淮北平原旱涝急转条件下水稻减产规律分析

为探究水稻旱涝急转下先期旱胁迫与后期涝胁迫交互作用对产量造成的影响,于2016年在淮委水科院新马桥试验站开展了不同旱涝水平(受旱程度(50%~70%田持),受旱时间(5~15 d),受涝程度(50%~100%株高),受涝时间(5~9 d))的旱涝急转组,单旱组,单涝组,正常组平行对比形式的测桶试验。分析了不同旱涝组合形式下先旱与后涝互作效应的减产规律,进一步探究了旱涝互作对产量构成因素的影响。结果表明:通过旱涝急转组与正常组对比,重旱重涝组合减产30.3%,对产量最为不利,长时间重旱使总粒数削减30%左右,千粒质量与结实率均接近或高于正常组;旱涝急转组与单旱组对比,旱涝急转组(重涝)比单旱组产量削减程度增加30%以上,总粒数损失增加33.9%~35.2%,旱涝急转组(短期轻涝)比单旱组(长期重旱)千粒质量和结实率分别补偿33.6%和37.6%;旱涝急转组与单涝组对比,旱涝急转组(长期轻旱)比单涝组(长期重涝)产量补偿113.0%,旱涝急转组(重旱)比单涝组(重涝或长期轻涝)总粒数削减31.9%~33.7%,旱涝急转组(长期旱)比单涝组千粒质量和结实率分别补偿79.7%和118.4%。研究成果可为探究旱涝急转致灾机理及减灾措施提供参考。     

穗分化期旱涝急转对双季超级杂交稻叶片稳定性δ~(13)C和δ~(15)N同位素比值的影响

作物叶片δ~(13)C和δ~(15)N值与其水分和氮素吸收利用关系密切,旱涝急转是华南地区、长江流域夏季频发的一种气象灾害。为了探明该气象灾害下双季杂交稻水分和氮素吸收利用特点,以超级杂交稻品种淦鑫203(早稻)和五丰优T025(晚稻)为材料,采用桶栽方式,于自然条件下"旱涝急转"常发生时段,即稻株穗分化期,设置"不旱不涝"(T1)、"干旱不涝"(T2)、"不旱淹涝"(T3)及"旱涝急转"(T4)等不同水分处理,考查叶片δ~(13)C、δ~(15)N和叶片干物质指标的变化。结果表明,双季超级杂交稻倒2叶δ~(13)C和δ~(15)N在不同水分处理下存在较大差异。早稻T4结束初期倒2叶δ~(13)C值最高,波动最大,T1总体表现为上升状态,波动最小;晚稻T4结束初期倒2叶δ~(13)C值最高,波动较剧烈。早稻T1、T3倒2叶δ~(15)N值先降低而后缓慢上升,T4显示为先上升后下降趋势,总体上,T4与T1、T3之间呈相反的变化,T2倒2叶δ~(15)N值一直较高,表明一定干旱条件下氮同化比率较高;晚稻T2、T3倒2叶δ~(15)N值先降低而后迅速上升,T4与T2、T3之间基本呈相反的变化趋势。不同水分处理下双季稻叶片干物质积累量存在较大差异,早、晚稻均是T4最低,T1最高,其中早稻T4与T1、T2、T3差异显著,晚稻T4与T1、T3差异显著,早、晚稻T2、T3、T4较T1分别下降4.12%、1.62%、31.08%,16.07%、8.53%、27.07%,说明水稻穗分化期"旱"、"涝"及"旱涝急转",尤其是"旱涝急转"使叶片受损,叶片干物质积累能力下降,水稻生长发育受到抑制,而T2、T4比T3叶片干物质质量下降更多,说明一定程度的"涝"比"旱"及"旱涝急转"对双季稻叶片损伤更轻。本研究结果为水稻抗旱、耐涝品种选育和抗逆栽培的实践提供了理论依据。     

