机插方式对杂交粳稻碳氮调节与颖花形成及产量的影响

为探究钵苗机插对水稻幼穗分化期营养器官碳氮代谢以及枝梗和颖花分化、退化的影响,以大穗型杂交粳稻甬优1540为材料进行大田生产试验,以毯苗机插为对照,研究了钵苗机插方式下幼穗分化期碳氮代谢特点和枝梗、颖花分化与退化规律及差异,并探明碳氮代谢与稻穗枝梗及颖花分化与退化及产量构成的关系。结果表明:1)抽穗前25 d至抽穗阶段,钵苗机插稻株营养器官非结构性碳水化合物(NSC)质量分数显著高于毯苗机插(P0.05),抽穗前25和20 d,钵苗机插全氮质量分数2015年和2014年平均分别高出毯苗机插1.82%和6.13%,但在抽穗前15 d及以后则表现相反的趋势;在抽穗前15 d及以后各期钵苗机插C/N比值显著高于毯苗机插。2)在抽穗前25~15 d,2种机插方式NSC累积量差异不明显,但在抽穗前10 d至抽穗期,营养器官NSC累积量迅速上升,累积量占单茎茎鞘总量的42.75%~50.75%累积量,钵苗机插累积量高于毯苗机插。3)钵苗机插方式下分化数和现存数显著高于毯苗机插,而退化数和退化率则表现相反的趋势;其中对二次颖花数的影响达显著水平(P0.05),且对稻穗下部二次枝梗和颖花形成的影响程度高于中、上部,钵苗机插使下部二次枝梗和颖花现存数2 a平均分别增加5.24和14.21个。4)抽穗前25和20 d营养器官C/N比值与枝梗和颖花的分化/现存数呈显著或极显著的负相关,特别是跟二次枝梗和二次颖花的相关性较密切,与退化数呈正相关,而在抽穗前15 d到抽穗期则相反。千粒重和产量均表现为与穗分化期NSC积累量和抽穗后NSC运转率呈显著或极显著正相关。     

不同穗型小麦品种小花发育成粒对氮肥的响应

为探索不同穗型小麦品种小花发育成粒对氮肥的响应,本试验以大穗型品种‘周麦16’和多穗型品种‘豫麦49’为供试材料,设置不同施氮水平0 kg(N)·hm~(-2)、180 kg(N)·hm~(-2)和360 kg(N)·hm~(-2),观察分析了两个穗型小麦品种小花发育动态模式和结实特性。结果显示,随着生长度日(GDD)的增加,不同氮水平下2品种小花发育动态变化趋势相似,小花分化均符合二次曲线方程模式,退化和败育符合一次线性方程,R2均达显著水平。大穗型品种‘周麦16’小花分化总数显著高于多穗型品种‘豫麦49’,在360 kg(N)·hm~(-2)处理差异极显著;大穗型品种‘周麦16’表现出随施氮量增加,小花分化和退化速率提高,有利于可孕小花的形成、增加结实粒数,最终180 kg(N)·hm~(-2)处理结实粒数显著高于其他处理,较360 kg(N)·hm~(-2)处理平均每穗粒数增加2.04粒;多穗型品种‘豫麦49’尽管分化小花总量不高,但小花退化和可孕小花败育速率较低,在180 kg(N)·hm~(-2)施氮水平表现出高的可孕小花数量和结实粒数,但与高施氮处理相比差异不显著。表明就增加穗粒数而言,两品种均以180 kg(N)·hm~(-2)较为适宜,从最终产量及产量构成分析结果来看,‘豫麦49’表现出与穗粒数相同的结果,而‘周麦16’在高施氮条件下可通过增加成穗数和穗粒数提高产量。     

