“三定”栽培对双季超级稻养分吸收积累及氮肥利用率的影响

为探讨南方双季超级稻对氮、磷、钾养分的吸收积累及利用规律,于2008—2010年在湖南长沙和浏阳以超级早稻陆两优996、陵两优268和超级晚稻丰源优299、天优华占为材料进行大田定位试验,比较了“三定”栽培、免耕摆栽和传统栽培条件下双季超级稻不同生育期植株体内氮、磷、钾吸收积累特点及氮肥利用率。与传统栽培相比,“三定”栽培双季超级稻生长前期(分蘖中期)氮、磷、钾的吸收量较低,幼穗分化期差异甚小,而齐穗期(早季平均为10.71、2.23和11.82 g m^-2,晚季平均为12.25、2.69和16.37 g m^-2)和成熟期(早季平均为13.61、3.01和13.71 g m^-2,晚季平均为17.16、3.31和18.31 g m^-2)较高;氮肥的偏生产力(平均为53.40 kg kg^-1)、吸收利用率(平均为55.98%)、农学利用率(平均为22.27 kg kg^-1)较高,分别提高29.00%、88.92%和46.67%。免耕摆栽双季超级稻不同生育时期氮、磷、钾的吸收特点与“三定”栽培相似,但其氮肥的偏生产力、吸收利用率和农学利用率(平均为50.24 kg kg^-1、52.75%、19.33 kg kg^-1)分别比“三定”栽培降低6.29%、6.12%和15.19%。由此可见,双季超级稻生产采用“三定”栽培技术有利于提高氮肥利用率。     

冬小麦-夏玉米“双晚”种植模式的产量形成及资源效率研究

为了进一步明确黄淮平原冬小麦晚播、夏玉米晚收的“双晚”增产及资源高效的效应,选用2个中熟冬小麦品种和2个中晚熟夏玉米品种,于2006—2008年先后在河南温县和焦作进行大田试验,研究作物群体物质生产、产量形成参数定量指标及光温资源的分配利用。结果表明,冬小麦晚播产量降低不明显,夏玉米晚收产量显著提高747~2 700 kg hm^-2,“双晚”周年产量21 891~22 507 kg hm^-2,比对照提高442~2 575 kg hm^-2。冬小麦晚播平均叶面积指数、每平方米穗数和穗粒数降低,但平均净同化率、收获指数和粒重提高达5%显著水平;夏玉米晚收平均叶面积指数、收获指数、生育期天数和粒重均显著提高。“双晚”栽培优化了周年资源分配,提高生育期与光、温资源变化的吻合度,其生产效率分别提高2.22%~10.86%和0.47%~11.56%。小麦和玉米品种的遗传类型是影响“双晚”栽培技术的关键。因此,选用小麦晚播早熟高产和玉米长生育期晚熟品种,通过有效调节资源配置,将小麦冗余的光温资源分配给C₄高光效作物玉米,是提高周年高产高效的重要途径。     

免耕抛栽水稻源库特性研究

近些年来,水稻免耕抛秧栽培在中国广西等部分地区发展迅速。为了探讨免耕抛栽水稻产量形成特点,以金优253(OryzasativaL.)为试验材料,以常耕抛栽水稻为对照,从叶面积大小、剑叶光合速率与衰老、库的大小及源库比率等方面研究了免耕抛栽水稻的源库特性。结果表明,免耕抛栽水稻早、晚季产量分别为5.97t/hm2和7.53t/hm2,常耕抛栽水稻分别为6.19t/hm2和7.63t/hm2,其产量差异在早季和晚季均不显著。与常耕抛栽水稻相比,免耕抛栽水稻的每穗总粒数和单位面积上的总粒数较多,各生育期的叶面积指数较大,灌浆期剑叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量较高,而过氧化物酶和过氧化氢酶活性及丙二醛的含量较低,在生理上存在一定的优势。但是,免耕抛栽水稻的源库协调能力较差,粒叶比和结实率下降,致使免耕抛栽水稻在产量上表现出一定的劣势。免耕抛栽水稻粒叶比和结实率的下降是由于其生产的干物质更多地分配在叶片中、贮藏在茎鞘中的干物质在抽穗后向穗部运转的能力较差造成的。     

