照下降57%~91%;吐丝始期光照不足导致穗粒数较对照下降43%~81%。无论对于抽雄始期还是吐丝期,遮光处理期间的日平均光合有效辐射强度在穗粒形成中作用最大,其次为处理期间的地上部总干物质日增重。对于吐丝期,处理期间的日平均温度对穗粒数也具有直接的正效应。     

两个亚种间杂交稻新组合干物质积累及分配研究

以籼粳亚种间杂交稻新组合培矮64S/R292、Y58S/R292为材料,并以籼籼交超级杂交稻丰源优299为对照,研究了干物质积累和分配规律及其与产量的相关性。结果表明:3个供试组合生育前期干物质积累量与稻谷产量相关性不显著,齐穗期和成熟期干物质积累量与每穗总粒数、每穗实粒数及产量显著正相关,干物质的积累量与同期叶面积指数显著相关。培矮64S/R292、Y58S/R292生育后期叶面积指数和干物质积累速率显著大于丰源优299,茎杆物质输出速率低于丰源优299。因此,亚种间杂交组合在保证后期干物质积累量的前提下,提高干物质的转化率,改善流的畅通程度,是进一步提高亚种间杂交组合产量的重要途径。     

花期弱光胁迫对玉米穗粒数的影响

为明确花期弱光对玉米穗粒数的影响规律,采用人工遮光模拟弱光胁迫,设置抽雄始期和吐丝期持续10 d60%和90%两个不同遮光强度的弱光处理,研究了花期弱光对雌穗小花受精、结实,干物质积累及其向雌穗分配的影响。结果发现,花期弱光胁迫导致玉米地上部总干物质日增重量降低,干物质分配到雌穗的比例减少,雌穗生长变慢,受精结实率降低,影响程度随遮光率的增加而增大。抽雄始期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率均明显提高,吐丝期60%和90%遮光处理10 d后恢复自然光照结实率较处理结束时的受精率降低和持平。抽雄始期光照不足导致穗粒数较对照下降57%⁹1%;吐丝始期光照不足导致穗粒数较对照下降43%91%;吐丝始期光照不足导致穗粒数较对照下降43%⁸1%。无论对于抽雄始期还是吐丝期,遮光处理期间的日平均光合有效辐射强度在穗粒形成中作用最大,其次为处理期间的地上部总干物质日增重。对于吐丝期,处理期间的日平均温度对穗粒数也具有直接的正效应。     

施氮量对超级杂交稻干物质积累、分配及产量形成的影响

以超级杂交稻金优527和Q优6号为材料,在不同施氮水平下研究超级杂交稻干物质积累、分配及产量形成的特性。结果表明,施氮量对超级杂交稻有效穗数、每穗总粒数和结实率的影响较大,对千粒重的影响较小。在全生育期施氮量为0~390 kg/hm2试验条件下,干物质积累量随着施氮量的增加而增加;拔节期、孕穗期、抽穗期茎鞘干物质的比例随着氮肥施用量的增加而减少,叶干物质的比例则逐渐增加;成熟期穗干物质比例随着施氮量的增加而逐渐降低。本试验条件下,施氮量与产量之间呈抛物线关系,超级杂交稻最佳施氮量和最高产量分别为254.2 kg/hm2和11 737.2 kg/hm2     

花粒期光照对夏玉米产量和籽粒灌浆特性的影响

【目的】针对近年来黄淮海夏玉米区太阳辐射不断减少的生产问题,探讨花粒期光照对夏玉米产量及籽粒灌浆特性的影响。【方法】以登海605（DH605）为试验材料,大田条件下设置花粒期遮阴（S）、花粒期增光（L）两个处理,遮光度为60%,阴天下增光的光照强度能达到80 000—100 000 lx,以自然光为对照（CK）,研究花粒期光照对夏玉米产量和籽粒灌浆特性的影响。【结果】遮阴后夏玉米的产量、干物质积累量、最大灌浆速率均有不同程度的降低,而增光增加了夏玉米产量、干物质积累量和最大灌浆速率。连续两年遮阴处理的产量较对照分别降低了59.39%、79.03%,而增光则较对照分别增加了16.29%、12.93%。干物质积累量表现为L>CK>S,生育后期不同处理DH605的籽粒占干物质总量的比例差异显著,S、CK和L平均分别为22.92%、48.49%和51.80%。与CK相比,遮阴后籽粒最大灌浆速率减小,同时达到最大灌浆速率时的天数相对增加;增光则使籽粒最大灌浆速率提高,达到最大灌浆速率时的生长量增加。【结论】花粒期遮阴通过降低夏玉米的干物质积累量、籽粒最大灌浆速率,显著降低夏玉米产量;花粒期增光则通过增加夏玉米的干物质积累量、籽粒最大灌浆速率,显著提高夏玉米产量。     

