株高对遗传群体水稻株系氮素吸收利用的影响

【目的】明确遗传背景相似、生育期相近的遗传群体水稻株高对氮素吸收利用效率的影响。【方法】在群体水培条件下,以遗传背景相似的染色体单片段代换系114个水稻株系为供试材料,依据株高将供试群体聚类分为A、B、C、D、E和F 6类,研究不同株高类型水稻产量、氮素吸收和利用的差异及其相互间的关系。【结果】（1）供试群体株高表现出差异较大但分布相对集中的特点;（2）随着株高的增加,不同类型水稻产量总体呈上升趋势,超高株系增幅更大;（3）随着株高的增加,不同类型水稻成熟期吸氮量呈明显上升趋势,在超高株高情况下表现更突出;（4） 水稻成熟期总吸氮量可以从全株含氮率与干物质生产量、抽穗前吸氮量与抽穗后吸氮量、单位面积穗数与单茎（穗）吸氮量、生长日数与吸氮强度4个方面进行解析。随着株高的上升,干物质生产量、抽穗期吸氮量、单穗吸氮量、吸氮强度均表现为上升趋势,但植株含氮率、生长日数类型间无明显差异,A-E供试群体范围内单位面积穗数和抽穗后吸氮量也无明显变化,F显著高于其他类型。进一步分析表明,各吸氮量构成因子对成熟期吸氮量的作用表现为：干物质生产量大于含氮率,抽穗前吸氮量大于抽穗后吸氮量,单穗吸氮量大于单位面积穗数,吸氮强度大于生长日数;（5）在A-E供试群体范围内,氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率变化较小,氮素收获指数总体呈下降趋势,F类供试群体这3个指标除氮素干物质生产效率略低外,均显著低于其他类型。可见,株高在正常变化范围（A-E类）内与增加到超高（F类）后,株高的改变对氮素吸收、氮素利用的影响有一定的差异。因此,不同株高范围内氮素营养改良的重点应作出相应的调整。【结论】在所有株系内增加株高使水稻成熟期氮素吸收能力显著提高,但氮素收获指数、氮素籽粒生产效率有所降低,在株高150 cm以上的在超高株系下这种趋势更突出。表明不同株高范围内,株高对氮素吸收、氮素利用的影响有所不同,为此在水稻氮高效遗传改良时应充分考虑到这个因素。     

氮素高效吸收型粳稻品种物质生产与分配的基本特征研究

[目的]明确氮素高效吸收型粳稻品种物质生产与分配的特点及影响粳稻品种氮素吸收的主要物质生产因素,以期为粳稻品种氮素高效吸收利用的遗传改良提供参考依据。[方法]2008～2009年,在群体水培条件下,以国内外不同年代育成的94个常规粳稻品种为供试材料,测定植株各器官干物重和含氮率、产量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按吸氮量的大小从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究不同氮素吸收型粳稻品种物质生产与分配的差异。[结果]供试品种间吸氮量的差异很大。氮素高效吸收型粳稻品种平均产量极显著高于氮素低效吸收型品种;氮素高效吸收型粳稻品种各生育阶段群体及单穗干物质生产量大,根干重、茎鞘叶干重、穗干重也显著大于氮素低效吸收型品种,但经济系数无明显差异;成熟期群体干物质生产量对总吸氮量的作用大于经济系数的作用;抽穗前物质生产量、抽穗后物质生产量对成熟期物质生产量均有重要的作用,前者略大于后者;单穗干物质生产量对群体干物质生产量的作用大于单位面积穗数的作用,抽穗前更明显;提高抽穗前后茎鞘叶干重和成熟期穗干重有利于成熟期干物质生产量提高。[结论]促进单穗干物质生产量尤其是抽穗前单穗干物质生产量,促进抽穗前后茎鞘叶干重和抽穗后穗干重的提高可显著提高氮高效吸收型品种成熟期群体物质生产量。     

不同类型水稻品种氮素吸收及利用效率的动态差异

通过测定不同类型水稻品种在抽穗期、灌浆初期、灌浆中期各器官含氮率、干物质生产量,研究了吸氮量、氮素在各器官的分配比例以及氮素利用效率在品种间差异.结果表明:杂交稻在抽穗期与灌浆初期叶、鞘、茎的含氮率均高于籼稻与粳稻;杂交稻各时期叶片与穗部氮素分配比例的变化幅度最大;3个类型水稻品种氮素利用效率随灌浆成熟进程均呈现出递增趋势.     