穗分化期旱涝急转对超级杂交早稻产量和生理特性的影响

为了探明旱涝急转对水稻产量形成的影响及其成因,以超级杂交早稻组合淦鑫203为材料,采用桶栽方式,于穗分化初期设置不旱不涝(NDNF)、干旱不涝(DNF)、不旱淹涝(NDF)及旱涝急转(DFAA)4种处理,研究不同处理下超级杂交早稻组合的产量及其构成、叶片叶绿素含量、光合参数以及内源激素等的变化。结果表明,相对于NDNF,DNF、NDF及DFAA的单株产量均不同程度下降,降幅分别为33.60%、16.92%和37.31%,且DNF和DFAA与NDNF间差异显著,DNF较NDF更不利于淦鑫203产量的形成,因此,穗分化期干旱较淹涝对超级杂交早稻产量负面影响更大,而DFAA单株产量又较DNF低,表明旱后淹涝急转存在叠加减产效应。与NDNF相比,DFAA下淦鑫203倒2叶的蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和叶绿素含量均不同程度降低,稻叶光合速率显著下降,表明穗分化初期DFAA对淦鑫203光合作用具有一定的叠加损伤效应;此外,淦鑫203倒2叶内源生长促进类激素IAA和GA3含量上升,ZR含量下降,内源生长抑制类激素ABA含量在处理结束前期上升,后期下降。综上,超级杂交早稻幼穗分化期遭受严重干旱不仅影响其产量的形成,还会显著降低其耐淹能力,DFAA下光合性能的下降及内源激素平衡的改变可能是产量下降的主要原因。本研究结果为双季早稻应对"旱"、"涝",尤其是"旱涝急转"等气象灾害提供了参考依据。     

旱涝急转对玉米叶片衰老特性和产量的影响

为研究旱涝急转对玉米叶片衰老特性和产量的影响,以春玉米“宜丹629”为供试材料,2021年在测坑条件下,设置拔节期旱（drought,D）、涝（waterlogging,W）、旱急转轻涝（drought-light waterlogging,D-LW）、旱急转中涝（drought-moderate waterlogging,D-MW）、旱急转重涝（drought-heave waterlogging,D-HW）、和正常供水（control,CK）6个处理。测定不同处理组合下玉米大喇叭口期、抽雄期和灌浆期叶片叶绿素仪（soil and plant analyzer development,SPAD）值、过氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）活性、丙二醛（malondialdehyde,MDA）、可溶性蛋白含量和净光合速率（net photosynthetic rate,P_n）,成熟期籽粒产量及其构成。结果表明,与CK相比,D-LW处理抽雄期和灌浆期玉米叶片的SPAD值、SOD、POD、CAT活性、可溶性蛋白含量、P_n及成熟期穗数、穗粒数和千粒质量差异不显著,使其籽粒产量维持在较高水平（7810.3 kg/hm²）。说明旱急转轻涝不会加速玉米叶片的衰老,从而稳定籽粒产量。而其他水分胁迫处理显著降低各监测时期玉米叶片SPAD值、SOD、POD、CAT活性、可溶性蛋白含量和P_n,明显提高MDA含量,使穗数、穗粒数和千粒质量减少,最终显著降低产量（较CK的值下降13.3%~72.7%）。整体上,D-MW和D-HW处理明显加速玉米叶片衰老,严重抑制最终产量。综上,拔节期旱后急转轻涝对玉米叶片SPAD值、抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量和P_n有补偿作用,从而获得较高的籽粒产量。该研究结果为玉米应对旱涝急转灾害和灌排管理提供一定理论依据。     

