小麦温光反应与发育进程的模拟

对小麦品种的春化作用、光周期反应及其与发育进程的关系进行了量化分析和动态模拟。发育速率首先取决于春化进程和光周期效应的互作，化完成后主要受光周期的调节，温度的影响以每日热效应来计算，与发育速率互作形成每日生理效应。生理效应的积累获得发育生理时间和发育天数，满足一定的生理时间即可到达某个发育阶段，利用不同类型小麦品种与不同播期的多个试验资料，对模型进行了检验，发现模型具有较好的预测性和适用性。模型对     

油菜发育过程及生育期机理模型的研究

将油菜发育的温度效应曲线化,以发育生理生态过程为基础,利用作物生理发育时间为尺度,系统地预测油菜的物候发育,包括出苗期、现蕾期、始花期、终花期、成熟期.模型中用来描述特定品种发育遗传差异的参数有温度敏感性、生理春化时间、光周期敏感性、基本营养生长期因子、基本灌浆期因子,前三者分别体现了不同油菜品种在热效应、春化作用、光周期反应方面的遗传特性,后两者分别体现了不同油菜品种的基本营养生长期和灌浆期长短的遗传特性,5个遗传参数共同决定了不同品种到达各发育阶段的生理发育时间.利用国内3组关于不同年份、不同品种、不同播期、不同施肥处理的田间试验资料对油菜发育过程及生育期模型进行了验证.结果表明,模型对大多数生育阶段的模拟误差集中在3d左右,平均差平方和的根值(root mean square error,RMSE)也一般小于3d,尤其对初花期、终花期、成熟期的模拟精度高、误差小.模型表现出较强的机理性以及较好的预测性和适用性.     

油菜生育期模拟模型研究

【目的】以油菜生理生态过程为基础,通过定量分析油菜对温度（包括春化作用）和光周期的反应,构建以生理发育时间为尺度的油菜生育期模拟模型。【方法】每日生理发育时间由每日生理效应累积形成,而每日热效应、春化效应、光周期效应与品种灌浆速率互作共同决定每日生理效应大小。模型通过引入温度敏感性、生理春化时间、光周期敏感性和基本灌浆因子4个参数反应不同油菜品种的遗传差异,从而使得每个油菜品种达到特定生育时期所需生理发育时间恒定。利用不同地点、播期、品种和肥料处理的试验数据对所建模型进行了校正和检验。【结果】播种到抽薹、初花、终花、成熟期的模拟值与预测值RMSE（根均方差）分别为1.37%、1.52%、2.68%和1.12%。【结论】表明模型具有较好机理性和可靠性。     

滴灌春小麦生育期模拟模型研究

[目的]建立基于滴灌春小麦生理发育时间的生育期模拟模型,为滴灌春小麦的适时播种和精准管理奠定基础.[方法]设置不同品种和播期的田间试验,记录滴灌春小麦到达各个生育期的时间,结合特定作物生理发育时间恒定的原理,建立滴灌春小麦生育期模拟模型,并利用独立试验材料对所建模型进行检验.[结果]模型能较好的预测滴灌春小麦各个生育阶段的出现时间及持续时间,其中播种-出苗、出苗-拔节、拔节-抽穗、抽穗-成熟所需要的生理发育时间(PDT)分别为6.2、16.3、13.3、27.6 d,模拟值与观测值的RMSE值分别为1.0、0.9、1.2和1.1d.[结论]基于生理发育时间建立的滴灌春小麦生育期模拟模型比利用有效积温法建立的模拟模型具有更高的精度,且机理性和实用性更强,在年际间稳定性更好.     

7个水稻品种(系)的光周期反应特性

在人工气候室中,研究了7个不同类型水稻品种(系)的抽穗期对16h 长光照和10h 短光照的反应特性.结果表明:(1)不论是早稻还是晚稻,籼稻还是粳稻,均存在明显的“长日促进期”,把水稻基本营养生长期分为长日亚期(BVP—Ⅰ)和短日亚期(BVP—Ⅱ)是合理的;(2)长日照对不同品种有不同程度的抽穗阻滞效应;(3)强感光的晚稻品种未观察到长日补偿期,在连续16h 长光照下未能进入幼穗分化.     

