高产氮高效型粳稻品种的叶片光合及衰老特性研究

 选用6个具代表性的低产氮低效型、高产氮中效型和高产氮高效型粳稻品种,在各自最适氮素水平下,研究了叶片光合、衰老特性的差异及其与氮效率的关系。结果表明,高产类型群体叶面积指数(LAI)、高效叶面积率及有效叶面积率、剑叶叶绿素含量(SPAD值)和净光合速率以及剑叶超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著高于低产类型品种,丙二醛(MDA)含量显著低于低产类型。高产品种间比较,随着氮效率提升,生育前中期(够苗、拔节、齐穗期)群体叶面积指数下降,成熟期上升;灌浆前期(齐穗后0 d~10 d)剑叶净光合速率并未明显变化,灌浆中后期(齐穗后20 d~40 d)显著增高,主要原因如下：叶绿素分解少,保证了叶片对CO2的高同化能力;SOD活性高,保证了植株更强的抗氧化能力,MDA含量少,膜脂破坏程度低。说明抽穗前合理控制无效及低效叶面积生长以适当减小群体叶面积规模,抽穗后有效延缓植株衰老,以保证叶片持续较高的叶绿素含量和净光合速率,是促进水稻高产品种进一步提升氮效率的重要途径。     

南方粳型超级稻氮肥群体最高生产力及其形成特征的研究

在大田机插条件下,以南方稻区5个粳型超级稻(南粳44、宁粳1号、宁粳3号、扬粳4038、武粳15)为材料,同生育期常规粳稻武运粳7号为对照,在其他栽培措施统一在最佳技术指标前提下,设置7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0和337.5kg.hm-2),从中得出各品种在这7个氮肥水平下出现的最高生产力,并将其定义为氮肥群体最高生产力。对5个超级稻氮肥群体最高生产力及其构成、群体生长发育动态、株型以及倒伏性状等方面进行系统的比较研究。结果表明,超级稻氮肥群体最高生产力为10.51(10.30～10.68)t.hm-2,极显著高于对照(9.77～9.82t.hm-2),增产幅度达5.2%～8.7%。与对照相比,超级稻氮肥群体最高生产力群体穗数多,穗型大,群体颖花量高(42442.11～44873.23×104.hm-2),结实率和千粒重与之相当;群体茎蘖机插后早发快长,有效分蘖临界叶龄期苗数略高于预期穗数,有效分蘖临界叶龄到拔节期茎蘖增长平缓,高峰苗出现在拔节期,数量适中,为预期穗数的1.4～1.5倍,此后群体平缓下降,至抽穗期基本稳定,最终成穗率高(66.9%～70.4%);其群体叶面积动态与茎蘖动态基本一致,最大叶面积指数出现在孕穗期,为7.72～7.97,此后平缓下降,成熟期保持在较高的水平上(3.30～3.74);干物重积累方面,移栽到有效分蘖临界叶龄期较对照高,有效分蘖临界叶龄到拔节期较对照低,拔节后积累速度较快,至抽穗期为10.80～11.08t.hm-2,抽穗到成熟期干物质积累量6.78～7.22t.hm-2,成熟期总干物重17.58～18.29t.hm-2,显著或极显著高于对照;根冠比和根系干重均高于对照,随着生育期的推移,超级稻优势更为明显,生育后期根系活力强(抽穗到蜡熟期平均伤流量3.53～3.74g.m-2.h-1)。超级稻群体形成特征:高秧苗素质促进低位分蘖发生,精确群体起点稳定提高穗数;生育中期干物质积累高,叶面积大,株型直挺,有效叶面积率和高效叶面积率高,源库流畅;生育后期茎鞘输出大,2次增重高,根群强健,支撑着高光效灌浆结实层的安全充实。氮肥群体最高生产力水平下,超级稻穗多粒大,群体颖花量大,需氮量大,产量潜力高;生育中后期光合生产能力强,充实量大;群体株型改善,抗倒支撑强,适宜用作机插。     

