大穗型水稻的物质生产特性与产量能力的研究

通过3年试验,研究分析了大穗型水稻在杂优栽培方法下的产量差异;产量与干物质生产、茎鞘物质运转率的相关性;结实率依每亩颖花数、抽穗期单位叶面积负担颖花数、每颖花灌浆物质量而变化的复回归分析;光合速率的差异及其与产量的相关性;产量与群体净同化率的相关性;叶面积与净同化率在抽穗前与抽穗后对干物质生产的贡献;以及影响茎鞘物质运转率的若干因素。     

不同耕作方式对机插双季水稻产量的影响

明确不同机械土壤耕作方式对机插双季水稻产量的影响有助于提高我国水稻生产的机械化水平。通过两年的田间试验,对比研究了深翻耕与农户浅旋耕对机插双季水稻产量的影响。结果表明,与旋耕相比,连续翻耕对水稻的生物量、产量以及产量构成均无显著影响。翻耕降低了抽穗后剑叶的叶绿素含量（ SPAD值）,特别是早稻,但对早晚稻剑叶的净光合速率并无显著影响。与旋耕相比,翻耕有降低早稻植株氮素含量的趋势,而晚稻趋势不明显。翻耕显著提高了下层（10～20 cm）水稻根系的质量及其比例。但这种对水稻根系生长的促进作用并未带来地上部生物量或产量的提升。因此,在本试验点翻耕和旋耕之间机插双季水稻产量并无显著差异。     

基于增苗减氮技术构建晚籼稻高产氮高效群体

[目的]增施氮肥是实现水稻高产最为重要的措施之一,但过量施用氮肥会降低氮肥吸收利用率并造成氮素面源污染.合理的每穴苗数通过调节稻田基本苗数构建高产群体起点,但通过增加每穴苗数降低施氮量能否同步实现水稻高产及氮素高效利用目前还不清楚.旨在探索每穴苗数及氮肥用量对构建晚籼稻高产氮高效群体的协同调控效果.[方法]于2017—2018年,选用五优308及天优华占为晚籼稻材料,设CK(每穴2苗和N 180 kg/hm2)、T1(每穴3苗和N 144 kg/hm2)及T2(每穴4苗和N 126 kg/hm2)等3个处理,测定了水稻干物质生产、叶面积指数、产量及氮素吸收利用.[结果]随着增苗减氮调控程度增加,两品种产量均先增后降.与CK处理相比,五优308及天优华占品种T1处理产量分别增加0.36％～0.38％及8.73％～10.01％,其中天优华占T1处理与CK处理产量间差异达显著水平;天优华占T2处理产量增加0.95％～1.72％,而五优308品种T2处理产量却显著降低7.46％～7.96％.增苗减氮促进晚籼稻有效穗数增加,每穗粒数降低,结实率先增后降,千粒质量无显著变化.两品种抽穗期及成熟期的叶面积指数及幼穗分化期至成熟期的光合势均先增后降,五优308作物生长速率、总干物质量降低,而天优华占作物生长速率、总干物质量却均先增后降.总吸氮量降低,氮素偏生产力增加、氮素吸收利用率、生理利用率及农学利用率均先增后降.[结论]T1处理可同步协调"增苗"与"减氮"二者关系,可有效构建晚籼稻高产氮高效群体,但具体调控效果因品种而异.     

影响两系杂交稻结实期茎鞘贮藏碳水化合物转运的生理因素研究

选用三种类型两系杂交稻组合,研究灌浆结实期茎、鞘贮藏碳水化合物转运活性及其影响因素。结果表明：茎、鞘高含量可溶性糖是转运活跃的特征;淀粉酶活性高有利淀粉降解转运;分枝酶（ Ｑ 酶） 可能影响淀粉的降解和转运效率;蔗糖合成酶（ Ｓ Ｓ） 、蔗糖磷酸合成酶（ Ｓ Ｐ Ｓ） 对蔗糖含量和转运有影响。     