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。     

不同氮素累积量类型籼稻品种氮素吸收与分配特点

在水培条件下,分别以88个和122个国内外的籼稻代表品种为材料,测定植株的干物重(包括根系)、全氮含量及产量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法对供试品种成熟期的氮素累积量进行聚类,分析不同氮素累积量类型品种间氮素吸收与分配的特点。结果表明:供试品种成熟期氮素累积量差异很大,可聚类为A、B、C、D、E、F等6类,类型间的差异均达到了显著水平。高氮素累积量类型籼稻品种氮素吸收与分配的特点为:①抽穗前、后吸收的氮素量大,抽穗后吸收的氮素比例较高,抽穗期氮素在根系中的分配比例低、在茎鞘叶中的分配比例高;②成熟期植株含氮率高,成熟期氮素在根系和穗中的分配比例较低、在茎鞘叶中的分配比例较高。     

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。     

不同氮素籽粒生产效率类型籼稻品种氮素吸收利用的差异

[目的]研究不同氮素籽粒生产效率类型品种氮素吸收利用的基本特点。[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88个2、002年122个)为材料,测定干物重、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的氮素籽粒生产效率(NUEg)从低到高依次分为A、B、C、D、EF、6种类型。[结果]供试品种间NUEg的差异很大;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种成熟期全株、根系、茎鞘叶、穗含氮率低;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种抽穗前吸氮量、成熟期总吸氮量较小;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种成熟期氮素干物质生产效率和氮素收获指数高。[结论]高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种吸氮量小、植株含氮率低、氮素利用效率高。     

氮素高效吸收型粳稻品种源库指标的基本特点

群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的94个常规粳稻品种为供试材料,测定植株叶面积、各器官干物重和含氮率、库容量和产量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按吸氮量的大小从低到高依次分为A、B、C、D、E、F等6类,研究氮素高效吸收型粳稻品种源库指标的基本特点。结果表明:①供试品种间吸氮量的差异很大,成熟期总吸氮量最大品种为最小品种的2.94倍(2008年)和2.59倍(2009年),成熟期单穗吸氮量最大的品种为最小品种的4.67倍(2008年)和3.51倍(2009年);②氮素高效吸收型品种抽穗期、成熟期群体叶面积系数和单穗叶面积较大;③氮素高效吸收型粳稻品种抽穗期绿叶重、净同化率较大,但比叶重无明显优势;④氮素高效吸收型品种群体库容量与单穗库容量均大于氮素低效吸收型品种;⑤叶面积系数和库容量对粳稻品种总吸氮量均有重要的影响,库容量的作用大于叶面积系数。增源扩库是粳稻品种增加氮素累积量,实现高产更高产的重要途径。     

水稻不同器官氮积累及转化效率与氮素利用效率的关系

【目的】分析灌浆过程中不同器官的氮素含量和积累及分配变化与氮素利用效率的关系。【方法】在田间试验条件下,研究了10个水稻基因型的各组织器官氮素积累、分配利用与氮素利用效率间的相互关系。【结果】在籽粒灌浆过程中穗中的氮素含量品种间没有显著的差异而鞘叶和茎中的氮素含量主要在灌浆后期呈显著的差异。穗中氮素积累的增加伴随着鞘叶和茎的氮素积累的下降,尤其是鞘叶更明显,植株总吸氮量在器官中的分配比例随籽粒灌浆进程穗中氮素比例增加伴随鞘叶和茎的氮素比例减少。同样,穗、鞘叶、茎的氮素积累量和分配比例籽粒灌浆后期品种间呈显著的差异。籽粒灌浆不同时期的氮素利用效率品种间呈显著差异,其中成熟期氮素利用效率与成熟期穗和鞘叶氮素含量、鞘叶的氮素积累量和鞘叶氮素分配比例呈显著的负相关,与灌浆中后的穗氮素积累分配比例呈显著的正相关。【结论】在水稻氮高效育种工作中,结合组织氮素进行选择,可有效地提高选择效果。     

