甬优中熟籼粳杂交稻栽后植株氮素积累模型与特征

旨在定量描述甬优中熟籼粳杂交稻栽后植株氮素养分积累动态变化,基于模型分析方法从氮素营养层面阐明甬优中熟籼粳杂交稻高产形成机制。2015—2016年,以甬优中熟籼粳杂交稻甬优2640和甬优1640、常规粳稻扬粳4038和扬粳4227、杂交籼稻新两优6380和扬两优6号为试材,比较研究其栽后植株氮素积累特征差异。籼粳杂交稻两年平均产量达11.65 t hm~(–2),显著高于常规粳稻(10.74 t hm~(–2))和杂交籼稻(10.01 t hm~(–2))。成熟期植株氮素吸收量和百千克籽粒吸氮量亦高于常规粳稻和杂交籼稻。成熟期植株各器官氮素吸收量及其所占比例,籼粳杂交稻以穗部最多,叶片其次,茎鞘最少;常规粳稻和杂交籼稻则均以穗部最多,茎鞘其次,叶片最少。与常规粳稻和杂交籼稻相比,籼粳杂交稻成熟期叶片氮素吸收量占植株总吸氮量的比例较高,穗部氮素吸收量所占比例则较低。不同类型品种栽后植株氮素积累动态均以Gompertz方程拟合效果较好,拟合系数一般在0.995左右。与常规粳稻和杂交籼稻相比,甬优中熟籼粳杂交稻在各阶段氮素积累量均具优势,在快增期是由于其较高的持续天数和氮素积累速率,渐增期和缓增期是由于其较高的氮素积累速率。本文提出了符合不同类型水稻栽后植株群体氮素积累动态变化特征的Gompertz模型,并采用该模型分析了甬优中熟籼粳杂交稻栽后植株氮素积累优势。     

甬优系列籼粳杂交稻氮肥群体最高生产力的优势及形成特征

以长江下游地区大面积种植的4种类型(籼粳杂交稻、常规粳稻、杂交粳稻和杂交籼稻)水稻品种中有代表性的品种为材料,设置6个氮肥水平(0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm–2),比较研究其氮肥群体最高生产力及其产量构成、关键生育阶段天数、主要生育时期的叶面积指数和干物重。结果表明:(1)杂交籼稻获得最高生产力对应的施氮量为225.0~262.5 kg hm–2,常规粳稻为300.0 kg hm–2,杂交粳稻和籼粳杂交稻为262.5~300.0 kg hm–2。(2)氮肥群体最高生产力以籼粳杂交稻最高,达12.2(12.0~12.3)t hm–2,较杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻分别高出6.6%、9.8%和19.6%(两年平均值)。群体颖花量和每穗粒数均以籼粳杂交稻最高,但其每穗粒数年度间波动较大。穗数和结实率以常规粳稻最高。(3)播种至抽穗期天数以杂交粳稻最长,抽穗至成熟期天数则以籼粳杂交稻最长,达60 d左右。全生育期天数呈杂交粳稻常规粳稻籼粳杂交稻杂交籼稻。两年中日产量以籼粳杂交稻最高。(4)籼粳杂交稻在抽穗、抽穗后20 d和成熟期的叶面积指数和干物重均显著高于另外3种类型品种,且抽穗至成熟期的干物质积累量也最高。此外,籼粳杂交稻在拔节至抽穗期以及抽穗至成熟期的光合势显著高于另外3种类型品种。较多的每穗粒数、较长的灌浆期天数以及较高的日产量、生育后期(抽穗至成熟期)较强的光合物质生产能力是籼粳杂交稻氮肥群体最高生产力形成的重要原因和基础。     