不同栽培模式对杂交粳稻群体质量的影响

以杂交粳稻常优3号和常优5号为材料,设置未施氮处理(0N)、当地高产栽培(对照)、高产高效栽培、超高产栽培、超高产高效栽培和氮肥高效利用栽培等6种不同栽培模式,并观察上述栽培模式对水稻产量和群体质量的影响。结果表明,两品种超高产栽培和超高产高效栽培的产量平均分别达12.0 t hm^-2和10.9 t hm^-2,较当地常规高产栽培分别高出41.6%和29.1%。与当地常规高产栽培相比,超高产栽培和超高产高效栽培等处理的茎蘖成穗率明显提高,抽穗至成熟期的干物质积累增加,有效叶面积和高效叶面积比率增加。上述两处理还提高了水稻粒叶比,改善了源库关系,并提高了剑叶的光合速率和叶绿素含量以及抽穗后的根冠比和根系伤流量。这些结果表明,通过栽培技术的集成与优化,可以改善水稻群体质量,获得更高产量。     

不同氮肥施用模式下北方粳型超级稻物质生产特性分析

以北方粳型超级稻品种沈农265为试材,分析了4种不同施氮模式的群体叶蘖建成动态、物质生产特性及产量构成特点,探讨了不同施氮模式下物质生产特性对产量形成的影响。结果表明,各施氮模式均表现14.5 kg 667 m^-2施氮水平产量显著高于12.5 kg 667 m^-2施氮水平的产量,且14.5 kg 667 m^-2施氮水平各施氮模式增产都是因为增加了穗外因素(穗数、单位面积颖花数和单位面积实粒数),降低了穗内因素(穗重、千粒重、结实率、每穗总粒数和每穗实粒数)。在相同施氮总量下,“三段五次”和“稳前、攻中、优后”施氮模式产量显著高于“一头轰”和“长效一次性”施氮模式,但“三段五次”模式以提高单位面积穗数、单位面积实粒数等穗外因素来增产,而“稳前、攻中、优后”模式以增加穗重、千粒重等穗内因素来获得高产,前两者产量都显著高于后两者,主要是因为前两者抽穗后新增同化产物(同化物直接供应量)和抽穗前营养器官储存物质的二次利用量(同化物间接供应量)均高,营养器官的物质输出率和对产量的贡献率均高。此外,在2种施氮水平下,前两者的氮肥农学利用率、氮肥表观利用率和单位土地面积上的总吸氮量均显著高于其他施氮模式。在14.5 kg 667 m^-2施氮水平下,前两施氮模式都获得了超高产量(>11 t hm^-2)。     

施肥水平和种植密度对张杂谷5号产量及其构成要素的影响

优质高产的杂交谷子为我国乃至世界的粮食保障提供了有力保障, 但良种需良法配套, 为此研究杂交谷的最佳栽培条件。采用5因素二次通用旋转组合设计, 探讨氮、磷、钾、行距和株距对张杂谷5号产量及其构成因素穗数、穗粒数、千粒重的影响。结果表明, 产量与穗数、穗粒数显著正相关, 而与千粒重无显著相关。氮、行距、磷、钾对产量和穗粒数有显著影响, 氮肥和行距影响较大, 而磷和钾肥影响较小。行距、株距和氮对穗数有显著影响, 随着施氮量的增加以及株距和行距的缩小, 穗数呈增加趋势。施磷水平对千粒重有显著影响, 随着施磷量的增加, 千粒重表现先升后降的趋势。在研究的5个因素中, 施氮水平、施钾水平以及株距之间交互作用对穗粒数和产量有显著影响;施氮水平与株距之间的交互作用对千粒重有显著影响。该5因素与产量间回归关系极显著, 拟合程度较高, 可用于实际生产预测。使张杂谷5号产量最大的农艺方案为N施用量186 kg hm^–2, P₂O₅施用量95 kg hm^–2, K₂O施用量60 kg hm^–2, 行距23 cm, 株距13 cm, 预期产量为6 683 kg hm^–2。     