籼稻品种间氮素吸收利用的差异及其对产量的影响

2001~2002年,在群体水培条件下,以不同年代育成的籼稻代表品种国内88个和国外122个为材料,成熟期测定植株的干物重(包括根系)、全氮含量及产量,分析籼稻品种间成熟期氮素累积量、氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率的差异及其对产量的影响。结果表明:成熟期氮素累积量、氮素籽粒生产效率和氮素干物质生产效率,品种间差异很大,均达到极显著水平,其中,氮素累积量的差异明显大于氮素籽粒生产效率,氮素籽粒生产效率的差异又明显大于氮素干物质生产效率。相关分析表明,成熟期氮素累积量、氮素籽粒生产效率与籼稻品种的产量水平关系密切,氮素干物质生产效率与籼稻品种的产量水平关系不密切。逐步多元回归分析表明,成熟期氮素累积量和氮素籽粒生产效率对籼稻品种的产量水平均有显著影响(R2=0.957~0.974),提高成熟期氮素累积量和氮素籽粒生产效率均可提高籼稻品种的产量水平。通径分析显示,籼稻成熟期氮素累积量对产量的直接影响比氮素籽粒生产效率大40%~70%。作者认为,籼稻品种的选育应在保持较高氮素累积量的基础上,重点改良提高氮素籽粒生产效率,有利于实现籼稻品种高产与高效的有机统一。     

成都平原两熟区籼粳稻品种籽粒灌浆特性

【目的】研究成都平原两熟区籼、粳稻品种籽粒灌浆特性及产量形成的差异,为成都平原种植粳稻提供依据。【方法】以籼稻品种辐优838、泸优578及粳稻品种辽星15、辽星19为材料进行田间试验,利用Richards方程对不同品种强、弱势粒的灌浆过程进行比较,进而分析不同品种灌浆特性与抽穗后物质积累和转运及产量形成的关系。【结果】粳稻品种中辽星19不仅库容量大,结实率也高,其产量显著高于辽星15,且与籼稻品种辐优838、泸优578相当。籼、粳稻稻品种籽粒灌浆类型分别为强、弱势粒同步灌浆型和异步灌浆型,并且穗型大小对籼、粳稻灌浆结实的影响也存在差异。辽星19抽穗后干物质转运能力更接近当地的籼稻品种,有利于籽粒灌浆的启动;其每穗粒数虽显著高于辽星15,但弱势粒的灌浆速度并未降低,且达到灌浆峰值后下降减缓,灌浆时间也有所延长,最终结实率得到显著提高。【结论】粳稻品种辽星19每穗粒数虽多,但其抽穗后干物质转运能力得到加强,籽粒灌浆得到改善,仍能实现较高的结实率,因此在成都平原仍表现出较好的产量潜力。     