不同种植方式下水稻氮素吸收利用的特性

以早熟晚粳、迟熟中粳和中熟中粳3种生育类型水稻品种(含常规粳稻和杂交粳稻)为材料,比较研究了旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式下水稻的氮素吸收利用特性。结果表明,拔节期植株含氮率和吸氮量为直播>机插>手栽,抽穗期和成熟期为手栽>机插>直播,手栽成熟期总吸氮量较机插和直播分别高11.68%和39.03%,机插较直播高24.49%;氮素吸收速率,拔节前为直播>机插>手栽,拔节至抽穗期和抽穗至成熟期为手栽>机插>直播,手栽和机插拔节至抽穗期的吸收速率最大,直播中熟中粳拔节至抽穗期最大,早熟晚粳和迟熟中粳拔节前最大;拔节至抽穗期和抽穗至成熟期的氮素积累量为手栽>机插>直播,不同种植方式间差异均达显著或极显著水平;氮素吸收利用率,手栽、机插、直播分别为44.49%、39.00%、31.41%,且手栽和机插为早熟晚粳>迟熟中粳>中熟中粳,直播为中熟中粳>迟熟中粳>早熟晚粳,同一生育类型常规粳稻大于杂交粳稻;百千克籽粒需氮量,手栽、机插、直播分别为1.959 (1.900~2.009) kg、1.842 (1.681~1.914) kg、1.638 (1.540~1.721) kg,常规粳稻手栽与机插间差异不显著,但都显著高于直播,杂交粳稻不同种植方式间差异均显著,直播稻为中熟中粳>迟熟中粳>早熟晚粳,手栽和机插在不同生育类型品种间没有明显变化规律。科学选择种植方式并配套适宜的品种类型对实现水稻氮素高效吸收和利用具有重要意义。     

淮北地区水稻品种氮肥群体最高生产力及氮素吸收利用特性

以淮北地区有代表性的34个中熟中粳品种为试材,设置7个氮肥水平(0、150、187.5、225、262.5、300、337.5 kg hm^-2),得出各品种在这7个氮肥水平下出现的最高产量,将该最高产量定义为氮肥群体最高生产力。在此基础上,按氮肥群体最高生产力高低将品种划分为4个等级,即顶层水平( ≥10.50 t hm^-2)、高层水平(9.75~10.50 t hm^-2)、中层水平(9.00~9.75 t hm^-2)和底层水平( ≤9.00 t hm^-2),比较研究不同氮肥群体最高生产力等级品种的产量及其构成因素、群体光合物质生产和氮素吸收利用差异。结果表明,所有品种的氮肥群体最高生产力均出现在225、262.5、300 kg hm^-2三个氮肥水平,不同氮肥群体生产力差异极显著;随着生产力水平的提高,单位面积穗数先增加后降低,每穗粒数与群体颖花量显著增加,结实率显著下降;茎蘖成穗率、叶面积指数、光合势、有效叶面积率、高效叶面积率、粒叶比、总干物质积累量均以顶层水平最高,底层水平最低;移栽至拔节阶段的氮素积累比例表现为底层>中层>高层>顶层水平,拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段表现为顶层>高层>中层>底层水平;移栽至拔节、拔节至抽穗及抽穗至成熟阶段的氮素吸收速率以顶层最高,顶层水平较底层水平分别高36.59%、34.36%和51.85%;随着氮肥群体生产力等级的提高,氮素吸收利用率和百千克籽粒吸氮量均提高;中熟中粳稻品种有氮低效型、氮中效型、氮较高效型和氮高效型,武运粳27、中稻1号、宁粳4号、连粳7号为高产氮高效品种。     

秸秆全量还田与氮肥运筹对机插粳稻产量及氮素吸收利用的影响

以常规粳稻南粳5055、南粳46为材料,在总施纯氮量为300 kg hm–2条件下,设置9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6共6种基蘖肥与穗肥比例,探讨秸秆全量还田条件下不同氮肥运筹对机插粳稻产量及氮素吸收利用特征的影响。结果表明,与秸秆不还田相比,秸秆全量还田具有显著的增产效应,南粳5055、南粳46平均增产5.04%、4.64%;随着基蘖氮肥占总施氮量比例的下降,秸秆全量还田机插粳稻产量呈先增后减的趋势,基蘖氮肥与穗氮肥比例为7∶3时,水稻产量最高。相同氮肥运筹模式下,秸秆全量还田处理水稻拔节期及移栽至拔节阶段的群体干物质积累量均低于秸秆不还田处理,抽穗期、成熟期及拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的群体干物质积累量则高于秸秆不还田处理。氮肥运筹间表现为随基蘖氮肥占总施氮量比例的下降,拔节期及移栽至拔节阶段的群体干物质积累量下降,而抽穗期、成熟期及拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的群体干物质积累量呈现先增后减的趋势。当基蘖氮肥与穗氮肥比例为7∶3时,秸秆全量还田条件下的水稻群体干物质积累量最高,经济系数也最高。秸秆全量还田水稻拔节前的氮素积累量低于秸秆不还田处理,拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的氮素积累量则高于秸秆不还田处理,秸秆全量还田处理的氮肥表观利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均高于秸秆不还田处理。不同氮肥运筹间表现为随基蘖肥占总施氮量比例的下降,氮肥表观利用率、氮肥农学利用率、氮肥生理利用率及氮肥偏生产力均呈现先增后减的趋势,当基蘖氮肥与穗氮肥运筹比例为7∶3时最高。     

