不同氮肥水平下结实期灌溉方式对水稻弱势粒灌浆及产量的影响

【目的】旨在阐明氮肥和灌溉方式对水稻产量、籽粒灌浆及生理特性的影响。【方法】以大穗型品种甬优2640和中穗型品种淮稻5号为供试材料进行盆钵试验,大田育秧移栽后设置3种氮肥水平,即0 N(不施氮)、MN(2 g N/盆)、HN(4 g N/盆);抽穗至成熟期设置3种灌溉方式,即CI(保持水层灌溉)、WMD(轻干湿交替灌溉,土壤水势-15 k Pa时复水)、WSD(重干湿交替灌溉,土壤水势-30 k Pa时复水)。【结果】在CI下,两个品种产量均以MN水平最高;WMD处理下,两个品种产量均以HN水平最高,但与MN下差异不显著,WSD处理下两个品种产量均以HN最高;而在籽粒灌浆上,两个品种强势粒的灌浆速率和最终粒重在各个水氮处理间无显著差异,弱势粒的灌浆速率和最终粒重在良好水势条件CI和轻度水分胁迫WMD下,分别在0 N和MN水平下表现较优;但在重度水分胁迫WSD下,0N水平表现最低,HN最高,但与MN差异不显著。以上都表明产量与弱势粒的灌浆在水氮间存在着明显的交互作用。在品种间,大穗型籼粳杂交稻甬优2640弱势粒灌浆速率及粒重都低于中穗型常规粳稻淮稻5号,其产量优势主要源自较高的每穗粒数。最后,WMD+MN处理下有较高的氮肥利用率,较少的施氮量获得较高的产量,达到节水节氮增产的效果,其次也增加了根系生理活性和叶片光合性能,非结构性碳水化合物(NSC)转运率,促进了地上部的生长发育,同时也加强了物质运转,促进了灌浆中后期弱势粒籽粒的充实,最终达到产量增加的目的,成为本研究最佳水氮运筹方式。     

结实期干湿交替灌溉对水稻根系、产量和土壤的影响

[目的]干湿交替灌溉(WMD)对水稻根系生长和产量形成有重要影响,但其对土壤性状的影响,以及与根系生长的关系尚不明确.[方法]本研究以5个不同类型的水稻品种为材料,在结实期设置常规灌溉(CI)和干湿交替灌溉(WMD)两种灌溉方式处理,研究了其对水稻产量、根系形态生理及土壤性状的影响.[结果]1)与CI相比,结实期WMD...     

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。     

增氧处理对稻田土壤微生物量碳、氮和酶活性的影响

【目的】探讨增氧方式对稻田土壤微生物量碳、氮和土壤酶活性的影响。【方法】以中旱221(旱稻)、中浙优8号(水稻)和IR45765-3B(深水稻)为材料,研究微纳米气泡水增氧灌溉、干湿交替灌溉、淹水灌溉对稻田土壤微生物量碳、氮,土壤氮代谢作用强度和土壤氮素转化相关酶活性的影响。【结果】微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉可以显著提高稻田土壤微生物生物量碳、氮,中旱221、中浙优8号和IR45765-3B的增氧处理较淹水灌溉处理微生物生物量碳、氮分别增加了30.0%~46.1%和7.1%~92.1%,并且增氧处理降低了3个水稻品种的微生物量碳氮比;与淹水灌溉相比,微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉有助于提高稻田土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、羟胺还原酶活性,降低硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性。【结论】微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉改善稻田土壤的氧化特性,提高土壤酶活性、微生物量碳、氮和硝化强度,有助于改善土壤环境和肥力状况,协调了C、N代谢的平衡。     