机插杂交粳稻超高产形成群体特征

在研究不同机插水稻群体产量及其结构、群体茎蘖动态、叶面积动态与组成、光合势、干物质积累、群体生长速率等差异的基础上,初步阐明机插杂交粳稻超高产形成的群体特征:1)以足量的穗数与较大的穗型协调产出足够的群体总颖花量(50000万/hm2以上),并保持正常的结实率与千粒质量(结实率85%以上,千粒质量27g左右)。2)在合理的茎蘖动态(群体于有效分蘖临界叶龄期左右够苗,高峰苗适宜,一般为预期穗数的1.3倍)与叶面积指数(LAI)动态(孕穗期LAI达7.8～8.0,抽穗后LAI下降平缓,成熟期仍能保持3.0左右。)基础上提高成穗率(75%以上)与有效叶面积、高效叶面积比例(抽穗期有效叶面积率达95%,高效叶面积率达75%以上),以保证实现不同生育阶段目标生产力。3)以合理增加拔节-抽穗期物质生产与积累(群体生长速率22.5g/(m-2.d),干物质积累量9000kg/hm2以上,占总干物质量的45%左右)为重点,有效增强抽穗-成熟期群体物质生产与积累(群体生长速率13.5g/(m-2.d)左右,干物质积累量8000kg/hm2以上,占总干物质量的40%左右),以提高最终生物学产量(20400kg/hm2以上)。机插杂交粳稻生产过程中遵循以上规律可获得超高产。     

钵苗机插水稻氮素吸收与利用特征

【目的】旨在阐明钵苗机插水稻氮素吸收与利用特征。【方法】于2013–2014年在扬州大学兴化试验基地选用大穗型品种甬优2640和甬优8号,中穗型品种武运粳24号和宁粳3号,小穗型品种淮稻5号和淮稻10号为试验材料,以毯苗机插为对照,研究钵苗机插水稻氮素积累、转运与利用特性。【结果】不同穗型品种的钵苗机插较毯苗机插在水稻分蘖中期、拔节期、抽穗期和成熟期植株含氮率和吸氮量较高。在移栽至分蘖中期、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期阶段,不同穗型品种钵苗机插氮素积累量和氮素吸收速率较毯苗机插高。与毯苗机插相比,不同穗型品种的钵苗机插水稻叶片的氮素输出量、氮素表观转运率和氮素转运贡献率显著提高,而茎鞘的氮素表观转运率和氮素转运贡献率较低。对氮素利用率而言,不同穗型品种的钵苗机插较毯苗机插氮肥偏生产力显著提高,氮素收获指数增加,其中大穗型品种差异显著。【结论】钵苗机插较毯苗机插生育中、后期氮素吸收能力强,后期叶片氮素转运量大、贡献率高,植株总氮素积累量和氮肥利用率显著提高。     

机械化种植方式对不同品种水稻株型及抗倒伏能力的影响

为探明机械化种植方式对不同品种水稻株型及抗倒伏能力的影响,试验选用籼粳交水稻(甬优2640和甬优1640)、常规粳稻(南粳9108和武运粳27)和杂交籼稻(新两优6380和II优084)共6个水稻品种为材料,系统研究高产栽培模式下钵苗机插、毯苗机插和机械直播方式对水稻叶形、叶姿、穗型、秆型及植株抗倒性能的影响,初步研明不同机械化种植方式下水稻株型特征与抗倒伏能力及差异。结果表明,钵苗机插水稻产量最高,毯苗机插水稻产量其次,机械直播水稻产量最低,差异显著(P0.05)。与毯苗机插和机械直播相比,钵苗机插使水稻上三叶叶长增长,比叶重增大,叶基角和披垂度减小,使水稻群体高效叶叶面积增加,剑叶叶绿素含量和净光合速率协同增加,穗型变大,粒叶比提高,并且使水稻株高增高,秆长增长,穗下节间增长(P0.05)。水稻基部1~3节间于钵苗机插方式下,较毯苗机插和机械直播,长度缩短、茎秆变粗、茎壁增厚、节间干质量增加、充实度变好、抗折力和弯曲力矩增大、倒伏指数降低(P0.05)。因此,长江下游稻麦两熟地区,钵苗机插能改善水稻株型,优化水稻群体结构,提升水稻抗倒性能,是实现水稻丰产、高产且低倒伏风险的较优机械化种植方式。     