不同水氮管理对水稻干物质积累和茎鞘物质运转及产量的影响

为了探讨不同类型高产水稻水氮高效利用特性,以大穗型杂交粳稻甬优8号和穗粒兼顾型常规粳稻品种(系)苏10-100为材料,进行实地氮肥管理和全生育期轻干-湿交替灌溉技术联合运用,研究水稻干物质和茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)积累与运转特性及其与籽粒产量形成的关系。结果表明,与常规水肥管理相比,实地氮肥管理和轻干-湿交替灌溉联合运用显著增加了幼穗分化期至成熟期的干物质积累量和抽穗期茎鞘中NSC含量,提高了茎鞘干物质和NSC运转率和对籽粒的贡献率,大穗型杂交粳稻甬优8号的运转率和贡献率明显大于常规粳稻苏10-100;水氮处理降低了穗数,但显著或极显著地提高了每穗粒数、结实率、充实度和千粒重,苏10-100和甬优8号分别增加了6.21%、2.53%,1.68%、13.63%,3.3%、8.1%和9.06%、10.35%,其中2个弱势籽粒千粒重的增幅分别达到了16.3%和15.9%,显著大于强势粒。因此,采用实地氮肥管理和轻干-湿交替灌溉水稻具有中后期单位面积干物质积累量大,物质运转率高,穗大且多,结实率高、充实度好的特点,有利于促进弱势籽粒灌浆充实,提高籽粒产量。本研究为水稻超高产栽培和不同类型水稻养分水份高效管理提供理论依据和实践指导。     

籼、粳超级稻产量构成特征的差异研究

为阐明籼、粳超级稻产量构成特征的差异,以当地主体且具有代表性的5个超级杂交籼稻组合和5个常规粳型超级稻品种为试验材料,对稻-麦两熟制条件下籼、粳超级稻产量及其构成因素、群体茎蘖动态特征、穗部构成特征、灌浆特性等方面进行了系统的比较研究。结果表明:粳稻产量、穗数、群体颖花量、结实率、库容量、总充实量、茎蘖成穗率、着粒密度、一二次枝梗数比值、一二次枝梗总粒数比值、每穗一次枝梗数、一次枝梗单枝梗着粒数、每穗一次枝梗总粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率、米粒终极生长量、到达最大灌浆速率的时间、灌浆速率最大时的米粒重、活跃灌浆期和有效灌浆时间均高于籼稻;籼稻每穗粒数、千粒重、穗长、单穗粒重、每穗二次枝梗数、二次枝梗单枝梗着粒数、每穗二次枝梗总粒数、起始生长势、最大灌浆速率和平均灌浆速率则高于粳稻,灌浆速率最大时的米粒重占米粒终极生长量的百分率则表现趋势不明显。籼、粳超级稻均为异步灌浆型,但籼稻两段灌浆现象更为明显,且籼稻灌浆启动快、充实快、持续时间短、呈速起速降的态势。粳稻弱势粒灌浆前、中、后期的灌浆充实量较籼稻分别高0.73%、2.59%、3.43%,随着籽粒灌浆的持续,粳稻灌浆优势不断加大。群体茎蘖稳升稳降、有效成穗数多、穗部构成合理、结实率高、灌浆速度稳定且持续时间长以及灌浆后期弱势粒较高的灌浆质量是粳稻扩库、促充实、稳产高产的关键。     

