水稻干物质量和氮素利用效率性状的配合力分析

 选用不同类型的9个水稻品种，利用不完全双列杂交方法，在施氮和未施氮水平下对干物质量和氮素利用效率的配合力进行了分析。结果表明，最高分蘖期和孕穗期的干物质量和氮素利用生理效率，在两种氮素水平下亲本的加性效应均对F1起主导作用，而收获期氮素利用生理效率在施氮条件下遗传变异主要来自基因的加性效应，而未施氮条件下主要来自于非加性效应；产量的遗传变异在施氮条件下来自基因加性和非加性效应，而未施氮条件下主要来自基因加性效应。特殊配合力优良的组合，其亲本自身表现不一定优良，与一般配合力也没有明显的相互关系，表明氮高效育种中利用亲本值和一般配合力很难正确预测杂种优势；另外，不同生育时期的氮素利用生理效率的遗传特性在不同氮素水平下变化较大。     

田间低钾胁迫条件下水稻对钾的吸收和利用效率

 通过田间试验，研究了在不同程度低钾胁迫条件下，杂交稻和常规稻在不同生育阶段对钾的吸收、分配和利用效率。在连续8季施氮、磷肥而不施钾肥的严重低钾胁迫条件下，施用钾肥使稻谷产量、水稻钾吸收总量显著增加而钾利用效率显著降低，同时表现出明显的耕作历史同施用钾肥间的交互作用。从幼穗分化期到抽穗期，水稻钾的积累量约占总积累量的一半以上，为水稻积累钾的关键时期。水稻对钾肥反应存在明显的品种间差异，在供钾充足条件下，杂交稻协优46的钾吸收量显著大于常规稻秀水11，但其钾利用效率却显著低于秀水11，表现出对钾的奢侈性吸收；在缺K条件下，杂交稻的钾吸收量低于常规稻，其钾利用效率与常规稻无明显差异。运用混合型离子交换树脂球测试法，可以了解淹水条件下土壤中生物有效性钾的动态变化特征，原地埋置7 d的树脂球的钾吸附量同水稻地上部分钾吸收量呈显著正相关。     

秸秆还田耦合施氮水平对水稻光合特性、氮素吸收及产量形成的影响

在田间定位试验条件下,研究了4个秸秆还田量水平[0kg/hm2(S0)、4000kg/hm2(S4)、6000kg/hm2(S6)、8000kg/hm2(S8)]耦合4个施氮水平[0kg/hm2(N0)、90kg/hm2(N90)、180kg/hm2(N180)、270kg/hm2(N270)]对水稻茎蘖动态、生育后期光合特性、干物质积累特征、氮素吸收和产量形成的影响。结果表明:1)不施氮条件下,秸秆还田明显抑制水稻生育前期茎蘖的发生和茎蘖高峰的形成,促进水稻后期的干物质积累、氮素吸收,提高剑叶光合速率,稻谷产量增加2.22%~4.44%。2)氮肥单施条件下,随着施氮量的增加水稻茎蘖数和最高苗数显著增加,分蘖高峰提前7~14d;施氮显著增加水稻各生育期干物质积累量、氮素吸收量和稻谷产量,明显延缓水稻生育后期剑叶光合速率的下降。3)同等施氮条件下,与S0相比,秸秆还田S4、S6处理促进水稻茎蘖发生,成熟期植株吸氮量显著增加,以S6处理增幅最大,平均增加36.58%,生育后期剑叶光合速率维持在较高水平;S8处理则对水稻茎蘖发生、光合作用和氮素吸收表现出负面影响。4)秸秆还田耦合施氮量显著影响单位面积有效穗数和稻谷产量,与N0S0相比,两者配施水稻显著增产9.59%~23.51%,以N180S6处理产量最高,达10.56t/hm2。适宜的秸秆还田量耦合施氮量可促进水稻茎蘖发生和有效穗形成,增加氮素和光合同化物积累,从而增加稻谷产量。     

