重金属镉在土壤-水稻中迁移转化特征

【目的】探明不同浓度镉污染土壤条件下镉在水稻中的迁移转化特征,为控制镉在水稻中的迁移及保障粮食生产安全提供参考依据。【方法】通过人工模拟镉污染的盆栽试验,研究不同镉污染程度(轻微、轻度、中度及重度污染)土壤对分蘗期和成熟期水稻各器官镉积累、富集能力及土壤-水稻系统各部分间转运特征的影响。【结果】水稻各器官镉积累量及富集能力均随土壤镉污染程度增加而增大,镉在水稻中的富集能力表现为根系茎叶糙米。镉在土壤-水稻系统各环节转运能力表现为土壤-根系根系-茎叶茎叶-稻米。镉胁迫浓度与土壤-水稻系统各部分间转运系数无明显相关性。【结论】镉在水稻不同部位的含量与土壤中镉浓度成正相关关系。     

镉胁迫对不同水稻基因型生长的影响

从形态指标、产量构成因素研究水稻对重金属耐性特征,筛选和培育籽粒有毒重金属积累低且对重金属耐性较强的品种,是在轻、中度重金属污染土壤上持续生产安全稻米的一条经济、有效的途径。该文以耐性不同的两个水稻品种（Lement,低累积型和Dular,高累积型）为材料,通过盆栽试验研究了镉胁迫对水稻植株生长的影响,结果表明,水稻各器官Cd含量随Cd处理水平和生育进程而增加,且吸收的Cd主要积累在根系,Cd在水稻各部位中的分布规律为：根〉茎〉叶〉穗〉稻米。从水稻产量的构成因素来看,镉胁迫导致Dular水稻产量下降的的最主要原因是分蘖受阻,有效穗减少。结果还表明,低累积型水稻品种的镉耐性与其吸收镉相对较少或向地上部运输比例较少有关。     

不同镉浓度对寒地水稻根系活力和籽粒品质的影响

[目的]研究不同镉浓度对寒地水稻根系活力和籽粒品质的影响。[方法]采用盆栽试验方法,研究不同镉浓度对水稻不同生育期根系活力、成熟期水稻植株和籽粒中镉含量、籽粒品质的影响。[结果]随着镉浓度的增加,水稻根系明显下降,植株中镉含量增加,糙米中蛋白质含量降低。[结论]土壤镉污染降低水稻根系活力和稻米营养品质。     

矿物调理剂对稻田土壤镉形态和水稻镉吸收的影响

【目的】探索施用调理剂对稻田土壤镉形态和水稻镉吸收的影响,为调理剂的田间应用提供指导。【方法】选取一种碱性矿物源复合材料作为供试调理剂,采用水稻盆栽试验动态取样方法,研究调理剂对不同生育时期稻田土壤镉形态及镉在植株体内迁移的影响。【结果】矿物调理剂有效提高土壤pH,降低土壤有效态镉（DTPA-Cd）含量,促进土壤镉的可利用态持续向难利用态或残渣态转化。矿物调理剂显著降低水稻根系、茎叶、谷壳和糙米镉含量,且其用量分别与水稻根系、茎叶、谷壳、糙米镉含量呈显著负相关。水稻各部位镉含量与土壤DTPA-Cd、返青期土壤可交换态镉和孕穗期土壤可交换态镉呈极显著正相关,与返青期土壤可氧化态镉和孕穗期土壤可还原态镉呈极显著负相关。不同生育时期水稻根系和茎叶中镉含量的显著不同,对照处理（CK）不同生育时期根系镉含量的大小顺序为：成熟期≈返青期＞拔节期＞分蘖期＞孕穗期;茎叶镉含量的大小顺序为：返青期＞成熟期＞分蘖期＞拔节期＞孕穗期;成熟期时,与对照相比,矿物调理剂对水稻根系、茎叶、谷壳和糙米镉含量的最大降幅依次为92.0%、94.1%、86.3%、80.6%;当调理剂用量达到5 g·kg^-1土时,糙米镉含量低于食品安全国家标准（0.2 mg·kg^-1）。水稻各部位镉含量顺序为根系＞＞茎叶＞＞糙米＞谷壳。由不同生育时期镉从根系向茎叶的转运系数可知,矿物调理剂对水稻生育前期镉的阻控效果优于生育后期。【结论】该调理剂可促进土壤中高活性镉向低活性转化,抑制水稻各器官对镉的吸收富集。     