花粒期光照强度对夏玉米根系生长和产量的影响

【目的】近年来全球太阳辐射不断下降已经成为作物生产的一个限制性因素,弱光成为影响夏玉米生长发育和产量形成的重要非生物逆境之一。本研究旨在探讨花粒期不同光照强度对夏玉米根系生长和产量的影响。【方法】2012—2014年,大田条件下选用玉米品种登海605(DH605)为试验材料,种植密度为67 500株/hm~2,设计花粒期遮阴(S)和花粒期增光(L)两个试验处理,遮光度为60%,阴雨天气下增光的光照强度可达到8×10~4—10×10~4 lx,以自然光照作为对照(CK),研究夏玉米根系生理特性、叶片光合性能、干物质积累量及产量对花粒期光照强度的响应。【结果】本试验表明,花粒期遮阴导致玉米根系特性降低,产量降低;而补充光照有利于生育后期根系活性保持,显著提高籽粒产量。2012—2014年间,遮阴处理的产量较对照分别降低79%、61%和60%,增光处理较对照则分别增加13%、7%和15%。具体表现为花粒期遮阴处理使地上部功能叶片光合速率降低,干物质积累量减少,根冠比显著下降,根系直径和根长密度降低,根系总吸收面积和活跃吸收面积显著降低,致使夏玉米产量降低;花粒期增光处理则有利于玉米根系的健壮生长和根系活力提高,增光后根系总吸收面积和活跃吸收面积显著增加,即根系吸收能力增强,使产量显著提高。在花后20 d、40 d和成熟期,增光处理的0—30 cm和30—60 cm土层根系总吸收面积较对照分别增加17%、18%、17%和21%、27%、27%,根系活跃吸收面积分别增加11%、18%、17%和27%、33%、28%,有助于夏玉米植株从土壤中吸收更多的水分和养分来供给地上部的生长,增加穗数和千粒重,进而提高产量。【结论】花粒期遮阴导致夏玉米生育后期根系特性降低和产量降低,而增光有利于保持根系活力和提高产量。针对近年来黄淮海区域夏玉米生育后期阴雨寡照天气频发的情况,本研究建议适当调整播期,使夏玉米生育后期避开阴雨天气;通过蹲苗或者合理的水肥调控措施促进根系下扎和健壮生长,提高抗逆能力,以减轻阴雨寡照的不利影响。     

两系法杂交水稻物质运转和籽粒灌浆的动态特性及其相互关系研究

从单茎水平上探讨了25个水稻两系杂交组合灌浆期、茎鞘干物质运转和籽粒灌浆的动态变化特性，分析了两者的相关关系。结果表明：叶、茎鞘物质运转、籽粒千粒重、单茎籽粒总灌浆量的动态变化存在因组合不同而异的特点：抽穗后初期阶段叶片干物质进行一定的积累有利于籽粒充实度的提高；整个灌浆期维持较高的叶源量对于两系杂交组合单穗籽粒总产量的提高意义明显；抽穗后初期阶段茎鞘干物质的积累越多以及后期向籽粒调运率越高，对于两系法杂交组合籽粒充实和单穗总产量的提高越有利。本文还从干物质运转上探讨了两系法高产杂交组合选育的问题。     

成都平原两熟区籼粳稻品种籽粒灌浆特性

【目的】研究成都平原两熟区籼、粳稻品种籽粒灌浆特性及产量形成的差异,为成都平原种植粳稻提供依据。【方法】以籼稻品种辐优838、泸优578及粳稻品种辽星15、辽星19为材料进行田间试验,利用Richards方程对不同品种强、弱势粒的灌浆过程进行比较,进而分析不同品种灌浆特性与抽穗后物质积累和转运及产量形成的关系。【结果】粳稻品种中辽星19不仅库容量大,结实率也高,其产量显著高于辽星15,且与籼稻品种辐优838、泸优578相当。籼、粳稻稻品种籽粒灌浆类型分别为强、弱势粒同步灌浆型和异步灌浆型,并且穗型大小对籼、粳稻灌浆结实的影响也存在差异。辽星19抽穗后干物质转运能力更接近当地的籼稻品种,有利于籽粒灌浆的启动;其每穗粒数虽显著高于辽星15,但弱势粒的灌浆速度并未降低,且达到灌浆峰值后下降减缓,灌浆时间也有所延长,最终结实率得到显著提高。【结论】粳稻品种辽星19每穗粒数虽多,但其抽穗后干物质转运能力得到加强,籽粒灌浆得到改善,仍能实现较高的结实率,因此在成都平原仍表现出较好的产量潜力。     

Growth characteristics and grain yield of machine-transplanted medium indica hybrid rice with high daily yield

