种植方式对陆稻和水稻磷素吸收利用的影响

以陆稻中旱3号和水稻武香粳99-8为材料, 设置覆膜旱种和裸地旱种2种方式, 以水层湿润灌溉为对照, 研究了种植方式对磷(P)素吸收利用的影响。结果表明, 与水种(对照)相比, 中旱3号覆膜旱种的产量显著降低, 而武香粳99-8覆膜旱种的产量则无显著差异, 裸地旱种的产量均显著降低。旱种使稻株的含P率和P素累积量下降, 但生育后期含P率下降速度变慢, 并且使P素在叶片中的分配比例下降, 茎鞘中的分配比例陆稻显著增加, 水稻覆膜旱种显著增加, 裸地旱种显著减少。旱种可增加P素物质生产效率, P素籽粒生产效率因覆膜与否而异。与武香粳99-8相比, 中旱3号生育后期稻株含P率低且下降慢, P素累积量少, P素在叶片和穗部的分配比例较高, P素物质生产效率、P素籽粒生产效率和P素收获指数均增加, P素分配比例和P素籽粒生产效率在不同种植方式下变化幅度小。稻株的P素累积量与不定根数、根重和产量呈极显著正相关(r₁ = 0.8227**, r₂ = 0.7928**, r₃ = 0.7344**)。表明旱种对P素吸收利用的影响因旱种方式和品种类型不同而有较大差异, 旱种能增加P素的物质生产效率。     

麦秸还田与实地氮肥管理对水稻氮磷钾吸收利用的影响

粳稻品种扬粳9538种植于大田, 进行了麦秸还田与不还田、实地氮肥管理(SSNM)和农民习惯施肥法(FFP)等处理。结果表明, 在相同氮肥管理条件下, 与秸秆未还田相比, 秸秆还田后植株中N含量及N、P、K积累量在生育前期较低, P、K含量在整个生育期均较高; 秸秆还田提高了氮肥利用效率, 增加了N、P、K的收获指数。在秸秆还田量相同条件下, 与FFP相比, SSNM降低了N、P的吸收量, 提高了抽穗至成熟N、P、K的转运率, 增加了N和P收获指数。表明秸秆还田和SSNM可以提高水稻N、P、K的吸收利用效率。     

三种主要粮食作物的节水灌溉技术及其对产量和水分利用率的影响

以三种主要粮食作物（水稻、小麦、玉米）为材料,设置常规灌溉（对照）和节水灌溉处理（水稻全生育期轻干湿交替灌溉技术、小麦控制土壤干旱灌溉技术、玉米控制低限土壤水分的分区交替灌溉技术）,研究了节水灌溉技术对三种粮食作物产量和水分利用效率的影响。结果表明：与对照相比,节水灌溉技术的产量增加了8.56%~9.23%,水分利用效率提高了25.00%~31.43%。节水灌溉技术显著降低了三种粮食作物叶片的蒸腾速率和着生角度,显著增加了弱势粒中脱落酸（ABA）与赤霉素（GA₃）的比值（ABA/GA₃）、茎中蔗糖磷酸合成酶（SPS）和子粒中蔗糖合酶（SuS）活性、平均灌浆速率、茎鞘中非结构性碳水化合物（NSC）的运转率以及收获指数,显著提高了水稻和小麦的分蘖成穗率。表明减少奢侈的蒸腾和无效分蘖冗余生长、改善冠层结构、促进物质运转和子粒库活性、提高收获指数是节水灌溉技术协同提高产量和水分利用效率的重要原因。     

籽粒蛋白质含量不同的转基因水稻株系产量形成特点

水稻籽粒蛋白质含量与产量的关系仍不十分清楚。本试验以日本晴和以其为亲本通过转基因方式获得的5个籽粒蛋白质含量有明显差异的水稻株系为材料,在大田栽培条件下研究上述株系产量的形成特点。结果表明,在相同施氮量条件下,蛋白质含量高的水稻株系,其产量水平相对较低,结实率与籽粒蛋白质含量呈显著负相关。随着施氮水平的提高,各株系籽粒蛋白质含量和产量明显增加,产量增加的主要原因是单位面积穗数和每穗粒数的增加。抽穗前积累的干物质少,抽穗后叶片功能期相对较短,光合速率低,灌浆结实期茎秆中的干物质和非结构性碳水化合物向籽粒转运率低,引起结实率下降,是导致籽粒蛋白质含量高的水稻株系产量降低的重要生理原因。     