有机肥对镉胁迫下不同基因型水稻镉吸收和分配的影响

以镇稻88和Ⅱ优107两个不同基因型水稻为材料,采用两年盆栽试验方法,研究了有机肥对水稻镉吸收及分配的影响.结果显示:镉胁迫(3.0 mg· kg-1)下,水稻各器官的镉含量以及根系镉分配比例增加,穗的镉分配比例减少.有机肥对不加镉处理(土壤背景镉含量0.202 mg· kg-1)的营养器官镉含量没有显著影响,籽粒镉含量略降低,但影响不显著.有机肥降低加镉处理的根系、糠层和精米的镉含量,影响根系的镉分配比例,减少穗的镉分配比例,并且一定程度减少籽粒中精米的镉分配比例.有机肥可能是通过减少土壤有效态镉,以降低水稻植株对土壤中镉的吸收,并且抑制镉往地上部以及精米中输送,从而显著降低了精米中的镉含量.另外,有机肥对两个基因型水稻的影响表现不同.     

糙米与水稻植株中镉含量的关系

[目的]研究糙米中重金属镉含量与水稻植株中镉积累的关系。[方法]以6个水稻品种为试材,设置5个土壤镉浓度处理的盆栽试验,对水稻糙米中重金属镉的积累与水稻植株间的相关性进行了研究。[结果]水稻糙米与水稻植株分蘖期的重金属镉含量的相关系数没有达到显著相关;出穗期,只有水稻茎秆中的镉含量与糙米的相关系数为显著相关;在水稻的成熟期,水稻糙米与水稻植株镉含量的相关系数在土壤镉含量较低时都为显著相关,而在较高浓度时,只有水稻的茎秆与糙米镉含量的相关系数达到显著相关。[结论]水稻糙米中的镉含量只与水稻植株中的茎秆的镉含量有关联。选择茎镉含量低的水稻品种,可得到糙米对重金属镉低积累的水稻品种。     

镉胁迫下不同大豆品种各器官中镉和非蛋白巯基物质的动态变化

【目的】探讨不同大豆品种各器官镉和非蛋白巯基物质的动态变化,揭示巯基物质在大豆镉抗性和积累中的作用。【方法】在镉(Cd)污染的土壤中种植镉抗性和籽粒积累不同的大豆品种中黄24和华夏3号,采集不同生育时期的根、茎和叶,分析各品种的Cd抗性指标(根系和地上部鲜质量)、Cd积累指标(各器官Cd浓度)和非蛋白巯基物质[总非蛋白巯基肽(NPT)、谷胱甘肽(GSH)和植物螯合肽(PC)]的浓度变化。【结果】在10 mg·kg-1的Cd胁迫下,中黄24不同时期Cd抗性指标明显低于华夏3号,而中黄24初花期后各器官Cd浓度均显著地高于华夏3号。Cd胁迫下2个品种随发育进程根系中NPT、GSH和PC浓度上升,而叶片中则下降;敏感品种中黄24各器官中巯基物质对Cd胁迫响应比抗性品种华夏3号更显著。关联分析发现,大豆根部巯基物质浓度与各器官Cd浓度呈正相关,且以成熟期最为显著,而初花期后地上部的PC与各器官Cd浓度呈负相关。【结论】在大豆不同生育期不同器官中Cd和非蛋白巯基物质浓度变化复杂,非蛋白巯基物质在大豆抵抗Cd胁迫中扮演多种角色。     