小麦物质积累分配和穗粒数形成对施氮量的响应

为探究小麦物质积累分配和穗粒数形成对施氮量的响应,本试验以大穗型品种周麦16(V1)和多穗型品种豫麦49-198(V2)为供试材料,在大田条件下设置3个施氮量:0(N1)、180(N2)、360kg·hm~(-2)(N3),研究不同施氮量对小麦物质积累分配和小花发育及穗粒数形成的影响。结果表明,两穗型品种干物质积累量对氮肥的响应差异主要表现在开花-成熟期;适宜施氮量(180 kg·hm~(-2))有利于两品种增加干物质总量和氮素同化量,成熟期同化物和氮素营养向穗部分配比例均高于N1、N3水平,分别达到48.07%、79.81%和43.61%、76.51%,为可孕小花发育成粒提供了充足的物质保证。两品种小花数动态表现一致,随播后累积生长度日增加均呈先上升后速降再缓降的趋势,且大穗型品种周麦16小花分化总数较多,达到21.73×10~4个·m~(-2)。随着施氮量的增加,两品种完善小花数、花后5 d可结实小花数和成熟期穗粒数均有提高,但在施氮量增加至360 kg·hm~(-2)时则有所降低;施氮量为180kg·hm~(-2)条件下,周麦16和豫麦49-198的上述3个指标分别较N1和N3提高了34.04%、11.28%,38.16%、0.79%,38.79%、3.37%和21.56%、6.82%,21.49%、7.10%,14.38%、7.09%。在不同施氮量下两品种的产量表现均为N2N3N1,其中周麦16在180 kg·hm~(-2)下穗粒数达到39.78个·穗~(-1),产量达到8 788.14 kg·hm~(-2);豫麦49-198穗粒数达到32.12个·穗~(-1),产量达到8 434.49 kg·hm~(-2)。综上,180 kg·hm~(-2)有利于2种穗型小麦品种产量构成因素的均衡发展。本研究结果为不同穗型品种小麦适宜施氮量的确定提供了理论依据。     

播期、播量和施氮量对小麦干物质积累、转运和分配及产量的影响

为明确播期、播量和施氮量对小麦产量形成的影响,于2016—2017年和2017—2018年两个小麦生长季,采用3因素裂区试验设计,以播期为主区[10月12日播种(适播, ST)和11月12日播种(晚播, LT)],播量为裂区[2.25×10~6株·hm~(-2)(M1)、3.00×10~6株·hm~(-2)(M2)和3.75×10~6株·hm~(-2)(M3)],每个播量设置3个施氮量[纯N150 kg·hm~(-2)(N1)、225kg·hm~(-2)(N2)和300kg·hm~(-2)(N3)],研究播期、播量和施氮量对小麦干物质积累、转运和分配及产量的影响。结果表明,播期、播量和施氮量3因素互作显著影响了小麦产量及其构成要素、氮素利用效率、干物质积累量、花前干物质转运、花后干物质积累以及成熟期干物质在各器官中的分配。其中,ST处理显著提高了开花期群体干物质量、成熟期干物质量、花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率;小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量显著高于LT处理。在ST和LT处理条件下,M2和M3处理有效穗数、开花期干物质量和成熟期干物质量显著高于M1,M2处理穗粒数、花后干物质量及其对籽粒的贡献率、单茎中籽粒重量及其在单茎中所占比例较高,显著高于M1和M3。N3处理的有效穗数、开花期群体干物质量、成熟期干物质量和花后干物质量及其对籽粒的贡献率显著高于N1和N2。在ST处理条件下M1、M2处理和LT处理条件下所有播量处理均以N3的穗粒数、千粒重和单茎籽粒干重及其在单茎中所占比例较高。本试验条件下,增施氮肥和适当增大播量有利于小麦产量的提高。小麦‘安农大1216’在10月12日播种,播种密度3.00×106株·hm~(-2)、施氮量为300 kg·hm~(-2)时可以获得较好的产量。     

施氮量对晚粳稻甬优1538产量、品质及氮素吸收利用的影响

为明确南方双季稻区晚粳稻氮肥合理施用量,通过2年(2016—2017年)田间试验,设置了6种不同施氮水平N1(0kg/hm~2)、N2(165kg/hm~2)、N3(210kg/hm~2)、N4(255kg/hm~2)、N5(300kg/hm~2)和N6(345kg/hm~2),研究不同施氮量对南方晚粳稻产量、品质及氮素吸收利用的影响。结果表明:随着施氮量增加,晚粳稻产量呈抛物线的变化趋势;与N4产量相比,N1、N2、N3、N5和N6产量分别降低29.2%~34.9%,10.1%~11.8%,5.5%~5.7%,1.2%~4.4%,2.3%~9.0%,其中N4处理2年产量均显著高于N1和N2处理,而有效穗数和每穗粒数的提高是晚粳稻产量增加的主要原因。随施氮量增加,水稻氮素总积累量增加,水稻氮素的干物质生产效率、生理利用率、偏生产力、农学利用率和收获指数均降低,而氮素吸收利用率先增后降。随施氮量增加,晚粳稻加工品质、外观品质和营养品质均提高,蒸煮与食味品质中直链淀粉含量降低,胶稠度增加;RVA谱特征值中峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度和崩解值均逐渐降低,而消减值和回复值均呈增加的趋势。综上所述,在试验设置条件下,南方晚粳稻施氮量以N4(255kg/hm~2)为宜,其能使水稻高产、优质及高效得到较好的协调统一。     

