水稻主茎出叶动态模拟研究

 【目的】研究水稻主茎各叶片出伸与有效积温的关系,建立水稻主茎出叶与有效积温关系的动态模拟模型。【方法】选用16个水稻品种分别在云南丽江、江苏南京两个生态地区进行播期试验,观察主茎各叶片出伸与有效积温的定量关系。【结果】主茎叶片出伸所需有效积温与叶位的关系总体随叶位的上升而增加,且在整个叶龄进程中出现两个拐点,第一个拐点出现在第3叶龄期,第二个拐点出现在第N-n-2叶龄期。据此,对叶龄进程进行分段模拟,建立叶龄模型。利用不同环境下播期试验的出叶动态数据对模型进行检验,不同类型品种模拟叶龄与实测叶龄的根均方差（RMSE）都小于0.1。【结论】以各叶位叶片出伸与有效积温的关系建立的叶龄分段函数模型具有较好的预测性和实用性。     

ABA缓解水稻孕穗期干旱胁迫生理特性的分析

【目的】明确不同耐旱性水稻品种抗旱机理、研究ABA缓解水稻干旱胁迫生理机制。【方法】以粳型旱稻品种早玉香粳和常规粳稻品种南粳44为试验材料,通过盆栽试验,研究孕穗期干旱胁迫下喷施150 mg·kg^-1的脱落酸（ABA）对2个抗旱性不同水稻品种抗氧化酶（SOD、CAT）活性、膜脂过氧化程度（MDA含量）、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、叶绿素含量及可溶性糖（SS）含量生理特性和生物量积累、产量及产量结构的影响,并比较两个品种抗旱性不同的生物学及生理原因和对ABA响应的差异。【结果】与正常水分管理相比,干旱胁迫下水稻超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性升高,一定程度上抑制丙二醛积累;大量合成可溶性糖,维持细胞渗透调节;净光合速率持续下降;气孔导度随着干旱胁迫加剧,亦呈现下降趋势;蒸腾速率表现与气孔导度较一致;叶绿素a合成受抑制,含量下降;水稻干物质积累和每盆产量下降,两品种对干旱胁迫响应差异明显,早玉香粳抗旱性显著强于南粳44。喷施ABA,短期内降低了水稻净光合速率与干物质积累,但进一步提高了水稻干旱胁迫时叶片SOD活性、降低MDA含量;同时诱导干旱胁迫时气孔关闭和降低蒸腾速率,减少水分过度消耗,提高水分利用率;对干旱胁迫时水稻有明显的保护作用,减轻干旱对水稻生理代谢功能损伤,加快复水后功能修复,保持较高叶绿素a含量,防止叶片早衰。其中对抗旱性强的品种早玉香粳作用更为明显,复水后P_n、G_s、T_r快速恢复,叶绿素a含量显著上升,促进干旱胁迫时可溶性糖合成,干物质积累更迅速,最终显著提高其干旱胁迫时单盆产量。外源ABA对南粳44的影响相对较弱,南粳44本身耐旱性弱,受干旱胁迫影响大,生理及生长特性恢复慢;对ABA较钝感,ABA虽显著提高南粳44干旱胁迫时穗粒数、结实率与千粒重,但未显著提高每盆产量。【结论】ABA对水稻具有短期“休眠”的效果,能够有效缓解孕穗期干旱胁迫对水稻生理代谢功能的损伤,促进复水后的功能修复,减轻干旱对产量的影响。抗旱性不同的水稻对ABA的响应存在差异性,抗旱性越强的品种,对ABA越敏感,喷施ABA作用越明显。     

