孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻干物质积累、转运及产量形成影响

干旱缺水是限制水稻产量主要环境因素之一。为探讨孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻干物质积累规律及产量形成影响,选用耐旱型品种东农425和干旱敏感型品种松粳6号为试验材料。通过盆栽结合人工控水方式于孕穗期控制土壤水势至0、-10、-25和-40 k Pa,处理21 d后恢复正常灌溉。研究孕穗期不同程度干旱胁迫对寒地粳稻干物质积累分配转运、产量及产量构成因素影响。结果表明,孕穗期干旱胁迫导致地上部干物质积累量、转运量均随土壤水势降低而下降。成熟期不同器官干物质分配表现为籽粒茎鞘叶,茎鞘干物质和源器官干物质分配比例及源/库随干旱程度上升而增加,而籽粒干物质分配比例与其相反。抗旱性强品种在干旱胁迫条件下有较强物质积累优势,贮藏物质转运能力明显高于抗旱性较弱品种。干旱胁迫使枝梗性状下降,对枝梗性状影响表现为二次枝梗一次枝梗。干旱胁迫下寒地粳稻由于每穴穗数、穗粒数和结实率显著降低造成产量显著下降,降幅随土壤水势降低而逐渐上升。     

孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻籽粒氮素形成及产量的影响

为探究孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻籽粒氮素形成及产量影响,以水稻松粳6(不耐旱型)和东农425(耐旱型)为材料,通过盆栽控水方式于孕穗期不同梯度干旱处理(土壤水势分别为:0、-10、-25、-40 k Pa),20 d后恢复正常管理。结果表明,与对照相比,轻度干旱胁迫下(土壤水势为-10 k Pa)籽粒氮代谢关键酶(GS、GPT、GOT)活性显著升高,东农425增幅高于松粳6;重度干旱胁迫(土壤水势为-40 k Pa)下酶活性显著降低,东农425降幅小于松粳6,品种间差异显著。干旱胁迫可提高籽粒蛋白质及各组分含量,籽粒清蛋白、球蛋白含量升高主要受GS、GPT和GOT活性变化影响,醇蛋白含量升高与籽粒GS活性关系密切,谷蛋白含量变化主要受籽粒GPT、GOT活性影响。孕穗期干旱胁迫显著降低寒地粳稻产量,随土壤水势降低,产量降幅逐渐增大,东农425降幅显著低于松粳6,产量降低主要影响因素是穗粒数、结实率和千粒重。文章从氮代谢关键酶调控角度分析孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻籽粒灌浆过程中蛋白质及各组分含量和产量影响,为揭示干旱胁迫下寒地粳稻产量及品质形成机制提供理论依据。     

水杨酸对孕穗期低温胁迫寒地粳稻颖花形成的影响

为探讨外源水杨酸(Salicylic acid,SA)对孕穗期低温胁迫寒地粳稻颖花形成的影响,丰富寒地粳稻化控抗寒研究,试验以耐冷品种东农428和冷敏感品种松粳10号为供试材料,设置5个SA浓度(0.25、0.50、1.00、2.00和4.00 mmol·L~(-1)),设置低温清水对照(Cold)与常温清水对照(CK),分析外源SA对孕穗期低温胁迫寒地粳稻颖花形成、干物质积累及产量的影响。结果表明,与CK处理相比,低温胁迫下水稻产量及产量构成指标显著降低。施用不同浓度SA提高寒地粳稻花粉育性、颖花分化数、籽粒干物质积累量、灌浆速率、产量及产量构成指标,随喷施SA浓度增加,东农428与松粳10号花粉育性、颖花分化数、籽粒干物质积累量、灌浆速率、产量及产量构成指标均表现为先升后降趋势。分析得出,孕穗期低温胁迫下东农428与松粳10号喷施外源SA最适浓度为0.50 mmol·L~(-1)。     

孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻根系生长及产量的影响

以东农428和松粳10为试验材料,分别冷水灌溉处理0、3、6、9、12、15 d,分析孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻根系形态、伤流强度、干物质积累及产量的影响,旨在探究孕穗期低温胁迫下寒地粳稻根系生长规律及其与产量关系。结果表明,与对照相比,孕穗期冷水灌溉下,寒地粳稻根系形态、伤流强度、根部与地上部干重及产量变化规律一致,冷水灌溉持续时间越长,降幅越大。冷水灌溉加快寒地粳稻生育中后期根系衰竭。孕穗期冷水灌溉抑制寒地粳稻根系发生和伸长,齐穗期根系形态和根干物质量显著下降,不利于生育中后期根系对营养物质吸收,地上部干物质积累减缓,地上部向根部运输有机质减少,根系活力降低,根系衰竭加快,致产量下降。孕穗期冷水灌溉下东农428中后期根系形态、根干重、根系活力维持在相对较高水平,地上部干物质积累量和产量变化幅度较小,是东农428耐冷性强于松粳10的主要原因。     

水肥耦合对寒地粳稻养分吸收的影响

为了研究水肥耦合对寒地粳稻养分吸收的影响,以寒地粳稻东农428为试验材料,设置控灌方式、氮肥水平2因素处理,研究了水肥耦合对寒地粳稻养分吸收,以及对最终产量的影响。结果表明:两种灌溉模式均在N3处理下水稻含氮量,含磷量以及含钾量最高,且产量达最大值;而在N3处理下的两种灌溉模式相比较,在节水灌溉(W1)水平下水稻产量最高,且氮、磷、钾含量都处于最高水平,说明N3是水稻增产最佳施氮水平,节水灌溉较常规灌溉促进了产量的积累。     

寒地超级稻龙粳31高产栽培氮肥运筹研究

为了探索合理的氮肥运筹方式,以寒地超级稻龙粳31为试验材料,研究不同氮肥运筹对产量及干物质积累的影响。结果表明:前期施氮量多可以显著提高单位面积穗数,但会显著降低每穗粒数和千粒重;施氮135kg·hm-2,底肥、返青分蘖肥、穗肥、粒肥各占40%、30%、20%、10%龙粳31产量最高,与其它处理均差异显著。分蘖盛期和齐穗期干物质重均以底肥60%处理最多,而齐穗期至成熟期干物质积累量则以底肥40%处理最多。分蘖盛期和齐穗期干物质重均与产量呈先上升后下降的二次曲线关系,齐穗至成熟期干物质积累量则与产量呈直线上升关系。     

不同氮肥运筹下寒地粳稻产量形成机理的研究

以寒地粳稻松粳6号和寒地超级稻松粳9号为材料,在相同施氮量条件下,研究了不同氮肥运筹对寒地水稻茎蘖动态、有效穗数、分蘖成穗率及产量的影响。结果表明:减少基肥施氮比例、增加穗粒肥施氮比例两品种分蘖数到达峰值时间延迟,每平方米有效穗数和分蘖成穗率均呈增大的趋势,但比例过大时,每平方米有效穗数和分蘖成穗率反而下降;适当减少基肥施氮量,增加后期穗粒肥施氮量可以显著的提高穗粒数、结实率和产量,松粳6号和松粳9号两品种产量均表现为M2处理最高,与M3处理差异不显著,与其它处理差异显著。由此说明,合理比例的基肥、蘖肥、穗肥、粒肥配比才能实现水稻的高产,配比失衡对产量影响严重。     