水氮互作对冬小麦耗水特性和氮素利用的影响

为了探讨河南省豫北地区水氮互作下冬小麦耗水特性、植株氮素积累和氮素利用率等指标的变化特征,结合当地冬小麦灌溉施肥制度设置水氮两因素裂区试验,水分为主区,氮素为副区,设置3个灌溉水平:W0(返青后不灌水)、W1(返青后灌拔节水)和W2(返青后灌拔节水和灌浆水);在每个灌溉水平下设置3个施氮水平:N0(不施氮)、N1(150kg/hm~2)和N2(225kg/hm~2),每次灌水量75mm。结果表明:随着施氮量的增加,冬小麦生育前期的阶段耗水量、日耗水强度和生育后期的耗水模系数增加。随着灌溉的增加,N0的氮收获指数高于施氮处理,施氮提高了植株氮素积累量和籽粒含氮量,且N1的氮吸收率高于N2。在相同施氮量下,灌水有利于提高氮肥生产率和小麦的籽粒产量。水分对籽粒产量和氮素利用率的贡献率高于氮素,氮素对水分利用效率贡献率较高。在干旱胁迫初期可通过施氮来提高土壤贮水的利用率。灌水可以补偿因施氮量不足导致的籽粒产量降低,而施氮过多对灌水的补偿效应较小。本地区冬小麦灌溉施肥制度为冬灌返青后灌拔节水和灌浆水,施氮为150kg/hm~2时,籽粒产量最高,水分利用效率较高,植株氮素积累量、氮吸收效率和氮肥生产率相对较优,可供实际生产中参考。     

水氮管理对优质杂交中稻旌优127产量及氮肥利用率的影响

为充分发挥优质稻的产量潜力并实现水氮资源的高效利用,以优质杂交中稻旌优127为材料,在大田环境下研究管水方式(W)、施氮量(N)和施氮方式(D)及其互作对水稻产量、穗粒结构和氮肥利用率的影响。结果表明:管水方式(W)、施氮量(N)、管水方式(D)与施氮方式互作(W×D)、管水方式与施氮量互作(W×N)、施氮量与施氮方式互作(N×D)以及三者互作(W×N×D)间对旌优127产量的影响达极显著水平,施氮方式(D)对产量的影响接近显著水平(P=0.050 5),旌优127产量在不同施氮量下均以浅湿管水且氮肥后移时产量最高。管水方式(W)、施氮量(N)、施氮方式(D)及其互作对水稻穗粒结构有不同程度的影响,通径分析表明影响产量的主要因子为单位面积有效穗数,其次是穗粒数。除施氮方式(D)、管水方式与施氮量互作(W×N)外的其他因子及其互作对氮肥农学利用率有显著影响;浅湿管水处理氮肥农学利用率显著低于常规管水处理;在浅湿管水下,氮肥后移时水稻氮肥农学利用效率随着施氮量的增加显著降低,常规施氮时差异较小;在常规管水下则相反。除施氮方式(D)外的其他因子及其互作对氮肥偏生产力有显著影响;浅湿管水处理氮肥偏生产力显著高于常规管水处理;氮肥偏生产力在不同的管水方式下均随施氮量的增加显著降低。浅湿管水,施氮100 kg/hm2,最高苗期适量施用穗肥是试验所在生态区最佳的水氮管理方式。     