水稻不同籼粳分化类型的光合特性比较与遗传分析

本文比较分析了水稻不同籼粳分化类型材料在抽穗期和成熟期的净光合速率、水分蒸腾速率、气孔导度等反映光合作用特性的性状指标.本研究基于分子聚类结果选出8个育成恢复系,与生产上大面积推广应用的8个水稻不育系,按不完全双列杂交设计(8×8)组配成一套包括亲本和F1代在内的2个世代遗传材料,采用加性—显性遗传模型(AD模型)系统分析了不同类型材料光合特性表现的遗传效应及与产量性状间的遗传相关性.结果表明:(1)不同籼粳分化类型品种的光合生理特性存在差异,籼型品种在齐穗期光合速率较高,成熟期光合作用明显减弱;粳型品种在成熟期仍然保持一定的光合作用,光合功能期较长.(2)不同分化类型的恢复系亲本及所配组合F1产量和主要光合特性的性状指标的表型值存在较大差异,受基因加性和显性效应的影响.(3)主要光合特性的遗传率分析表明,除成熟期的水分利用率不显著外,其余光合特性指标均达到显著或极显著差异水平.     

温室番茄发育模拟模型研究

 以番茄（Lycopersicon esculentum）的发育生理生态过程为基础，以作物生理发育时间为尺度，利用不同地点、播期、品种试验，建立了温室番茄发育模拟模型，并用南京和上海的试验数据对模型进行了检验。结果表明，模型能较好地预测各个发育阶段（发芽、苗期、开花、结果和采收）的出现时间和持续日数。模拟值与观测值的回归估计标准误差（RMSE）分别为0、1、1.87、2.69、3 d，明显高于以有效积温为尺度的模拟模型预测精度（RMSE分别为0、7.91、8.86、13.58、12.59 d）。     

作物发育模型生理参数的QTL定位与应用研究初报--以大麦品系的生育期预测为例

研究试验应用作物模型与QTL定位的互补作用，对作物发育模型的生理参数作QTL定位分析，使作物发育的预测直接建立在单个遗传基因QTL的基础之上。以大麦两个亲本及其94个自交纯系(RIL)的感光性试验为依据，确定了播种一出穗期间对应的发育模型的4个参数值，再对这些参数值的QTL在遗传图上的位置及其加性效应进行了估算。并以基于QTL效应的模型对RIL群体在不同环境条件(两年播期试验)下的发育期进行预测。     

玉米叶片蛋白质含量不同发育时期的遗传效应及环境互作效应分析

采用朱军包括基因型X环境互作效应的加性-显性-母体效应遗传模型(ADM模型)分析方法,研究了不同环境条件下不同发育时期玉米叶片蛋白质含量的遗传主效应及其与环境互作遗传效应.结果表明:玉米叶片蛋白质含量在不同发育时期(吐丝期、灌浆期、乳熟期、腊熟期、成熟期)分别受到不同遗传效应及其与环境互作效应的影响,育种中需考虑不同遗传效应在不同时期不同环境中的差异.     

移栽秧龄对杂交中稻抽穗进程和成熟期的影响

以4个熟期不同的杂交组合为材料进行田阃试验,研究了这些品种在4种秧龄处理下抽穗进程和成熟期的变化.结果表明,在较短秧龄处理下,水稻见穗期有所提前且见穗至完全齐穗所经历的时间较短,抽穗相对集中;在长龄或超长龄处理下,水稻见穗期推迟,见穗至完全齐穗所经历的时间拉长.但生育期不同的品种抽穗进程对秧龄的反应有较大差异.移栽秧龄对同一品种成熟期的影响很小.     

A Process-Based Model for Simulating Phasic Development and Phenology in Rice

A simulation model for phasic and phenological development of rice was developed using the scale of physiological development time, based on the ecophysiological development processes. The interaction of daily thermal effectiveness, photoperiod effectiveness and intrinsic earliness (before heading), and basic filling duration factor (after heading) determined the daily physiological effectiveness, which accumulated to get physiological development time. The Beta and quadratic functions were used to describe daily thermal and photoperiod effectiveness, respectively. Five specific genetic parameters were added to adjust the genotypic differences in rice development so that all different varieties could reach the same physiological development time at a given development stage. The stages of seedling emergence, panicle initiation, heading, and maturity were validated using sowing dates under different ecological environments, with the RMSE of 1.47, 5.10,4.58 and 3.37 days, respectively. The results showed that the model was not only explanatory and systematic but also accurate and applicable.     