水分胁迫对节水抗旱稻产量形成和根系形态生理特性的影响

【目的】探究节水抗旱稻组合旱优73在不同灌溉条件下产量形成特点及其根系形态生理的变化情况。【方法】以节水抗旱稻旱优73和高产水稻H优518为材料,通过根管试验设置三种水分处理(常规灌溉、轻度水分胁迫、重度水分胁迫),调查株高、分蘖、根系形态特征和生理特性以及产量构成因素,分析性状之间的关系,探究不同程度水分胁迫对旱优73和H优518产量形成和根系形态生理的影响及其差异。【结果】两年的重复试验结果表明,与常规灌溉相比,在轻度水分胁迫下,旱优73的产量及其构成因素无显著变化,H优518的产量在两年内平均减少了25.6%,每穗粒数、结实率、千粒重也显著降低;在重度水分胁迫下,两品种产量及其构成因素均显著降低,其中,旱优73的产量两年内平均减少了28.8%,H优518产量减少了46.1%。与常规灌溉相比,轻度水分胁迫下旱优73的根系总吸收表面积、活跃吸收表面积、根体积、根直径、根尖数、根系抗氧化酶活性均无显著变化,而重度水分胁迫下则显著降低;在两种水分胁迫下,H优518根系形态生理指标均显著下降。【结论】节水抗旱稻旱优73在轻度水分胁迫下可维持较高的产量,在重度水分胁迫下产量降幅明显低于高产水稻H优518,良好的根系形态和较强的根系活力是其抗旱稳产的重要原因。     

不同水分管理方式对旱直播水稻产量和稻米品质的影响

【目的】研究旱直播模式下不同水分管理方式对水稻产量、光合生理特性和稻米品质的影响，以期为干旱气候条件下的节水栽培提供理论依据。【方法】采用大田小区试验，以杂交稻旱优73和常规稻黄华占为试验材料，通过设置全生育期内旱管和水管两种水分管理模式，综合考查旱直播模式下不同水分管理方式对水稻叶片光合特性、地上部干物质积累及分配、产量和稻米品质的影响。【结果】水稻旱直播模式下进行旱作栽培显著提高了水分利用效率和水稻产量，降低了稻米的外观品质和食味品质。与淹水灌溉相比，旱作处理显著提高了叶片SPAD值和齐穗期净光合速率，促进了地上部干物质的积累；增加了茎秆和叶片干物质转运量和对籽粒贡献率，进而提高了水稻有效穗和千粒重。其中，黄华占和旱优73产量分别增加14.0%和11.9%。旱作处理对加工品质没有显著影响，但显著降低了直链淀粉含量，增加了蛋白质含量；同时降低籽粒中重金属砷的含量，增加了重金属镉的含量。【结论】水稻旱直播模式为干旱气候条件下的水稻适应性栽培提供了可能，但稻米品质与产量协同提升因品种而异。因此，旱直播模式下高效优质栽培技术还需进一步研究。     

增氧模式对水稻光合特性及产量的影响

【目的】研究不同增氧模式对水稻光合特性和物质生产的影响,并探讨适宜不同生态型水稻品种生长以及提高其产量的增氧模式,进一步明确稻田根部增氧对水稻生长的作用,为水稻好氧栽培提供参考和理论依据。【方法】以中浙优1号(水稻)、IR45765-3B(深水稻)和中旱221(旱稻)3种不同生态型水稻品种为材料,设置增施过氧化钙(T_1)、微纳气泡水灌溉(T_2)和表土湿润灌溉(T_3)等不同增氧模式以及淹水对照(CK),分别测定水稻叶片光合特性、干物质积累量和产量等指标。【结果】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉处理增加了3个水稻品种主要生育期的叶片SPAD值、叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和干物质量,水稻有效穗数和结实率显著高于对照;表土湿润灌溉处理下,3个品种的叶片SPAD值、叶面积指数、光合参数和干物质量下降,结实率显著低于对照,但提高了叶片水分利用率。完熟期,增施过氧化钙处理下,中浙优1号、IR45765-3B和中旱221稻谷产量分别较对照增加了22.38%、18.27%和18.17%;微纳气泡水灌溉处理下,3个品种稻谷产量分别较对照增加了13.89%、10.67%和8.85%;表土湿润灌溉处理下,产量分别比对照减少5.86%、8.19%和6.16%。【结论】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉有助于提高水稻叶片叶绿素含量、叶面积指数和光合作用能力,并显著增加水稻干物质积累和产量;而表土湿润灌溉处理下,水稻水分供应不足,叶片光合作用及产量均有所下降。     