大穗型水稻~(13)C光合产物的积累与分配

为了研究大穗型水稻品种穗、后光合产物的积累与分配,本试验以不同穗粒型的杂交粳稻品种为材料,研究了大穗型水稻穗后的光合生产、积累及物质转运特性,并通过13CO2标记技术,研究了水稻穗后不同时期光合产物的去向。结果表明,大穗型品种的穗粒数、单穗重显著大于中穗型品种。大穗型品种在齐穗后剑叶的净光合速率和上三叶的SPAD值显著高于中穗型品种。大穗型总13C同化物量显著高于中穗型品种,尤其表现在灌浆后期的穗部,而灌浆后期中穗型品种茎秆和叶片中的13C同化物量高于大穗型品种。大穗型品种具有较强的CO2同化能力优势,穗后光合产物的积累优势明显,且茎鞘物质向穗部的转移量、转运率及抽穗至成熟干物质积累占籽粒产量的百分率明显高于中穗型品种,具有更高的增产潜力。该研究以期为水稻超高产育种和栽培提供理论依据。     

不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻旌优127产量及稻米品质的影响

为明确不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻产量形成和稻米品质的影响,以旌优127为试验材料,研究了2种施氮量(中等施氮量MN,120 kg·hm-2;高等施氮量HN,180 kg·hm-2)和3个移栽密度(12.0、16.5、22.5穴·m-2,记作D1、D2、D3)下,德阳、泸州生态点杂交稻产量、产量构成、干物质生产、稻米品质的变化。结果表明,德阳点土壤全氮、碱解氮含量高于泸州点,德阳点播种至齐穗平均太阳辐射、最高温度、最低温度均高于泸州点,但其齐穗至成熟平均太阳辐射、最高温度、最低温度低于泸州点。与泸州点相比,德阳点杂交稻产量、糙米率和精米率分别增加了14.3%~24.3%、0.9%~1.9%和0.7%~5.3%,其增产优势主要表现在有效穗、每穗粒数、生物产量和收获指数上。不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻产量形成和稻米品质的影响不同。德阳点杂交稻产量随施氮量增加而减少,相同施氮量水平下杂交稻产量随移栽密度的增加而增加,以MND3产量最高,为10.87~11.72 t·hm-2,且该密肥组合下碾米的品质、外观、食味相对较好。泸州点杂交稻产量随施氮量和移栽密度的增加而增加,以HND3产量最高,达到9.25~9.85 t·hm-2,碾米的品质、食味相对较好。德阳点的最佳密肥组合为120 kg·hm-2和22.5穴·m-2;泸州点的密肥组合为180 kg·hm-2和22.5穴·m-2。由此可见,合理的施氮量和适宜的移栽密度有助于提高杂交稻产量和稻米品质。本研究结果为不同生态稻区肥料优化管理和合理密植提供了理论依据。     

Response of differentiated and degenerated spikelets to top-dressing,shading and day/night temperature treatments in rice cultivars with large panicles

The presence of large panicles enables to reach a sufficient number of surviving spikelets per unit area for further increase of rice yield. However, the response of differentiated and degenerated spikelets to environmental factors in terms of number in cultivars with large panicles has not been elucidated. By applying top-dressing at different rates and frequencies, shading, and day/night temperature treatments in pot experiments, we observed the response of the main stem in two cultivars with large panicles: Yangdao 4 (Chinese indica) and Akenohoshi (Japanese japonica-indica hybrid). The results showed that top-dressing increased the number of differentiated spikelets per panicle and decreased the percentage of degenerated spikelets. Consequently, the number of surviving spikelets per panicle increased. Shading increased the percentage of degenerated spikelets, resulting in the decrease of the number of surviving spikelets per panicle. Higher day/night temperature treatments led to a higher percentage of degenerated spikelets. The treatments affected mainly the spikelets on the secondary branches, while the number of spikelets on the primary branches did not change appreciably, irrespective of the presence of differentiated, degenerated, and surviving spikelets. The influence on the number of surviving spikelets per panicle depended on the number of differentiated spikelets. Shading effect on the percentage of degenerated spikelets also depended on the number of differentiated spikelets per panicle. The decrease of the percentage of degenerated spikelets was associated with the increase of the shoot dry weight (SDW) at heading and the ratio of SDW-differentiated spikelets. The SDW and N absorption at heading affected more significantly the number of surviving spikelets compared to the ratio of surviving spikelets-SDW and surviving spikelets-N, respectively. The above results were similar in Akenohoshi and Yangdao 4. In Akenohoshi, the percentage of degenerated spikelets responded much more conspicuously to the change of SDW or the ratio of SDW -differentiated spikelets than that in Yangdao 4. So did the number of surviving spikelets to SDW and N absorption at heading. Akenohoshi showed a higher ratio of surviving spikelets-N than Yangdao 4. These differences may account for the fact that Akenohoshi showed a larger number of surviving spikelets per panicle than Yangdao 4, even at the same levels of SDW and N absorption.     

