西科恢水稻品质性状遗传分析

【目的】探究西科恢系列水稻品质性状遗传特性。【方法】以西科恢2928、西科恢768、西科恢4761、蜀恢498、雅恢2115为父本,以冈46A、内5A、宜香1A、B2A为母本,按不完全双列杂交法配制20(4×5)个杂交组合,并对其直链淀粉含量、蛋白质含量以及RVA谱特征值进行测定。【结果】(1)参试杂交组合的稻米直链淀粉含量、消减值、崩解值、回复值的变异系数较大,依次为61.26%、51.28%、36.53%、21.07%,具有较大的改良潜力;(2)西科恢2928、西科恢4761、宜香1A、内5A的品质性状一般配合力较好,利用其配组,可以选配出品质性状优良的杂交水稻组合,如内5A×西科恢2928,直链淀粉含量为21.63%,蛋白质含量为11.15%,具有较好的品质性状;(3)组合间方差、特殊配合力方差差异极显著,表明品质性状既受到亲本的遗传加性效应影响,又受到环境因素的制约;(4)各品质性状基因型方差贡献率分析表明,直链淀粉含量、蛋白质含量、糊化温度、热浆黏度、冷胶黏度、回复值受亲本基因加性效应影响较大,峰值黏度、崩解值、消减值受环境因素影响较大。【结论】在选育品质优良的杂交水稻组合时,既要选用优良的亲本进行配组,同时需要考虑到当地环境条件的影响。     

半干旱黄土丘陵区柠条林水分生产力和土壤干燥化效应模拟研究

建立固原半干旱丘陵区WinEPIC模型土壤数据库、气象效据库,修订柠条作物参数,验证模型的精度及在该区适应性,在此基础上对黄土高原丘陵区柠条林地水分生产力和9 m土层土壤有效含水量进行30 a长期动态模拟研究.结果表明,前10 a柠条生长主要依靠土壤储水和降水,水分生产潜力稳定且无水分胁迫,但已出现土壤干层;生长10 a以后随着柠条根系的下伸,土壤水分亏缺加剧,水分生产力随降水量变化呈波动性下降趋势.9m土层逐月土壤有效含水量均呈现明显的波动性降低趋势.模拟柠条生长初期(1～10 a)9 m土层土壤有效含水量以101.0 mm/a的速度递减,此后长期在较低水平上随降水量变化而波动.由此得出,固原丘陵区柠条水分持续利用的合理年限为10 a左右.     

宁南旱地连作春小麦产量动态与土壤干燥化效应模拟研究

为了解宁南旱区降水的变化特征,明确有利于土壤水分可持续利用的合理施肥水平,在数据库组建的基础上,应用WinEPIC模型定量模拟研究了宁南半干旱区固原和半干旱偏旱区海原1960～2000年期间不同肥力水平下连作春小麦的产量变化及其与深层土壤水分的关系.结果表明:(1)1960～2000年间宁南地区降水量呈波动性下降趋势;(2)宁南旱地连作春小麦产量以及麦田7 m土层逐月土壤有效含水量均随降水量变化呈现波动性降低趋势.在模拟初期1～3年土壤干燥化趋势十分强烈,此后长期在较低水平上随降水量的变化而波动;(3)随肥力水平的提高和春小麦连作年限的延长,宁南旱地连作春小麦田土壤干层逐年加深和加厚,在6～11年后形成了相对稳定的土壤干层.固原连作春小麦适宜的施肥量范围为N 60～90 kg/ha和P2O5 30～45 kg/ha,海原适宜的施肥范围为N 0～60 kg/ha和P2O5 0～30 kg/ha.     