灌溉模式与施氮量交互作用对水稻产量以及水、氮利用效率的影响

【目的】研究不同水、氮管理模式对水稻产量以及水、氮利用效率的影响,以期为水稻高产与水、氮高效利用提供理论依据和技术参考。【方法】大田试验于2015-2016年在浙江富阳进行,供试品种为三系籼型杂交稻天优华占。设置常规灌溉(CI)和干湿交替灌溉(AWD)两种灌溉模式,同时设置低氮(LN,80 kg/hm~2)、中氮(MN,160kg/hm~2)和高氮(HN,240 kg/hm~2)3种施氮水平。【结果】灌溉模式与施氮量对水稻产量以及水、氮利用效率有显著互作效应。与CI相比,AWD抑制无效分蘖,分蘖成穗率提高8.1%~10.7%;提高抽穗期至成熟期的光合势(LAD)与群体生长率(CGR);促进根系下扎,10~20 cm根层根系生物量增加了24.4%~32.3%,同时提高了结实期根系活性;促使茎鞘中非结构性碳水化合物(NSC)向籽粒中运转;且AWD在160 kg/hm~2(中氮)施氮水平下可显著提高产量与水、氮利用效率,为本研究最佳的水、氮运筹模式。【结论】通过适宜的水、氮运筹可充分发挥其互作效应,提高水稻产量与水、氮利用效率。     

灌浆期干旱胁迫对水稻生理性状和产量的影响

【目的】研究灌浆期干旱对不同类型水稻叶片生理性状和产量的影响,为干旱气候条件下水稻栽培提供参考。【方法】以节水抗旱稻旱优113和普通杂交稻扬两优6号(YLY6)为材料,设置传统淹水灌溉、灌浆期干旱胁迫两个处理,分别测定水稻的产量及产量构成、稻米品质(加工品质、外观品质和营养品质)、干物质生产及分配、叶片生理活性(叶片水势、气叶温差和光合速率)等。【结果】与传统淹水灌溉相比,灌浆期干旱胁迫下水稻叶片水势、气叶温差均显著下降,最终导致叶片光合速率降低;但是在复水后2～15 d,叶片的各生理指标可以得到恢复,与对照没有显著差异;水稻产量没有明显变化,产量的稳定主要得益于前期充足的干物质积累使籽粒充分灌浆,结实率显著升高;稻米的碾磨品质没有显著影响,但扬两优6号的外观品质显著降低,却改善了旱优113的外观品质。同时,蛋白质含量升高在一定程度上改善了稻米营养品质。【结论】水稻灌浆期适度干旱可以在稳定产量的基础上改善稻米品质。因此,适当在生育后期阶段减少水分的投入,不仅可节约农业用水,稳定籽粒产量,还有利于稻米品质的改善。     

籼粳杂交稻甬优2640氮素吸收利用特点

【目的】探明籼粳杂交稻甬优2640的氮素吸收利用特点。【方法】籼粳杂交稻甬优2640、常规粳稻连粳7号和常规籼稻扬稻6号种植于大田,设置6种施氮量处理(0、100、200、300、400、500 kg/hm ²)和 ¹⁵N示踪微区试验。【结果】在0~400 N kg/hm ²范围内,甬优2640的稻谷产量随施氮量的增加而提高;连粳7号和扬稻6号的产量则是先增加后降低,在施氮量300 kg/hm ²时产量最高;相同施氮量下,甬优2640的产量均高于连粳7号和扬稻6号。甬优2640产量较高,这得益于地上部较高的干物质量和库容量(总颖花量)。适量增施氮肥提高了籽粒中 ¹⁵N积累量,但其在籽粒中的分配比例却随施氮量的增加而降低。甬优2640穗中的 ¹⁵N分配比例高于连粳7号和扬稻6号。高施氮量降低水稻氮收获指数。增施氮肥明显提高3个水稻品种穗分化期、抽穗期和灌浆中期叶片的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性;相同施氮量下,甬优2640的各种酶活性显著高于连粳7号和扬稻6号。【结论】籼粳杂交稻甬优2640较常规水稻品种具有更强的氮素吸收与利用能力。     