Cd胁迫水培试验下水稻糙米Cd累积的关键生育时期

【目的】探究水稻不同生育时期Cd胁迫对水稻成熟期糙米Cd累积的影响,明确糙米Cd累积关键生育时期,以期适时采取阻控措施降低糙米Cd含量,为水稻安全生产提供理论参考。【方法】以水稻品种湘晚籼13号(晚稻品种)为研究对象,采用水培试验,共设计7个添加外源Cd处理,即CG(全生育时期Cd胁迫,102 d)、TS(分蘖期Cd胁迫,15 d)、JS(拔节期Cd胁迫,15 d)、BS(孕穗期Cd胁迫,21 d)、FS(灌浆期Cd胁迫,18 d)、DS(腊熟期Cd胁迫,15 d)、MS(成熟期Cd胁迫,18 d),以全生育时期无Cd胁迫作为空白对照(CK),每个处理重复3次。各处理外源Cd胁迫浓度相同,均为20μg·L-1。水培试验于2017年7月23日开始,在湖南省长沙市中南林业科技大学水稻试验基地进行。2017年11月19日,水稻成熟后,整株采集水稻,测定指标为不同生育时期Cd胁迫下水稻农艺性状(株高、分蘖数和各部位生物量)和水稻各部位(根、茎、叶、穗、谷壳和糙米)Cd含量,计算水稻各部位Cd累积量以及不同生育时期Cd累积对成熟期糙米Cd累积的相对贡献率。【结果】不同生育时期Cd胁迫对水稻株高、分蘖数以及各部位生物量没有显著影响。灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期糙米Cd含量最高,为1.05 mg·kg-1,显著高于水稻成熟期(0.57 mg·kg-1)、孕穗期(0.52 mg·kg-1)、腊熟期(0.38 mg·kg-1)、拔节期(0.31 mg·kg-1)和分蘖期(0.17 mg·kg-1)Cd胁迫下糙米Cd含量。各生育时期Cd胁迫下水稻成熟期糙米Cd累积量范围为0.18—1.56μg/株,糙米Cd累积量大小顺序为:全生育时期Cd胁迫灌浆期Cd胁迫成熟期Cd胁迫孕穗期Cd胁迫拔节期Cd胁迫分蘖期Cd胁迫。孕穗期、灌浆期和成熟期是水稻糙米Cd累积的关键生育时期,对成熟期糙米Cd累积相对贡献率分别为19.7%、39.3%和22.6%,而分蘖期、拔节期和腊熟期的Cd累积对成熟期糙米Cd累积相对贡献较小,贡献率分别为2.4%、4.2%和11.9%。除全生育时期Cd胁迫外,水稻根、茎、穗和谷壳Cd含量均在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高;各生育时期Cd胁迫下,水稻叶Cd含量无显著性差异。孕穗期和灌浆期Cd胁迫下根Cd累积量较高,分别为86.09μg/株和79.23μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下根Cd累积量(31.55—40.37μg/株)。与其他生育时期Cd胁迫相比,水稻植株Cd总累积量在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高,分别为107.13μg/株和98.35μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下水稻植株Cd总累积量(42.24—52.47μg/株)。【结论】水稻的孕穗期、灌浆期和成熟期是控制水稻糙米Cd累积的关键时期。在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期根和糙米累积Cd最多,因此可以在水稻孕穗期和灌浆期施加改良剂阻隔根系吸收Cd或者阻隔根系吸收的Cd向糙米中转运,从而降低水稻糙米中Cd的累积。     

大田生产条件下不同品种水稻植株中镉的分布特点

通过4个水稻品种在大田生产条件下的试验,研究分析了水稻植株Cd积累和分布的特点。结果表明,水稻的根系是吸收Cd的主要器官,也是Cd的主要储存场所,无论在水稻分蘖期还是成熟期都很明显;在水稻成熟期,籽粒(糙米)中Cd的含量显著地低于其他器官,水稻植株器官中Cd的分布情况大致为:根>鞘>叶>茎>糙米,但随着品种的不同而有所变化;根据4个水稻品种在成熟期的植株Cd积累量的分析,9311是植株高累积Cd的水稻品种,Jia-48和Jia-51的糙米中Cd的积累很低;水稻品种间对于Cd的吸收和累积能力有显著的差异,但水稻类型间(粳稻与籼稻间)Cd含量没有显著差异,因此不能按照水稻类型来选育糙米中低Cd积累品种,应针对品种选育出糙米中低Cd积累的高产优质水稻品种。     