High-yield rice varieties with a suitable growth duration are required for mechanical transplanting in multiple cropping systems. Daily yield is an appropriate criterion for the selection of machine-transplanted rice varieties. The aim of this study was to investigate the growth characteristics and grain production in machine-transplanted medium indica hybrid rice with a high daily yield. We conducted a field experiment on 20 medium indica hybrid rice varieties in 2017 and 2018. Grain yield decreased significantly with growth duration between jointing and heading, but it increased with dry matter accumulation, growth rate between jointing and heading, dry matter partitioning to the stem plus sheath at heading, daily yield, and number of spikelets per panicle. Compared with the medium and low daily yield variety types, the high daily yield variety type increased shoot biomass by improving crop growth rate and dry matter accumulation amount between jointing and heading and after heading. The high daily yield variety type decreased the growth duration pre-heading and the proportions of dry matter partitioned to the leaf lamina at heading and maturity, but it also increased the post-heading accumulated dry matter in the grain and the remobilization of dry matter stored in the vegetative organs. Furthermore, the high daily yield variety type significantly increased the occurrence rate of tillers, which is beneficial for the formation of a larger panicle size and an increase in the grain-filling rate. These changes contributed to a 6.51–23.16% relative increase in grain yield of the high daily yield variety type. In conclusion, the selection of high daily yield indica hybrid rice varieties with shorter pre-heading growth duration, greater tiller occurrence rate and spikelet numbers per panicle, higher post-jointing growth rates and stem plus sheath dry matter accumulation at heading is suitable for machine-transplanted rice.     

雨养和灌溉条件对黑小麦产量形成及品质的影响

为了明确黑小麦对水分逆境胁迫的响应机理,[方法]采用大田试验方法,以黑小麦‘山农紫麦1号’为试验材料,设置灌溉和雨养两个处理,对黑小麦干物质积累及转运、籽粒灌浆特性及品质性状进行研究。[结果]结果表明,雨养条件下,黑小麦籽粒灌浆速率峰值出现时间提前,灌浆持续时间缩短,灌浆速率峰值、平均灌浆速率均显著降低。雨养处理提高了黑小麦成熟期干物质在籽粒中的分配比例;降低了开花后干物质的积累能力,降低了干物质积累总量,减少了了籽粒中来自开花后干物质的比例。雨养处理主要降低了黑小麦的穗粒数和千粒重,从而使产量显著降低。对单位面积穗数影响不显著。与灌溉处理相比,雨养条件下黑小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面筋指数、沉淀指数、面团形成时间、面团稳定时间分别提高了13.68%、18.83%、14.02%、34.10%、68.57%和120.29%,差异达到显著水平;吸水量与灌溉处理差异不显著。[结论]干旱胁迫通过降低黑小麦的穗粒数和千粒重降低产量,但可以改善黑小麦籽粒品质。     

宽幅播种对冬小麦花后干物质积累及转运的影响

为探寻不同播种方式对冬小麦生长及产量形成的调控,在大田条件下,以‘尚农5号’为供试材料,研究宽幅播种与常规播种2种种植方式对冬小麦籽粒灌浆速率及花后营养器官干物质积累、转运及其对籽粒的贡献率。结果表明,与常规播种方式相比,宽幅播种方式在籽粒快增期、缓增期灌浆速率显著提高,并且其灌浆持续时间显著缩短,说明宽幅播种有利于花后各器官干物质积累。利用多种非线性回归模型筛选出最佳拟合方程,即小麦营养器官花后干物质积累动态符合三次变型多项式Y=b+b₁x+b₂x²+b₃x³,花后10~12天各器官干物质积累量达到最大值,之后各器官干物质积累量迅速降低。宽幅播种比常规处理花后营养器官干物质转移量提高17.92%。此外,2个处理花后营养器官干物质转移量对籽粒贡献率均达到45%以上。综上,宽幅播种方式不仅可提高小麦籽粒灌浆速率,还可促进开花后营养器官贮存的干物质向籽粒运转,说明这一技术的应用将有利于增加小麦产量形成,可降低小麦生长后期干热风和衰老对小麦产量的影响。     

稻油轮作机插秧水稻群体特征及产量形成机制研究

为阐明稻油轮作机插秧水稻产量构成特征和群体动态特征以及产量形成机制,2014年选用5个不同生育期水稻品种为材料,以冬闲稻田机插秧水稻群体(早播)为对照,对稻油轮作模式下机插秧水稻(晚播)产量及其产量构成、群体茎蘖动态、叶面积指数和干物质积累等特征进行了分析.结果表明,晚播机插水稻产量显著下降,但下降程度不等,生育期越长的品种下降幅度越大.晚播机插秧水稻穗粒数显著下降,有效穗、千粒质量变化差异无统计学意义.晚播处理叶面积指数、群体干质量等指标,拔节期较早播处理呈下降趋势,有效分蘖临界期、抽穗期表现因品种而异.抽穗期株型特征和源库特征研究表明,晚播处理株型更紧凑、比叶质量更高.晚播中熟品种叶面积指数、群体干质量和粒叶比更符合高产群体特征.