光、氮及其互作对超级粳稻产量和氮、磷、钾吸收的影响

大田条件下以超级粳稻南粳44和宁粳3号为材料, 设置2种氮肥水平(N10: 150 kg hm^-2, N20: 300 kg hm^-2)和3种遮光处理(L1: 不遮光, L2: 抽穗前遮光20 d, L3: 抽穗后遮光20 d), 研究光、氮及其互作对超级粳稻产量和氮、磷、钾吸收的影响。结果表明, 同一氮肥水平下产量呈现L1>L3>L2。其中, L2使植株在拔节至抽穗阶段及抽穗期的氮、磷、钾积累量显著下降, 主要由于L2显著降低了抽穗前期的根系α-NA氧化量及根干重, 导致根系吸收养分能力下降, 最终产量显著低于L1, 达30.58%~35.26%。L3使植株在抽穗至成熟阶段及成熟期的氮、磷、钾积累量显著下降, 主要由于L3显著降低了抽穗后期的根系α-NA氧化量及根干重。尽管在抽穗后随着植株根系逐渐衰老及机能下降, L3对根系、养分吸收及最终产量的影响要小于L2, 但最终产量依然显著低于L1, 达10.91%~18.47%。L2和L3条件下, 随着氮肥水平增加, 植株根系α-NA氧化量及根干重显著增加, 导致拔节至成熟期各阶段的氮、磷、钾积累量显著增加, 最终产量及氮肥利用率显著提高。由此可见氮肥施用能部分弥补弱光逆境对超级粳稻氮、磷、钾吸收及产量的影响。     

水稻甬优12产量13.5t hm~(–2)以上超高产群体的氮素积累、分配与利用特征

为探明甬优12超高产群体的氮素吸收与积累特征,2013—2014年,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个产量群体的氮素吸收与积累特征等进行了系统比较研究。结果表明,与高产和更高产群体相比:(1)超高产群体拔节期植株含氮率较低,抽穗期和成熟期植株含氮率高于对照。超高产群体拔节期氮素吸收量较低,抽穗和成熟期氮素吸收量较高。(2)超高产群体播种至拔节期氮素积累量和积累比例低于对照;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期植株氮素积累量和积累比例高于对照。播种至拔节期氮素积累量与产量呈极显著线性负相关,拔节至抽穗期、抽穗至成熟期植株氮素积累量与产量呈极显著线性正相关。(3)超高产群体抽穗期和成熟期茎鞘、叶片和穗部氮素吸收量较高,且花后茎鞘氮素转运量和穗部氮素积累量也较高。花后茎鞘氮素转运量与实产呈显著线性正相关;穗部氮素积累量与实产呈极显著线性正相关。(4)甬优12超高产群体氮素吸收利用参数为,籽粒生产率50.8 kg grain kg~(–1)、百千克籽粒吸氮量1.97 kg、氮肥偏生产力42.1 kg kg–1、氮收获指数0.552。本研究表明,与一般高产群体相比,甬优12超高产群体氮素吸收具有拔节前较低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期高的特点;促进花后茎鞘氮素转运量有利于提高水稻产量。甬优12超高产群体百千克籽粒吸氮量2.0 kg左右,其氮素利用效率较低,在其超高产栽培管理中应重视氮素的高效利用。     