连续旋耕下深耕对寒地优质粳稻产量形成的影响

【目的】 研究连续旋耕下深耕对不同优质粳稻生长动态、光合物质生产及产量形成过程的影响,为寒地优质粳稻高产高效栽培提供技术支撑。【方法】 2018—2019年以绥粳18、垦稻12和三江6为供试材料,在秸秆还田条件下,前茬连续2年旋耕基础上,设置深耕和旋耕2种耕作方式,研究耕作方式对优质粳稻生长动态及花后物质生产特性的影响。【结果】 年份间产量差异不显著,而耕作方式对寒地优质粳稻生长发育、花后光合物质生产特性及产量性状存在显著影响。与旋耕相比,深耕显著增加了每平方米分蘖数和有效穗数,剑叶展开时间晚且持续时间长,抽穗晚但持续时间无变化;增加了生物量和茎鞘干物质转运能力,其中齐穗期生物量和茎鞘干物质分别增加8.34%和5.36%;输出量、输出率及转化率增幅分别为13.19%、6.70%和9.17%,差异显著（P<0.05）;提高了齐穗期与成熟期叶面指数,延长了绿叶面积持续时间,增加了群体生长速率;促进了主茎倒3、4节位的节间长度、叶片长度和宽度,增加了株高和穗长;每穗粒数和粒重分别增加7.05%和3.37%,收获指数增加1.90%,实现产量平均增幅12.78%。同一耕作方式条件下,在茎蘖数、光合物质生产能力、茎鞘干物质积累量及转运能力、产量及其构成上均以垦稻12表现最佳,绥粳18次之;而三江6花后叶面积指数、成熟期每穗粒数和粒重虽然较高,但并不能弥补其干物质转运能力、有效穗数和千粒重低的不足。在互作效应上,深耕×垦稻12处理表现出较高的每平方米有效穗数,花后光合物质生产及转运能力强,粒叶比和群体生长速率高,千粒重与收获指数高,增产9.15%—27.47%。【结论】 在连续旋耕稻田上搭配一次深耕的耕作方式是利于提高本区域优质粳稻产量的耕作制度。     

氮肥运筹对寒地水稻生长及产量的影响

氮肥运筹管理是水稻生长调控的重要因素之一,试验以龙粳31为试验材料,在总施氮量不变的情况下,通过设置4种生育前后期不同比例的氮肥用量,对比研究不同氮肥运筹比例对水稻生长、产量的影响。结果表明:适当的前氮后移施肥方式(N1处理∶基蘖肥∶调节穗肥=6∶4),能减少无效分蘖提高分蘖率、增加水稻叶面积指数、叶绿素含量、促进干物质的积累,从而提高水稻的产量。同时N1处理有效穗数、穗粒数、结实率和千粒重均较高,所以产量高达10.66 t/hm2,比N4处理高出11.35%,差异达显著水平,促进水稻产量潜力的发挥。     

机条播水稻肥料运筹试验初报

为掌握机条播水稻需肥特性,提高水稻机条播技术水平,2013年开展了机条播水稻肥料运筹(施氮量)试验。结果表明,在本试验范围内,随施氮量的增加,抽穗期和成熟期的叶面积指数、群体茎蘖数、株高、单位面积干物质重、抽穗期至成熟期单位面积干物质积累量、有效穗数和产量呈增加趋势;成穗率、结实率、千粒重及氮肥偏生产力呈减少趋势;收获指数呈先降低后增加趋势;每穗总粒数呈先增加后减少趋势。     

氮肥后移对绿洲灌区玉米干物质积累和产量构成的调控效应

【目的】针对绿洲灌区传统施氮技术下,全膜覆盖玉米生育后期土壤氮肥供应不足、早衰和减产等问题,探讨氮肥后移对玉米干物质积累和产量构成的影响,以期为优化试区氮肥管理提供理论依据。【方法】2012—2015年,于河西绿洲灌区进行大田试验,在总施氮量相同且基肥和大喇叭口期追肥分别占总施氮量20%和40%条件下,设3个施氮处理:氮肥后移20%(拔节肥10%+花粒肥30%,M1)、氮肥后移10%(拔节肥20%+花粒肥20%,M2)和传统施氮(拔节肥30%+花粒肥10%,M3),研究不同氮肥追施制度对玉米干物质积累动态和产量构成的调控效应。【结果】氮肥后移增大了玉米干物质最大增长速率和干物质平均增长速率,提前了干物质最大增长速度出现的天数。在氮肥后移20%施氮制度下,玉米干物质最大增长速率和干物质平均增长速率分别较传统施氮处理提高15.6%和6.6%,玉米干物质最大增长速率出现的天数较传统施氮提前2.9 d。施氮制度对玉米生物产量、籽粒产量、收获指数、有效穗数、穗粒数和千粒重均有显著影响。氮肥后移20%施氮制度下,玉米生物产量较传统施氮处理高6.6%,但氮肥后移10%处理生物产量与传统施氮处理差异不显著;氮肥后移20%和10%处理玉米的籽粒产量分别较传统施氮处理提高14.1%和5.1%;氮肥后移20%施氮处理收获指数较传统施氮处理高7.5%,但氮肥后移10%施氮处理与传统施氮处理差异不显著;氮肥后移20%施氮处理下,玉米有效穗数、穗粒数和千粒重分别较传统施氮处理高8.9%、12.9%、5.8%,但氮肥后移10%处理的千粒重与传统施氮处理差异不显著。通径分析表明,氮肥后移主要通过提高有效穗数,进一步提高穗粒数和千粒重,从而提高产量。说明氮肥后移20%施氮处理通过优化玉米有效穗数、穗粒数和千粒重对产量产生了调控作用。【结论】在河西绿洲灌区,总施氮量450 kg·hm~(-2)时,玉米拔节期追肥45 kg·hm~(-2)、大喇叭口期追肥180 kg·hm~(-2)、花后10 d追肥135 kg·hm~(-2)为该区获得玉米高产的理想施氮制度。     