成都地区主栽蓝莓品种果实的形态特征及品质分析

以成都地区主栽蓝莓品种奥尼尔、薄雾、布里吉塔、夏普蓝和莱格西为材料,对其果实形态特征、风味品质及生物活性物质含量等进行测定与分析。结果表明:供试蓝莓样品平均单果质量1.91 g,果粒较大;果形指数为0.73~0.85,果实以扁圆形为主;果萼5~7瓣,以闭合型为主;果皮颜色以深蓝色为主;主要风味物质可溶性固形物、还原糖和可滴定酸的平均含量分别为12.26%、9.14%和1.22%,糖酸比为9.35;生物活性物质总多酚、单宁、类黄酮和鞣花酸的平均含量分别为4.624、0.346、0.402、1.254 mg/g,整体表现良好。果实品质、生物活性物质含量在品种内表现稳定,多数指标的产区间差异无统计学意义。5个品种均适宜在成都地区种植,其中夏普蓝和奥尼尔的表现最佳,适宜推广。     

不同类型钵苗及摆栽密度对粳型超级稻氮素吸收利用与转运特征的影响

【目的】比较研究3种类型钵苗不同摆栽密度下的水稻氮素吸收利用与转运特征。【方法】以超级稻品种武运粳24和南粳44为供试材料,采用新型3连孔、2连孔塑盘育秧,以常规单孔塑盘育秧为对照,并分别设置5种不同栽插密度,研究各处理氮素吸收利用与转运特征的差异及其与产量的关系。【结果】3种类型钵苗摆栽不同基本苗之间,抽穗期和成熟期氮素吸收量、氮素农学利用率、氮素吸收利用率以及偏生产力随移栽基本苗增加均表现为先增大后减小的趋势。不同类型钵苗之间,抽穗期和成熟期氮素吸收量、氮素农学利用率、氮素吸收利用率和偏生产力均表现为：在较低基本苗条件下（36×104—54×104•hm-2）,单孔＞2连孔＞3连孔;在中等基本苗条件下（72×104•hm-2）,2连孔＞单孔＞3连孔;在较高基本苗条件下（90×104—108×104•hm-2）,2连孔、3连孔＞单孔。3种类型钵苗摆栽最高产量条件下,抽穗期和成熟期氮素吸收量、氮素农学利用率、氮素吸收利用率以及偏生产力均表现为2连孔＞3连孔＞单孔。3个最高产量处理的相关分析表明：水稻产量与成熟期叶片、地上部分吸氮量,拔节至抽穗期、抽穗至成熟期地上部分阶段吸氮量呈显著或极显著的正相关。【结论】在适宜或较高移栽密度条件下,与单孔相比,2、3连孔稀植摆栽尤其是2连孔摆栽水稻在生育中、后期氮素积累量较多,氮素利用效率较高,是氮高效的省工高产栽培新途径。     

不同氮肥水平下早熟晚粳氮和磷的吸收利用特性及相互关系

采用大田试验,以长江中下游地区具有代表性的50个早熟晚粳品种为材料,研究7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm^-2纯氮)下水稻氮和磷积累量、吸收速率、利用效率的差异及其相互关系。结果表明：(1)在0~337.5 kg hm^-2纯氮范围内,随着氮肥水平的增加,早熟晚粳的植株含氮率和氮积累量在拔节、抽穗和成熟期均显著增加;植株含磷率和磷积累量在拔节和抽穗期显著增加,成熟期呈先增后减变化。(2)播种至拔节阶段氮和磷吸收速率随施氮量的增加而提高,差异极显著;拔节至抽穗阶段氮和磷吸收速率随施氮量的增加呈现先增加后降低的变化趋势;抽穗至成熟阶段的氮和磷吸收速率规律不明显。(3)在0~337.5 kg hm^-2纯氮范围内,随着施氮量的增加氮素籽粒生产效率和磷素籽粒生产效率均显著降低,随着施氮量的增加基因型之间的差异减小;随着施氮量的增加氮和磷收获指数都呈现抛物线关系,在施氮量为262.0 kg hm^-2纯氮时出现最大值。(4)早熟晚粳对氮和磷的吸收利用具有显著的协同效应,但随生育进程的推进这种效应减弱。水稻在播种至拔节、拔节至抽穗和抽穗至成熟3个生育阶段的氮和磷吸收速率都呈二次曲线关系(r=0.892^**,r=0.736^**,r=0.512^**)。(5)相关分析表明,产量与拔节期、抽穗期和成熟期的吸氮量和吸磷量以及播种至拔节期和拔节至成熟期的吸氮速率和吸磷速率呈极显著正相关关系。增施氮肥有利于水稻氮和磷吸收利用的提高,但氮肥过高时氮和磷吸收利用不再增加,甚至有所降低。     