铅锌矿区周边玉米根系低分子量有机酸、根际土壤镉铅形态与植株镉铅累积特征

玉米(Zea mays L.)是云南铅锌矿周边农田主要的夏季作物。通过大田试验,研究矿区周边农田种植的玉米根系低分子量有机酸含量、根际土壤镉铅形态及其镉铅累积特征。结果表明:(1)旺长期玉米根系分泌的主要是柠檬酸、草酸;成熟期玉米根系分泌主要是酒石酸和草酸,草酸分泌量较旺长期显著增加;(2)玉米根际土壤Cd化学形态以可交换态为主,Pb化学形态以铁锰氧化态为主,与旺长期相比,成熟期根际土壤有效态Cd、Pb含量分别下降了21%、44%;(3)与旺长期相比,成熟期植株根、茎、叶Pb含量分别降低了18%、54%、42%,根、茎、叶Cd含量则增加了14%、163%、49%,成熟期植株各部位减少了对Pb的吸收,增加了对Cd的吸收。从积累分布看,成熟期Pb大部分累积在叶和籽粒内,Cd大部分累积在叶和茎内;(4)相关性分析显示,玉米根系草酸含量与根际土壤有效态Cd、交换态Pb、铁锰氧化态Pb含量呈显著或极显著负相关,且茎Pb、叶Pb含量与根际土壤有效态Pb含量呈现极显著正相关。因此,玉米可通过根系分泌低分子量有机酸,影响根际土壤重金属化学形态与生物有效性,进而影响植株对重金属的吸收累积。     

不同库容量类型常规籼稻品种氮素吸收与分配的差异

 【目的】研究不同库容量类型水稻品种氮素吸收与分配的差异,为大库容量类型品种的氮素遗传改良提供参考依据。【方法】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,测定干物重（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,研究各类品种氮素吸收与分配的基本特点。【结果】供试品种间库容量的差异很大（426%、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;大库容量品种抽穗期全株含氮率较高、结实期全株含氮率下降幅度较大;大库容量类型品种吸氮能力强,抽穗后更明显吸氮能力显著受到生育期与吸氮强度的影响,但吸氮强度的作用要大于生育期的作用。;大库容量类型品种氮素在根中比例小、成熟期氮素在茎鞘叶中比例小、穗中氮素比例大、结实期茎鞘叶氮素运转量大;增加吸氮量,促进茎鞘叶中的氮素运转有利于库容量的提高。【结论】大库容量类型品种吸氮能力特别是抽穗后的吸氮能力强,成熟期氮素在营养器官中比例小、穗中氮素比例大、结实期茎鞘叶氮素运转量大。     