鲁中夏玉米水肥一体化下减氮增效技术研究

为研究水肥一体化对鲁中地区夏玉米生长的影响,进而探索水肥一体化下减氮的可行性,在田间条件下,以不施氮为对照（CK）,设置水肥一体化减氮施肥（W1N1）、水肥一体化施氮（W1N2）、常规水肥管理减氮（W2N1）、常规水肥管理施氮（W2N2）共5种水肥管理模式,研究水肥一体化下减氮对玉米生长发育、氮素吸收和利用的影响。结果表明：施肥处理的玉米籽粒产量、穗粒数、千粒重均高于不施肥处理。同等施氮量下,水肥一体化能显著提高玉米籽粒产量、干物质积累量和氮素积累总量。W1N2显著增加了花后干物质积累量,提高了花后对氮素的吸收积累能力。与CK相比,W1N1的氮素转运量提高了120.51%,氮素转运率提高了72.78%。W1N1在保障玉米籽粒产量的同时,可提高氮素转运效率、氮素偏生产力和氮素农学利用效率。说明水肥一体化减氮处理能获得较高的氮肥利用率,能够在稳产的前提下,实现氮肥的减量施用。     

氮素用量对水稻籽粒谷氨酰胺合成酶活性及产量的影响

以东农423、东农425、松粳6号和松粳9号4个水稻品种为试验材料,研究了不同氮素处理对水稻籽粒谷氨酰胺合成酶活性及产量的影响。结果表明,籽粒谷氨酰胺合成酶活性在抽穗后呈下降趋势,适量施氮对谷氨酰胺合成酶活性有明显的促进作用;对4个品种来说,东农425和松粳9号以N150处理下有较高的酶活性,东农423和松粳6号则以N100处理为最佳;在一定范围内,籽粒产量随施氮量的增加而增加,对东农423、东农425和松粳6号而言,N150是保证高产最佳施肥量;松粳9号以N200处理为最佳。籽粒谷氨酰胺合成酶活性与籽粒产量呈正相关关系,其中抽穗后7,35d酶活性与产量呈极显著正相关。     

氮肥运筹对滴灌春小麦干物质积累及产量特征的调控效应

【目的】研究新疆南疆地区氮素运筹方式对滴灌春小麦干物质积累及产量特征的影响,确定适宜的施氮量、施氮时期及比例,为生产提供依据。【方法】以新春6号和宁2038为材料,采用小区栽培试验开展研究。设置4个施氮水平:N₀(0 kg/hm²)、N₁(104.5 kg/hm²)、N₂(207.0 kg/hm²)和N₃(310.5 kg/hm²),每个施氮水平下设置4个施氮时期:R₁ (100%基肥)、R₂ (60%基肥+40%拔节肥)、(R₃ 40%基肥+40%拔节肥+20%孕穗肥)和R₄ (20%基肥+40%拔节肥+20%孕穗肥+20%灌浆肥)。【结果】两品种花前营养器官干物质的转运量、花前营养器官干物质的转运率及对籽粒的贡献率均以N₃R₄处理最大,花后干物质的积累量均以N₃R₃处理最大,新春6号花后干物质积累量对籽粒的贡献率以N₃R₄处理最大,宁2038以N₃R₃处理最大。在施氮量相同时,R₃处理的穗粒数、千粒质量和产量最大;在施氮时期及比例相同的条件下,产量构成因素及产量以N₃最高,但与N₂处理差异不显著。【结论】在施氮量为310.5 kg/hm²、施氮时期及比例为基肥∶拔节肥∶孕穗肥=4∶4∶2和基肥∶拔节肥∶孕穗肥∶灌浆肥=2∶4∶2∶2时,两品种均可获得较高产量,新春6号达1.21~1.26 g/株(折合产量8 511.78~8 930.72 kg/hm²),宁2038达1.09~1.12 g/株(折合产量8 190.62~8 362.59 kg/hm²)。     