地力与施氮量对超级稻产量、品质及氮素利用率的影响

以超级稻中熟中粳徐稻3号为供试材料,研究麦茬田高、中、低3种地力水平下施氮肥(0、148.5、223.5、297.0、372.0、445.5 kg hm^-2)对超级稻产量及其构成因素、氮素利用率、稻米品质的影响。结果表明：(1)徐稻3号的产量在不同施氮水平下均表现高地力>中地力>低地力的趋势;高、中、低地力上出现的最高产量对应的最适施氮量分别为260.8 kg hm^-2、290.5 kg hm^-2、345.5 kg hm^-2。(2)氮肥表观利用率与施氮量之间存在显著或极显著的二次相关关系,高、中、低3种地力土壤条件下氮肥最高利用率对应的施氮量分别为268.6 kg hm^-2、293.4 kg hm^-2、335.2 kg hm^-2。(3)培肥地力有利于稻米营养品质、加工品质、蒸煮食味品质的提高,不同地力土壤要施适量氮肥才可以改善稻米的外观品质,优化稻米的营养品质。综合以上超级稻高产、优质、高效的施氮范围,建议该区超级稻施氮范围为高地力田240.0~270.0 kg hm^-2,中地力田285.0~315.0 kg hm^-2,低地力田330.0~360.0 kg hm^-2。     

水稻“精苗稳前、控蘖优中、大穗强后”超高产定量化栽培模式

【目的】寻求水稻稳定超高产的栽培模式。【方法】以早熟晚粳品种武粳15、常优1号为供试材料,其它栽培措施统一在最佳技术指标前提下,就氮肥运筹与穗肥施用叶龄期,设置了稳前优中强后、平衡促进和促前控中3种栽培模式,并以长江中下游地区单季稻大面积生产上的常规栽培模式为CK,对产量及其结构、群体生长发育动态以及根系活力等方面进行系统比较。同时,在江苏东海、兴化、高邮、常熟等地,以徐稻3号、常优1号、陵香优18、武粳15等品种为材料,进行(15—50)×667m2连片的稳前优中强后超高产栽培综合试验与扩大到100×667m2连片试验田上的生产性验证试验。【结果】2品种稳前优中强后、平衡促进2模式的实产均达到了超高产水平(≥750kg/667m2)。与CK相比,稳前优中强后、平衡促进2模式每穗粒数多、群体颖花量大,单位面积穗数、结实率和千粒重则与之相当;2模式的群体于有效分蘖临界叶龄期准时够苗,高峰苗出现在拔节期,且数量适中(适宜穗数的1.3—1.4倍),此后群体平缓消减,至抽穗期基本稳定,最终成穗率显著高于CK;其群体LAI动态与茎蘖动态趋势基本一致,最大LAI均出现在孕穗期,为8.0—8.5,成熟期仍保持3.5—4.0;群体光合势与干物质积累,2模式在生育前期(移栽—拔节期)较CK低,中期(拔节—抽穗期)与CK相当,后期(抽穗—成熟期)显著高于CK;2模式在拔节期的根系干重与CK相当,抽穗期和成熟期则显著高于CK,而这3个时期的根冠比均显著高于CK,其抽穗后(抽穗—腊熟期)的根系平均伤流量与颖花根流量均显著高于CK。同时,连续2年多地的稳前优中强后超高产综合栽培试验以及后3年扩大到100×667m2连片试验田上的生产性验证试验,实产均达800kg/667m2左右。【结论】揭示了水稻超高产栽培的根本在于"强支撑、扩库容、促充实";提出了水稻精苗稳前、控蘖优中、大穗强后的超高产定量化栽培模式。