旱涝交替胁迫对水稻干物质生产分配及倒伏性状的影响

为揭示旱涝交替胁迫水稻干物质生产和分配规律,研究其对水稻倒伏相关形态性状、力学性状及化学成分的影响,于2013年5—10月在江苏省河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室进行不同灌溉方法的粳稻盆栽试验。试验共设分蘖期涝-轻旱交替胁迫(T-LD)、分蘖期涝-重旱交替胁迫(T-HD)、拔节期涝-轻旱交替胁迫(J-LD)、拔节期涝-重旱交替胁迫(J-HD)和全生育期浅水勤灌(CK)5个处理。结果表明,在开花期以后,各灌溉处理的功能叶的叶绿素含量与水稻移栽后天数呈二次曲线关系,且决定系数R2均大于0.97(P0.01);在开花期后,水稻剑叶的叶绿素含量和光合速率存在线性正相关(P0.001)。分蘖期旱涝交替胁迫处理(T-LD和T-HD)的剑叶面积、开花后平均叶绿素含量以及光合速率为CK处理的1.1~1.2倍,而茎鞘贮藏物质的平均输出率和转化率则分别为CK处理的32%和22%;拔节期旱涝交替胁迫处理(J-LD和J-HD)的剑叶面积、茎鞘贮藏物质的平均输出率和转化率分别为CK处理的84%、33%和37%,而开花后其平均光合速率为CK处理的1.19倍。与CK及分蘖期旱涝交替胁迫处理相比,拔节期旱涝交替胁迫处理显著提高基部以上第1伸长节间的抗折安全系数(P0.05)。研究可为通过灌溉方式实现水稻抗倒和高产的目标提供依据。     

旱涝交替胁迫条件下粳稻叶片光合特性

为研究分蘖期和拔节期旱涝交替胁迫对粳稻叶片光合特性和产量的影响,于2013年进行盆栽试验,分别在粳稻分蘖期(tillering stage,T)和拔节期(jointing stage,S)设置涝-轻旱(light drought,LD)和涝-重旱(sever drought,HD)共4个旱涝交替胁迫处理,其中分蘖期涝保持水深10 cm,拔节期涝保持水深15 cm,同时以浅水勤灌(CK)为对照,测定叶片净光合速率、气孔导度、潜在水分利用效率和胞间二氧化碳浓度以及最终产量等。结果表明,胁迫结束时,T-HD处理净光合速率极显著低于CK和T-LD处理(P0.01);T-LD和T-HD处理气孔导度和胞间二氧化碳浓度均极显著低于CK(P0.01);S-HD处理净光合速率极显著低于CK(P0.01),且气孔导度比CK低62.73%(P0.01);S-LD和S-HD处理胞间二氧化碳浓度呈升高趋势,且S-LD和S-HD处理潜在水分利用效率均低于CK。复水至10月10日,各处理净光合速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度均显著高于CK(P0.05)。相同光强下,各处理净光合速率低于CK,但光补偿点、光饱和点和暗呼吸速率均高于CK,并且提高了水稻CO_2响应曲线的净光合速率。但各处理最终产量均显著低于CK(P0.05)。研究结果可为分析水稻干物质积累、灌溉水利用效率等提供依据。     

旱涝交替胁迫对粳稻分蘖期叶片解剖结构的影响

盆栽试验于2013年进行,在粳稻分蘖期分别设置涝-轻旱(LD)和涝-重旱(HD)2种处理(涝保持水深10 cm),以浅水勤灌(保持水深0~5 cm,CK)为对照,研究了旱涝交替胁迫对水稻叶片解剖结构的影响。结果表明,与CK相比,第1次旱5 d后(阶段Ⅰ),LD处理主脉截面积减小了31.13%,LD处理侧叶大维管束面积和周长分别降低了28.87%和15.79%,HD处理则分别降低了24.74%和13.16%(P0.05);LD和HD处理侧叶小维管束面积和周长也显著减少。进入涝胁迫5 d后(阶段Ⅱ),但LD处理小维管束周长较HD处理显著降低了0.13×10~2μm;HD处理除大维管束外其余指标均超过了CK,说明涝后重旱胁迫处理叶片发育表现出了一定的补偿效应。涝结束5 d后(阶段Ⅲ),LD和HD处理主脉面积分别较CK显著减小了45.47%和53.79%,侧叶器官发育也落后于CK。第2次旱5 d后(阶段Ⅳ),LD和HD处理主脉大维管束面积分别较CK显著降低了18.45%和29.13%;HD处理侧叶大维管束面积和周长则显著低于CK和LD处理,HD处理侧叶面积较CK减少了34.49%,LD和HD处理泡面积在受旱时均低于CK,阶段Ⅲ,泡面积则分别显著减少了0.38×10~2和0.57×10~2μm~2。重旱处理对水稻叶片的迫害在第2次重旱后加重,而轻旱处理则减轻。研究结果可为制定水稻灌溉方案以及研究光合能力提供依据。     