水氮耦合对直播早籼稻苗期低温冷害的调控效应

为探究水氮耦合对直播早籼稻苗期低温冷害的调控作用,以耐冷品种湘早籼6号和冷敏感品种中嘉早17为供试材料,设置适温不施氮（CK）、低温不施氮（LT-0N）、低温低氮（LT-LN）、低温高氮（LT-HN）、低温淹水不施氮（LTF-0N）、低温淹水低氮（LTF-LN）和低温淹水高氮（LTF-HN）7个处理,处理5d,分析秧苗农艺性状、抗氧化酶活性、渗透调节物质、氮代谢相关酶与光合酶活性、内源激素含量等生理生态特性。结果表明,水氮耦合可缓解低温冷害对直播早籼稻造成的伤害。与LT-LN处理相比,LT-HN处理5d后冷敏感品种中嘉早17的苗高、根数、最大根长、鲜重、干重、顶部第1和第3片叶长显著增加;与LTF-0N处理相比,LTF-LN和LTF-HN处理5d后,不同耐性品种的根数、根长、鲜重和顶部第3片叶长显著增加,LTF-LN处理的根数和鲜重高于LTF-HN处理。与LT-0N处理相比,LT-HN和LTF-LN处理显著增加冷敏感品种中嘉早17叶片氮代谢相关酶和光合酶活性、硝态氮、叶绿素和内源生长促进类激素含量,但降低了叶片抗氧化酶活性、可溶性蛋白、渗透调节物质和内源生长抑制类激素含量,高氮和淹水低...     

施用生物炭对双季稻田综合温室效应和温室气体排放强度的影响

为探究在南方双季稻区施用生物炭对稻田综合温室效应和温室气体排放强度的影响,本研究以常规稻中嘉早17(早稻)和杂交稻五优308(晚稻)为试验材料,设置不施生物炭(CK)和施生物炭(20t·hm-2)2个处理,采用静态箱-气相色谱法连续2年监测稻田温室气体排放,并分析施用生物炭对双季稻田甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放量、综合温室效应(GWP)、双季水稻累积总产量和单位产量的温室气体排放强度(GHGI)的影响。结果表明,与对照相比,施用生物炭显著降低了早晚稻甲烷累积排放通量,但对氧化亚氮累积排放通量无显著影响。试验进行2年后,施用生物炭显著降低2周期稻田的甲烷累积排放总量(26.9%)。在100年时间尺度上,施用生物炭显著降低2周期稻田综合温室效应(26.9%)和温室气体排放强度(30.3%);施用生物炭显著增加双季稻田土壤有机质含量,且在试验第2年显著提高了早晚稻的产量。综上,施用生物炭可以协同实现水稻丰产和稻田固碳减排。本研究为南方双季稻区水稻丰产和稻田土壤固碳减排提供了理论依据。     

化肥减施条件下稻草还田供硅对双季稻产量及硅素养分吸收的影响

为探明化肥减施条件下长期稻草还田供硅对双季稻产量及硅素养分吸收利用的影响,本试验以国家级耕地质量监测点(江西进贤温圳)的田间长期定位试验为研究平台,设置稻草还田减施化肥(SI+NPK)、稻草烧灰还田减施化肥(SB+NPK)和单施化肥(NPK)处理,以及相对应稻草还田不施化肥(SI)、稻草烧灰还田不施化肥(SB)和稻草不还田不施化肥(CK)共6个处理,测定双季稻产量、生物量及硅素养分吸收等指标。结果表明,SI+NPK处理能够增加双季早、晚稻周年产量与生物量,且无肥区稻草还田与稻草不还田间差异显著,其中双季早稻增产效应高于双季晚稻。6年早稻季平均产量SI+NPK处理较SB+NPK、NPK增幅达2.86%~6.38%;晚稻季SI+NPK处理较NPK增幅2.80%,与SB+NPK产量持平。SI+NPK处理有利于提高早稻季植株各器官硅含量,而晚稻季生育后期表现较高;与SB+NPK、NPK相比,SI+NPK处理显著提高了双季早、晚稻硅素吸收总量。SI+NPK处理下的早稻各生育阶段的硅素积累量高于SB+NPK、NPK,且与NPK差异显著;晚稻季各生育阶段硅素积累量相比NPK,SI+NPK在分蘖-幼穗分化期、抽穗-成熟期显著提高。相关性分析结果表明,各生育时期硅素积累量与产量呈显著或极显著正相关,提高生育前期硅素阶段积累量可为水稻增产奠定基础。本研究为南方稻区稻草资源合理利用与双季稻高产栽培硅肥合理施用模式提供了理论依据和技术指导。     