安徽沿江稻区“籼改粳”稻作生态型的确定试验

采用裂区试验,以品种生态类型为主区,品种为副区,选择中熟中粳、迟熟中粳、早熟晚粳计9个粳稻品种为材料,以杂交籼稻为对照,研究不同粳稻生态类型在安徽沿江稻区的表现。结果表明：粳稻的株高显著低于杂交籼稻;粳稻叶片短而挺,稻穗直立且着粒密,表现较强的抗倒能力;粳稻大田期的出叶速度明显快于杂交籼稻,同期抽穗的粳稻主茎叶片数多于杂交籼稻;粳稻的分蘖力明显弱于杂交籼稻,但成穗率显著高于杂交籼稻。在产量构成性状上,粳稻大部分是中穗型品种,有效穗明显多于杂交籼稻,千粒重与杂交籼稻相当,正常情况下结实率高于杂交籼稻,属穗粒兼顾型品种,在精确定量栽培下容易取得高产。产量结果分析是迟熟中粳比杂交籼稻具有产量优势,其次是中熟中粳,早熟晚粳不具产量优势。在现行价格下,试验中的中熟中粳,迟熟中粳和早熟晚粳每667㎡收入分别比杂交籼稻多收入68.57元,313.64元和90.59元,可见,在安徽沿江稻区推广“籼改粳”能增加种植者的收入。     

绿肥轮作对早稻生长动态及氮素吸收利用的影响

综合评价南方稻区不同冬季绿肥种植下水稻对氮素的吸收利用特性,为水稻高产栽培中氮肥的合理运筹和水稻氮素营养性状改良提供依据。比较不同冬季绿肥紫云英、油菜、黑麦草及混播绿肥对后作水稻产量、生长动态及氮素吸收利用的变化。结果表明：（1）处理紫云英—早稻—晚稻(MV-R-R)的早稻产量分别比黑麦草—早稻—晚稻(RG-R-R)、油菜—早稻—晚稻(RP-R-R)、混播绿肥—早稻—晚稻(MS-R-R)高6.61%、3.29%及0.78%。（2）在分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株含氮率均是处理MV-RR达到最大,较其他处理平均分别高9.68%、19.72%、6.23%和8.66%。在分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株吸氮量均是处理MV-R-R最高,处理RP-R-R最低。（3）处理MV-R-R在分蘖期至孕穗期、孕穗期至抽穗期及抽穗期至成熟期各处理的吸收量较其他处理平均分别高出21.81%、68.73%和286.5%,且绿肥轮作条件下水稻氮素阶段吸收量及其占总吸收量的比例均以抽穗至成熟期最小,最大值所处的生育阶段则是分蘖前。因此,MV-R-R处理具有较高的增产潜力,有利于提高氮肥利用效率,改善稻田氮素循环。     

钾对不同类型水稻氮素吸收利用的影响

以常规粳稻武运粳7号、武香粳14和杂交粳稻86优8号、泗优422为材料,研究了钾对水稻氮素吸收、分配和利用的影响。结果表明,钾对水稻有明显增产效应,增产率4.56%~14.77%;钾提高了水稻不同生育阶段植株吸氮量,以拔节期到抽穗期氮素积累增量最大,但吸氮比例下降;钾促进了抽穗后氮素转运量和转运率,提高了氮素在不同器官分配量及叶片、穗分配比例,但降低了茎鞘分配比例;钾增强了植株对肥料氮吸收,基肥氮素利用率、全生育期氮素利用率和氮素收获指数显著增长,但降低了植株氮生产效率;以180 kg hm^-2K₂O处理产量最高,氮素积累量、转运量和转运率以及不同器官分配量最大,基肥氮素利用效率、植株对肥料氮吸收量和全生育期氮素利用率最大,但拔节期到抽穗期氮素吸收比例、茎鞘氮素分配比例和植株氮生产效率最低;常规粳稻产量高于杂交粳稻,其氮素利用率相对较大。     