结实期干湿交替灌溉对2个超级稻品种结实率和粒重的影响

大田种植超级稻品种两优培九(两系杂交籼稻)和淮稻9号(粳稻)。自抽穗至成熟设置轻干-湿交替灌溉(WMD)、重干-湿交替灌溉(WSD)和常规灌溉(CI, 保持水层) 3种灌溉方式, 观察其对超级稻灌浆的影响。结果表明, 与CI相比, WMD处理显著增加2个超级稻品种的产量、结实率和粒重, 而WSD处理则降低结实率和粒重。WMD处理显著提高灌浆期剑叶净光合速率、膜质过氧化酶活性和根系氧化力、根系吸收表面积、根系活跃吸收表面积、比表面积和根系中玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)及吲哚-3-乙酸(IAA)含量及根冠比, WSD处理的结果则相反。说明结实期轻干-湿交替灌溉可以改善超级稻根系和地上部植株的生理功能, 进而提高结实率和粒重。     

施氮量对江苏不同年代中粳稻品种产量与群体质量的影响

以江苏省近60年来各阶段具有代表性的12个中粳稻品种(含超级稻)为材料。依据种植推广年代结合株型和基因型将其分为20世纪50年代、60年代、70年代、80年代、90年代和2000年以后6个类型,进行0N (不施氮,0N)、240 kg hm^-2 (中氮,MN)和360 kg hm^-2 (高氮,HN) 3种氮肥用量处理,并观察其对水稻产量和群体质量的影响。结果表明, 产量随品种改良逐步提高,在0N、MN和HN三种施氮量条件下,由20世纪50年代早期品种到2000年以后的超级稻品种,产量增幅分别为4.45~4.64 t hm^-2、5.89~5.93 t hm^-2和8.45~8.62 t hm^-2。2000年以前的中粳稻品种产量表现为MN>HN>0N; 2000年以后的超级稻品种则表现为HN>MN>0N。2000年以前的中粳稻品种在中氮处理下具有较高群体质量指标(茎蘖成穗率、抽穗至成熟期的干物质积累、有效叶面积和高效叶面积指数、粒叶比、着粒密度、剑叶光合速率和根系氧化力),2000年以后的超级稻品种则在高氮处理下具有较高的群体质量指标。这些结果表明, 早期品种对氮肥响应较现代超级稻品种敏感,超级稻品种则在高氮水平下具有更高的产量。群体质量的改善是品种改良增加产量以及超级稻品种在高氮水平下物质生产和产量提高的重要原因。     

栽培模式对杂交粳稻常优5号根系形态生理性状和地上部生长的影响

以杂交粳稻常优5号为材料, 设置未施氮肥处理(0N)、当地高产栽培(对照)、超高产栽培和氮肥高效利用栽培等4种栽培模式, 观察其对水稻不同生育期根系形态生理和地上部生长的影响。结果表明, 不同栽培模式下水稻产量差异极显著。超高产栽培与氮肥高效利用栽培两年的平均产量分别为12.29 t hm^-2和9.62 t hm^-2, 平均分别较对照增产41.4%和10.7%。上述两种栽培模式的氮肥农学利用率(每kg施氮量增加的产量)分别较对照增加80.7%和76.8%, 灌溉水利用效率分别较对照提高62.1%和32.3%。与对照相比, 超高产栽培与氮肥高效利用栽培均增加了水稻地上部干物重、叶面积指数、根干重、根长, 提高了粒叶比, 改善了库源关系, 并提高了根冠比与根系伤流量。同时也提高了灌浆期剑叶净光合速率、根系氧化力、根系总吸收表面积与根系活跃吸收表面积, 生育中后期根系、叶片以及根系伤流液中的玉米素(Z)与玉米素核苷(ZR)含量、灌浆期籽粒中蔗糖合酶(SuSase)以及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)活性。这说明, 通过栽培技术的集成与优化可以提高水稻灌浆期根系和地上部的生理活性, 促进水稻高产与水分养分高效利用。     