基于EPIC模型的四川丘陵区黑麦草生长过程及其土壤水分动态变化模拟

明确黑麦草田土壤水分变化规律,对提高四川丘陵区人工草地管理水平具有重要的现实意义;校验EPIC模型,有利于改进并提高模型对黑麦草的模拟精度,对推进作物生产系统模拟与决策技术在草粮轮作系统的应用具有重要的实践意义。本研究通过田间试验与计算机模型相结合的方法,研究了四川丘陵区黑麦草生长过程及其土壤水分动态变化规律,明确了EPIC模型对黑麦草生长过程及土壤水分变化规律的模拟精度。结果表明,1)四川丘陵区黑麦草田土壤有效含水量在3-5月较低,深层(0.4~0.6 m)土壤水分在5-10月间可以得到较好恢复,适当增加氮肥投入,可以显著提高黑麦草最大叶面积系数和饲草产量,在刈割4茬的条件下,氮肥施入量不宜低于75 kg/hm²,且不高于225 kg/hm²;2)黑麦草田0~1 m土层土壤有效含水量模拟值和观测值间的r值为0.86~0.95,RRMSE值为6.0%~17.2%,土壤水分剖面分布动态变化的模拟值和观测值间的r值介于0.57与0.92之间,且大部分大于0.85;3)EPIC模型模拟的黑麦草叶面积系数和株高与观测值间的r值均大于0.90,在统计范围内模拟值和观测值间差异不显著;黑麦草产量模拟值和观测值间的r值大于0.90,ME值和R²间差异小于0.02。总体而言,EPIC模型能够较好地模拟黑麦草生长过程,对黑麦草田土壤水分动态变化规律模拟较为准确,可以用来评价四川丘陵区以黑麦草为主的草粮轮作系统对当地气候条件的适应性。     

重穗型水稻品种物质积累及转运特性研究

为研究重穗型杂交水稻的物质积累及转运特性,以冈优188、菲优188、蓉18优188、金优188、福伊188、川绿优188、成丰优188等生产上广泛应用的所有乐恢188系列重穗型水稻品种为试材,以Ⅱ优838作对照,研究重穗型水稻品种干物质积累、转运与产量的关系。结果表明:乐恢188系列重穗型水稻品种之间在产量性状和物质积累方面具有显著差异,该系列组合穗大粒多,平均穗长25.33 cm,平均穗着粒数205.80粒,平均产量达10.39 t/hm~2,较对照高13.44%,差异均达显著水平;乐恢188系列品种不同生育时期营养器官干物质的积累量和抽穗后穗的干物质量均显著高于对照品种,孕穗后各生育时期营养器官干物质积累量分别较对照高31.40%、14.11%、23.52%、14.79%,抽穗和成熟期穗干重分别较对照高38.31%和19.38%。相关性分析表明,该系列品种营养生长期的物质积累与产量显著正相关,影响乐恢188系列重穗型水稻品种产量的主要因子是灌浆期穗重,因此生产上在注重前期田管的同时,必须加强后期肥水管理,保证灌浆充足。     

秸秆还田对土壤还原性和水稻根系生长及产量的影响

为明确油菜秸秆还田对土壤环境及水稻根系生长的影响,该研究采用田间试验与栽培模拟试验相结合的方法,分析了油菜秸秆还田后,稻田土壤氧化还原电位(EH值)、还原性物质总量和Fe2+含量的变化规律及水稻苗期根系数量、质量、体积、长度和伤流强度等的变化规律。结果表明,1)油菜秸秆覆盖或翻埋条件下,稻田土壤氧化还原电位日均变化量(RCEH值)表现为先降低后增加的趋势,而土壤还原性物质总量日均变化量(RCRRM值)和土壤二价铁含量日均变化量(RCFe值)表现为先增加后降低的趋势;其中水稻移栽后14~18 d土壤RCEH值最低,移栽后10~14 d和14~22 d土壤RCRRM值(0.28~0.62 cmol/(kg·d))和RCFe值(5.0~31.6μg/(kg·d))达到最大。2)油菜秸秆覆盖或翻埋条件下,随着秸秆还田量的增加,水稻根系总量(数量、质量、体积和长度)、白根数量和根系伤流强度显著降低;与覆盖相比,油菜秸秆翻埋对水稻根系伤流日均变化量(RC_(RBI))的影响时间更长,水稻根系体积日均变化量(RCRVT值)和质量日均变化量(RCRQT值)的缓慢增长期延长了4 d。3)水稻移栽后10~22 d,油菜秸秆还田对稻田土壤环境和水稻根系生长的影响最显著;移栽后27~32 d,油菜秸秆还田对水稻根系生长的影响程度显著降低。油菜秸秆还田条件下,随着秸秆还田量增加,水稻苗期的土壤氧化还原电位显著降低,土壤还原性物质总量和Fe2+含量显著增加;水稻根系总量(数量、质量、体积和长度)和根系活力(白根数量和根系伤流强度)显著降低。在四川油稻两熟区,油菜秸秆还田量以全量还田为宜,适宜机械作业的田块以油菜秸秆翻埋还田为宜。     

