基于高光谱的稻米品质估测模型的构建

通过测试不同试验条件下稻米品质及其高光谱数据,研究稻米中淀粉、蛋白质和胶稠度与高光谱数据特征之间的相关关系。结果表明:在不同施肥条件下,通过构建归一化指数(NDI,x)与稻米品质指标(y)的多种关系模型,比较模型预测的显著性,得出的多项式模型对稻米品质指标具有较高预测性,通用模型y=ax2+bx+c中的构成系数a、b、c因肥料水平差异取值不同;在不同品种条件下,通过比较波段比值指数(RI,x)与稻米品质指标(y)的相关系数,得出的最佳波段组合分别为x直链淀粉=R783nm/R634nm、x蛋白质=R829nm/R646nm和x胶稠度=R900nm/R670nm,推算出预测稻米品质指标的线性回归方程通用模型y=ax+b中的构成系数a、b因品种差异取值不同。这表明,运用高光谱方法估算稻米中的直链淀粉、蛋白质含量和胶稠度切实可行,可为稻米品质遥感监测提供依据。     

施氮量和种植密度对优质晚稻稻米品质的调控效应及其机制

以‘玉针香’为材料,设计4个施氮量处理,分别为N1(不施氮)、N2(尿素180 kg/hm2)、N3(尿素126 kg/hm2)、N4(180 kg/hm2尿素+生物炭200 t/hm2),2个种植密度处理,分别为D1(18 cm×25 cm)、D2(14 cm×25 cm),于2020—2021年开展大田试验,研究施氮量、种植密度及其互作对稻米品质与叶片氮代谢特征的影响。结果表明：种植密度对稻米出米率、直链淀粉含量、胶稠度、蛋白质组分均无显著影响,D2处理各指标均略高于D1处理;施氮提高了出米率与各蛋白质组分含量,降低了垩白粒率和垩白度,以N4处理的效果最好;施氮量与种植密度互作对稻米品质影响显著,N4D2处理的稻米加工品质与外观品质最优,胶稠度最长,蛋白质组分含量最高;种植密度对叶片含氮量、硝态氮含量以及硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)活性均无显著影响;D2处理的叶片含氮量以及NR、NiR活性较高;施氮提高了叶片全氮含量、硝态氮含量以及NR、NiR活性,以N4处理的最高;相关性分析结果表明,叶片全氮含量、NR活性、NiR活性与整精米率、直链淀粉含量、胶稠度、蛋白组分含量呈显著或极显著正相关,与垩白粒率和垩白度呈显著或极显著负相关;增施生物炭可显著提高整精米率,显著降低垩白度和垩白粒率。本试验条件下,N4D2处理对优质稻稻米品质的调控效应最好,其调控机制在于提高了叶片全氮含量和氮代谢酶活性。     

氮肥运筹对杂交粳稻'申优17'主要品质性状效应分析

通过设置氮肥量和基蘖肥与穗肥氮素配比试验处理,研究氮肥运筹对杂交粳稻‘申优17’主要品质性状的影响。结果表明:增加氮肥能提高稻米的加工品质,但等氮(240 kg∕hm2,下同)条件下提高后期穗肥氮则会降低加工品质。氮肥与稻米粒长、粒宽呈正相关,与长宽比呈负相关,而等氮条件下穗肥氮与稻米粒长和粒宽呈极显著和显著正相关。施氮量增加会显著降低稻米垩白率,后期增加穗肥氮施用会增加稻米垩白率和垩白度。增加氮肥和在等氮条件下,氮肥后移处理均极显著和显著降低直链淀粉含量。由氮素与直链淀粉拟合方程可知,施氮量在318 kg∕hm~2时,直链淀粉理论值最低(15.04%)。稻米胶稠度与氮肥使用量无明显规律,但在等氮条件下可随穗肥氮同步递增,至穗肥氮占比为30%时,胶稠度值达到峰值(78.33 mm),之后缓慢下降。增加氮肥和后期穗肥氮占比有效地提高了稻米蛋白质含量,并显著地降低了稻米食味值。当氮量为257 kg∕hm~2时,食味理论值最低(84.45)。在等氮条件下,穗肥氮占比为30%时,食味达到了最高值(83.0)。综上,杂交粳稻‘申优17’稻米品质易受氮肥调控影响,在实际生产中应适当控制总氮量和优化后期穗肥氮比例以提高稻米品质。     