水稻品种广陆矮4号与中嘉早17产量形成和氮素利用比较

为探明不同年代水稻品种产量形成与氮素利用间的差异,于2018年早稻季在湖南永安镇进行大田试验,比较了两个年代水稻品种广陆矮4号(1960S)和中嘉早17(2000S)在5个施氮水平0(N0)、50(N50)、100(N100)、150(N150)和200(N200) kg/hm~2下的产量、产量构成、干物质与氮素利用率。结果表明:(1)两个年代水稻品种间产量、干物质积累量、收获指数、氮素积累量、氮素籽粒生产效率、氮素吸收利用率、氮素农学利用率和氮素生理利用率均无显著差异。(2)随着氮肥施用量的增加,两个品种的单位面积穗数、每穗粒数、干物质量、氮素积累量和产量均呈增加趋势,而氮素吸收利用效率、氮素生理利用效率、氮素农学利用率均呈下降趋势,但上述各指标(除氮素积累量外)在N150与N200间的差异均未达显著水平。综合考虑产量和氮素利用率,在本试验条件下两个品种的适宜施氮量均为150 kg/hm~2。     

氮素高效利用高产优质水稻新品种选育及其应用基础研究

概述了氮素高效利用水稻选育工作研究进展,阐述了水稻根系活力与根系吸氮速率关系,水稻品种在不同生育时期氮素吸收量的差异以及不同施氮水平在各生育时期和不同生育时期硝酸还原酶活性等有关应用基础研究,提出了在氮素高效利用水稻新品种育种中可以把较高的稻谷产量、多穗、高结实率和高收获指数作为其选育的主要参考指标。     

追氮对膜下滴灌马铃薯氮素吸收积累规律及利用效率的影响

以紫花白为试验材料,研究了不同追氮处理对膜下滴灌马铃薯氮素吸收积累规律及其利用效率。结果表明:随施氮量的增加,马铃薯对氮素的吸收和积累都呈增加趋势,而氮肥利用率及生产效率都呈递减趋势;施氮量为270.0 kg/hm2时,马铃薯氮素含量、累积吸收量最大;施氮量为67.5 kg/hm2时,氮素利用效率最高;而施氮量为202.5 kg/hm2时,产量最高。马铃薯块茎产量与氮素吸收量、氮素利用率存在显著正相关,而与施氮量相关不显著,氮素吸收量与施氮量呈极显著正相关。     

不同基因型水稻氮素的吸收和利用效率研究综述

综述了水稻氮素的吸收量和利用效率及其与产量、产量构成、株高、叶面积指数等农艺性状的关系，指出水稻氮素的吸收量和氮素的籽粒生产效率，在不同籼粳亚种间和相同亚种的不同品种间均存在显著的基因型差异，并与籽粒产量呈显著正相关，这为超级稻实现高产量和氮素高效利用的目标提供了理论依据。还讨论了根系吸收氮素的能力，土壤氮素的供应能力和栽培环境条件对水稻氮素吸收效率的影响，以及增强水稻氮素吸收能力和高利用效率的育种学途径。     

不同品种茶树氮素效率差异研究

比较了6个茶树品种的氮素效率差异。结果表明,在4种施氮条件下,生物量增加值、新梢生长量、氮素吸收效率、氮素生理利用效率、氮素经济效率和总的氮素效率存在着显著的品种间差异。氮素效率的两个子性状—吸收效率和生理利用效率对其贡献大小不同,吸收效率是决定不同品种茶树氮素效率差异的主要因素。     

杂交中稻植株性状对氮素的响应及其与氮效率的关系

选用16个生育期基本一致的高产三系杂交中稻组合为材料,采用土培的方法,在施氮和不施氮条件下,研究水稻植株重要农艺性状对氮肥的反应的基因型差异、氮素吸收利用效率的基因型差异及它们之间的关系。结果表明,水稻氮素(肥)吸收利用率(RE)、氮肥农学利用率(AE)、氮肥偏生产力(PFP)、氮素籽粒生产效率(NUEg)和氮素干物质生产效率(NUEb)均存在显著的基因型差异,但氮素积累总量(TN)的基因型差异不显著。在两种施氮水平下,氮素籽粒生产效率与籽粒产量、成穗率、有效穗和经济系数均呈极显著的正相关,氮素干物质生产效率与籽粒产量、有效穗均呈显著或极显著正相关,氮素积累总量与成熟期生物量呈显著或极显著正相关。籽粒产量、成穗率、有效穗、经济系数和成熟期生物量可以作为氮效率筛选的重要参考指标。     