长江中下游地区常规中熟粳稻氮效率综合评价及高产氮高效品种筛选

【目的】对长江中下游地区常规中熟粳稻品种（系）的氮素吸收利用效率进行综合评价,以期筛选出高产氮高效的粳稻品种（系）,为该地区高产氮高效品种的选育与生产应用提供参考。【方法】以长江中下游地区105份（2017年90份,2018年105份）常规中熟粳稻品种（系）为试验材料,设置施氮肥和不施氮肥2个处理,成熟期测定各品种（系）的产量、干物质积累、氮素吸收利用效率等指标。以氮肥回收效率、氮肥农学利用率、氮素生理利用率、氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率5项指标作为氮吸收与利用效率评价指标,通过熵权模糊隶属函数法得到各品种（系）的氮效率综合值,然后基于氮效率综合值和产量计算产量-氮效率综合指数,并采用系统聚类方法基于产量-氮效率综合指数对供试品种（系）进行产量氮效率类型划分。【结果】供试品种（系）被划分为3个类型,其中类型Ⅰ的产量、氮肥回收效率、氮肥农学利用率、氮素生理利用率、氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率在3个类型间均为最高,而类型Ⅲ的均为最低,说明类型Ⅰ为高产氮高效类型,类型Ⅲ为低产氮低效类型。根据筛选结果,2017年和2018年分别有23个和27个品种(系)被划分为高产氮高效型类型,其中南粳5718、南粳9108、宁粳7号、泗稻15号、扬粳239等19个品种（系）表现稳定,2年均被划分为高产氮高效类型。高产氮高效类型（类型Ⅰ）的茎干重、叶干重、穗干重、总干重、穗粒数、穗吸氮量、总吸氮量均显著高于类型Ⅱ和类型Ⅲ。【结论】初步筛选出了南粳5718、南粳9108、宁粳7号、泗稻15号等高产氮高效类型品种（系）。与低产氮低效类型相比,高产氮高效类型品种（系）主要表现出地上部生物量大、穗粒数多、总吸氮量高,特别是穗吸氮量高等特征。上述研究结果可以为长江中下游地区高产氮高效常规中熟粳稻品种选择提供参考,同时也可为产量与氮效率协同机理研究提供材料。     

播期对直播稻光合物质生产特征的影响

【目的】探讨播期对直播稻干物质生产特征和光合生产特征的影响。【方法】以中熟中粳、迟熟中粳和早熟晚粳3 种类型具有代表性的4个水稻品种（含常规粳稻和杂交粳稻两种）为材料,通过分期播种试验,对直播稻干物质的积累、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】（1）无论是从单茎还是群体来看,拔节、孕穗、抽穗、蜡熟和成熟期的干物重均随播期的推迟呈明显的下降趋势,且随着生育进程的推进,差异愈加明显。（2）随着播期的推迟,播种期至拔节期和拔节期至抽穗期的干物质积累量占成熟期总干物质积累量的比例呈一定的上升趋势,抽穗至成熟期则呈一定的下降趋势,各阶段的干物质积累量随播期的推迟呈显著或极显著的下降趋势。（3）随着生育进程的推进,单茎叶重和单茎鞘重均呈逐渐下降的趋势,单茎茎重呈先增后减再增的趋势,单茎穗重则呈逐渐增加的趋势;随着播期的推迟,单茎叶重和单茎鞘重在孕穗期和抽穗期呈显著或极显著的下降趋势,蜡熟期差异很小,成熟期呈略微增加的趋势,单茎茎重和单茎穗重在各时期均呈显著或极显著的下降趋势。（4）随着生育进程的推进,生育中后期的叶、茎、鞘、穗各部分所占的比例与其干物重的变化趋势一致;随着播期的推迟,叶比例和鞘比例在孕穗期呈略微的下降趋势,抽穗期变化不大,蜡熟期和成熟期均呈显著或极显著的上升趋势,茎比例在孕穗期和抽穗期呈略微的下降趋势,蜡熟期呈略微的增加趋势,成熟期呈一定的下降趋势,穗比例在孕穗期呈略微的增加趋势,抽穗期变化不大,到蜡熟期和成熟期则呈显著或极显著的下降趋势。（5）随着播期的推迟,叶、茎和鞘的输出量、输出率和输出物质转化率均呈显著或极显著的下降趋势。（6）随着播期的推迟,叶面积指数拔节期相当,孕穗期、抽穗期和蜡熟期呈显著或极显著的下降趋势,成熟期略微下降,播种期到拔节期、拔节期到抽穗期和全生育期的的光合势均呈显著或极显著的下降,抽穗期到成熟期有所下降,差异不显著。（7）随着播期的推迟,群体生长率播种期至拔节期呈极显著的上升趋势,拔节期至抽穗期差异不显著,抽穗期至成熟期呈极显著的下降趋势,净同化率播种期至拔节期和拔节期至抽穗期呈明显的上升趋势,抽穗期至成熟期呈明显的下降趋势。【结论】播期对直播稻光合物质生产特征具有较大的影响。较迟播而言,早播具有前期物质生产量适宜,中后期积累旺盛,干物质总量大且分配合理,运输转化效率高,抽穗后光合生产能力强的特点。     