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。     

贵州优异稻种资源的多点综合评价

对２４２份贵州各类优异稻种资源的光温特性和主要农艺性状在各评价点的变化状况以及相互联系进行了研究，并认为稻种资源的异地多点评价，是充分发挥种质资源利用潜力的途径之一。     

增香剂对香稻香气和生理特性的影响

以常规香稻品种桂香占为材料,采用大田试验,研究了自制增香剂对香稻糙米香气和生理特性的影响.结果表明,齐穗期喷施增香剂2能显著提高桂香占糙米的香气含量;经过增香剂处理后,桂香占籽粒的脯氨酸含量均显著高于对照;增香剂2使得齐穗后10 d总游离氨基酸含量显著提高;2种增香剂对籽粒脯氨酸氧化酶活性的影响不显著;但能显著提高齐穗后20 d籽粒的鸟氨酸转氨酶活性;喷施增香剂2还能提高齐穗后10 d桂香占籽粒的SOD活性和齐穗后20 d的POD活性.     

水氮管理模式与磷钾肥配施对杂交水稻冈优725养分吸收的影响

【目的】研究水氮管理模式与磷钾肥配施对水稻养分吸收的影响,为水稻水肥高效利用提供依据。【方法】以杂交稻冈优725为材料,通过“淹水灌溉+氮肥优化运筹（W1N1）”、“控制性交替灌溉+氮肥优化运筹（W2N1）”、“旱种+氮肥优化运筹（W3N2）”3种水氮管理模式及不同的磷钾肥配施处理,分析对水稻氮、磷、钾吸收特点的影响,并探讨各养分间及其与产量、生理特性指标间的关系。【结果】水氮管理模式和磷钾肥配施对水稻氮、磷、钾素的吸收、生理特性及产量均存在显著的影响;W2N1管理模式与磷、钾肥施用量均为90 kg?hm-2的配施（P90K90处理）组合能促进抽穗及成熟期各养分的累积,提高剑叶光合速率（Pn）、超氧化物歧化酶（SOD）活性及根系活力,延缓剑叶丙二醛（MDA）增幅,为本试验稳产、高效最佳的水肥运筹模式;而配施肥量过重（P90K180处理）时水肥调控优势减弱,增产不显著,会导致肥料利用效率、产投效益降低。旱种相对于淹灌下的水氮优化管理模式与P90K180配施组合,会导致肥料利用效率降低,但能提高稻谷增产幅度,为生产中水资源不足的情况下参考。相关分析表明,水肥调控下稻株抽穗及成熟期氮、磷、钾累积间及与产量间均存在显著正相关（r=0.644*—0.939**）;且抽穗及成熟期各养分累积量和产量与结实期各阶段剑叶Pn、SOD活性及根系活力均存在正相关性（r=0.545—0.902**）,与剑叶MDA含量呈显著或极显著负相关（r=-0.612*—-0.879**）,尤其以抽穗后1—7 d相关性最高。【结论】本试验条件下,W2N1-P90K90为最优的水肥调控模式,在一定程度上调节结实期稻株生理代谢活性,提高养分累积量及稻谷产量,W1N1模式与P90K90配施为宜,而W3N2模式下可适当提高钾肥配施量以P90K180配施为宜。     