不同小麦品种氮素利用效率特征差异的研究

为了给氮高效优质小麦品种的选育和栽培提供理论依据,采用盆栽试验,研究了郑麦0943、郑麦0856和郑麦7698三个中强筋小麦品种的氮素利用效率特征以及茎叶中氮组分、氮代谢酶活性的差异。结果显示,施氮可显著促进小麦氮素的吸收和累积,不同小麦品种氮素利用效率特征存在明显差异。3个小麦品种中,郑麦0943氮素吸收量最大,氮素吸收效率和氮素利用效率均较高,氮素收获指数也显著高于其他两个品种,且籽粒中氮素来源以后期根系氮素的吸收和转移为主,前期地上部营养体的氮素转移能力也明显强于其他两个品种;不施氮条件下,郑麦0943开花期茎叶中具有较高的营养性氮含量和较低的结构性氮和功能性氮含量,且施氮后功能性氮含量增幅最大,硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性也最高;不施氮条件下,郑麦7698氮素干物质生产效率和氮素收获指数均最低,郑麦0856氮素干物质生产效率最高,但氮素收获指数低于郑麦0943。综合而言,郑麦0943的氮肥生产效率最高,而郑麦0856的氮素农学利用效率最高,二者的氮素吸收效率和氮素表观回收率均高于郑麦7698。     

不同氮素吸收类型粳稻品种吸氮能力的差异及原因分析

 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质量和含氮率、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吸氮量的大小从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 等6类，以探明影响氮素高效吸收型粳稻品种吸氮能力的主要原因。结果吸收型品种抽穗前后吸氮量显著大于氮素低效吸收型品种，抽穗前吸氮量对总吸氮量影响显著大于抽穗后吸氮量；3）氮素高效吸收型品种单穗吸氮量显著大于氮素低效吸收型品种，但单位面积穗数无优势，单穗吸氮量对总吸氮量的影响显著大于单位面积穗数；4）氮素高效吸收型品种播抽历期、全生育期较长，群体与个体吸氮强度大，吸氮强度对吸氮量的影响显著大于生育期；5）氮素高效吸收型品种干物质生产量显著大于氮素低效吸收型品种，但植株含氮率无优势，干物质生产量对总吸氮量的影响显著大于植株含氮率，干物质生产量大是氮素高效吸收型品种吸氮能力强的一个重要因素；6）氮素高效吸收型品种各器官（根、茎鞘叶、穗）吸氮量均显著大于氮素低效吸收型品种，抽穗前茎鞘叶吸氮量大，抽穗后氮从茎鞘叶向穗部转移多，成熟期穗部吸氮量大，有利于提高氮高效吸收型品种氮素累积量。表明：1）供试品种间吸氮量的差异很大，总吸氮量最大品种为最小品种的2.44倍，氮素高效吸收型品种平均产量极显著高于氮素低效吸收型品种；2）氮素高效     

水稻籽粒硝态氮和铵态氮积累特性及氮肥调控研究

选用5个粳稻品种，通过田间和盆栽试验，分析水稻籽粒中硝态氮和铵态氮含量的品种间差异和籽粒中分布特点、灌浆过程中积累动态变化及其与施氮量和谷氨酰胺合成酶活性间的关系。结果表明，精米中硝态氮和铵态氮含量品种间有显著差异，铵态氮含量高于硝态氮；硝态氮和铵态氮主要分布在籽粒的米糠层里，在籽粒中呈由外到内逐渐降低的变化趋势；随着施氮量的增加，精米中硝态氮和铵态氮含量都大幅度增加，增幅高达114.1%~203.0%，但增加的幅度因品种不同而异；随灌浆进程的推进，籽粒硝态氮含量逐渐增多直至成熟，但硝态氮的日积累量和铵态氮含量随灌浆进程逐渐上升，达到峰值后又逐渐下降，呈单峰曲线变化，抽穗后25 d达到峰值，硝态氮含量高的品种日积累量显著大于含量低的品种，铵态氮含量高的品种灌浆前期积累量少于含量低的品种，而灌浆后期的积累量高于含量低的品种；籽粒谷氨酰胺合成酶活性与硝态氮和铵态氮含量及硝态氮日积累量间均呈显著或极显著正相关。     