近地层臭氧浓度升高对常规稻颖花形成的影响：FACE研究

FACE（free air gas concentration enrichment）研究使用标准的作物管理技术,在完全开放的大田条件下运行,代表了目前人类对未来大气环境的最好模拟。利用独特的大型稻田FACE平台,以典型的常规水稻品种武粳15（粳稻）和扬稻6号（籼稻）为供试材料,研究近地层臭氧（O3）浓度升高（比大气背景臭氧浓度平均增高26%）对常规水稻颖花形成的影响。结果表明：（1）高浓度O3对供试品种全穗以及一、二次枝梗颖化分化数均无显著影响;（2）高浓度O3使供试品种全穗和二次枝梗颖花退化数和退化率均显著增加,颖花退化增多是由于现存一次枝梗上二次枝梗大量退化而引起的二次颖花退化所造成;（3）颖花退化数在颖花分化数中所占比例很低,故高浓度O3对两供试品种全穗和一、二次枝梗颖花现存数以及稻穗构成均无显著影响。结合前报可知,选用常规水稻品种以及增施保花肥可能是未来近地层高浓度O3环境下稻作生产重要的适应措施。     

肥水调控对冬小麦产量及籽粒蛋白质组分的影响

为探明干旱处理与氮磷肥合用后小麦产量和养分积累及分配的变化,在盆栽条件下,以中麦8为试材,在设置3个氮磷肥施用量的基础上,每施肥处理下于开花期再利用称重法设置水分适宜(W1,SRWC=75%)、轻度亏水(W2,SRWC=60%)和重度亏水(W3,SRWC=45%)3个土壤水分水平,研究了肥水调控对冬小麦产量、养分积累及籽粒蛋白质组分的影响。结果表明,与花后土壤水分适宜相比,花后轻度亏水与重度亏水产量分别降低9.73%和15.55%,籽粒氮素积累量降低了3.41%和13.64%,醇溶蛋白含量降低了0.1%和1.1%,穗粒数、千粒重、籽粒磷素积累量、养分收获指数、氮素利用效率、清蛋白含量亦有不同程度的降低,但磷素利用效率、球蛋白含量及谷/醇比呈相反的趋势变化,其中,磷素利用效率以W3最高,达81.76 g·g~(-1),显著高于W1和W2。增施氮磷肥,穗数、千粒重降低,籽粒养分积累量及其蛋白质组分含量增加,但养分利用效率及氮素收获指数降低,其中,与F1(N 120kg·hm~(-2),P_2O_596 kg·hm~(-2))相比,F2(N 180 kg·hm~(-2),P_2O_5144 kg·hm~(-2))和F3(N 240 kg·hm~(-2),P_2O_5192 kg·hm~(-2))产量分别降低了7.23%和7.69%。土壤适度亏水,增施氮磷肥降低了产量、籽粒氮素分配比例及养分利用效率和氮素收获指数,籽粒蛋白质组分含量及谷/醇比提高;土壤重度亏水,增施氮磷肥降低了磷素利用效率、氮素收获指数和清蛋白含量及谷/醇比,提高了产量、籽粒磷素分配比例及球蛋白和醇溶蛋白含量。本研究结果为小麦产量和品质领域研究奠定了一定的理论基础。     