水稻食味品质性状间相关性分析及其与叶片光合作用的关系

为明确优质稻米品质性状及其与叶片光合作用的关系,培育筛选优良食味水稻新品种,以河南省沿黄稻区8个优良食味水稻品种为试验材料,在大田栽培条件下,对稻米的直链淀粉含量、蛋白质含量、加工品质指标（糙米率、精米率和整精米率）和外观品质指标（垩白粒率和垩白度）等性状进行测定和分析,并对籽粒灌浆期水稻剑叶的光合速率进行检测。结果表明,8个供试优良水稻品种的糙米率、精米率和整精米率均较高,品种间的变异系数较低;稻米外观品质垩白粒率和垩白度在品种间差异较大,变异系数分别为39.73%和36.49%;影响稻米食味品质的直链淀粉、蛋白质含量和食味值在品种间变异系数相对较小,均低于5%。相关分析表明,蛋白质含量与食味值呈显著的开口向上的左偏抛物线关系（r=0.827*）,直链淀粉含量与食味值呈极显著的直线负相关关系（r=-0.905**）,糙米粒厚与食味值呈显著的开口向下的抛物线关系（r=0.747*）;外观品质指标、蛋白质含量和食味值与灌浆中后期的叶片光合速率均呈负相关关系,直链淀粉含量与之呈正相关关系。说明蛋白质和直链淀粉含量越低稻米的食味越好,在一定范围内,随着糙米粒厚的增加食味增加,而糙米粒厚大于2.1 mm,食味值反而下降;提高水稻灌浆中、后期叶片的光合速率,有利于改善稻米的外观和营养品质,而稻米直链淀粉含量增加,食味值下降。因此,水稻叶片的高光合效率在优质食味米选育方面存在一定的选择压力,合理调控水稻中后期叶片的光合速率对提高和改善稻米食味品质具有重要意义。     

不同氮肥水平对稻米品质和淀粉RVA谱特征的影响

以优质迟熟中梗稻“通育粳1号”为材料,研究了不同氮肥水平对水稻产量、稻米品质和RVA谱特征的影响。结果表明,大田施N量在0～450kg/hm^2范围内,产量随施N量的增加而增加,但增幅递减;高施氮量的加工品质优于不施肥或低施氮量的处理;随着施氮量增加,稻米垩白率减少、垩白度下降,外观品质而明显改善;胶稠度随施氮量的增加而下降,直链淀粉含量总体上趋于减少,而蛋白质含量则增加;不同氮素水平稻米淀粉RVA谱的变化显示,随施氮量增加,最高粘度降低,崩解值下降,消碱值增加,糊化温度升高。控施氮肥有利于提高稻米的食味品质。综合产量和品质性状,以施氮量225．0kg／hm^2的处理为最佳。     

施氮量对水稻产量和品质的影响

在大田条件下,以辽粳294(直立穗型)和沈农8718(弯曲穗型)为材料,研究了施氮量对水稻产量和品质的影响,结果表明,辽粳294和沈农8718获得高产的适宜施氮量分别为190kg.hm-2和167kg.hm-2。两个品种的产量、品质性状对氮肥的反应基本相同。增加施氮量可显著增加单位面积的穗数,但同时也导致每穗颖花数、每穗成粒数减少,成粒率和千粒重下降。各品质指标中,氮肥对垩白率、垩白度的影响最大,其次是蛋白质、脂肪酸含量和整精米率,对其他品质指标影响相对较小。随着施氮量增加,垩白率、垩白度、蛋白质含量显著增加,糙米率、精米率、直链淀粉含量、脂肪酸含量下降,而整精米率、胶稠度则与施氮量呈二次曲线关系。     