春性和半冬性小麦氮效率差异的群体特征比较

为了解小麦群体结构特征与氮利用效率的相关性,以江苏省推介使用的6个半冬性小麦品种和9个春性小麦品种为材料,研究两类型小麦间群体特征及氮利用效率的差异。结果表明,在施氮量相同时,半冬性小麦群体植株平均干物质积累量、叶面积指数在生育前期低于春性小麦,生育后期高于春性小麦,茎蘖数在全生育期均高于春性小麦,平均花后干物质积累量、总结实粒数、粒叶比均高于春性小麦。同一类型小麦中不同品种间群体干物质积累量、总结实粒数也存在显著差异;同一类型小麦各品种花后干物质积累量、茎蘖成穗率、总结实粒数、粒叶比与产量均呈显著或极显著线性正相关,叶面积指数下降速率与产量呈线性负相关。半冬性和春性小麦花后干物质积累量、总结实粒数与氮肥生产效率(NGPE)呈显著或极显著正相关;春性小麦的粒叶比与NGPE呈显著或极显著正相关,叶面积指数下降速率与NGPE呈显著或极显著负相关,茎蘖成穗率与氮肥吸收效率(NUEa)呈显著或极显著正相关;半冬性小麦粒叶比与氮肥农学效率(NAE)呈显著正相关。花后干物质积累量、总结实粒数是两种类型小麦群体NGPE的共性调控特征表现,粒叶比可作为春性小麦NGPE、半冬性小麦NAE差异的评价指标,茎蘖成穗率可作为春性小麦NUEa的调控指标。     

机直播杂交籼稻结实期物质转运与不同粒位米质的关系

选用8个杂交籼稻品种为试验材料,比较机直播不同品种间结实期物质转运、产量及穗部不同粒位（强、弱势粒,一次、二次枝梗,上、中、下部）米质的差异,并探讨结实期物质转运与不同粒位米质的关系,为机直播杂交籼稻品种筛选提供理论依据。结果表明,具有较高的颖花数和千粒重,且结实期具有较高的茎鞘和叶片物质输出与转换率,是机直播高产品种的主要特征。强势粒、一次枝梗籽粒垩白度和垩白粒率均低于弱势粒及二次枝梗籽粒,食味值均高于弱势粒及二次枝梗籽粒;穗上部籽粒米质特征均不同程度高于穗中部和下部籽粒,但穗中部和下部籽粒米质特征品种间存在差异;宜香优2115不同粒位食味值均不同程度高于其他品种。相关分析表明,结实期茎鞘物质输出率及转换率与不同粒位垩白均存在显著或极显著负相关（r=-0.66^*~-0.85^**）,与不同粒位食味值呈显著或极显著正相关（r=0.67^*~0.86^**）。提高机直播杂交籼稻结实期茎鞘物质转运率及转换率可改善不同粒位籽粒食味品质,宜香优2115作机直播在产量及米质上综合表现好,尤其在食味品质方面优势明显,适宜作为机直播水稻品种应用。     

水稻灌浆期耐热性的品种间差异及其与剑叶光合特性和内源多胺的关系

对６５个不同来源的早籼稻品种进行了灌浆期耐热性的鉴定研究,并比较了耐热性相差很大的品种灌浆期高温胁迫前后的生理反应。结果表明：秕粒率、实粒重、整精米率、垩白度、蛋白质含量的胁迫指数可作为水稻品种灌浆期耐热性田间直接鉴定的５个指标,可采用隶属函数值法对各品种的耐热性进行综合评价;不同品种的耐热性存在相当大的差异,筛选出了几个耐热性很强的品种;高温胁迫严重影响水稻的光合能力,但耐热性强的品种剑叶的光合速率高温胁迫后下降幅度明显较小,胁迫解除后恢复的程度也更高,叶绿素含量、ＲｕＢＰｃ活性及内源多胺含量的变化趋势与光合速率相一致,是水稻耐高温逼熟的重要生理特征。     

中籼水稻品种改良过程中米质和根系特征对灌溉方式的响应

【目的】研究不同灌溉方式下中籼水稻品种的稻米品质与根系特征。【方法】以江苏省近80年来各阶段具有代表性的中籼水稻品种为试验材料,全生育期设置干湿交替灌溉(AWD)和常规灌溉(CI)处理。在矮秆、半矮秆常规稻和半矮秆杂交稻中各选择2个水分利用效率(WUE)存在明显差异的品种进行稻米品质和根系特征分析。【结果】无论是在AWD还是CI下,各类型品种的产量和WUE均随品种改良逐渐提高。与CI相比,AWD显著增加了产量和水分利用效率。在AWD下,各类型品种(矮秆品种、半矮秆品种、半矮秆杂交稻)的产量分别为6.96 t/hm²、8.71 t/hm²和10.14 t/hm²,WUE分别为1.30 kg/m³、1.62 kg/m³和1.91 kg/m³。各类型品种的精米率、整精米率、蛋白质含量、淀粉溶解度与膨胀度、根干质量、根冠比、根系氧化力、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积、根系伤流液中玉米素和玉米素核苷以及脱落酸含量随品种改良显著提高。与CI相比,AWD改善了稻米的加工和外观品质及根系形态生理特征,提高了稻米淀粉的峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和崩解值,降低了淀粉的消减值和相对结晶度。相关分析表明,产量、WUE及稻米品质均与根系生长密切相关。【结论】现代半矮秆品种尤其杂交稻在全生育期干湿交替灌溉条件下可获得较高的产量和水分利用效率以及较优的稻米品质,这与根系形态和生理特征的改善密切相关。     