施氮量和灌溉方式的交互作用对东北粳稻稻米品质的影响

【目的】探讨不同灌溉方式和氮肥对水稻品质的影响及其互作效应。【方法】以常规粳稻沈稻47和杂交粳稻粳优586为材料，进行防雨棚盆栽试验，设置浅水层灌溉、浅湿灌溉、轻干湿交替灌溉和重干湿交替灌溉4种灌溉方式及正常施氮(normal nitrogen, NN, 180 kg/hm2)和高氮(high nitrogen, HN, 220 kg/hm2)2种氮肥水平，研究不同肥水处理对稻米品质的影响。【结果】灌溉方式和施氮量对稻米品质有明显的互作效应，在正常施氮和高氮水平下，稻米的加工品质、外观品质、营养品质和蒸煮食味品质均以轻干湿交替灌溉为佳。正常施氮水平下，重干湿交替灌溉下稻米的整精米率、胶稠度、最高黏度和崩解值低于浅水层灌溉，而其垩白度、垩白粒率、直链淀粉含量及消减值却高于浅水层灌溉。高氮水平下，重干湿交替灌溉处理的加工品质、外观品质、营养品质和蒸煮食味品质优于浅水层灌溉，但二者间差异不显著。灌溉方式对氨基酸的影响因施氮量和品种的不同而存在差异。常规施氮水平下，轻干湿交替灌溉显著提高了稻米的总氨基酸含量；高氮水平下，重干湿交替灌溉显著提高了沈稻47的氨基酸总量，而粳优586总氨基酸含量则在轻干湿交替灌溉处理下取得较高值，必需氨基酸和非必需氨基酸含量与总氨基酸含量趋势一致。【结论】轻干湿交替灌溉方式可以改善稻米品质。在本研究条件下，沈稻47和粳优586分别以轻干湿交替灌溉和施氮量为180 kg/hm2和施氮量为220 kg/hm2时，米质较好。     

施氮量和灌溉方式的交互作用对东北粳稻稻米品质的影响

[目的]探讨不同灌溉方式和氮肥对水稻品质的影响及其互作效应。[方法]以常规粳稻沈稻47和杂交粳稻粳优 586 为材料,进行防雨棚盆栽试验,设置浅水层灌溉、浅湿灌溉、轻干湿交替灌溉和重干湿交替灌溉4种灌溉方式及正常施氮(normal nitrogen, NN, 180 kg/hm^2)和高氮(high nitrogen, HN, 220 kg/hm^2)2种氮肥水平,研究不同肥水处理对稻米品质的影响。[结果]灌溉方式和施氮量对稻米品质有明显的互作效应,在正常施氮和高氮水平下,稻米的加工品质、外观品质、营养品质和蒸煮食味品质均以轻干湿交替灌溉为佳。正常施氮水平下,重干湿交替灌溉下稻米的整精米率、胶稠度、最高黏度和崩解值低于浅水层灌溉,而其垩白度、垩白粒率、直链淀粉含量及消减值却高于浅水层灌溉。高氮水平下,重干湿交替灌溉处理的加工品质、外观品质、营养品质和蒸煮食味品质优于浅水层灌溉,但二者间差异不显著。灌溉方式对氨基酸的影响因施氮量和品种的不同而存在差异。常规施氮水平下,轻干湿交替灌溉显著提高了稻米的总氨基酸含量;高氮水平下,重干湿交替灌溉显著提高了沈稻47的氨基酸总量,而粳优586总氨基酸含量则在轻干湿交替灌溉处理下取得较高值,必需氨基酸和非必需氨基酸含量与总氨基酸含量趋势一致。[结论]轻干湿交替灌溉方式可以改善稻米品质。在本研究条件下,沈稻 47和粳优586分别以轻干湿交替灌溉和施氮量为180 kg/hm^2和施氮量为220 kg/hm^2时,米质较好。     

不同氮肥水平下结实期灌溉方式对水稻弱势粒灌浆及产量的影响

【目的】旨在阐明氮肥和灌溉方式对水稻产量、籽粒灌浆及生理特性的影响。     

水分胁迫对节水抗旱稻产量形成和根系形态生理特性的影响

目的 探究节水抗旱稻组合旱优73在不同灌溉条件下产量形成特点及其根系形态生理的变化情况。方法 以节水抗旱稻旱优73和高产水稻H优518为材料,通过根管试验设置三种水分处理(常规灌溉、轻度水分胁迫、重度水分胁迫),调查株高、分蘖、根系形态特征和生理特性以及产量构成因素,分析性状之间的关系,探究不同程度水分胁迫对旱优73和H优518产量形成和根系形态生理的影响及其差异。结果 两年的重复试验结果表明,与常规灌溉相比,在轻度水分胁迫下,旱优73的产量及其构成因素无显著变化,H优518的产量在两年内平均减少了25.6%,每穗粒数、结实率、千粒重也显著降低;在重度水分胁迫下,两品种产量及其构成因素均显著降低,其中,旱优73的产量两年内平均减少了28.8%,H优518产量减少了46.1%。与常     