超级中籼杂交水稻氮素积累利用特性与物质生产

在大田条件下比较了5个超级稻品种和对照汕优63的物质生产及氮素吸收利用特性。结果表明, 超级稻物质生产与积累优势始于拔节期, 并随着生育进程而扩大, 抽穗以后的干物质量积累优势明显。超级稻对氮素的吸收积累总量达196.5 (184.3~200.8) kg hm^-2,较对照的176.5 kg hm^-2增加20.0 kg hm^-2, 其中拔节前与对照相当, 拔节至抽穗期增加9.2 kg hm^-2, 抽穗至抽穗后25 d增加4.9 kg hm^-2 , 抽穗后25 d至成熟期增加4.3 kg hm^-2。氮素吸收速率拔节至孕穗阶段达最高峰, 超级稻为3.68 (3.44~3.96) kg N hm^-2 d^-1, 对照为3.55 kg N hm^-2 d^-1; 孕穗期以后吸氮速率随着生育进程而逐渐下降, 抽穗25 d以后, 对照基本不具再吸收能力, 而超级稻仍具一定吸收能力(0.36 kg N hm^-2 d^-1)。超级稻生育中、后期氮素吸收利用能力的提高促进了抽穗和灌浆结实期植株特别是叶片含氮率的提高, 孕穗期、抽穗期、抽穗后25 d、成熟期叶片含氮率均与相应生育阶段的干物质积累量显著相关, 与最终总生物量极显著相关。超级稻在10.5 t hm^-2产量水平下的百千克籽粒吸氮量在1.83 kg左右。     

不同氮肥水平下早熟晚粳氮和磷的吸收利用特性及相互关系

采用大田试验,以长江中下游地区具有代表性的50个早熟晚粳品种为材料,研究7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm^-2纯氮)下水稻氮和磷积累量、吸收速率、利用效率的差异及其相互关系。结果表明：(1)在0~337.5 kg hm^-2纯氮范围内,随着氮肥水平的增加,早熟晚粳的植株含氮率和氮积累量在拔节、抽穗和成熟期均显著增加;植株含磷率和磷积累量在拔节和抽穗期显著增加,成熟期呈先增后减变化。(2)播种至拔节阶段氮和磷吸收速率随施氮量的增加而提高,差异极显著;拔节至抽穗阶段氮和磷吸收速率随施氮量的增加呈现先增加后降低的变化趋势;抽穗至成熟阶段的氮和磷吸收速率规律不明显。(3)在0~337.5 kg hm^-2纯氮范围内,随着施氮量的增加氮素籽粒生产效率和磷素籽粒生产效率均显著降低,随着施氮量的增加基因型之间的差异减小;随着施氮量的增加氮和磷收获指数都呈现抛物线关系,在施氮量为262.0 kg hm^-2纯氮时出现最大值。(4)早熟晚粳对氮和磷的吸收利用具有显著的协同效应,但随生育进程的推进这种效应减弱。水稻在播种至拔节、拔节至抽穗和抽穗至成熟3个生育阶段的氮和磷吸收速率都呈二次曲线关系(r=0.892^**,r=0.736^**,r=0.512^**)。(5)相关分析表明,产量与拔节期、抽穗期和成熟期的吸氮量和吸磷量以及播种至拔节期和拔节至成熟期的吸氮速率和吸磷速率呈极显著正相关关系。增施氮肥有利于水稻氮和磷吸收利用的提高,但氮肥过高时氮和磷吸收利用不再增加,甚至有所降低。     

超高产常规粳稻宁粳1号和宁粳3号群体特征及对氮的响应

2007-2008年对宁粳1号和宁粳3号的丰产示范方进行调查,2008年以宁粳3号为材料进行氮肥用量和前后比例试验,研究常规粳型超级稻超高产群体特征及对氮的响应。结果表明,常规粳型超级稻宁粳1号和宁粳3号抽穗后干物质积累占籽粒产量的70%~80%,茎叶等营养器官的表观转运率少,易高产稳产。足够的颖花量是高产稳产的保证,要达到11.0 t hm^-2以上的产量,颖花数要 ≥ 42 000 m^-2;要达到11.7 t hm^-2以上的产量,颖花数要 ≥ 45 000 m^-2,同时结实率 ≥ 90%,粒重 ≥ 26 mg。超高产群体抽穗期适宜叶面积指数(LAI)为7.0~7.5,叶色呈“黑黄”节奏变化,后期生长速率(CGR)高,收获指数(HI)≥ 0.5。氮肥的适量施用和适当后移,不仅可以保证宁粳1号和宁粳3号生育期“黑黄”节奏变化,建立抽穗期适宜LAI的群体,还可以保持超高产株型特征,提高抽穗后LAI、叶面积维持期、CGR和HI,最终实现超高产量。     