耕作方式和大田水分管理对水稻氮素吸收利用的影响

[目的]探讨不同耕作方式和大田水分管理模式对水稻氮素吸收利用、氮代谢酶活性和土壤氮素的影响,为优化水稻栽培技术提供参考.[方法]以水稻品种金优253和桂旱1号为材料,2008年早季和晚季采用湿润灌溉、交替灌溉、水层灌溉3种水分管理模式和免耕、常耕两种耕作方式进行田间试验,于拔节期、抽穗期和成熟期测定水稻氮素吸收和利用和各种生理指标.[结果]在相同耕作方式下,水层灌溉相对有利于提高早季水稻全氮积累量和氮素回收率,提高抽穗期早季水稻叶片GP转氨酶活性、拔节期和抽穗期晚季水稻叶片GS活性以及成熟期早晚季常耕水稻叶片GS活性.采用湿润灌溉处理相对有利于提高水稻叶片硝酸还原酶、成熟期水稻叶片GPT转氨酶活性以及水稻氮素稻谷生产效率、土壤碱解氮含量、晚季水稻氮素回收率,但降低晚季水稻产量.采用交替灌溉处理相对有利于提高拔节期早晚季水稻叶片GPT转氨酶活性、抽穗期晚季水稻叶片CP转氨酶活性及拔节期和抽穗期早季水稻叶片GS活性.在相同水分管理模式下,与常耕水稻相比,免耕利于提高交替灌溉处理水稻氮素积累量以及早、晚季土壤全氮和碱解氮含量.[结论]耕作方式和水分管理对水稻氮素吸收利用有重要的调控作用;免耕和节水互作条件下,有利于土壤供氮能力的提高,从而提高氮素利用率.     

不同生育期水稻品种氮素吸收利用的差异

 【目的】研究不同生育期类型水稻品种氮素吸收利用的差异,分析提高其氮素吸收利用的途径。【方法】在群体水培条件下,以88—122个常规籼稻品种（2001—2002）、94个常规粳稻品种（2008—2009）为材料,测定生育期、各器官干物重和氮素含量、产量及其构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按播种到抽穗日数（为方便描述本文统称为生育期）从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 六类,研究各类品种氮素吸收利用的差异及其原因。【结果】生育期长的品种抽穗期和成熟期氮素累积量大（籼稻）或较大（粳稻）,但结实期吸氮量并无优势;生育期长的品种植株含氮率较低（粳稻）或品种间差异较小（籼稻）,单位面积穗数较少（籼稻）或品种间差异较小（粳稻）,但其生长日数多、干物质生产量大、单穗吸氮量较大、单穗吸氮强度大（籼稻）或较大（粳稻）,干物质生产量、单穗吸氮量、单穗吸氮强度对吸氮量的作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生长日数对吸氮量的作用;生育期长的品种氮素籽粒生产效率低（籼稻）或中等偏大（粳稻）,氮素干物质生产效率较大（粳稻）;生育期长的品种抽穗期、成熟期茎鞘叶中氮素分配比例大,穗中氮素分配比例小或较小（成熟期粳稻）。【结论】生育期长的品种吸氮能力强（籼稻）或较强（粳稻）,氮素籽粒生产效率低（籼稻）或中等偏大（粳稻）。生育期长的品种植株含氮率、穗数或小或无优势,但生长日数、干物质生产量、单穗吸氮量、单穗吸氮强度大。促进干物质生产,提高单穗吸氮强度和单穗吸氮能力有利于提高生育期长的品种氮素吸收量。无论是籼稻品种还是粳稻品种,促进营养器官中氮素向穗部运转,减少茎鞘叶中氮素分配比例,均有利于生育期长的品种氮素利用效率的提高。对粳稻品种而言,成熟期较低的植株含氮率也是生育期长的品种氮素利用效率高的重要因素。     