精确定量施肥对贵州高原山区杂交籼稻产量与群体质量的影响

【目的】水稻产量在很大程度上受环境、栽培技术等多种因素的影响。根据各地的气候特点有针对性地采用栽培技术,可以充分挖掘水稻产量潜力,大幅度提高单产。论文旨在探明精确定量施肥对贵州高原山区杂交籼稻群体质量及产量形成的影响效应。【方法】于2010-2011年在贵州省黄平、绥阳、余庆、兴义4个不同生态稻区,以当地具有高产潜力的杂交籼稻品种为试材,设计精确定量施肥模式（accurate fertilizer,AF）与常规施肥模式（conventional fertilizer,CF）,通过对两种施肥模式的比较,研究不同施肥模式的群体质量及产量形成的差异。精确定量施肥模式以斯坦福（Stanford）方程为基础,根据目标产量需氮量、土壤供氮量及氮肥当季利用率计算总施氮量,各阶段的施肥量根据目标产量的阶段需氮量确定。精确施肥模式的总氮按照基肥﹕分蘖肥﹕促花肥﹕保花肥为30%﹕20%﹕35%﹕15%施用,常规施肥模式氮素总量按基肥﹕分蘖肥﹕促保花肥为20%﹕60%﹕20%施用。在有效分蘖临界叶龄期、拔节期、抽穗期、成熟期分别取地上部分测定叶面积和干物质量,成熟期考查穗数、穗粒数、结实率和千粒重。【结果】精确定量施肥模式显著提高了黄平、绥阳、余庆、兴义4个点的水稻产量,增产幅度为12.4%-48.0%,从产量构成因素看,穗数和穗粒数均较常规施肥模式有不同程度提高,穗数增加8.1%以上,穗粒数增加2.5%以上,群体颖花量增加14.3%以上,而结实率和千粒重两种施肥模式的差异较小;比较分析两种施肥模式的穗型大小,精确定量施肥模式较常规施肥模式穗粒数小于100粒的小穗比例降低、100-250粒的大穗和250粒以上的特大穗比例增加,小穗比例减少了36.7%-100%,大穗比例提高了2.2%-11.4%,特大穗比例提高了23.3%-94.9%;在叶面积指数与粒叶比方面;精确定量施肥模式比常规施肥模式的群体叶面积指数拔节前有所降低（4.2%-11.8%）、抽穗期显著提高（4.2%-13.9%）;粒叶比明显增大,其中颖花/叶为9.3%-32.7%、实粒/叶为12.8%-35.7%、粒重/叶为10.1%-36.3%;干物质积累量表现为精确定量施肥模式比常规施肥模式拔节前有所降低,拔节至抽穗期提高了9.8%-50.8%,抽穗至成熟期提高了26.9%-62.7%。【结论】精确定量施肥模式显著提高了贵州杂交籼稻产量,其途径主要通过控制拔节前的群体生长,促进拔节后的群体发展,适度减小拔节前群体叶面积和干物质积累,扩大拔节后尤其是抽穗后群体叶面积和干物质积累,在稳定提高穗数的基础上,控制晚生小穗数量、促进大穗形成,提高穗粒数和粒叶比,实现抽穗后群体干物质的高积累,从而获得高产。     

不同肉色甘薯块根主要营养品质特征与综合评价

【目的】 甘薯(Ipomoea batatas (L.) Lam)是淀粉类块根作物,为中国重要的粮食、饲料和工业加工原料,营养品质分析与评价是甘薯品种选育和综合利用过程的重要环节。因此,通过分析不同肉色甘薯资源主要营养品质,建立适合、高效的中国甘薯营养品质评价方法,探讨甘薯营养品质综合评价中的主要影响因子,为甘薯育种和利用提供基础。【方法】 以中国主栽优质的30份不同肉色甘薯资源为研究对象,采用常规化学分析与近红外光谱技术,测定块根中主要营养品质指标,通过隶属函数转化与因子分析,综合评价甘薯块根营养品质特征。【结果】供试的30份不同肉色甘薯块根中营养品质指标均有一定差异,以胡萝卜素、花青素、黄酮、多酚与果糖等指标含量变异系数大,蛋白质与淀粉等碳水化合物含量差异相对较小;紫肉甘薯材料中Fe、Zn、Mg等矿物质元素、黄酮和多酚等含量多高于白肉与黄肉品系,但其淀粉率较白肉与黄肉品系偏低。相关分析表明,块根各营养品质组分既相互独立又关系复杂,多数营养品质指标间有一定相关性。品质指标转化数据经因子分析,被提取的前8个公共因子累积方差贡献率达92.36%,前8个公共因子对16个指标变量的贡献范围为0.83-0.98,甘薯营养品质指标可划为功能物质因子、碳水化合物因子与营养品质辅助因子,它们的方差贡献率和权重分别为33.34%、38.7%、20.32%和0.36、0.42、0.17,该结果表明,利用因子分析可将相同或类似本质的多个甘薯营养品质变量归入一个具有代表性的因子,减少分析变量数目。根据各因子隶属函数值、权重的确定,以计算出综合评价值的大小反映供试材料营养品质综合评价高低,结果表明,不同肉色甘薯品种（系）营养品质综合评价差异达显著水平（P＜0.05）,主要表现为紫肉型＞黄肉型＞白肉型,紫肉型甘薯品种（系）受其功能物质因子的影响,其营养品质综合评价明显高于其它类型,表明甘薯块根中黄酮类、多酚类、花青素、胡萝卜素等物质组分对其营养品质综合评价的贡献高,可作为衡量甘薯块根营养品质综合评价优劣重要指标,而干基条件下含量差异不明显的蛋白质与淀粉等甘薯块根营养基本组成因子,在综合评价中贡献较小。【结论】 不同肉色甘薯块根重要营养品质特征存在一定差异;不同肉色甘薯品种（系）营养品质综合评价差异明显,主要表现为紫肉型块根＞黄肉型块根＞白肉型块根,影响甘薯营养品质综合评价的关键因子依次是功能性物质因子、碳水化合物因子与营养品质辅助因子。     