旱涝交替胁迫对水稻分蘖期根解剖结构的影响

通过盆栽试验,研究了水稻分蘖期旱-涝-旱交替胁迫对根解剖结构的影响。本试验主要通过不同程度的旱胁迫(重旱,A1和轻旱,A2)和重涝胁迫(保持15 cm水层,B)分3个阶段交替进行,分析各个阶段水稻根的中柱、通气组织、根外层细胞发育及根外层厚度与常规灌溉之间的差异,探讨旱-涝-旱交替胁迫对水稻抗涝性的影响。结果表明,第Ⅰ阶段干旱胁迫(A1和A2处理)能促使根形成发达的通气组织,且形成时间早于常规灌溉(C),A1和A2处理根外层厚度显著高于C处理。第Ⅰ阶段重旱胁迫对第Ⅱ阶段涝胁迫(重旱-重涝处理,A1B)根解剖结构产生明显的影响,A1B处理通气组织较早形成,其导管直径、总面积和中柱面积分别较常规灌溉(CC)增加了43.3%、52.8%、76.5%,而第Ⅱ阶段淹涝条件下(常规灌溉-重涝处理,CB)根仅形成了少量的通气组织。第Ⅲ阶段涝胁迫后再经历旱胁迫(重旱-重涝-重旱处理,A1BA1和轻旱-重涝-轻旱处理,A2BA2),根解剖结构表现与第Ⅰ阶段旱胁迫相似。可见,短期旱胁迫可促进根系通气组织的发育,而不会造成水稻耐涝能力的降低。该研究可为水稻蓄水控灌技术提供理论依据。     

朝阳地区旱涝急转特征变化分析

结合长(LDFAL)、短(SDFAL)两种旱涝急转指数,对朝阳地区旱涝急转特征进行分析。分析结果表明:朝阳地区发生长周期旱涝急转概率较低,而发生7～8月短周期由"旱转涝"的概率较大。朝阳地区从1956—2017年长周期旱涝急转指数呈现下降趋势,但趋势性较弱,而短周期旱涝急转指数呈现明显递增变化,且通过置信度为95%的显著性检验。     

拔节期高温与涝交互胁迫对水稻生长发育的影响

黄淮地区水稻拔节孕穗期恰逢强高温和降水易发期,稻田易遭受高温和涝害双重胁迫,研究水稻对高温和涝及其交互胁迫的响应,可为探究高温与涝交互胁迫致灾机理及减灾措施提供参考。试验共设拔节期高温胁迫（T1）、高温×轻涝胁迫（T2）、高温×重涝胁迫（T3）、轻涝胁迫（T4）、重涝胁迫（T5）和全生育期浅水勤灌（CK）6个处理,研究了黄淮地区拔节期高温、淹涝及高温与涝胁迫对水稻形态指标和产量的影响。结果表明：1）拔节期高温（T1）、重涝（T5）和高温×轻涝（T2）胁迫会抑制水稻的生长,到成熟期,T1和T5处理水稻株高分别较CK显著降低了5.63和5.96 cm,且高温与涝胁迫较高温（或重涝）对水稻生长的抑制作用减弱;2）高温与涝胁迫促进了水稻叶面积的增加,且高温×重涝（T3）处理促进了水稻地上部干物质积累;3）除轻涝（T4）处理外,其他处理均显著降低水稻产量,其中,T2和T3处理分别较CK显著减产44.16%和22.29%,主要是因为结实率下降。但是,与高温胁迫相比,高温与涝交互能缓解胁迫,可以避免水稻大幅减产。     