叶绿素含量降低对水稻叶片光抑制与光合电子传递的影响

【目的】水稻突变体叶片叶绿素含量显著低于其野生型,但其光合电子传递效率与净光合值显著高于对照,文章旨在阐明其生理学机理并探讨其在高光效育种中的潜在应用价值。【方法】通过人工气候室的盆栽试验设置高光强(光照强度为700—800μmol·m~(-2)·s~(-1))与低光强(光照强度约为100—200μmol·m~(-2)·s~(-1))2个处理,并结合大田试验,观测突变体与野生型的叶绿素荧光、超氧阴离子含量、丙二醛含量、SOD酶活性、叶绿体超微结构、叶片荧光显微结构与冠层温度。【结果】突变体材料叶绿素含量显著低于其野生型,并且光照强度对其叶绿素含量的效应也不相同。随着光照强度的增强,突变体叶片叶绿素含量增加60%,而野生型品种叶片叶绿素含量却降低20%以上。光反应曲线表明,突变体光合值显著高于野生型,尤其在1 000μmol·m~(-2)·s~(-1)光照下,低光强与高光强处理中低叶绿素含量突变体光合值分别比野生型高9.4%和46.5%。叶绿素荧光数据也表明,水稻突变体的电子传递速率(ETR)、光系统Ⅱ的量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭(q P)、光下最大光化学效率(F′v/F′m)显著高于其野生型。在高光强处理下,野生型材料中的应激活性氧超氧阴离子与丙二醛(MDA)含量受到光抑制。叶绿体超微结构与荧光显微结构表明,野生型材料叶绿体受到一定程度的损伤,且其维管束间距离显著大于突变体,其维管束面积小于突变体,不利于水分在叶片中的传输。田间冠层热力学图像表明中午高温、高光照条件下,突变体冠层温度显著低于其野生型。综合以上结果,野生型叶片叶绿素含量高,在高光强下会导致过量光吸收,光系统Ⅱ电子传递效率下降,超氧阴离子与丙二醛累计,导致叶绿素结构与功能的破坏,因此,其光合值显著低于突变体材料。同时过量光吸收会导致叶片与冠层温度上升,不利于冠层群体光合。【结论】在未来高光效育种中选育叶绿素含量适当降低的品种,有助于避免高光强下叶片的过量光吸收,从而缓解活性氧的产生与光抑制,并有利于降低冠层温度从而缓解水稻群体光合"午休"现象。     

水稻根系和土壤性状与稻田甲烷排放关系的研究进展

甲烷(CH₄)是大气中最主要的温室气体,对全球气候变暖具有重要影响。稻田是农业生态系统中CH₄的主要排放源,水稻根系与土壤是影响稻田CH₄排放的关键因素。因此,探究水稻根系和土壤性状与稻田CH₄排放的关系对于缓解温室效应具有重要的意义。本文综述了稻田CH₄产生和排放的机理及其与水稻根系和土壤性状间的内在关系,并展望了进一步探究水稻和土壤性状与稻田CH₄排放关系的研究方向,为实现水稻丰产与固碳减排协同提供参考。     

旱种水稻产量与米质的初步研究

以粳稻镇稻８８和杂交灿稻汕优６３为材料,研究了旱种对产量与米质形成的影响。结果表明：用湿润秧进行旱种栽培,镇稻８８明显较水种产量低,而汕优６３减产幅度不大;用旱秧进行旱种,无论是镇稻８８还是汕优６３,产量与水种的差异均不明显;水稻旱种后,稻米的胶稠度明显减小,糊化温度升高。垩白率因品种而异。其他品质指标如直链淀粉含量、蛋白质含量和精米率等与水种无显著差异。