杂交稻不同穗粒结构品种的增产因素分析

为探索不同穗粒结构杂交稻品种高产栽培的增产因素,以在生产上大面积推广、穗粒结构不同的杂交稻汕优63、Ⅱ优838、丰两优四号3个品种为试验材料,根据3个品种参加区试的产量构成,进行有效穗、每穗粒数、结实率、千粒重4个产量构成因素与产量的相关分析、4个产量构成因素间的相关分析、4个产量构成因素与产量的通径分析。结果表明,穗数多、每穗粒数中等的汕优63,高产栽培增产的主要因素是提高有效穗与每穗粒数,对增产的贡献率分别为37.3%和38.1%,提高结实率对增产的贡献率为24.1%;穗数中等、每穗粒数较多的Ⅱ优838,高产栽培增产的主要因素是提高有效穗,对增产的贡献率为62.2%,提高每穗粒数对增产的贡献率为26.2%;穗数较少、每穗粒数多的大穗型品种丰两优四号,高产栽培增产的主要因素是提高有效穗和每穗粒数,对增产的贡献率分别为49.2%和44.8%。可见,穗数多、每穗粒数中等的品种高产栽培的增产因素是提高有效穗与每穗粒数,同时提高结实率;穗数中等、每穗粒数较多的品种高产栽培的增产因素是提高有效穗,同时提高每穗粒数;穗数较少、每穗粒数多的大穗型品种高产栽培的增产因素是提高有效穗和每穗粒数。     

苏中地区直播水稻的群体生产力及氮肥运筹的效应

近年来直播水稻在江苏等地区扩展迅速,但其栽培和育种的专项研究很少。本研究对江苏省苏中地区直播稻生产力水平进行了调查,在此基础上进一步实施水稻直播栽培模式下氮肥施用量和运筹比例试验,探讨直播水稻群体生长和产量形成对氮肥施用的反应特征。调查结果显示,苏中地区普通农户直播水稻的产量平均为7 710 kg hm^-2,显著低于机插和人工移栽稻,直播稻氮肥施用量一般在270 kg N hm^-2之上,氮肥不合理施用的现象普遍存在。小区试验表明,施氮量和氮肥运筹比例均对直播稻产量有显著影响,氮肥施用量主要通过有效穗数和每穗粒数对产量发挥作用,而氮肥运筹比例主要对每穗粒数产生影响。在本试验条件下,氮肥施用量270 kg N hm^-2,基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶3∶3的产量最高。在上述施肥条件下,直播水稻群体结构较为合理,个体和群体的物质生产量均处于较高水平,结实期物质生产能力较强,经济系数表现合理的较高水平(0.53左右),同时有相对较好的抗倒性能。对直播水稻的增产途径和高产群体特征进行了较深入的讨论。     

免耕对水稻根系活力和产量性状的影响

对早稻进行了免耕与常耕栽培对比试验。研究结果表明：与常耕栽培水稻相比,免耕水稻,根系活力高7.4%~34.9%,各生育期的干物质占黄熟期干物质之比高。有效穗数、每穗实粒数、千粒重和实际产量分别高1.1%、5.1%、0.6%和10.0%。产量与根系活力和干物质积累的相关分别达到0.9和0.87以上。     

孕穗期干旱胁迫对超级稻剑叶部分生理指标及产量的影响

本研究以6个超级稻品种(组合)及1个耐旱常规稻品种为材料,在防雨棚内进行盆栽试验,研究了孕穗期干旱胁迫对超级稻剑叶部分生理指标及产量的影响。结果表明:孕穗期干旱胁迫处理使超级稻剑叶含糖量、脯氨酸及丙二醛含量均有显著或极显著增加,过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性均极显著提高;有效穗及穗实粒数下降,千粒重提高;生物产量及经济产量均有不同程度的下降;Y两优2号、新两优6号、丰两优4号在正常灌溉及干旱处理条件下经济产量均位居前三位,且较其他品种产量提高均达极显著水平。建议,在安徽江淮丘陵区可以推广种植Y两优2号、新两优6号、丰两优4号。     

华南双季超级稻秧苗形态性状的比较研究

2007年早、晚季在广州,以最新育成的超级杂交稻强优组合天优10号、天优122、五丰优128、特优138、两优培九,常规超级稻品种玉香油占为供试材料,对其秧苗形态特性作了比较研究,结果表明：在华南稻区早、晚季节生态环境下,供试材料间植株高度、主茎叶片数目、单株茎数、叶鞘基部宽度的差异达显著或极显著水平。这不但证明了以往研究中将这些性状作为华南双季超级稻动态株型育种中秧苗期（大苗）理想形态性状指标的可靠性,而且还完善了华南双季超级稻动态株型育种中秧苗期（大苗）理想形态性状指标,即：早、晚季植株高度分别为35.0～38.9 cm和33.5～37.8cm,早、晚季主茎叶片数分别为5.2～5.8片和4.9～5.2片,早、晚季单株茎数分别为1.5～3.0条和3.0～3.7条,早、晚季叶鞘基部宽分别为0.70-0.75cm和0.51～0.59cm。     