水肥运筹对滴灌冬小麦干物质积累和产量调控效应研究

【目的】通过对施肥量及灌水量调控,研究水肥最优组合,为地区冬小麦高产栽培、节水节肥措施提供理论依据。 【方法】试验采用两因素四水平的裂区试验设计,以新冬36号为试验材料,在大田滴灌条件下,设置0 kg/hm²(N0)、375 kg/hm²(N1)、450 kg/hm²(N2)、525 kg/hm²(N3)四个施肥量(纯量);四个灌水梯度为3 450 m³/hm²(W1)、4 200 m³/hm²(W2)、4 950 m³/hm²(W3)、5 700 m³/hm²(W4)。分析干物质、叶面积指数及产量等性状,研究水肥因子对小麦生长的影响。【结果】干物质积累量从拔节期至灌浆期呈快-慢的增长规律,Logistic方程对其进行拟合表明,各处理从拔节后6~10 d干物质开始快速积累,41~49 d后转为缓慢积累。N2W2进入快速积累时间最早,最大积累速率较高。叶面积指数(LAI)在孕穗期达到最大,后期逐渐减小,N2、N3处理在拔节至孕穗期快速增加,并随着灌水量的增加呈先增加后降低的趋势。穗粒数与水肥施用量呈正相关关系。最终产量表现为N2>N3>N1>N0,最高产量为N2W3处理的9 848.13 kg/hm²,与N2W2处理无显著差异。水肥交互作用对穗数及产量影响达到极显著水平(P<0.01),对穗粒数有显著影响(P<0.05),与千粒重无显著相关性。【结论】施肥量450 kg/hm²、灌水量为4 200 m³/hm²,即N2W2处理为兼顾高产节水、省肥最优组合。     

氮素穗肥对水稻垩白籽粒灌浆影响及与加工品质的关系

为明确垩白籽粒灌浆特性与稻米加工品质的关系及氮素穗肥调控效应，以高垩白水稻OM052为材料，设置追施氮素穗肥和不追肥处理，分析其物质生产、灌浆动态特征、加工品质及其对氮素穗肥的响应。结果表明：追施氮素穗肥显著增加了抽穗至成熟期的干物质积累量，提高了籽粒灌浆的起始生长势，灌浆启动提早、平均灌浆速率和最大灌浆速率增加，最大灌浆速率出现时间提前0.95 d，但活跃灌浆期缩短0.69 d。未追施氮素穗肥处理的籽粒灌浆启动滞后，灌浆速率小，且在达到最大灌浆速率后下降平缓而灌浆时间延长。追施氮素穗肥条件下稻米的糙米率、精米率和整精米率显著提高1.46%、2.52%和3.57%，加工品质得以改善。抽穗至成熟期的干物质积累及平均灌浆速率和最大灌浆速率分别与加工品质呈显著或极显著正相关，达到最大灌浆速率时间和活跃灌浆期与加工品质呈显著负相关。在保障抽穗至成熟期光合物质生产的基础上，协同优化籽粒灌浆特征参数有利于改善稻米的加工品质。     

Effects of Nitrogen Application on Photosynthetic Characteristics and Nitrogen Use Efficiency in Wheat after Rice