超高产水稻适宜单株成穗数的定量计算

【目的】建立水稻单株成穗数通式和有效分蘖叶位理论分蘖数函数,并确定超高产水稻的秧苗分蘖成活率（s）、本田期分蘖发生率（r）、分蘖缺位数（bn）、适宜等穗期及校正系数（a）等相关参数。【方法】选择云南水稻特殊高产生态区,2005年进行杂交籼稻Ⅱ优107密度试验,2005～2006年进行杂交籼稻Ⅱ优107、Ⅱ优318、Ⅱ优7954、Ⅱ优084、Ⅱ优航1号和协优107大区超高产试验。对试验的水稻分蘖消长进行调查分析,并最终测产。【结果】所有参试品种都遵循n-3的叶蘖同伸规律,有效分蘖叶位理论分蘖数（A）可以表示为有效分蘖叶位数（E）的函数,有效分蘖叶位数（E）与主茎总叶龄（N）、伸长节间数（n）、移栽叶龄（SN）、分蘖缺位数（bn）和校正系数（a）有关,E=（N-n-SN-bn-a）;超高产群体的矫正系数（a）宜取1.5;常规湿润秧移栽大田后有1.5叶的分蘖缺位（bn）,带2叶分蘖成活率（s2）和带1叶分蘖成活率（s1）分别为 0.8和0.3;穴盘带土移栽,bn=0.5,s2=1.0,s1=0.5;本田期秧苗活棵至等穗期,分蘖发生率（r）80%左右。【结论】超高产水稻常规湿润秧本田期有效分蘖叶位E=（N-n-SN-3）,单株分蘖成穗数ES=（1+t3+0.8t2）（1+0.8A）+0.3t1,其中t1、t2、t3分别代表秧苗带1叶、2叶和3叶分蘖数;穴盘小苗移栽本田期有效分蘖叶位E=（N-n-SN-2）,单株分蘖成穗数ES=（1+t3） （1+0.8A3）+t2（1+0.8A2）+0.5t1,其中A2、A3分别代表2叶分蘖、3叶分蘖及主茎本田期理论分蘖数。通过两年与实际茎蘖动态的比较,公式描述较好。     

营养液浓度对水稻机插水培毯状苗秧苗素质及产量的影响

为探明机插水稻育秧新方法——水培毯状苗育秧方法壮秧培育适宜的营养液浓度,以武运粳24号(常规粳稻)和6两优9368(杂交籼稻)为试验材料,分析不同水培营养液浓度(S1、S2、S4、S8,分别表示营养液浓度为原液浓度的1、2、4、8倍,原液组成为:0.643 g/kg N、0.615 g/kg P2O5、0.359 g/kg K2O、127.2 mg/kg Mg、26.34 mg/kg Fe、8.26mg/kg Mn、0.11 mg/kg Mo、0.66 mg/kg B、0.99 mg/kg Zn、1.405 mg/kg Cu、49 mg/kg SiO2、709.1 mg/kg Ca)对水培毯状苗育秧方法秧苗素质、机插质量、大田群体生长及产量形成的影响。结果表明,移栽前秧苗地上部干物质积累量、苗基宽、发根力、叶片和根系氮含量、叶面积指数、光合速率总体上均随着营养液浓度的增加呈增加趋势;然而,高营养液浓度处理时秧苗根系生长受到抑制(干物质积累小、根系活性低),叶片和根系丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量升高、抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD))下降,成苗率变差,机插空穴率升高。低营养液浓度(S1)处理的秧苗素质弱、机插大田后返青活棵慢、分蘖发生延迟、干物质积累量低、穗数不足而影响产量(武运粳24号为10.74 t/hm~2,6两优9368为10.96 t/hm~2);随着营养液浓度的增加(S2～S4),产量呈增加趋势(S2和S4处理下,武运粳24号产量分别为12.09和11.64 t/hm~2,6两优9368分别为12.16和12.47 t/hm~2);但产量并没有随着营养液浓度的升高而持续增加,S8处理下,武运粳24号产量为11.59t/hm~2,6两优9368产量为11.48 t/hm~2),主要受限于穗数不再增加,且穗粒数有下降趋势。因此,水培毯状苗育秧方法适宜的水培营养液浓度,常规粳稻武运粳24号为S2(2倍于原液浓度),杂交籼稻6两优9368为S2～S4(2～4倍于原液浓度)。     