超级早、晚稻品种的源库协调性

为了探讨超级早、晚稻品种的高产机理,对其源库特性进行了研究。与非超级稻品种(对照)相比,超级早、晚稻品种的总库容量、粒叶比、粒束比均较大,且与产量显著正相关;在整个灌浆结实期的源库增量比略大,但早稻在灌浆中后期(抽穗后10~25 d)和晚稻在灌浆前期(抽穗后0~10 d)均明显大;起始灌浆速率和平均灌浆速率均大,结实率与起始灌浆速率显著正相关,产量与平均灌浆速率极显著(早稻)或显著(晚稻)正相关;生育后期的根系活力衰退值较小,而剑叶的气-叶温差除早稻的株两优819和晚稻的淦鑫688外,其它均大。根系活力衰退值与产量显著负相关,剑叶的气叶温差与产量显著正相关。研究表明,较大的库容量且源库协调性较好是超级早、晚稻品种超高产的重要机理。     

气象条件对水稻生产影响研究

为了研究气象条件对水稻生产的影响,为当地水稻的种植生产提供依据,对安徽南陵2005—2014年早稻、中稻和一季晚稻、双季晚稻全生育期的主要气象因子进行分析评价,研究其对各类水稻气象产量的影响,并定量计算出各气象因子与该三类水稻气象产量的相关系数。结果发现：水稻气象产量具有明显的年际变化,早稻和双季晚稻整体呈上升趋势,中稻和一季晚稻基本持平,略有下降。对比分析和相关性显示,早稻气象产量与降水量和蒸发量相关性较大,且与降水量和蒸发量分别呈负相关和正相关;中稻和一季晚稻受温度、蒸发量和降水量影响显著,与蒸发量相关性最大,并且与降水量成正比,与温度、蒸发和日照时数成反比;双季晚稻与各气象因子的相关性较前两种水稻偏小。该研究获得了南陵不同气象因子对水稻生长的影响程度,为今后水稻种植合理避开气象灾害打下基础。     

镉污染稻区油菜–中稻替代双季稻种植的可行性研究

为了探讨镉污染稻区油菜-中稻替代双季稻种植的可行性,在湖南省湘潭县中度镉污染稻田开展大田试验,研究了油菜-中稻与双季稻模式下的作物生育进程、产量、经济效益与镉含量。结果表明,双季稻、油菜-中稻均能在10月20日前成熟;双季稻早、晚稻产量分别为5233.7和6298.3kg/hm²,油菜和中稻产量分别为1875.5和7531.0kg/hm²,中稻产量较早、晚稻产量分别提高43.9%和19.6%;与双季稻模式相比,油菜-中稻模式成本降低13.5%,产值提高2.1%,纯收入提高42.6%,总纯收入与劳动力比值升高38.5%;早、中、晚稻根、茎、叶和籽粒等器官镉含量差异明显,均表现为晚稻>中稻>早稻的趋势;糙米镉含量在0.43~0.82mg/kg之间,油菜籽镉含量为0.11mg/kg。综合种植季节、产量、经济效益和籽粒镉含量来看,油菜-中稻模式可作为镉污染双季稻区替代双季稻的种植模式。     

湖南省水稻水足迹计算及其变化特征分析

本文运用水足迹的理论和方法计算了湖南省水稻水足迹,并分析了其历史变化和构成特征,以期为水资源合理利用和农业结构调整提供依据和建议。结果表明：湖南省水稻水足迹由1960年的22×109 m3上升至2008年的34.4×109 m3,增加了12.4×109 m3;水足迹构成以绿水为主,但所占比例逐渐降低,灰水足迹由7%增加到24%,说明所需稀释水量逐渐加大;早、中、晚稻的水足迹以晚稻最大,占到总水足迹的38%~48%,其次是早稻,最少是中稻;早、中、晚稻的绿水占各自水足迹的比重依次降低,蓝水比重依次增加,灰水比重均在21%以上;从单位产量水足迹来看,双季稻平均比中稻少23.3 m3/吨。综合考虑水资源和产量因素,双季稻在有效利用水资源和保障粮食安全方面比单季稻更有优势,建议减少单季稻,增加双季稻种植面积。     

