不同类型的水稻组合（品种）干物质生产和光合特性与籽粒充实度的比较

对亚种间杂交稻、品种间杂交稻和常规稻不同类型的水稻组合的干物质生产和光合特性及其籽粒充实度进行了比较研究。结果表明,在水稻生长发育前期,亚种间杂交稻比品种间杂交稻和常规稻具有更强的干物质生产优势,但生长发育后期干物质生产能力较差,群体净化同化率和生长率较低干物质分配不协调,库容量大,早衰,导致亚种间杂交稻的籽粒充实度差。并根据研究结果对如何提高籽粒充实度进行了探讨 。     

亚种间杂交稻干物质分配及其与筛管结构和细胞活性相关性研究综述

籼粳亚种间杂交稻在光合产物积累上表现出与品种间杂交稻和常规稻的明显优势,但干物质转化率低成为籼粳亚种间杂交稻获得高产的瓶颈。为了使亚种间杂交稻干物质转化率与生物产量之间达到平衡,本综述从亚种间杂交稻干物质转化的影响因素（亚种间杂交稻的生理特性、栽培措施、生态条件、形态特征、遗传机理、分子生物学）等方面进行了简要概述,并就亚种间杂交稻的源库流特征和细胞活性因子,总结了各影响因子与亚种间杂交稻干物质转化存在的相关性,因此提出对籼粳亚种间杂交稻干物质分配与筛管结构和细胞活性相关性研究的必要性。     

大穗型水稻的物质生产特性与产量能力的研究

通过3年试验,研究分析了大穗型水稻在杂优栽培方法下的产量差异;产量与干物质生产、茎鞘物质运转率的相关性;结实率依每亩颖花数、抽穗期单位叶面积负担颖花数、每颖花灌浆物质量而变化的复回归分析;光合速率的差异及其与产量的相关性;产量与群体净同化率的相关性;叶面积与净同化率在抽穗前与抽穗后对干物质生产的贡献;以及影响茎鞘物质运转率的若干因素。     

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。     

沿江双季稻北缘区晚稻适宜品种类型及高产群体特征

研究沿江双季稻北缘区晚季籼稻和粳稻产量差异,明确适宜类型品种及高产形成机制。试验于2018—2019年在安徽庐江进行,以当地常规种植的17个籼稻和17个粳稻优质品种(系)为研究对象,比较和分析籼稻和粳稻在产量及构成、物质积累和生育进程方面的差异。结果表明,粳稻与籼稻总体上产量水平相当,但粳稻产量限制因子少,安全齐穗性有优势,具有更高的产量稳产性和生态安全性。高产粳稻主要是通过增加移栽–抽穗期干重来增加总干物质积累,以提高总颖花量和产量。不同穗型粳稻品种生育前中期不同阶段的干物质积累对总颖花量的影响差异较大,其中大穗型(每穗粒数102.3～112.0)和小穗型粳稻(每穗粒数52.0～99.7)干物质优势积累期分别为移栽–穗分化期和穗分化期–抽穗期,与总颖花量的相关系数达到0.709和0.829。进一步分析发现,大穗型粳稻品种移栽–穗分化期干物质积累受穗分化期分蘖数显著影响,而小穗型粳稻品种穗分化–抽穗期干物质积累由抽穗期分蘖数和单茎干重共同影响。综上所述,本研究认为粳稻是沿江双季稻北缘区适宜的双季晚稻品种类型,高产粳稻群体颖花量为33.8×10~3～41.0×10~3 m^–2<...     

水稻成穗率与群体质量的关系及其影响因素的研究

在基本苗相同的情况下，通过不同肥料和搁田处理，造成适宜穗数相近，成穗率不同的群体。结果如下：在适宜穗数范围中，成穗率与抽穗至成熟期干物质积累量，总颖花量，粒叶比、有效及主同效叶面积率，抽穗期单茎茎鞘重，顶三叶比叶重均呈极显著的正相关，成穗率与抽穗期后叶面积下降速度呈极显著的负相关，在合理群体下，稳定穗数，提高成穗率，有利于改善冠层结构和群体质量，改善中后期群体光照条件，延长功能叶片寿命，提高抽穗后     