水稻灌浆期耐热性的品种间差异及其与剑叶光合特性和内源多胺的关系

 对65个不同来源的早籼稻品种进行了灌浆期耐热性的鉴定研究,并比较了耐热性相差很大的品种灌浆期高温胁迫前后的生理反应。结果表明：秕粒率、实粒重、整精米率、垩白度、蛋白质含量的胁迫指数可作为水稻品种灌浆期耐热性田间直接鉴定的 5个指标,可采用隶属函数值法对各品种的耐热性进行综合评价;不同品种的耐热性存在相当大的差异,筛选出了几个耐热性很强的品种;高温胁迫严重影响水稻的光合能力,但耐热性强的品种剑叶的光合速率高温胁迫后下降幅度明显较小,胁迫解除后恢复的程度也更高,叶绿素含量、RuBPc 活性及内源多胺含量的变化趋势与光合速率相一致,是水稻耐高温逼熟的重要生理特征。     

Physiological Basis of Stagnant Flooding Tolerance in Rice

Stagnant flooding(SF) is an important constraint which prolonges partial submergence damages of rice plants and reduces grain yield. Due to the heterogeneity in flood-prone ecosystem, many different types of traditional rice varieties are being grown by the farmers. The local landraces adapted to extreme in water availability could be the sources of new gene(s) which would be utilized to improve the adaptability of rice to SF with high yield. The main goal of this study is to identify new genetic resources tolerant to SF based on morpho-physiological traits. A total of 16 rice varieties were selected after initial screening from more than 400 rice varieties which were collected from eastern states of India. The increase rate of plant height was higher under SF compared to control, whereas no such trend was observed in the increment rate of aboveground total dry weight and culm dry weight. Area of aerenchyma gas spaces per tiller increased whereas root oxidase activity decreased under SF. The reduction of root oxidase activity, leaf area, and leaf dry weight was higher in susceptible varieties under SF compared to control. Stability index for different grain yield and yield attributes revealed that the impact of SF differed among different varieties. Correlation coefficient studies among different parameters taking stability index showed significant association with the grain yield. Based on the findings, it was concluded that maintenance of equivalent panicle weight and panicle number, plant height and harvest index at the maturity stage, leaf area, leaf and culm dry weights, root oxidase activity and tiller numbers at the flowering stage under SF compared to control help the plant to counteract the adverse effects of SF.     

长江中下游稻区双季晚粳稻产量生理与资源利用效率研究进展

长江中下游稻区是我国水稻主产区,同时又是单、双季稻混作区。目前,随着经济发展和人民生活水平的提高,人们对优质大米,尤其是优质粳米的需求日益增加,因此,在双季稻生产中引入粳稻具有重要的现实意义。本文介绍了长江中下游双季稻的温光资源特性,总结了现有双季晚(籼/粳)稻品种的种植表现,从产量、产量结构、干物质积累、群体动态、生育期、温光利用率、稻米品质等方面比较了长江中下游稻区晚粳与晚籼的可能差异。总体来说,双季晚粳在产量、每穗粒数、结实率、千粒重等方面均显著高于晚籼;前期干物质积累两者无显著差异,但是后期干物质积累量晚粳要高于晚籼,晚粳的灌浆率显著高于晚籼,这预示着双季晚粳具有更高的产量潜力。粳稻比籼稻有着较平稳的茎蘖动态,这使其具有更强的后期光合能力、更高的后期光能利用率;全生育期晚粳比晚籼长,主要体现在推迟抽穗结实,延长结实灌浆期;粳稻全生育期积温和光照时数均显著高于籼稻,粳稻后期叶面积指数大于籼稻,光合势亦高于籼稻,而在生育前期(拔节至抽穗期)两者对温光资源的利用基本相当,因此温光利用率晚粳显著高于晚籼;另外,晚粳的稻米品质要优于晚籼。因此,相对于双季晚籼,双季晚粳具有更高的应用推广价值。