双季晚粳生产力及相关生态生理特征

于江西鄱阳、上高县,选用代表性晚粳稻品种(武运粳24、南粳44、镇稻11、常优1号、常优5号、甬优8号)在高产栽培条件下以当地代表性晚籼稻品种为对照,系统比较了粳、籼稻间产量、品质和效益的差异,初步阐明了双季晚粳生产力优势,并从温光利用、株型、光合物质生产等方面探讨了其优势形成的生态生理特征。结果表明,3年晚粳平均产量分别为9.6、8.3、9.9 t hm^-2 (2011年上高县甬优8号最高产量田块达10.6 t hm^-2),极显著高于晚籼,而其产量高的主要原因是每穗粒数、结实率显著或极显著高于籼稻;晚粳加工品质、食味品质优于晚籼(晚粳出糙率、精米率、整精米率显著或极显著高;其直链淀粉、蛋白质含量显著或极显著低,胶稠度显著或极显著长),外观品质逊于晚籼(粳稻的垩白率、垩白大小、垩白度均显著或极显著高于籼稻);晚粳效益高于晚籼(3年晚粳的纯收益分别为11 890.6、10 252.1、16 565.9元 hm^-2,分别高23.8%、23.6%、26.7%)。双季晚粳生产力优势形成的相关生理生态特征为,较籼稻全生育期特别是结实期明显延长,抽穗结实期较籼稻适应凉爽气候,增加对温光资源利用,能正常成熟;后期有较高光合生产能力,增大了群体光合物质生产积累量,源库协调性好,库容总充实量高;生育后期在偏低温气候下不早衰,维持较强根系和较大茎鞘强度,具有较强群体抗倒伏能力。     

甬优籼粳杂交稻花后干物质积累模型与特征分析

以甬优籼粳杂交稻甬优1538和甬优7176为试材,常规粳稻宁粳3号和武运粳24,杂交籼稻扬两优6号和两优培九为对照,研究甬优籼粳杂交稻花后干物质积累特征及比较不同类型品种花后干物质积累特征差异。结果表明: (1)两年中甬优籼粳杂交稻的平均产量为11.5 t hm^-2 (11.3~11.7 t hm^-2),较常规粳稻和杂交籼稻分别高7.8%和10.4% (两年平均值)。甬优籼粳杂交稻抽穗至成熟期的干物质积累量为8.9 t hm^-2,较常规粳稻和杂交籼稻分别高19.1%和26.9%(两年平均值)。(2)不同类型品种花后干物质积累量与花后天数(抽穗当天为0 d)均可用Richards方程拟合(R²均大于0.990);各品种花后干物重积累速率均呈先平缓增加后下降的趋势,花后最大干物重积累速率和平均干物重积累速率呈杂交籼稻>常规粳稻>籼粳杂交稻,籼粳杂交稻达最大干物重积累速率的时间大致在花后42~44 d,常规粳稻和杂交籼稻则在花后26~28 d;籼粳杂交稻在花后渐增期天数和干物质积累量显著高于常规粳稻和杂交籼稻,渐增期干物重积累速率以杂交籼稻最高。常规粳稻在花后快增期和花后缓增期天数和干物质积累量均显著高于籼粳杂交稻和杂交籼稻,快增期和缓增期干物重积累速率则以杂交籼稻最高。本研究表明甬优籼粳杂交稻花后较强的干物质积累优势主要体现在花后渐增期,而花后渐增期较强的干物质积累能力主要在于其较长的渐增期持续天数。     

超高产栽培杂交中籼稻的生长发育特性

以5个杂交中籼稻品种(含品系)扬两优6号、P88S/747、珞优8号、珞优234和天两优2号为材料,研究大田条件下超高产水平(产量≥12.0 t hm^-2)的物质生产、产量构成及养分吸收特性。试验结果表明,与高产水稻(产量≥9.0 t hm^-2)相比,超高产水稻具有以下特征,幼穗分化期、齐穗期和灌浆结实期(齐穗后10 d) LAI大,分别为6.5~7.2、8.5~8.9和6.5~7.0;齐穗期的高效叶面积比率高,为60.0%~66.5%;齐穗期、灌浆期和成熟期积累较多的干物质,分别为13.5~15.0、15.0~16.0和25.0~28.0 t hm^-2;分蘖盛期对氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收利用优势不明显,而幼穗分化期、齐穗期和成熟期对N、P、K 吸收利用高而且积累速度快。此外,具有穗数多(有效穗数介于250×10⁴ ~290×10⁴ 穗 hm^-2)、结实率高(88.2%~92.3%)、千粒重大(29.0~31.0 g)的特点。     