不同种植方式水稻高产栽培条件下的光合物质生产特征研究

为探明不同种植方式水稻在长江下游稻-麦两熟制条件下的干物质及光合生产特征,以早熟晚粳、迟熟中粳和中熟中粳3种类型水稻品种(含常规粳稻和杂交粳稻两种)为材料,对旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式水稻的干物质积累、分配、运转及叶面积、光合势、群体生长率、净同化率等方面进行了系统的比较研究。结果表明,(1)不同种植方式水稻产量与总干物质积累量和抽穗至成熟期干物质积累量呈极显著正相关,与拔节至抽穗期的干物质积累量(在确保抽穗期干物质积累量适宜的前提下)也呈极显著正相关,与播种至拔节期干物质积累量和收获指数相关不显著;(2)群体干物重拔节前无明显差异,拔节后均是手栽稻最高,机插稻次之,直播稻最小,并随生育进程差异越来越大,而单茎干物重整个生育期都是手栽稻最大,直播稻最小;(3)阶段干物质积累上,播种至拔节期差异较小,拔节至抽穗期和抽穗至成熟期都是手栽稻极显著高于机插稻,机插稻极显著高于直播稻,占总干物重的比例播种至拔节期手栽、机插、直播依次增大,拔节至抽穗期大体相当,抽穗至成熟期依次降低;(4)干物质分配上,成熟期穗和茎干物重占总干物重的比例手栽、机插、直播依次降低,而叶和鞘的比例依次增大,但叶的比例在孕穗、抽穗、蜡熟3个时期手栽、机插、直播依次降低;(5)物质输出和转化上,叶、茎物质输出率和转化率手栽、机插、直播依次降低,且蜡熟期后茎都有物质回运现象,手栽回运的最多,直播最少;鞘物质输出率相当,转化率手栽和机插低于直播;(6)光合生产上,拔节前不同种植方式水稻叶面积指数相当,光合势手栽、机插、直播依次降低,群体生长率和净同化率依次增大;拔节至抽穗期,光合势也是依次降低,群体生长率和净同化率差异较小;抽穗期有效叶面积率不同种植方式水稻间没有明显差异,而高效叶面积率手栽极显著高于机插,机插又极显著高于直播;抽穗以后,叶面积指数、光合势、群体生长率和净同化率均是手栽最大,直播最小。说明不同种植方式水稻干物质和光合生产有各自特征,与机插稻和直播稻相比,手栽稻前期物质积累量适宜,中后期物质积累量显著高,干物质总量大而且分配合理,运输转化效率高,抽穗后光合生产能力强。     

"甬优8号"机械精量直播的高产群体特征分析

通过2007年进行了单季晚粳稻机械直播播种量比较试验,结合"甬优8号"机械直播典型高产田块的资料,对"甬优8号"的高产群体特征、形成规律和经济效益进行了综合的分析,结果表明机械直播甬优8号生长发育及产量形成特性上具以下优势:①群体前期分蘖多,表现出较强的生长势;②单位面积容纳的颖花量多,抽穗后群体光合层厚,源强库大,有旺盛的物质生产能力;③抽穗后的干物质积累量较高,其占干物质积累总量的35%以上.     

亚种间杂交稻穗颈节间组织与物质运转关系的研究

以品种间杂交稻为对照，对亚种间杂交稻干物质运转与穗颈节间某些性状的关系进行了研究。结果表明：杂交水稻结实期间茎鞘干物质输出率与穗净增重、最终穗重及灌浆速率呈负相关；穗颈节间单位维管或单位韧皮面积上通过的干物质量与灌浆速率显著正相关；齐穗后10d灌浆速率与穗颈节间过氧化氢酶活性显著正相关。     