气候变化对中国水稻生产的影响研究进展

水稻生产系统是响应气候变化最敏感的农业生态系统之一,本文综述了当前和未来气候变化对我国水稻生产的影响。气候变化背景下,我国水稻生长季的热量资源增多,辐射资源减少,降水不均一性加大。高温热害、干旱、暴雨和洪涝灾害发生更频繁,这可能降低水、热资源的有效性。气候变化使我国单季稻和双季稻潜在种植边界显著北移,导致单季稻、早稻和晚稻的主要生育期缩短。基于统计模型和水稻生长模型的研究结果表明,如果不考虑品种改良和栽培技术的进步,气候变化使单季稻、早稻和晚稻产量下降,但不同稻作区和方法间存在差异。我国水稻生产重心北移、实测生育期延长和产量增加的变化趋势,反映了水稻生产系统通过种植分布调整、品种改良和技术改进来适应气候变化的能力。未来气候变化将进一步导致水稻生育期缩短和产量下降,对我国水稻生产和粮食安全带来严峻挑战。仍需加强气候变化影响机制的研究及其在影响评估中的应用,减小影响评估的不确定性并增加其系统性,为制定有效的应对策略提供可靠的理论支持。     

磷肥运筹对双季早、晚稻产量与品质的影响

以双季早、晚稻超高产品种陆两优996和淦鑫688为材料,以金优402和汕优10号为对照,研究了施磷量对其产量和稻米品质的影响。结果表明,施磷对非超高产品种的增产效应大于超高产品种,对早稻的增产作用主要是增加有效穗数,而对晚稻主要是增加每穗粒数。施磷增加早稻垩白米率和垩白度,但降低晚稻的垩白米率和垩白度,施磷显著增加稻壳和糙米中的植酸含量。等量施磷时,移栽前施磷处理的稻壳中植酸含量高于播种前施磷处理,而稻米中的植酸含量则相反;幼穗分化期施磷降低稻壳中的植酸含量,而增加糙米中的植酸含量。     

湖南水稻干旱评估方法研究

为了探讨双季早稻、双季晚稻、一季稻干旱影响定量评估方法,统计各熟制水稻各生育期综合气象干旱指数、水分亏缺指数与水稻受旱率、成灾率、单位面积粮食减产量的相关,分析各熟制水稻干旱影响敏感期;基于相关系数,定量计算综合气象干旱指数、水分亏缺指数组合成综合评估指标所占的权重,组建各熟制水稻旱情综合评估指标;基于各熟制水稻旱情综合评估指标,结合抗旱能力,通过多元回归建立各熟制水稻受旱率、成灾率、单位粮食减产量评估模型。结果表明：（1）湖南季节性干旱特征明显,对于双季晚稻,各生育期干旱出现频率基本接近,干旱影响期为返青分蘖期和幼穗形成期;双季早稻、一季稻各生育期干旱出现频率差异较大,以水稻生长后期干旱出现频率高,而水稻干旱影响敏感期也在水稻生长后期。（2）双季早稻干旱灾害评估模型历史同级拟合率平均为77.6%,级差一级以下的拟合率为91.1%;双季晚稻同级拟合率为70.9%,级差一级以下的拟合率为83.0%;一季稻同级拟合率为61.8%,级差一级以下的拟合率为84.5%。基于降水、需水、可供水等因子建立水稻干旱灾害评估模型,物理意义清楚,准确率较高,可为水稻干旱影响定量评估提供技术支持。     

超级稻叶片光合特性和根系生理性状与产量的关系

为阐明超级稻产量形成机理, 以4个超级稻品种[两优培九和II优084 (杂交籼稻)、淮稻9号和武粳15 (粳稻)]为材料, 2个高产品种[汕优63 (杂交籼稻)和扬辐粳8号(粳稻)]为对照, 观测了不同生育时期叶片光合性状和根系生理性状的变化特点。结果表明, 4个超级稻品种的平均总颖花量和产量较两个对照品种分别高出43.5%和16.1%, 但超级稻的结实率较对照品种低15.3个百分点。超级稻品种在生育前期叶片中叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量、类胡萝卜素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和根系中单位干重根系活力、每株根系活力、总根系吸收面积、活跃吸收面积和比表面积均高于对照品种, 而在生育后期以上性状下降速率大于各自对照品种, 直至齐穗后20 d前以上性状指标均小于各自对照品种。说明超级稻强大的产量库容与其生育前中期较强的叶片光合能力和较好的根系生理性状密切相关, 生育后期叶片光合能力和根系生理活性下降快导致其结实率下降, 从而限制了其产量潜力的发挥。提高生育后期特别是结实后期根系生理活性是进一步提高超级稻产量的重要途径。