负压控水下不同株型玉米水分利用效率和产量的盆栽试验

干旱胁迫研究中的难点之一在于减少土壤水分波动对试验结果的影响。该研究采用负压供水盆栽装置,通过调节供水负压值精确控制土壤含水率,模拟土壤干旱胁迫,研究比较3种胁迫程度(无胁迫CK、轻度和重度胁迫)、2个胁迫时期(苗期、吐丝期)对不同株型玉米(小株型CF1002和大株型CF3330)的水分利用效率、生物量和产量的影响,旨在分析2种株型夏玉米对不同时期、程度干旱胁迫的响应差异。结果表明:随着苗期胁迫程度加重,CF1002的水分利用效率(water use efficiency,WUE)从3.24增至3.43,而CF3330的WUE从3.70降至3.25。吐丝期轻度干旱胁迫后CF1002和CF3330的WUE较CK分别降低2.7%和24.4%,吐丝期重度胁迫后,CF1002和CF3330的WUE较CK分别降低17.4%和57.1%。与CK相比,吐丝期轻度和重度干旱胁迫使小株型和大株型玉米胁迫期耗水量下降61.3%和62.5%,灌浆中期光合速率下降22.9%和54.3%,成熟期地上部干物质质量减少24.8%和38.0%,最终减产47.9%和71.5%,以上指标大株型玉米的降幅大于小株型玉米。在生育中后期,大株型玉米光合生产和蒸腾作用更易受干旱胁迫抑制,使物质生产和积累减少,水分消耗大幅下降。针对不同株型玉米在生育后期采用不同的水分管理策略有助于降低干旱造成的损失。     

土壤耕作方式对双季稻产量构成与穗镉积累的影响

为比较研究不同土壤耕作方式(翻耕、旋耕、免耕)对南方双季稻区水稻产量构成与稻穗镉积累分配特性的影响,探讨镉污染稻田双季稻最优土壤耕作方式,2015—2017年,以"陵两优211"与"威优46"为早、晚稻供试品种,在湖南省湘潭县易俗河镇中度镉污染稻田(全镉含量0.86 mg/kg)开展定位试验,比较研究了双季免耕、双季翻耕、双季旋耕、早旋晚免、早翻晚免5种土壤耕作方式下土壤有效镉含量、双季稻的产量构成与穗镉积累分配情况。结果表明:(1)双季稻产量以双季翻耕处理最高,早翻晚免处理次之,双季旋耕与早旋晚免处理再次之,双季免耕处理最低;翻耕处理产量最高的原因在于其有效穗数与每穗粒数较高。(2)齐穗期至成熟期,穗镉含量一般呈增长趋势;第1年早晚稻齐穗期穗镉含量以免耕处理最高,但免耕能明显降低水稻齐穗至成熟期穗镉含量的增长速率;早晚稻成熟期穗镉含量一般以翻耕处理较高,免耕与旋耕处理较低,免耕与旋耕处理有差异但在不同年份与季别间表现不尽相同。(3)成熟期稻穗各部位镉含量趋势表现为枝梗谷壳糙米;第1年糙米镉含量以免耕处理较高,但第2,3年呈现免耕处理低于翻耕与旋耕处理的趋势。(4)第1年早、晚稻穗镉累积量均以旋耕处理较低,但第2,3年均以免耕处理较低。(5)较其他处理而言,双季免耕明显提高了土壤有效镉含量,双季旋耕则降低了土壤有效镉含量。3年定位试验表明,土壤耕作方式对镉污染稻田土壤有效镉含量、双季稻产量构成与稻穗镉积累分配有明显影响,从保证双季稻产量、降低稻米镉含量与轻简省工的角度出发,早翻晚免是中度镉污染双季稻田的最优土壤耕作方式。     