保护性耕作模式下早稻田甲烷排放特征

[目的]研究耕作对早稻田甲烷排放的影响,并分析影响稻田甲烷排放的环境因子,寻找合适的耕作模式以减少稻田甲烷排放.[方法]设免耕不施肥、免耕施肥、常规不施肥和常规施肥4个处理,分别在水稻分蘖期和水稻抽穗期采用静态箱法收集气态甲烷(CH4),同步观测地温、采气箱内温度、环境温度、地表温度、草面温度、相对湿度及风速,探究早稻田CH4排放的日排放规律,明确免耕和施肥及环境因素对稻田CH4排放的影响.[结果]早稻田CH4的排放与气温、地表温度、5 cm土温、草面温度、相对湿度、风速等密切相关,尤其在分蘖期,各处理均与上述环境因子显著相关(P<0.05).不同耕作与施肥模式下,CH4日平均通量不同,在水稻分蘖期具体表现为常规施肥>常规不施肥>免耕施肥>免耕不施肥,在水稻抽穗期表现为常规不施肥>免耕施肥>常规施肥>免耕不施肥.[结论]免耕与常规耕作相比,早稻田CH4的排放量相对降低;施肥导致分蘖期早稻田CH4排放通量增加,但在抽穗期导致早稻田CH4排放减少.免耕可以减轻早稻田CH4的排放,其推广能为稻田减排做贡献.     

基于PDT的温室茄子发育模拟模型

本研究将温度对茄子发育速率影响效应的大小用相对热效应（RTE）来衡量,通过研究Beta函数的性质提出基于幂函数的模型来描述RTE与温度之间的关系。采用生理发育时间（Physiological Development＇Time,PDT）作为定量发育进程的尺度,建立了温室茄子发育模拟模型。利用模型对日光温室2年3茬茄子生长发育期资料进行检验的结果表明：模型能较好地预测各个发育期（发芽、苗期、开花坐果、结果和采收期）的出现时间和持续时间,各生育期模拟值与观测值的回归估计标准误差（RMSE）分别为1.00、1.73、0.82、1.41、2.38 d,显著优于基于有效积温模拟模型的预测精度（其生育期模拟的RMSE分别为2.38、7.14、1.73、5.07、8.25 d）。     

西南弱光地区机插杂交籼稻“减穴稳苗”栽培的群体冠层质量特征

【目的】探明机插条件下减穴稳苗配置对杂交籼稻群体冠层质量的影响,为西南弱光稻区杂交籼稻机插栽培技术的推广应用提供理论支撑。【方法】2016—2017年采用两因素随机区组田间试验,因素1,2年均为不同田间配置,设常规配置（30 cm×12 cm）和减穴稳苗（30 cm×23 cm）;因素2,2016年为不同株型水稻品种（F优498,中后期株叶型松散;宜香优2115,中后期株叶型上紧下披）,2017年为不同基本苗（42×10⁴/hm²和63×10⁴/hm²）;研究了不同田间配置对机插杂交籼稻群体冠层结构、光合特性和微环境（冠层温度、湿度和透光率）的影响。【结果】（1）减穴稳苗齐穗期能维持与常规配置相当的单茎绿叶面积、粒叶比和上三叶比叶重,其中2017年倒二叶与倒三叶比叶重显著增大;齐穗期剑叶光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别较常规配置显著提高23.84%、23.53%和13.79%。（2）较常规配置,减穴稳苗显著增大各时期冠层幅度,提高冠层透光率,降低收敛指数,群体通透性更好;减穴稳苗处理提高了2016年F优498孕穗期和齐穗期的一次分蘖角度,而宜香优2115的一次分蘖角度2年均表现为减穴稳苗小于常规配置。（3）相关分析表明,孕穗期冠层日均温、昼夜温差和昼夜湿差与齐穗期剑叶和倒二叶比叶重呈显著或极显著正相关,与齐穗期收敛指数呈显著负相关;此外,孕穗期冠层日均温和昼夜湿差还与齐穗期冠层幅度呈显著正相关;齐穗期冠层日均温和昼夜温差与分蘖盛期、拔节期及齐穗后20 d的一次分蘖角度呈显著或极显著负相关,日均相对湿度则相反。减穴稳苗有效地改善了植株冠层结构,从而显著提高孕穗期和齐穗期的冠层温度和昼夜温差,提高孕穗期、齐穗期和齐穗后20 d的昼夜湿差,并显著降低日均相对湿度。【结论】减穴稳苗田间配置优化了机插杂交稻的群体冠层结构和光分布,增大了群体内部昼夜温差和湿差,降低了相对湿度,提高了群体质量和光合速率,为高产稳产奠定了基础,是西南弱光稻区进一步推进机插秧发展的重要技术途径。     