持续淹水对水稻镉吸收的影响及其调控机理

【目的】研究持续淹水对不同镉(Cadmium,Cd)积累水稻品种Cd含量的影响,通过分析持续淹水条件下土壤有效性Cd、植株Cd含量以及水稻根系Cd吸收转运关键基因表达,揭示持续淹水对水稻Cd积累的作用及其调控机制。【方法】采用水稻品种辐品36(FP36,Cd高积累品种)和中嘉早17(ZJZ17,Cd低积累品种),盆栽条件下(外源加入1.5 mg·kg-1 Cd Cl2)于水稻分蘖始期开始持续淹水处理,分蘖盛期取样分析植株Cd含量及Cd转运相关基因表达情况,测定土壤中有效性Cd、Fe、Mn含量和根膜Cd、Fe和Mn含量。相同处理继续培养至水稻完熟期,收获植株和稻米并测定Cd含量和产量。【结果】在Cd污染土壤条件下,与正常灌溉处理相比,持续淹水显著降低了分蘖盛期水稻FP36和ZJZ17的Cd含量,根部降幅分别为39.5%和33.9%,地上部降幅分别为62.1%和71.7%。在完熟期也表现相同作用效果,持续淹水显著降低完熟期水稻FP36和ZJZ17根部、地上部和稻米中Cd含量,FP36根部、地上部和稻米分别降低36.4%、43.7%和36.8%,ZJZ17分别降低62.5%、61.5%和55.4%。研究发现,持续淹水显著降低了两个水稻品种的土壤有效性Cd含量(降幅分别为12.1%和17.7%)和根膜中Cd的含量(降幅分别为52.2%和43.1%)。Cd胁迫下,持续淹水增加了土壤有效性Fe(增幅分别为23.7%和10.3%)和有效性Mn含量(增幅分别为24.5%和43.9%),也使根膜中Fe(增幅分别为83.1%和81.5%)和Mn含量(增幅分别为41.5%和27.7%)显著增加。更为重要的是,持续淹水显著下调了两个水稻品种根部Os Nramp1(58.3%和58.0%)和Os LCD(21.6%和17.8%)基因的相对表达量。【结论】持续淹水通过降低土壤有效性Cd含量和抑制Cd吸收基因表达(Os Nramp1和Os LCD)的双重调控作用,降低了水稻对Cd的吸收和积累。     

超级稻|产量|时期|硅|硅素吸收、利用效率Effect of Application of Silicon at Different Periods on Grain Yield and Silicon Absorption,Use Efficiency in Super Rice

【目的】明确硅肥施用最佳时期并揭示超级稻硅素高效吸收、利用机理。【方法】采用大田试验,以江苏地区大面积推广种植的粳型超级稻品种武运粳24号和淮稻9号为材料,研究不同时期施硅对水稻产量及其构成因素、主要生育期硅素积累量、硅素阶段积累量、硅素阶段吸收速率、硅素利用效率等的影响,并对产量及其构成因素与硅素吸收、利用效率相关性状进行相关分析。【结果】施硅显著提高产量及其构成因素、主要生育期硅素积累量、硅素阶段积累量、硅素阶段吸收速率和硅肥偏生产力,降低硅素稻谷生产效率,不仅增加了硅素供应量,还能改善土壤的供硅能力,提高土壤有效硅水平,促进水稻对硅素的吸收。随着硅肥施用时期的推迟,产量、穗数、每穗粒数、硅素吸收总量、百公斤籽粒吸硅量、硅素吸收利用率、硅素农学利用率和硅肥偏生产力呈现先增后减的趋势,硅素稻谷生产效率则先降后升,穗数于有效分蘖期追硅表现最高,其它均于有效分蘖临界叶龄期追硅达到最高（低）水平;结实率和千粒重则随着施硅时期的推迟而不断增加,其中抽穗期追硅千粒重达到显著水平;而硅素生理利用率对施硅时期的响应不明显。水稻在各个生育阶段的硅素积累比例,移栽-幼穗分化期为20.69%—29.02%,幼穗分化-抽穗期为47.46%—59.65%,抽穗-成熟期为17.99%—25.52%,幼穗分化-抽穗期＞移栽-幼穗分化期＞抽穗-成熟期,差异极显著。硅素阶段吸收速率表现的趋势与之一致。相关分析表明,水稻产量构成因素的形成与硅素吸收呈现良好的协同增长性,产量与硅素吸收总量呈极显著的正相关,施硅提高幼穗分化-抽穗期硅素阶段吸收速率和硅素阶段积累量是大穗增产的生理基础。【结论】提高硅素阶段吸收速率和硅素阶段积累量,尤其是幼穗分化-抽穗期,能有效提高抽穗期和成熟期硅素积累量及硅素利用效率,进而在稳定提高穗数的基础上,通过主攻大穗,并促进库容的充实,进而达到施硅增产的目的。     