后期倒伏对冬小麦干物质分配和产量的影响

2014-2015年利用人工模拟方法开展冬小麦倒伏试验。在冬小麦抽穗期、灌浆初期和灌浆中后期3个时段均设定与竖直方向成30o(T1)、60o(T2)、90o(T3)3种倒伏程度和自然正常生长(CK)4个处理,观测比较冬小麦各器官的干物质量和产量构成要素。结果表明,冬小麦干物质分配格局因倒伏时段和倒伏程度的不同而发生改变。与对照CK相比,抽穗期和灌浆初期冬小麦倒伏造成茎和鞘干物质迅速向穗部转移,导致其干物质累积量迅速降低,叶片干物质发生改变略有滞后,同时受到光照不足和转移速率改变的共同作用,各器官干物质量分配格局不断发生变化,茎、叶和鞘生长速率无明显变化规律;灌浆中后期倒伏造成冬小麦不同器官干物质含量均明显下降,随着生育时期推进其减幅缩小。倒伏对冬小麦产量构成要素的影响表现为,抽穗期和灌浆初期倒伏主要造成冬小麦不孕小穗增加、穗粒数和千粒重减少,进而导致产量下降;灌浆中后期倒伏主要导致冬小麦千粒重减小,而穗粒数无明显变化。各处理冬小麦产量降低表现为灌浆初期最大、抽穗期次之、灌浆中后期最小。     

不同类型新型肥料对双季稻产量、氮肥利用率和经济效益的影响

  【目的】  新型肥料是提高氮肥利用率和保护土壤生态环境的有效措施之一。研究不同类型新型肥料的适宜施肥方法，以实现南方早稻和晚稻同步达到高产高效。  【方法】  连续2年田间试验供试水稻品种为‘隆香优华占’(早稻) 和‘陵两优7717’(晚稻)，以不施肥为对照 (CK)，其余处理施氮肥总量均为N 189 kg/hm2，采用两因素裂区设计，主区为肥料类型，包括复混肥 (CK1)、稳定性肥 (T1)、两种木质素缓释肥 (T2、T3)、生根型缓释肥 (T4)、有机硅水溶缓释肥 (T5)、控释肥 (T6)，共6种肥料。副区为5个施用方法处理，依次为基肥∶分蘖肥∶保花肥∶促花肥为4∶2∶2∶2；基肥∶保花肥为 6.5∶3.5；基肥∶保花肥为5.5∶4.5；基肥∶保花肥为7∶3；基肥∶保花肥为6∶4。分析了不同施肥处理下新型肥料对土壤肥力 (内梅罗指数法)、水稻产量、氮肥利用率和经济效益的影响。  【结果】  两年双季稻对土壤综合肥力指数提升作用以T3 (基肥∶保花肥为 5.5∶4.5) 最大，其次为T2 (基肥∶保花肥为 5.5∶4.5) 和 T5 (基肥∶保花肥为 6.5∶3.5)处理。内梅罗指数法对土壤肥力评价结果与土壤的实际生产力基本一致，较高的土壤肥力能够表征作物的高产。产量分析表明，早稻穗粒数和晚稻结实率与相应的水稻产量呈极显著相关，因此，早晚稻的高产栽培策略应在保持适宜的有效穗数和结实率基础上主攻每穗粒数。2017和2018年度各施肥处理产量均高于CK处理，其中T3处理水稻年产量高达16.69和16.67 t/hm2，与CK比，产量分别提高了26.05%和27.15%；同时促进了土壤综合肥力指数 (IFI) 提升，IFI指数从施肥前的1.68 (Ⅱ级) 升至1.97 (Ⅰ级)。与CK1相比，2018年T3处理水稻年产量提高9.23%，氮肥农学利用率提高237.36% (P < 0.01)，氮肥偏生产力提高28.28% (P < 0.01)，经济效益增加51.6%。  【结论】  在本试验条件下，施用木质素缓释肥 (基肥∶保花肥为5.5∶4.5) 可促进水稻获得高产和高收益，并且提高了土壤肥力和氮肥利用率，是一种值得推荐的施肥方式。     