不同有机无机氮比例对水稻产量、品质及环境的影响

为建立无公害稻米生产方式 ,研究了有机氮与无机氮比例对水稻产量、稻米品质及稻田地表水铵态氮含量的影响 ,结果表明 :①在等氮量条件下 ,有机氮占总氮量 2 5 %～ 75 %时 ,水稻产量高于单施无机氮处理 ,但差异不显著 (P >0 0 5 ) ;②适当增加有机氮比例 ,有利于改善稻米外观品质 ;③有机氮比例过低或过高均不利于稻米蒸煮食味品质的提高 ,以 75 %为宜 ;④有机氮比例与食味值之间呈极显著的线性正相关 ;⑤提高有机氮比例 ,有利于降低稻田地表水铵态氮含量     

不同施氮量对常规稻品种稻米品质的影响

为了探索不同氮肥施用量对常规稻品种稻米品质的影响，本文以常规稻品种柳沙油占202为试验材料，设置了4个施氮量处理，测定了供试品种在不同施氮量下的稻米品质指标。结果表明：在施氮150.0 kg/hm²时，柳沙油占202的糙米率和整精米率较高，垩白粒率和垩白度较低，粒长、长宽比没有明显变化，且其直链淀粉含量达行业标准优质等级，食味值较高，蛋白质含量适中，各项指标较协调，稻米综合品质较优。     

灌浆结实期短日照对稻米品质的影响

选用奶皇后(粳稻)、星丰(籼稻)为材料,通过人为控制短日照长度,设置13 h、12 h、11 h日长,探讨灌浆期短日照对稻米品质的影响.结果表明:灌浆期短日照条件下,籽粒直链淀粉含量达最大值的天数明显缩短,直链淀粉积累速率增加,直链淀粉含量最大值降低,稻米直链淀粉含量、胶稠度显著降低,垩白率、垩白度、蛋白质含量显著增加,粒型无显著变化.相关分析显示:日照长度与精米率呈显著正相关(r=0.744 4),与垩白率、垩白度、蛋白质含量呈显著或极显著负相关(r依次为 -0.913 8、-0.927 6和 -0.733 5).灌浆期短日照使稻米外观、加工、食味品质下降,营养品质提高.     

苗圃潮土氮肥淋溶特征

采用室内土柱淋溶模拟试验,研究了不同氮肥处理下,不同深度土壤氮素在苗圃潮土中的淋溶特征。结果表明:硝态氮是氮素淋溶的主要形态,土壤经过12次淋溶后,硝态氮的淋溶量占全氮淋溶量的70%以上,而铵态氮的比例不到7%,另外,有5%～27%以有机氮的形式淋溶;氮肥淋溶率为21.36%～54.19%,铵态氮、硝态氮和全氮的淋溶量均随施肥量的增加而增大,并且不同土壤深度不同形态氮素的淋溶量(y)与施氮量(x)之间的关系均可用线性回归方程进行模拟,其中各深度全氮的回归方程为:0～20cm:y=0.5555x+99.888(R2=0.9857);0～40cm:y=0.3708x+148.25(R2=0.9689);0～60cm:y=0.2508x+220.67(R2=0.9297)。     

氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度影响

通过大田试验,设计3个不同氮肥水平(0、150、240 kg N·hm~(-2))和两种不同施肥比例(基肥:分蘖肥:穗粒肥=40%:30%:30%、基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%),研究了氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度的影响.结果表明,稻田渗漏液中NH~+_4-N、NO_3~--N和总N浓度在施肥后第3 d达到最大、随后降低,在施氮后的第7 d,分别降为峰值的5.6%～16.9%、13.8%～22.5%、22.5%～34.5%.施氮水平处于0～240 kgN·hm~(-2)时,水稻产量、氮素积累总量(total N accumulation,TNA)和稻田渗漏液NH~+_4-N、NO_3~--N和总N浓度随着氮素水平的提高而显著增加;在较高氮肥水平(240 kg N·hm~(-2))下,与氮肥前移相比(基肥:分蘖肥:穗粒肥=40%:30%:30%),采用氮肥后移(基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%)的施肥比例,水稻产量和成熟期TNA分别增加6.2%和16.4%,稻田渗漏液NO_3~--N及总N浓度分别降低8.9%和4.8%.而对NH~+_4-N浓度影响不显著,说明适宜的氮肥运筹可以增加水稻的产量和氮'素吸收,减少氮素渗漏损失.     

不同氮肥运筹方式对水稻氮素利用率及产量的影响

以水稻"甬优6号"为试验材料,在总施氮量不变的情况下,通过设置4种生育前后期不同的氮肥施用比例,考查了不同氮肥运筹比例对水稻生长、产量及氮素利用率的影响。结果显示,适当的前氮后移施肥方式(N3处理:基蘖肥∶穗粒肥=6∶4),能够有效地延缓叶绿素的降解,减少无效分蘖,提高水稻成穗率,并且N3处理下氮素积累量、水稻农学利用率以及生理利用率均达最高值,水稻产量也达最高。由此可见,适当的前氮后移能够优化水稻的群体结构,提高氮肥的利用效率,进而促进水稻高产潜力的发挥。     

氮肥运筹对水稻干物质积累和氮肥利用率的影响

以北方超级稻铁粳7号为试材,重点分析了氮肥运筹对水稻生产干物质积累和氮肥利用率的影响。结果表明,增加施氮量有利于提高铁粳7号的干物质重,在施纯氮255 kg/hm2、基蘖肥与穗粒肥比为8:2处理下成熟期的总干物重达到最高为15 570 kg/hm2;增加施氮量会提高铁粳7号的总吸氮量,但氮素回收率和氮素收获指数会下降,而氮素生理利用率以施纯氮210 kg/hm2处理最高。     

稳定氮肥用量和施用方式对水稻产量和氮肥效率的影响

通过田间小区试验,研究了稳定氮肥用量及施用方式对水稻产量、氮素累积量、氮肥利用效率、经济效益及土壤养分含量的影响。结果表明,与不施稳定氮肥相比,100%稳定氮肥一次施用、100%稳定氮肥分次施用、85%稳定氮肥一次施用和70%稳定氮肥一次施用分别增产53.1%、61.6%、39.7%和36.7%,植株地上部氮素总累积量分别增加64.0%、80.9%、36.0%和32.3%,经济效益分别增加50.4%、59.5%、37.4%和34.5%。与农民习惯等氮施肥相比,稳定氮肥一次施用和分次施用分别增产5.7%和11.6%,植株地上部氮素总累积量分别增加9.9%和21.2%,经济效益分别增加5.8%和12.2%。等氮施用稳定氮肥较农民习惯施肥促进水稻对氮素的吸收累积,提高了产量,分次施用达到显著性差异。稳定氮肥一次施用和分次施用氮肥表观利用率和农学效率高于农民习惯施氮,且分次施用达到显著性差异,生理效率和偏生产力3处理无显著性差异。施用稳定氮肥能够提高土壤碱解氮含量,且随着施用量增加而增大。稳定氮肥施氮量在240 kg N·hm^-2且基肥与分蘖肥6:4分次施用时,能较好地协调水稻高产与稳定氮肥合理利用的统一。     