不同生态区播期对直播稻生育期及温光利用的影响

【目的】探讨不同生态区直播条件下播期对不同类型水稻品种生育期及温光利用的影响,为品种及其适宜播期的科学区划布局提供初步理论依据。【方法】苏南太湖稻区常熟（N 31.4°）以迟熟中粳、早熟晚粳和中熟晚粳为材料,苏中里下河稻区姜堰（N 32.3°）以中熟中粳、迟熟中粳和早熟晚粳为材料,苏北淮北稻区东海（N 34.5°）以早熟中粳、中熟中粳和迟熟中粳为材料,通过分期播种试验,比较研究不同播期对直播稻生育期及温光利用的影响。【结果】随着播期的推迟,各类型品种的拔节期、抽穗期和成熟期相应推迟,生育期明显缩短,总体表现为播期每推迟1 d,生育期缩短0.6 d左右。同一品种类型,随纬度的升高,拔节期、抽穗期和成熟期逐渐延迟,生育期依次变长。同一试验点,随播期的推迟一般晚粳品种较中粳品种生育期天数缩短略多。生育期随播期推迟而缩短主要表现在营养生长期和营养生长与生殖生长并进期,变化范围为2-24 d,生殖生长阶段则相对稳定,变化范围仅为-2-1 d。各类型品种生育期积温和光照时数均表现出随播期的推迟呈显著或极显著的减少趋势,其差异主要源于抽穗前积温与光照时数的不同,其中尤以拔节前的差异最为明显,达到显著或极显著水平。同一试验点,各类型品种间生育期的积温与光照时数均表现为晚粳品种大于中粳品种;同一类型品种,随试验点纬度升高,积温呈依次减少的趋势,光照时数除杂交品种以外均呈依次增加的趋势。随播期的推迟,各类型品种的温光利用率均呈显著或极显著的下降趋势。播种至抽穗阶段和生育期的天数随积温的升高而线性增加,随日照时数的增加而线性减小;抽穗至成熟阶段的天数随积温的升高或日照时数的增加不同处理间表现不尽一致。【结论】播期对直播稻生育期及温光的利用有较大的影响。据此,对不同类型水稻品种直播适宜布局范围进行了初步区划,并综合分析后给出其能够安全成熟的可能播期,为大面积生产提供参考。     

干湿交替灌溉对籼粳杂交稻产量与水分利用效率的影响及其生理基础

【目的】探明干湿交替灌溉对籼粳杂交稻产量与水分利用效率的影响及其生理基础。【方法】试验于2017—2018年在中国水稻研究所富阳基地皇天畈试验农场进行。以2个新选育的超高产籼粳杂交稻品种甬优1540和春优927以及2个当地高产粳型杂交稻品种常优5号和嘉优5号为材料,开展大田试验。自移栽后7 d至成熟期设置2种灌溉模式,分别为常规灌溉（CI）和干湿交替灌溉（AWD）。研究AWD对籼粳杂交稻品种产量形成以及水分利用效率的影响及其生理基础。【结果】与CI模式相比,AWD模式显著降低了2个当地高产粳型杂交稻品种的产量,降幅为12.3%—12.8%,但2个籼粳杂交稻品种的产量在2种灌溉模式间没有显著差异;AWD模式显著提高了4个供试水稻品种的水分利用效率,其中当地高产粳型杂交稻品种的增幅为5.9%—8.3%,籼粳杂交稻品种的增幅为13.7%—16.8%。与当地高产粳型杂交稻相比,籼粳杂交稻品种在AWD模式下获得相对较高的产量以及水分利用效率主要得益于其强大的分蘖发生能力、较高的群体颖花量和结实率、齐穗至成熟期较高的光合势与作物生长速率、齐穗后2次土壤落干期与复水期较高的根系氧化力、剑叶净光合速率以及籽粒中较高的蔗糖-淀粉代谢途径关键酶的活性。【结论】与当地高产粳型杂交稻品种相比,籼粳杂交稻品种在AWD模式下可获得更高的产量与水分利用效率;较好的根系性能（齐穗后2次土壤落干期与复水期较高的根系氧化力）和地上部植株较强的生理活性（齐穗至成熟期较高的光合势、作物生长速率、齐穗后2次土壤落干期与复水期较高的剑叶净光合速率以及籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性）是其在AWD模式下获得高产与水分高效利用的重要生理基础。     