双季连作晚稻免耕抛秧氮钾肥施用技术的研究

研究了不同氮钾施用量对免耕抛秧双季连作晚稻的产量效应。研究表明,增施氮肥可以促进分蘖的发生和叶面积的扩展,增加单位面积的有效穗数,但成穗率下降;增施钾肥可适当提高单位面积的有效穗数和成穗率;各施氮处理水稻根系活力和剑叶叶绿素含量均明显高于无氮处理;随着氮肥用量的增加,水稻干物质的积累量增加,而收获指数减少;等氮条件,增施钾肥对水稻干物质的积累基本没有影响,但提高了氮肥的吸收利用率;氮肥的吸收利用率开始随着施氮量的增加而提高,至中氮处理达最大值,氮肥的生理利用率和农学利用率均随施氮量的增加而降低;氮(N)、钾(K2O)肥用量分别为150 kg/hm2和160 kg/hm2时,免耕抛秧稻的效果最佳。     

缓释尿素与普通尿素配施对直播杂交籼稻叶片生长及产量的影响

【目的】逐步采用机械化直播的集约栽培模式已是水稻种植的主要趋势之一,本文研究了机械化水稻直播条件下,缓释尿素与普通尿素不同配施对水稻生长和产量的影响特征,为直播稻的高产高效施肥技术提供理论基础。【方法】以优质杂交籼稻‘宜香优2115’为材料,采用两因素裂区设计,主区为直播 (C_D) 和手插 (C_H) 两种栽植模式;副区为氮肥运筹方式,总施氮量150 kg/hm2,设普通尿素按基、蘖、穗肥配比为3∶3∶4 (U₃₀),普通尿素全量基施 (U₁₀₀),缓释尿素全量基施 (S₁₀₀) 及缓释尿素 (基肥) 与普通尿素 (穗肥) 配比为8∶2 (S₈₀)、6∶4 (S₆₀)、4∶6 (S₄₀) 6种肥料运筹方式,以不施氮肥 (CK) 为对照。调查了直播水稻的叶色变化、叶片生长、LAI、剑叶光合作用和叶片碳氮代谢及其与产量形成的关系。【结果】1) 直播稻产量略高于手插稻,前者有效穗数优势显著,后者优势在于每穗粒数,其产量差异表现取决于有效穗数和每穗粒数是否充分互补,具体体现在总颖花数,优势肥料处理在有效穗数和每穗粒数上协调性更强。2) 缓释尿素与普通尿素的配施处理下叶色表现,直播稻和手插稻分别呈“三黑三黄”和“二黑二黄”交替变化,直播稻的叶色相对较浅;直播稻叶片生长前快后慢,齐穗期LAI及齐穗后剑叶Pn值均较低,但其高效叶面积率较高,表明后期群体上部功能叶叶面积较大,群体质量较高;在叶片碳氮代谢上,直播稻中、后期叶片NSC/N较高,碳代谢较旺盛,两种栽植方式中高产处理后期叶片NSC/N相近,均较低,但代谢途径不同,直播稻主要通过增强氮代谢,手插稻则通过增强碳水化合物的同化进行调节。增加穗肥占比可有效优化直播稻中后期的叶片质量。3) 相关分析显示,孕穗期的叶片增长率、LAI、剑叶Pn及叶片NSC/N均与产量呈显著或极显著相关,表明孕穗期的叶片质量是影响产量形成的关键。4) 直播稻和手插稻分别在基肥 (缓释尿素) 与穗肥 (普通尿素) 配比为4∶6和8∶2下产量最高,分别达12.11 t/hm2和11.51 t/hm2,较普通尿素常规运筹 (U₃₀) 分别增产15.55%和5.40%。【结论】缓释尿素与普通尿素配施下,增大速效穗肥比例,前期控氮控群体,后期增氮壮个体,实现直播稻群体与个体的协调,增强后期氮代谢,有效调节叶片碳氮比,提高叶片质量防早衰,是增产的有效途径。     