耕作方式对还田稻草氮素释放及水稻氮素利用的影响

 【目的】探讨在免耕和常耕条件下,还田稻草氮素释放特性和水稻氮素利用的差异。【方法】2006年和2007年晚稻,在田间将稻草还田,并在不同时期测定稻草中残留的氮素,同时进行桶栽试验,将15N标记稻草还田,成熟期测定水稻积累的总氮素和15N丰度。【结果】稻草中残留的氮素随还田时间延长而下降,但不同时间段下降的速度差异很大。还田后0～40 d,稻草中残留的氮素下降约60%,还田后40～100 d,稻草中残留的氮素下降约10%。两种耕作方式下还田稻草含氮率均呈升高趋势。无论是干稻草还是湿稻草还田,免耕条件下稻草氮素平均释放速率高于常耕。免耕方式下湿稻草的氮素释放速率较高,常耕方式下干稻草氮素释放速率较高。【结论】无论还田稻草状态相同与否,常耕水稻的氮素干物质生产效率和产量较免耕水稻高。免耕有利于还田稻草的氮素释放,但水稻从还田稻草中吸收的氮素和氮素利用效率下降。     

氮高效水稻育种研究及展望

对氯高效水稻育种的意义、筛选的指标、基因型间的差异、遗传及其与农艺性状的相关等方面作了简要的综述，并在此基础上对氯高效水稻育种进行了展望。     

水稻氮高效相关基因的研究进展

提高氮肥利用率,降低农业生产中的氮肥投入,对实现中国提出的"化肥零增长"目标至关重要.氮素可通过植物根部以硝态氮或者铵态氮的形式从土壤中被吸收,并在植物体内转运合成氨基酸、核苷酸等生命必需物质,是农作物生长和产量形成的必要性元素.然而,氮肥过量则会破坏土壤理化性质,导致土壤盐碱化、生态环境污染;减少氮肥用量难以发挥当前...     

新型缓释尿素对玉米和水稻产量、氮肥利用率及无机氮残留的影响

通过连续2年田间试验,研究了3种尿素(普通尿素、缓释尿素1和缓释尿素2)施入土壤后作物产量、氮肥利用率及土壤无机氮残留的差异。结果表明:与普通尿素相比,2种新型缓释尿素均能显著提高作物产量和氮肥利用率,缓释尿素1对玉米和水稻分别增产10.35%和8.00%,氮肥利用率分别提高14.01%和7.41%;缓释尿素2对玉米和水稻分别增产10.12%和12.55%,氮肥利用率分别提高5.87%和4.79%。水田施用缓释尿素2效果更好,而旱田施用2种缓释肥效果相等。     

不同氮肥管理对机插水稻产量及氮肥利用的影响

研究了不同氮肥管理对机插水稻武粳15产量及肥料利用率的影响.结果表明:施氮量270～330kg/hm2.基蘖肥:穗肥为5:5～6:4能获得较高产量.随着施氮量增加,氮肥利用率降低.在施氮水平为300kg/hm2情况下,基蘖肥:穗肥为5:5的肥料利用率较高.     

Yield Effect of Chemical and Soil Nitrogen on the Mid-season and Ratooning Hybrid Rice

Using hybrid rice Yixiang1577 as the material, the mid-season and ratooning hybrid rice yield variation was studied in Southem Sichuan at different levels of nitrogen fertilizer. The results showed that rice yield by using N fertilizer increased to the most significant level than no fertilizer ones, and the mid-season rice and rice yield by using more N fertilizer increased to the significant level than less fertilizer ones. The rice yield by using no fertilizer ones increased to the most significant level than some used fertilizer, and the ratooning rice and rice yield by using more N fertilizer decreased to the most significant level than less fertilizer ones. The rice yield by using some fertilizer increased to the most significant level than no fertilizer ones for mid-season＋rationing rice and rice yield by using some fertilizer had no obvious differences at different nitrogen levels. Therefore, application of fertilizer can improve yield of mid-season rice and mid-season＋rationing rice. Soil test results showed that nutrient contents in rice field in South Sichuan were very rich in nitrogen, which could provide more adequate crop growth potential soil nitrogen nutrition. The crops with a deep root system had stronger ability of utilization on soil nitrogen. Therefore, the ratooning rice used no or little N fertilizer had a high yield performance because they made full use of soil nitrogen with deep root system.