不同日产量类型机插杂交籼稻的氮素吸收利用特性

【目的】 明确不同日产量类型机插杂交籼稻的氮素吸收利用特性,为西南稻区中籼杂交稻机插高产栽培和品种选育提供理论和实践依据。 【方法】 以西南稻区的20个中籼杂交稻品种为材料,依据日产量将供试品种聚类为高日产、中日产和低日产3个类型,进而研究了不同日产量类型机插杂交籼稻间的氮素积累、分配、转运及氮素生产利用效率的差异及其与日产量的关系。【结果】（1）不同日产量类型机插杂交籼稻间氮素积累特性差异明显。较中日产和低日产类型,高日产类型机插杂交籼稻在拔节前（播种—拔节期）具有较低的氮素积累比例,但其能有效提高拔节期和齐穗期各器官及植株含氮量,成熟期穗部和植株含氮率,以及2017年拔节—齐穗阶段的氮素积累量和2018年齐穗—成熟阶段氮素积累速率,进而提高全生育期氮素积累速率,使全生育期植株氮素积累量分别增加了3.70%—5.97%和16.57%—18.63%。（2）高日产类型机插杂交籼稻具有较高的齐穗期茎鞘和成熟期穗部氮素分配比例,以及较低的成熟期叶片氮素分配比例,其地上部营养器官（特别是茎鞘）氮素转运量明显高于中日产和低日产类型。（3）低日产类型机插杂交籼稻显著提高了氮素干物质生产效率,而高日产类型则能有效提高氮素收获指数和偏生产力。（4）相关分析表明,随日产量增加,各生育时期植株含氮率,拔节—齐穗阶段植株氮素积累量和积累速率,齐穗期茎鞘氮素分配比例和氮素偏生产力均显著增加,拔节前氮素积累比例、成熟期叶片氮素分配比例和氮素干物质生产效率均显著降低。【结论】整体看来,拔节—齐穗阶段植株氮素积累速率快、积累量大,齐穗期茎鞘和成熟穗部氮素分配比例高,可作为高日产类型机插杂交籼稻的氮素吸收利用特征指标。     

超高产粳型水稻生长发育特性的研究

【目的】水稻是中国最重要的粮食作物，实现水稻超高产对保证国家粮食安全有重要作用。本研究旨在探讨超高产水稻（产量>11 t·ha-1）的生长发育特性。【方法】4个中熟粳稻品种（含品系）连嘉粳2号、华粳5号、0026和9823种植于大田，对其物质生产和产量形成进行了观察分析。【结果】与高产水稻（CK，产量为8.98～9.16 t·ha-1）相比，超高产水稻每穗颖花数多，结实率高，千粒重与CK无显著差异；超高产水稻移栽至拔节期的茎蘖数较CK少，但分蘖成穗率较高；超高产水稻的叶面积指数、光合势和干物质积累，生育前期较CK低，抽穗期与CK无显著差异，抽穗后则显著高于CK。超高产水稻各生育时期的根冠比、抽穗至成熟的根系伤流量以及粒叶比、茎鞘物质运转率和收获指数均显著高于CK。【结论】提出了中熟粳稻超高产群体的生育诊断指标：总颖花量>4.5万/m2，结实率>90%，千粒重>26 g；茎蘖成穗率>80%，抽穗期叶面积指数7.5～8.0，全生育期光合势>5×106 m2·d·ha-1，成熟期总干重>22 t·ha-1，收获指数>0.51；抽穗期粒叶比[颖花/叶(cm2)]>0.58，根冠比>0.25，根系伤流量>5 g·m-2·h-1。对培育超高产水稻群体的调控途径与关键栽培技术进行了讨论。