Changes in Enzyme Activities Involved in Starch Synthesis and Hormone Concentrations in Superior and Inferior Spikelets and Their Association with Grain Filling of Super Rice

The changes in activities of key enzymes involved in sucrose-to-starch conversion and concentrations of hormones in superior and inferior spikelets of super rice were investigated and their association with grain filling was analyzed.Four super rice cultivars,Liangyoupeijiu,IIyou 084,Huaidao 9 and Wujing 15,and two high-yielding and elite check cultivars,Shanyou 63 and Yangfujing 8,were used.The activities of sucrose synthase (SuSase),adenosine diphosphoglucose pyrophosphorylase (AGPase),starch synthase (StSase) and starch branching enzyme (SBE),and the concentrations of zeatin + zeatin riboside (Z + ZR),indole-3-acetic acid (IAA) and abscisic acid (ABA) in superior and inferior spikelets were determined during the grain filling period and their relationships with grain filling rate were analyzed.Maximum grain filling rate,the time reaching the maximum grain-filling rate,mean grain filling rate and brown rice weight for superior spikelets showed a slight difference between the super and check rice cultivars,but were significantly lower in the super rice than in the check rice for inferior spikelets.Changes of enzyme activities and hormone concentrations in grains exhibited single peak curves during the grain filling period.The peak values and the mean activities of SuSase,AGPase,StSase and SBE were lower in inferior spikelets than in superior ones,as well as the peak values and the mean concentrations of Z + ZR and IAA.However,the peak value and the mean concentration of ABA were significantly higher in inferior spikelets than in superior ones and greater in the super rice than in the check rice.The grain filling rate was positively and significantly correlated with the activities of SuSase,AGPase and StSase and the concentrations of Z + ZR and IAA.The results suggested that the low activities of SuSase,AGPase and StSase and the low concentrations of Z + ZR and IAA might be important physiological reasons for the slow grain filling rate and light grain weight of inferior spikelets in super rice.     

超级稻花后强、弱势粒淀粉合成相关酶活性和激素含量变化及其与籽粒灌浆的关系

 种植4个超级稻品种\[两优培九和Ⅱ优084（杂交籼稻）、淮稻9号和武粳15（粳稻）\]和2个高产对照品种\[汕优63（杂交籼稻）和扬辐粳8号（粳稻）\],观察其结实期强、弱势粒中蔗糖合酶（SuSase）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）、淀粉合酶（StSase）和淀粉分支酶（SBE）活性及玉米素+玉米素核苷（Z+ZR）、3 吲哚乙酸（IAA）和脱落酸（ABA）含量的变化,并测定了强、弱势粒灌浆速率。结果表明,超级稻品种强势粒的最大灌浆速率、到达最大灌浆速率的时间、平均灌浆速率和糙米重与对照品种差异较小,超级稻品种弱势粒的灌浆速率和糙米重显著低于对照。灌浆期强、弱势粒的SuSase、AGPase 、StSase 和SBE活性变化及Z+ZR、IAA 和ABA 含量变化均呈单峰曲线。弱势粒的SuSase、AGPase、StSase 和SBE的峰值活性和平均活性及其Z+ZR 和IAA的峰值含量和平均含量均低于强势粒。弱势粒的ABA 峰值含量和平均含量显著高于强势粒,超级稻品种高于对照品种。籽粒灌浆速率与SuSase、AGPase和StSase 活性及Z+ZR 和IAA含量均呈显著或极显著正相关,与SBE活性及ABA含量的相关不显著。说明超级稻品种弱势粒中较低的SuSase、AGPase和StSase活性及较低的Z+ZR和IAA含量是其灌浆速率小、粒重轻的一个重要原因。