In the present study,appropriate nitrogen (N) application mode in Jianghan Plain was explored by investigating the effects of different N applications on the photosynthetic characteristics of flag leaves and nitrogen use efficiency (NUE) in a wheat cultivar Zhengmai 9023.Nitrogen was top-dressed before sowing,before winter,and during the jointing stage,at different ratios:1∶1∶0 (N1),1∶0∶1 (N2),2∶1∶1 (N3),1∶1∶1 (N4),and 0∶0∶1 (N5),under the same amount of total N (180 kg/hm2) during the growing season.No nitrogen fertilizer was used in the control (NO).Results showed that the SPAD values and photosynthetic rate (Pn) of different treatments in flag leaves increased initially and then decreased around the anthesis stage.The two indices in N1 and N5 treatments decreased rapidly after flowering,whereas those in N2,N3,and N4 treatments maintained at high levels for a long period after anthesis.Thus,reasonable nitrogen application could retard the decline of SPAD and Pn after anthesis.N4 and N1 treatments showed large dry matter accumulation.In decreasing order of crop yield,the treatments were:N4＞N1 ＞ N3＞N5＞N2＞N0.The effective panicle number and grain number per spike of N2 were significantly lower than those of other treatments,and there was no significant difference among other treatments.No significant correlation was found between nitrogen application and 1 000-grain weight in this experiment.The nitrogen accumulation,agronomic efficiency of nitrogen fertilizer,nitrogen uptake and use efficiency of above-ground parts,nitrogen uptake and use efficiency of grain of N4 treatment were higher than those of other treatments,but the nitrogen harvest index of N4 was at a low level.In summary,N4 treatment is the most suitable nitrogen application mode in wheat after rice.     

氮肥一次性基施对不同成穗方式下直播常规粳稻产量的影响

在江苏省稻麦两熟轮作地区,以南粳9108为材料,在控释氮肥配方（40 d释放期控释氮肥∶100 d释放期控释氮肥=1∶4）和速效氮肥的不同配比下,研究全程氮素一次性基施条件下控释氮肥施用比例对不同成穗方式下直播常规粳稻产量的影响。试验为裂区设计,主区设置3种不同基本苗处理,在成熟期调查其主茎占有效穗数的比例,以分别代表主茎为主成穗型、主茎分蘖并重成穗型和分蘖为主成穗型的3种水稻群体,控释氮肥配方和速效氮肥的不同配比为副区,分别为纯氮比5∶5、6∶4和7∶3。结果表明：不同成穗方式下直播常规粳稻达到高产时的适宜控释氮肥配方与速效氮肥的一次性基施配比存在差异,主茎为主成穗方式下,控释氮肥配方与速效氮肥以7∶3的纯氮比例配施时产量最高,产量为10.0 t·hm^-2,较5∶5和6∶4处理显著提高53%~7.5%;主茎分蘖并重型和分蘖为主成穗型两种成穗方式下,控释氮肥配方与速效氮肥以5∶5的纯氮比例配施时产量最高,分别为9.5、9.4 t·hm^-2,较其他处理显著提高9.2%~10.5%和9.3%~11.9%。在成穗方式间,以主茎为主成穗方式下的7∶3处理的产量最高,该处理在群体颖花量、生育后期光合势及阶段干物质积累等方面都具有显著优势。综上,不同直播稻成穗方式下基施适宜比例的控释氮肥均能获得较高的产量,适当增加基本苗以提高主茎占有效穗比例,以主茎成穗为主,配套控释氮肥配方和速效氮肥配比为7∶3的一次性基施氮肥技术有助于实现直播常规粳稻的高产。     

氮素水平对不同穗型品种产量性状的影响

以不同穗型水稻品种为试材,研究不同氮素水平下水稻产量性状的结果表明:直立穗品种的 生物产量高于弯曲型品种,经济系数低于弯曲型品种。在低氮条件下,两品种的经济系数均提高,且 弯穗型品种的经济产量略高于直穗型品种,在高氮条件下则相反。在相同肥力下,抽穗前两品种的物 质生产差异不大,但抽穗后直穗型品种的物质生产明显高于弯穗型品种。同时发现在低氮条件下,两 品种的穗数明显减少,但穗粒数增多,结实率提高,一、二次枝梗的千粒重均高于高氮处理。