穗肥对水稻穗分化期碳氮代谢及颖花数的影响

以粳稻品种武育粳3号和86优8号为材料进行盆栽试验,研究了0、60、120、180、240 kg·hm~(-2)穗肥施氮量对水稻穗分化期碳氮代谢及颖花数形成的影响。结果表明:穗分化前期(抽穗前32～20 d)水稻氮代谢旺盛,后期碳代谢旺盛。非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate,NSC)主要在库器官中积累。增加穗肥施氮量,加速了器官的氮积累却推迟了NSC的积累。氮积累量随穗肥氮用量的增加而逐渐增加,NSC积累量则呈单峰曲线变化。穗分化始期至抽穗期氮积累量与颖花数呈二次曲线关系,NSC积累量与颖花数呈极显著正相关,86优8号R~2=0.891 8~(**),武育粳3号R~2=0.880 0~(**)。说明适宜的穗肥氮有促进大穗的作用,主要与促进穗分化期NSC积累量有关。不同品种对氮供应量的反应不一致,穗分化期86优8号施氮量为120 kg·hm~(-2)、武育粳3号施氮量为180 kg·hm~(-2)处理的NSC总积累量最高,穗粒数最多。     

机插杂交粳稻基本苗数对分蘖发生与成穗的影响

以杂交粳稻常优1号为材料,设置25.05、50.10和75.15万株·hm~(-2) 3个基本苗数,进行机插秧新生分蘖跟踪挂牌,研究各级分蘖的发生率及成穗率特征。结果表明:机插杂交粳稻栽插50.10万株·hm~(-2)基本苗时群体有效穗数最多,产量最高;机插杂交粳稻分蘖发生和成穗主要集中在2/0、3/0、4/0、5/0和6/0的一级分蘖及1/2、1/3和1/4的二级分蘖;随着基本苗数增加,分蘖发生数减少,最终成穗数也减少,同时高位分蘖对产量的贡献也减少,单茎重、各蘖位的每穗粒数和占最终穗数的比例均减小。机插杂交粳稻移栽时以50.10万株·hm~(-2)基本苗为宜,过多或过少都影响机插杂交粳稻分蘖发生、蘖位利用和成穗数。     

秧苗密度和施氮量对超高产杂交籼稻秧苗素质的影响

 2007年在云南省永胜县涛源乡水稻特殊高产生态区,利用杂交籼稻组合协优107,设计了氮肥处理（10.3、207、31.0和41.4 g/m2N）和秧苗密度处理（353、706、1059和1412苗/m2）双因子试验,旨在探讨施氮水平、秧苗密度和秧龄对超高产杂交籼稻秧苗素质的影响。结果表明：1)秧苗密度降低或施氮量增加,均降低出叶所需的有效积温,加快秧苗的出叶,且秧苗密度的效应更显著;2)高密度或低氮条件下,秧苗单株带蘖数随着秧龄的增加有减少的趋势;而在高氮或低密度条件下,秧苗单株带蘖数在播种后27 d（7叶期）内呈增加趋势,之后进入分蘖衰减期;3)施氮对秧苗新分蘖的发生和大分蘖保持、苗床叶面积指数的增大、单株干质量的增加以及植株含氮量的提高均有正效应;4)秧苗密度对秧苗新分蘖的发生和大分蘖保持、单株干质量的增加均有负效应,并比氮效应明显;对植株含氮量的提高也有一定的负效应;对苗床叶面积指数的增大有正效应。     

水稻植株含氮量与穗粒重的关系

采用田间和水培试验的方法,对水稻生育中后期不同器官的含氮量变化进行了研究。结果表明:水稻植株根、茎鞘、叶各器官的含氮量与后期穗粒重之间存在密切关系。抽穗前10 d 顶四鞘及抽穗期各叶位叶片含氮量与每穗实粒数、结实率之间, 穗后19 d 顶二、顶三鞘的含氮量与千粒重、单株产量之间均呈显著或极显著正相关。顶二鞘的含氮量可作为后期结实率、千粒重和单株产量的诊断指标。