不同年代中籼水稻品种的产量与氮肥利用效率

本研究旨在探明中籼水稻在品种改良过程中产量与氮肥利用效率的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40—50年代、60—70年代、80—90年代和2000年以后4个类型,设置0 N(全生育期不施氮)、MN(全生育期施氮210 kg hm–2)和HN(全生育期施氮300 kg hm–2)3个施氮量处理,研究其产量、氮肥利用效率及其生理特性。结果表明,随品种应用年代的演进,不同年代中籼水稻品种的产量和氮肥利用效率均获得较大提高。2000年以后的品种(超级稻)产量和氮肥利用效率较高,根系性状和叶片光合特性以及氮代谢相关酶活性强是其重要生理基础。超级稻抽穗后根系氧化力和剑叶光合速率下降的幅度较大可能是导致超级稻结实率较低的一个重要原因。提高灌浆中后期超级稻的根系氧化力和剑叶光合速率,有望提高超级稻的结实率。     

光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响

大田条件下以超级粳稻南粳44和宁粳3号为材料,设置2种氮肥水平(N10:150 kg hm–2,N20:300 kg hm–2)和3种遮光处理(L1:不遮光,L2:抽穗前遮光20 d,L3:抽穗后遮光20 d),研究光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响。结果表明,较之L1,L2不仅减少了有效穗数和每穗粒数,导致总颖花量下降,降幅达24.81%~35.63%,而且还显著降低了抽穗期茎蘖数和叶面积指数,降幅达2.90%~6.44%和19.02%~27.17%,导致抽穗至成熟阶段的光合势、干物质积累量显著下降,最终产量显著下降,降幅达27.23%~35.26%。较之L1,L3主要影响了抽穗至成熟阶段的光合物质积累,导致结实率和千粒重显著下降,降幅达1.49%~4.48%和5.54%~9.17%,最终产量显著下降,降幅达10.91%~18.47%。L2条件下,随着氮肥水平增加,抽穗期茎蘖数与叶面积指数均显著增加,导致抽穗至成熟阶段光合势、干物质积累显著增加,最终有效穗数、每穗粒数、总颖花量以及产量显著提高。L3条件下,随着氮肥水平增加,抽穗至成熟阶段的光合物质积累显著提高,其中茎叶干物质向穗部转运量显著增加,转运率和贡献率也进一步提高,最终产量显著提高。由此可见氮肥施用能部分弥补因弱光逆境对超级粳稻物质生产及其产量的影响。     

不同库容量类型籼稻品种源库相关参数的基本特点

在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年为88个、2002年为122个)为材料,测定叶面积、干物质重(包括根系)、产量及其构成因素、氮素含量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按库容量从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种源、库主要性状的基本特点。结果表明：(1)供试品种间库容量的差异很大(426%和817%)。A、B、C、D、E、F类品种的平均库容量,2001年分别为426.37、642.53、770.96、903.73、1 064.32、1 213.90 g m^-2,2002年分别为359.36、574.11、764.98、962.43、1 200.11、1 455.59 g m^-2;(2)大库容量品种全生育期天数、每日形成的库容量较大,库容量显著受到全生育期天数、每日形成库容量的影响,后者对库容量的作用大于前者对库容量的作用;(3)大库容量类型品种抽穗期叶面积、成熟期叶面积、抽穗期绿叶重、成熟期绿叶重、比叶重较大,但结实期叶面积下降比例小;(4)大库容量类型品种结实期净同化率、单位叶面积籽粒产量、单位叶面积库容量、单位干物质库容量、单位氮素库容量大于小库容量类型品种;（5）多元逐步回归分析表明,抽穗期绿叶重、单位叶面积库容量、单位氮素库容量、单位干物质库容量、净同化率、比叶重是影响库容量的主要源库性状(R²= 0.953~0.963)。通径分析表明,抽穗期绿叶重、单位叶面积库容量对库容量的作用要显著大于单位氮素库容量、单位干物质库容量、净同化率、比叶重等对库容量的作用。