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。     

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。     

不同穗型水稻产量形成及物质生产分析

以穗倾角为分类依据,研究了不同穗型水稻群体产量形成和干物质生产特点。结果表明,直立穗型、半弯曲穗型、弯曲穗型品种平均产量依次降低,成粒率和千粒重较高是直立穗型高产的主要原因;弯曲穗型品种抽穗期干物重和表观输出率较高,直立穗型品种较低;直立穗型品种抽穗后干物重和成熟期干物重明显高于另二种穗型,抽穗后干物重占成熟期干物重和产量的百分比也较高;直立穗型品种上三叶短而宽、上中部叶片直立而下部叶片较平展,半弯曲穗型品种上三叶长而窄、叶片较平展,弯曲穗型品种上三叶长而宽、上部叶片平展而中下部叶片较直立;抽穗后直立穗型品种群体中下部透光性能好、叶面积和叶绿素含量下降较慢、丙二醛含量上升较慢;直立穗型和半弯曲穗型品种抽穗后单个颖花拥有的干物质越多,成粒率越高。     

亚种间杂交稻籽粒充实不良的原因探讨

以多个或具代表性的典型籼,粳亚种间杂交稻组合为材料,分析了亚种间杂交稻籽粒充实特征及部分亚杂组合籽粒充实不良的成因。结果表明：就总体平均而言、亚种间杂交稻的籽粒充实度低于常规籼,粳稻品种,且组合间的变异大;亚种间杂交稻的产量源库特征为库容量大,结实期的物质生产优势明显,物质运转率低,光合同化物向经济器官的支转率低是部分亚杂组合籽粒充实不良的一个重要原因;灌浆初期籽粒的生理活性,亚杂组合低于汕优６３     

双季晚稻不同类型品种产量及其群体动态特征差异研究

在长江中游双季稻地区(江西上高),以籼粳杂交稻、杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻4种类型20个具有代表性的品种为材料,采用湿润育秧大苗移栽种植方式,设置各类型品种最适的高产栽培处理,系统比较分析了不同类型水稻品种产量及其构成、茎蘖动态、叶面积动态与组成、光合势、干物质积累、群体生长率和净同化率等方面的差异,以期为双季稻区适宜品种的选用以及高产栽培提供理论依据与技术支撑。结果表明,双季晚稻不同类型品种产量表现为籼粳杂交稻杂交粳稻常规粳稻杂交籼稻,差异极显著。籼粳杂交稻群体产量最高的原因是在保持一定穗数的基础上,极显著增加每穗粒数,进而提高群体颖花量,同时保持稳定的结实率和千粒重。与杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻群体相比,籼粳杂交稻群体茎蘖数于生育前期稳步增长,在有效分蘖临界叶龄期及时够苗,够苗后增长平缓,高峰苗数量较少、下降平缓,成穗率中等(73.19%左右);群体叶面积指数前期增长较缓,最大值出现在孕穗期,为7.93左右,此后平稳减少,抽穗期叶面积指数、有效叶面积率、高效叶面积率及粒叶比均极显著增高,成熟期仍保持3.85以上;群体干物质积累量有效分蘖临界叶龄期和拔节期少,拔节后干物质积累速度较快,孕穗期、抽穗期、乳熟期和成熟期显著或极显著增高,且生育中后期干物质积累比例高;群体光合势、群体生长率和净同化率表现为"前小,中高,后强"。     

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。     

两系杂交稻干物质积累与运转特性研究

根据湘西山区生态环境特点,分析比较了4个两系杂交中稻与2个三系杂交中稻的干物质积累与运转情况,结果表明：两系杂交组合前中期叶片、茎鞘养分积累较多,后期向穗部转移亦比较充分,供试组合剑叶展开期平均干重为39.7g/蔸,齐穗期茎鞘叶平均干重为41.0g/蔸,分别比三系杂交组合高14.41%和23.88%;茎鞘叶干物质向穗部的平均运转量为16.4 g/蔸,比三系杂交组合高18.84%;平均运转率为40.00%,与三系杂交组合平均值40.18%相近;对产量的贡献率为43.27%,比三系杂交组合平均值高近5个百分点。     