秸秆还田与化肥减施对水稻生长指标及光合参数的影响

针对水稻生产中存在秸秆处理不当以及化肥用量增多等问题,以山东省济宁市稻麦轮作体系下水稻“圣稻18号”为研究对象,通过田间试验设置3个处理:常规施肥,小麦秸秆不还田(CK);常规施肥+小麦秸秆全量还田(T1);常规施肥量的85%+小麦秸秆全量还田(T2),深入探究秸秆还田与化肥减施对不同生育期水稻生长、光合参数和产量的影响,为制定合理的水稻种植措施提供理论依据。结果表明,稻麦轮作体系下秸秆还田不利水稻前期生长,但能显著提高水稻生长中、后期的生长指标,并增强水稻生长中、后期对氮、磷、钾等养分的吸收。水稻生长中后期T2处理的叶绿素含量、净光合速率以及光谱反射率均为最高,其中灌浆期SPAD值与净光合速率分别较CK处理升高4.4%和37.5%;另外,T2处理生长后期的Fv/Fm、PIabs均较前期所升高。试验还表明,T2处理水稻产量最高,比CK处理增产13.1%,增产的直接原因是单位面积有效穗数的增加。综上所述,秸秆还田配合化肥减施有助于水稻栽培生产中实现高产增效,在实际生产中值得推广应用。     

灌浆结实期高温干旱复合胁迫对稻米直链淀粉及蛋白质含量的影响

灌浆结实期是水稻产量与品质形成的关键时期,近年来,由于受全球气候变化和局部地形地貌的影响,我国南方稻区在水稻灌浆结实期频频遭遇高温和伏旱的混合影响,造成水稻产量与品质的同步下降。本研究选用导入空心莲子草基因组DNA构建的籼稻耐旱变异品系H5,在灌浆结实期于人工温室进行高温干旱复合胁迫试验,测定了不同处理稻米直链淀粉与蛋白质含量,旨在深入研究高温干旱复合逆境对稻米品质的影响。试验设6个处理,分别是适温中度干旱(OT-MD)、适温严重干旱(OT-SD)、高温正常供水(HT-WW)、高温中度干旱(HT-MD)、高温严重干旱(HT-SD)和适温正常供水(OT-WW,CK)。除对照外,其余各处理的胁迫时间设10 d、20 d、30 d和40 d。结果表明:灌浆结实期高温胁迫会导致稻米直链淀粉含量下降和蛋白质含量增加,高温胁迫10~40 d的稻米直链淀粉含量比CK降低了1.783~5.987个百分点,稻米蛋白质含量比CK增加了1.178~2.741个百分点;灌浆结实期干旱胁迫同样会导致稻米直链淀粉含量下降和蛋白质含量增加,在中度干旱条件下,胁迫10~40 d处理的稻米直链淀粉含量比CK降低了1.956~6.270个百分点,稻米蛋白质含量比CK增加了1.153~2.944个百分点,在严重干旱条件下,胁迫10~40 d处理的稻米直链淀粉含量和蛋白质含量相对于CK的变异幅度比中度干旱胁迫下的更大;灌浆结实期高温干旱复合胁迫引起稻米直链淀粉含量下降和蛋白质含量增加的幅度均超过单一高温胁迫或干旱胁迫,且其变化幅度随胁迫因子的增加、胁迫强度的增强和胁迫时间的延长而增大;灌浆结实期的前20 d遭遇高温干旱复合胁迫是稻米品质变差的主要原因;在相同胁迫时间内,各处理对稻米直链淀粉和蛋白质含量的胁迫效应按升序排列依次为:高温正常供水(HT-WW)、适温中度干旱(OT-MD)、适温严重干旱(OT-SD)、高温中度干旱(HT-MD)、高温严重干旱(HT-SD)。本研究结论可为水稻的抗旱与抗高温育种与栽培提供参考依据。