不同类型水稻品种稻米淀粉RVA谱对外源硒肥的响应

以籼稻品种泰选1号和粳稻品种粳选1号为材料,采用完全随机设计,在较高海拔山区试验田(800 m以上)进行不同施用量硒处理试验,对收获后的稻米淀粉RVA谱进行测定。结果表明:泰选1号的峰值黏度、冷浆黏度、回复值、崩解值以及峰值时间均高于粳选1号,而热浆黏度低于粳选1号,糊化温度并无明显差异。在硒肥施用量为3.00 g/hm2时,峰值黏度、热浆黏度和冷浆黏度出现降低的情况,而6.00~15.00 g/hm2出现上升的趋势;而回复值、崩解值和峰值时间相对于对照出现了增加,但对于泰选1号的各项指标并未产生显著影响,只对粳选1号的热浆粘度和回复值有显著影响。硒肥的使用与RVA谱的糊化温度呈极显著正相关,相关系数为0.71534。     

黄土高原半湿润区苜蓿草地土壤干燥化与草粮轮作水分恢复效应

【目的】揭示黄土高原半湿润区苜蓿草地土壤干燥化发生规律与草粮轮作对干燥化苜蓿草地土壤水分恢复效应。【方法】在甘肃镇原试验站实地测定了不同生长年限苜蓿草地与不同类型草粮轮作粮田深层土壤湿度,分析了苜蓿草地土壤干层分布特征与草粮轮作对土壤干层水分恢复效应。【结果】15—28年生苜蓿草地0—1000cm土层土壤湿度平均值为10.20%,土壤干燥化速率为34.2mm·a-1,土壤干层最大分布深度超过了1400cm;苜蓿草地翻耕并轮作3—25年粮食作物后土壤干层湿度能够逐步恢复,土壤干层恢复厚度为583cm,土壤湿度恢复速率为77.3mm·a-1,土壤湿度恢复度达到83.3%。通过草粮轮作方式使15年生苜蓿草地土壤湿度恢复到当地土壤稳定湿度值需要8年以上。【结论】有利于土壤水分恢复的适宜草粮轮作模式是"10年生苜蓿→8年以上轮作粮食作物"。     

秧龄对超稀播旱育秧模式杂交中稻的产量效应

【目的】研究杂交中稻超稀播旱育秧模式的产量效应。【方法】选用“冈优725”和“Ⅱ优838”2个杂交中稻品种为试验材料,每个品种设置2种育秧模式（常规密播旱育秧(对照)和超稀播旱育秧）和6种秧龄（45,51,57,63,69和75 d）,分析育秧模式和移栽秧龄对杂交中稻生育进程、田间茎蘖数、经济性状和产量的影响。【结果】1）与常规密播旱育秧模式相比,超稀播旱育秧模式下,当秧龄超过51 d时,随秧龄的增加,杂交中稻全生育期显著延长,有效穗数、单穗着粒数、单穗实粒数、结实率、成穗率和单穗质量下降;当秧龄超过60 d时,水稻产量随秧龄延长而显著降低。2）当秧龄大于57 d时,超稀播旱育秧模式的最高茎蘖数较常规密播旱育秧模式显著（P<0.05）提高,且其提高程度随秧龄的增加而显著（P<0.05）增加。3）在超稀播旱育秧模式下,63和69 d秧龄的稻谷产量分别为9 047和8 247 kg/hm²,与常规密播旱育秧模式下45 d秧龄的稻谷产量（8 918 kg/hm²）相当。【结论】在川西北丘陵旱区,超稀播旱育秧模式有利于培育大龄壮秧,其秧龄可以延长至63～69 d,能有效缓解因旱迟栽带来的不利影响。     

长武旱塬草粮轮作田土壤水分可持续利用模式模拟

采用实地观测和计算机模拟相结合的方法,以长期定位试验数据为基础,通过对不同草粮轮作模式的模拟研究,分析了长武旱塬草粮轮作田的土壤水分恢复效应,以期探索出适合该地区的土壤水分可持续利用的草粮轮作模式。验证结果表明：草粮轮作田0～2 m土层土壤贮水量模拟值和观测值间的相关系数为0.97;0～5 m土层土壤湿度的模拟值和观测值间相关系数在苜蓿草地、冬小麦田和马铃薯田分别为0.94、0.93和0.87,均达到了极显著水平。模拟结果表明：苜蓿翻耕后,种植马铃薯和糜子均有利于土壤水分的恢复。在土壤干燥化程度较严重时,种植冬小麦或者春玉米能够在一定程度上缓解土壤干燥化;在无干燥化或者干燥化程度较轻时,种植冬小麦和春玉米会导致土壤含水率的下降。在长武旱塬,“马铃薯-糜子-春玉米-马铃薯-糜子-冬小麦”的粮食轮作模式有利于苜蓿地土壤水分恢复,持续种植9～12 a后可以再次种植苜蓿。