双季机械直播早籼稻品种的丰产性和稳产性

【目的】探明双季机械直播早稻品种的丰产和稳产特征,筛选出一批适宜在江西双季稻区机械直播的早籼稻品种,为南方双季机械直播稻品种选育和栽培提供理论依据。【方法】以21个早籼稻品种为试验材料,在江西省3个不同生态区（赣北、赣中、赣南）进行人工模拟机械直播种植,通过聚类分析、联合方差分析和GGE双标图等方法,对双季机械直播早籼稻品种的丰产稳产特征进行系统研究。【结果】各品种的产量存在较大差异,受基因型、环境及其互作效应的影响显著。各生态区供试品种的产量聚类分析显示,赣北、赣中与赣南高产类型品种分别占总数的38.10%、19.05%与23.81%,其中,潭两优83产量最高且稳定性最好,五丰优286及株两优171品种次之,永3优华占产量最低,而两优287丰产性好但稳产性差。与中、低产类型品种相比,高产类型品种有效穗、每穗粒数与总颖花量显著增加,且千粒重与日产量具有显著优势;呈现较好的早生快发能力,分蘖增长率、高峰苗数与成穗率显著提高,且分蘖下降率显著降低;抽穗期和成熟期干物质生产量均最高且高产类型品种在干物质输出率、表观转换率和表观转化率具有显著的增加优势。【结论】机直播条件下,丰产稳产早籼稻品种具有生育期适中、分蘖成穗率高、总颖花量大、花后干物质生产量大、干物质输出与转运效率高、日产量高等特点。综合来看,潭两优83、五丰优286、株两优171、永优9380丰产性和稳定性好,熟期也适中,适合在江西双季稻区作早稻直播。     

不同氮素籽粒生产效率类型籼稻品种氮素吸收利用的差异(英文)

[Objective] The study aimed to confirm difference of nitrogen uptake and used efficiency with different nitrogen use efficiency for grain output (NUEg) types of indica rice.[Method] 88 and 122 conventional indica rice cultivars were solution-cultured in 2001 and 2002, respectively. Dry matter weight (including root system, culm and sheath, leaves, panicle), nitrogen content of different organs, yield and its components were measured. The tested rice cultivars were classified into 6 types (i.e. A, B, C, D, E and F, A was the lowest, and F was the highest) based on their NUEg level by the MinSSw method.[Result](1)Difference of NUEg of the cultivars used in this study were very large; (2) No significant difference of N content at heading stage was observed among different NUEg types of indica rice. In the cultivars with higher NUEg, however, N content in leaf, stem-sheath and entire rice plant were lower at mature stage. (3)Cultivars with higher NUEg were characterized with lower N uptake before heading and at mature stage; (4) Cultivars with higher NUEg were characterized with higher N use efficiency in biomass production and harvest index. [Conclusion] The cultivars with higher NUEg showed lower N uptake and N content, while nitrogen use efficiency was higher.     

优质籼稻花后干物质积累与流转及籽粒灌浆特征

【目的】研究优质籼稻花后干物质积累、流转与籽粒生长的动态特征及相互关系。【方法】2007年早晚季,进行桂华占、八桂香、珍桂矮（CK）3个籼稻品种试验。【结果】优质籼稻花后单株叶片和茎干重大,叶片干物质的运转率和运转速率高,但茎中干物质的运转与对照的差异较小。3个水稻品种籽粒干重的动态均可用Richard方程进行模拟,但优质品种的灌浆起动快、活跃灌浆期长,最大灌浆速率小。花后茎叶干物质的再运转占籽粒干重的1/5-1/3,其中优质品种花后叶的再运转对籽粒生长的贡献是对照的1.5~2.0倍。【结论】相关分析表明,花后叶的干物质运转与籽粒生长的关系密切,因此单株叶片干重大、花后运转率高是优质籼稻品质形成的重要生理原因之一。