不同水稻产量形成过程的干物质积累与分配特征

2003年在福建农林大学教学农场以晚季稻汕优63（三系杂交稻）、两优2186（二系杂交稻）和IR64（常规稻）为材料,研究了3种晚季水稻产量形成过程的干物质积累与分配特征。结果表明,汕优63、两优2186和IR64的干物质积累量在各生育期的变化趋势相似,干物质积累量间亦无显著差异。汕优63、两优2186和IR64的干物质积累量均在黄熟期最高,依次达到2074.13 g/m2、1976.10 g/m2和1924.14 g/m2,完熟期时依次降低到1926.38 g/m2、1933.80 g/m2和1842.30 g/m2,完熟过程中损耗的干物质分别占其干物质积累量的7.12%、2.63%和4.25%,这与呼吸消耗增强,稻株自然衰老有关。汕优63和IR64的群体生长率均以孕穗初期最大,分别为52.13 g/(m2·d)和44.26 g/(m2·d),两优2186的CGR以齐穗期最大（45.15 g/),3种水稻各生育期CGR的大小依次为：孕穗初期（齐穗期）>灌浆期>黄熟期>分蘖盛期>分蘖初期。3种水稻的干物质在各器官中的分配比例均以籽粒的最大,汕优63、两优2186和IR64的干物质分配在籽粒中的比例分别为47.94%,41.14% 和45.69%。灌浆过程中,汕优63、两优2186和IR64总干物质的表观转化率依次为46.87%、24.98%和34.41%。汕优63（三系杂交稻）在物质转化和分配方面比两优2186（二系杂交稻）和IR64 （常规稻）更优。采用三次曲线模型和Logistic模型对3种水稻产量形成过程干物质积累变化进行拟合的结果表明,三次曲线模型拟合的精度均比Logistic模型高,R2均大于0.99。     

籼、粳超级稻光合物质生产与转运特征的差异研究

为阐明籼、粳超级稻干物质积累及光合生产特征的差异,以江苏地区大面积推广种植的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、粳超级稻干物质积累、分配、运转及叶面积、光合势、群体生长率、净同化率、秧苗素质、叶型等方面进行了系统的比较研究。结果表明,粳稻生育前期(移栽至拔节期)干物质积累量、光合势、群体生长率、净同化率及上三叶叶长、叶基角、叶开角、披垂度和叶面积衰减率、收获指数均小于籼稻,而生育中后期(拔节至成熟期)干物质积累量、光合势、群体生长率、净同化率及有效叶面积率、高效叶面积率、粒叶比(颖花/叶、实粒/叶、粒重/叶)、最大叶面积指数、总充实量、实收产量、生物产量、茎鞘最大输出量和表观输出量及比率均大于籼稻,差异显著或极显著。虽然粳稻主要生育期单茎干物重均不及籼稻,但群体数量优势保证粳稻具有较高的群体干物质积累量和叶面积,且随着生长发育的持续,群体光合物质生产优势不断加大,群体干物质积累量于抽穗后25 d前后超过籼稻。粳稻灌浆后期(乳熟至成熟期)仍保持强劲生长优势,而灌浆初期(抽穗至乳熟期)茎鞘贮存物质合理输出,有效保障了高效光合层的安全支撑及高积累产量库的流畅充实。高生物学产量的稳定形成和叶面积“稳升缓降”态势以及拔节至成熟期较强的高效光合物质生产,是粳稻光合系统高效持续产出、灌浆充实多及高产形成的重要特征和原因。     

基于季节性降雨的双季稻生育后期干湿交替灌溉对稻谷产量及品质的影响

为明确依靠季节性降雨实现干湿交替灌溉对双季稻生育后期的影响,研究了双季稻齐穗后0、7、14和21d（对照）停止灌溉对叶绿素含量、干物质转化、产量及品质的影响。结果显示,早稻灌浆期降雨多且雨量大,齐穗后早停止灌溉延长干湿交替灌溉时间,可显著提高叶片、茎鞘干物质转化、穗粒数和结实率,叶绿素含量降低,无效分蘖成穗减少;与对照相比,齐穗后0d停止灌溉,实收产量提高16.0%,整精米率提高8.2%。晚稻灌浆期间降雨相对偏少,适期延迟停止灌溉,可提高叶片、茎鞘干物质转化、穗粒数、结实率、千粒重及整精米率;与对照相比,齐穗后7d停止灌溉,实收产量提高11.0%,整精米率提高6.1%;垩白度、垩白粒率及透明度随停止灌溉时间提前和干湿交替灌溉时间延长而增加,胶稠度以早稻齐穗后7d和14d、晚稻齐穗后14d停止灌溉最高,所有处理对双季稻米整体品质指标等级无影响。