施氮模式对夏玉米氮肥利用和产量效益的影响

为了明确不同施氮模式对夏玉米物质生产、经济效益和氮肥利用的影响,设置4种施氮模式:N0(CK)、N1(基肥30+大口肥120+吐丝肥30)、N2(基肥60+大口肥120)、N3(基肥120+大口肥120+吐丝肥30),进行大田试验。结果表明,施氮能改善夏玉米产量因子、提高产量。氮肥适量后移显著改善穗部性状,N1与N0、N2处理相比穗粒数提高34.7和28.5粒,收获指数提高11.3%～17.1%,增加产量1590和60.6kg·hm-2。在同等施氮量下,氮肥部分后移能增加产量收入,但不能提高纯收益、产投比。夏玉米吐丝期施氮显著增加灌浆期干物质积累(N1、N3处理的干物质与N2相比分别提高2153和2319.4kg·hm-2),延缓吐丝后LAI的下降。施氮可以显著提高夏玉米花前花后生物量;氮肥部分后移到吐丝期可提高花后干物质积累。适当降低氮肥投入,每1kg氮多生产4.3kg玉米;氮肥用量相同,氮肥适当后移,每1kg氮多生产0.56kg玉米。因此,合理的施氮模式,不仅可以增玉米加产量,还可获得好的经济效益。     

冬水田杂交中稻品种适应氮肥后移的筛选指标

【目的】水稻采用前氮后移的施肥方式有利于提高氮肥利用效率并获得高产,但不同杂交组合是否适应尚无研究报道。为此,本文以20个杂交中稻组合为材料,研究了施氮方式与杂交组合间的产量及库源结构的互作效应。【方法】在冬水田高产栽培条件下,试验设前氮后移(底肥:促花肥:保花肥=6:2:2)与重底早追(底:蘖=7:3)两种施氮方式,采用裂区设计,以施氮方式为主处理,杂交组合为副处理进行田间试验。对两种施氮方式的产量差值与各施氮方式下产量性状间进行了相关、 回归与通径分析。【结果】20个杂交组合分别在两种施氮方式下的产量相关性状均达极显著,方差分析F值8.89~149.08(P＜0.01)。两种施氮方式下,20个杂交组合的产量性状及粒叶比的成对数据平均值的差异显著性分析表明,前氮后移处理的有效穗数比重底早追显著降低,但其结实率和千粒重分别显著或极显著提高,最高苗数、 穗粒数和粒叶比在两种施氮方式间差异不显著。不同杂交组合在两种施氮方式间的产量表现不尽相同。20个杂交组合前氮后移平均产量8981.90 kg/hm2,比重底早追增产1.62%;前氮后移处理中,内5优306、 蓉18优447、 内5优317和川谷优7329四个组合不仅产量较高,而且均分别比重底早追法极显著增产。前氮后移比重底早追的增产效果与两种施氮方式下杂交组合的穗粒数呈极显著负相关,相关系数分别为-0.7870和-0.7986(P＜0.01)。其原因在于,穗粒数较少的组合,其分蘖力较强,在前氮后移情况下,仍能确保较多的有效穗数,而且穗粒数和结实率因施用穗肥有一定提高,最终表现为前氮后移比重底早追法显著或极显著增产;而穗粒数过大的组合,其分蘖力较弱,在前氮后移前期施氮量较少情况下,因最高苗数明显不够,有效穗数显著下降,加之穗粒数有所降低而减产。【结论】前氮后移增产量(y)与杂交组合穗粒数(x)的关系可表述为 y =2607.9-11.02x (R2=0.6308)。大面积生产中,穗粒数237粒可作为采用前氮后移施肥法的杂交组合品种的选择指标。     

Heterosis in numbers of differentiated,degenerated, and surviving spikelets and their relations to the dry matter production in F1 hybrids of rice