淮北地区优质食味粳稻温光适应性和最佳播种期

【目的】 探明淮北地区不同温光条件对优质食味粳稻产量的影响。 【方法】 以优质食味中熟中粳南粳2728和南粳505,迟熟中粳南粳9108和福粳1606为试验材料,设置5月10日（S1）、5月17日（S2）、5月24日（S3）、5月31日（S4）、6月7日（S5）、6月14日（S6）、6月21日（S7）7个播期处理。研究不同播期处理下水稻产量、生育期、日均温度、积温和日均辐射量的差异,水稻产量与日均温度、积温、日均辐射量的相互关系。 【结果】 （1）随播种期的推迟,水稻产量显著下降。播种期每推迟7 d,中熟中粳和迟熟中粳产量分别降低0.49 t·hm ^-2、0.63 t·hm ^-2。（2）随播种期的推迟,播种至拔节期、拔节至抽穗期和全生育期天数呈下降趋势。抽穗至成熟期生育天数呈增加趋势,迟熟中粳S5—S7处理不能正常成熟,抽穗至成熟期生育天数缩短,2种类型水稻产量与全生育期天数极显著正相关。（3）随着播种期的推迟,播种至拔节期日均温度显著升高,拔节至抽穗期、抽穗至成熟期和全生育期日均温度显著下降。2种类型水稻产量与播种至拔节期日均温度极显著负相关,与拔节至抽穗期、抽穗至成熟期和全生育期日均温度极显著正相关。（4）2种类型水稻播种至拔节期、拔节至抽穗期、抽穗至成熟期和全生育期积温随播期推迟均呈下降趋势。播种期每推迟7 d,中熟中粳和迟熟中粳全生育期积温分别降低106.6℃、123.1℃。2种类型水稻产量与各生育阶段积温极显著正相关。（5）随播种期推迟,全生育期日均辐射量显著下降,中熟中粳产量与拔节至抽穗期和全生育期日均辐射量极显著正相关,与播种至拔节期和抽穗至成熟期日均辐射量呈正相关关系。迟熟中粳产量与播种至拔节期日均辐射量显著正相关,与全生育期产量极显著正相关,与拔节至抽穗期和抽穗至成熟期日均辐射量正相关。【结论】在稻麦两熟的淮北地区,与光照相比,产量对温度的响应更为敏感。在播期范围内,各生育阶段积温越高,水稻产量越高。为了保证2种类型优质粳稻能够安全成熟,中熟中粳和迟熟中粳应分别于6月14日和5月31日之前播种。当2种生育类型水稻播种期在5月10日至5月24日,水稻能获得较高的产量。     

灌溉稻田水稻旱作法研究——水稻的生育与生理特性

 以亚种间杂交稻两优培九（两系）及协优9308（三系）为材料，比较研究灌溉稻田旱作法与常规灌溉法水稻的生育与生理持性。结果表明，两杂交组合不因旱作改变全生育总叶片数，但播种至齐穗期因旱作缩短4～8 d，幼穗发育（拔节期）未见明显差别，说明旱作水稻生殖生长期相对缩短。旱作法水稻单丛叶面积大于常规灌溉稻，叶面积指数小于常规灌溉稻。水稻根系单丛干重因旱作比常规灌溉法水稻有明显增加，并营造了比常规灌溉法水稻根重根深的土壤环境。结果还表明,水稻旱作法有益于构建由大个体构成的高生物产量的群体，抽穗后生物产量占全生育期生物产量近40%；但是，旱作法对水稻也有诸多不利的生理影响，其一是比常规灌溉法水稻根系生理活性下降，表现在单茎根系伤流量、根系伤流液中玉米素含量、根系呼吸强度均较低；其二是灌浆-成熟期稻株剑叶光合速率低于常规灌溉法水稻，叶片气孔阻抗高于常规灌溉法水稻。因此，进一步提高灌溉稻田水稻旱作法的产量水平，其技术的主攻方向似应为提高稻株籽粒灌浆期间的生理素质，以提高成熟期的光合生产能力。