施用生物炭对双季水稻产量和氮素吸收的影响

为探究施用生物炭对双季水稻产量、土壤性状和氮素吸收的影响,以常规稻‘中嘉早17’和杂交稻‘五优308’为试验材料,设置稻田配施20 t·hm-2生物炭和不施生物炭(CK)2个处理,研究施用生物炭对双季水稻产量和氮素吸收的影响。结果表明,与对照相比,施用生物炭对2015年早晚稻产量无显著影响,但会显著降低早晚稻的有效穗数和每穗粒数。施用生物炭显著增加了2016年早晚稻的产量,增产率分别为15.1%和13.5%。生物炭显著增加了2016年早稻的每穗粒数,但对晚稻的每穗粒数无显著影响。施用生物炭显著降低了2015年早晚稻的氮素吸收,但对2016年早晚稻的氮素吸收无显著影响。2年田间试验发现施用生物炭可以显著提高土壤有机质、速效钾含量和蔗糖酶活性,分别增加了41.8%、90.7%和14.3%,但对土壤脲酶、纤维素酶和蛋白酶活性均无显著影响。综上,施用生物炭对双季水稻的影响可能具有时间效应。本研究结果为南方双季稻区酸性土壤改良和培肥提供了科学依据。     

秸秆还田条件下灌溉方式对双季稻产量及农田温室气体排放的影响

为研究秸秆还田条件下不同灌溉方式对双季稻生长及稻田温室气体排放的影响,以双季稻为对象,通过连续3年田间定位试验,系统分析了秸秆还田条件下不同灌溉方式对双季稻生长和稻田综合温室效应的影响。试验设置持续淹水(F)、中期烤田(F-D-F)和间歇灌溉(F-D-F-M)共3种处理。结果表明:与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理早稻平均产量分别增加9.8%和2.7%,晚稻平均产量分别增加4.8%和2.0%,其中F-D-F早稻产量显著高于F-D-F-M处理。与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理早稻平均每穗粒数分别增加12.5%和5.7%,晚稻平均每穗粒数分别增加9.7%和3.1%。在双季稻系统3年轮作周期中,F、F-D-F和F-D-F-M处理CH_4周年累积排放量范围分别为678.2~988.4、322.6~661.7 kg·hm~(-2)·a~(-1)和208.3~520.6 kg·hm~(-2)·a~(-1),N_2O周年累积排放量分别为5.86~12.64、4.25~11.24 kg N·hm~(-2)·a~(-1)和9.14~14.91 kg N·hm~(-2)·a~(-1)。与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理全球增温潜势分别显著降低31.5%~44.9%和38.2%~53.4%,温室气体排放强度分别显著降低36.2%~48.7%和38.8%~54.6%。因此,在南方双季稻区,与持续淹水处理相比,秸秆还田条件下中期烤田和间歇灌溉处理都可以实现水稻高产和稻田温室气体减排的目标。     

双季优质稻产量和品质形成对开放式主动增温的响应

目的 水稻是我国最重要的口粮作物。明确气候变暖对双季优质稻产量和稻米品质的影响对我国粮食安全至关重要。方法 采用稻田开放式远红外主动增温系统,早稻以金早47(常规籼稻)、两优287(杂交籼稻),晚稻以象牙香珍(常规籼稻)、万象优华占(杂交籼稻)和甬优5550(杂交粳稻)为材料,设置全生育期增温和全生育期不增温2个处理,分别测定双季优质稻的产量、产量构成和稻米品质。结果 与不增温相比,全生育期増温(1.3℃ ~1.6℃)对早晚籼稻产量影响不显著,但晚粳稻产量显著下降,降幅为10.2%,主要是因为其每穗粒数下降。全生育期增温降低了早晚稻株高;早稻生育期缩短了3~4 d,而晚稻生育期无明显变化。全生育期增温下,双季优质稻米垩白粒率和垩白度显著增加,早稻两优287出糙率和整精米率及晚粳甬优5550整精米率显著提高;同时,晚稻蛋白质含量提高,但晚粳直链淀粉含量降低,而早稻蛋白质和直链淀粉含量无明显变化;此外,稻米RVA谱特征值因季别和品种而异。结论 全生育期增温对优质晚粳稻产量影响大于籼稻,不利于外观品质的保优,但有利于改善优质稻米加工品质,对晚稻营养品质和食味品质的影响也大于早稻。