Heterosis in the number of differentiated, degenerated, and surviving spikelets in two important Chinese F₁ hybrids Shanyou 63 (SY63) and Yayou 2 (YY2) and their parents was observed under solution culture conditions. The results indicated that the number of differentiated, degenerated, and surviving spikelets all showed a very high value for mid-parental (MP) heterosis in the hybrids at both panicle and plant levels. The increase in the number of surviving spikelets primarily depended on that of the number of differentiated spikelets. The percentage of degenerated spikelets showed a positive value for MP and higher-parental (HP) heterosis (increase) in SY63, while it showed a negative value for MP and HP heterosis (decrease) in YY2. Morphologically, the components of the number of surviving spikelets increased in the hybrids, especially the number of surviving secondary rachis branches. Dry matter production at heading showed a high value for MP and HP heterosis. However, the ratio of dry matter weight to the number of differentiated spikelets did not show a MP heterosis. The hybrids showed a lower percentage of degenerated spikelets for the same ratio of dry matter weight to the number of differentiated spikelets. The N uptake in the hybrids showed a MP and HP heterosis, but the efficiency of the N in producing the number of surviving spikelets showed a negative value for MP and HP heterosis. The MP and HP heterosis in the sink-source ratio of the number of surviving spikelets to the leaf area varied considerably with the combinations. These findings suggested that still many characters could be further improved in F₁ hybrid rice.     

南方粳型超级稻氮肥群体最高生产力及其形成特征的研究

在大田机插条件下,以南方稻区5个粳型超级稻(南粳44、宁粳1号、宁粳3号、扬粳4038、武粳15)为材料,同生育期常规粳稻武运粳7号为对照,在其他栽培措施统一在最佳技术指标前提下,设置7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0和337.5kg.hm-2),从中得出各品种在这7个氮肥水平下出现的最高生产力,并将其定义为氮肥群体最高生产力。对5个超级稻氮肥群体最高生产力及其构成、群体生长发育动态、株型以及倒伏性状等方面进行系统的比较研究。结果表明,超级稻氮肥群体最高生产力为10.51(10.30～10.68)t.hm-2,极显著高于对照(9.77～9.82t.hm-2),增产幅度达5.2%～8.7%。与对照相比,超级稻氮肥群体最高生产力群体穗数多,穗型大,群体颖花量高(42442.11～44873.23×104.hm-2),结实率和千粒重与之相当;群体茎蘖机插后早发快长,有效分蘖临界叶龄期苗数略高于预期穗数,有效分蘖临界叶龄到拔节期茎蘖增长平缓,高峰苗出现在拔节期,数量适中,为预期穗数的1.4～1.5倍,此后群体平缓下降,至抽穗期基本稳定,最终成穗率高(66.9%～70.4%);其群体叶面积动态与茎蘖动态基本一致,最大叶面积指数出现在孕穗期,为7.72～7.97,此后平缓下降,成熟期保持在较高的水平上(3.30～3.74);干物重积累方面,移栽到有效分蘖临界叶龄期较对照高,有效分蘖临界叶龄到拔节期较对照低,拔节后积累速度较快,至抽穗期为10.80～11.08t.hm-2,抽穗到成熟期干物质积累量6.78～7.22t.hm-2,成熟期总干物重17.58～18.29t.hm-2,显著或极显著高于对照;根冠比和根系干重均高于对照,随着生育期的推移,超级稻优势更为明显,生育后期根系活力强(抽穗到蜡熟期平均伤流量3.53～3.74g.m-2.h-1)。超级稻群体形成特征:高秧苗素质促进低位分蘖发生,精确群体起点稳定提高穗数;生育中期干物质积累高,叶面积大,株型直挺,有效叶面积率和高效叶面积率高,源库流畅;生育后期茎鞘输出大,2次增重高,根群强健,支撑着高光效灌浆结实层的安全充实。氮肥群体最高生产力水平下,超级稻穗多粒大,群体颖花量大,需氮量大,产量潜力高;生育中后期光合生产能力强,充实量大;群体株型改善,抗倒支撑强,适宜用作机插。