不同时期超级杂交稻光合特性及氮素利用效率研究

为探明不同时期超级杂交稻光合特性及氮素利用效率的差异,以5个不同时期具有代表性的超级杂交稻品种为试验材料,研究其光合特性、氮素利用率及氮素光合效率的变化特点。结果表明,前3期超级杂交稻产量随着施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,均在施氮量为300 kg·hm^-2水平时最高;后2期超级杂交稻产量随着施氮量的增加而增加,但施氮量为390 kg·hm^-2与300 kg·hm^-2的产量差异不显著。随着施氮量的增加,各时期超级杂交稻净光合速率(Pn)、比叶重(SLW)、氮素吸收利用率(REN)均呈先增加后降低的趋势,氮素光合利用效率(PNUE)和氮素偏生产力(PEPN)呈逐渐降低趋势;在各时期超级杂交稻品种中,随着品种的演进,其叶片氮含量(LNC)和SLW均得到显著改善,而光合生理特性和PNUE则无明显的变化。综上所述,在超级杂交稻品种改良中对氮素吸收利用的提高幅度大于较光合利用明显,在今后超级杂交稻品种改良中应着重对叶片光合生理特性方面的提高。本研究结果为超级杂交稻的选育提供了理论依据。     

双季机插稻不同产量水平群体的产量构成特征研究

为明确双季机插稻产量构成特征及高产协同规律,促进双季稻机插栽培技术的发展,以4个早稻(株两优30、两优287、中嘉早17和中早35)和4个晚稻(H优518、五丰优T025、五优308和天优华占)品种(组合)为试验材料,研究双季机插稻中产(7 000~8 250 kg·hm^-2)、高产(8 250~9 000 kg·hm^-2)和超高产(>9 000 kg·hm^-2)3个产量水平群体的产量及产量构成特征。结果表明,随着双季机插稻产量水平的提高,有效穗数、每穗粒数和总颖花量均呈显著增加的趋势,结实率和千粒重总体上差异较小;产量与群体总颖花量呈极显著正相关,要实现9 000 kg·hm^-2以上的产量,每平方米颖花量需达到42 000以上;从中产到高产,双季早晚稻总颖花量的增加均主要依靠穗数的增加,从高产至超高产,早稻总颖花量的增加仍可以通过适当增加穗数实现,而晚稻总颖花量的增加应在适当增加穗数的基础上提高每穗粒数。以较多的穗数和较大的穗型协同产出较高的总颖花量,同时保证正常的结实率和千粒重,是双季机插稻超高产基本特征。本研究结果为双季机插稻高产栽培提供了理论依据与实践参考。     

播期对南方优质晚粳稻产量及稻米品质的调控效应研究

近年来,"籼改粳"在江西等南方双季稻区发展较快,关于双季晚粳稻高产品种及其配套栽培技术的研究也有了较多的报道,但关于优质晚粳稻产量及品质的播期调控效应仍不清楚。本研究以南方优质晚粳稻品种甬优1538为材料,通过开展分期播种试验,研究了不同播期对优质晚粳稻产量和米质变化的影响。结果表明,随着播期的推迟,甬优1538的有效穗数呈增加趋势,每穗粒数和千粒重先增后降,而结实率呈现降低趋势,最终产量呈先增后降的趋势,以播期为6月25日时产量最高。随着播期的推迟,甬优1538的加工品质、外观品质及蒸煮与食味品质均变劣,而营养品质变化趋势因指标而异,峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度和崩解值呈逐渐降低趋势,而回复值和消减值呈逐渐增加趋势。可见,在南方双季稻区晚粳生产中,适当早播有利于同步实现高产和优质。     

基于临界氮浓度的水稻氮素营养诊断研究

【目的】 依据水稻品种的氮素营养特征计算其氮营养指数 (NNI) 和氮素亏缺 (N_and) 值，可实现作物氮素状况的精确定量调控。本研究比较了杂交稻和常规稻在不同氮水平下的NNI和N_and值，为该诊断方法的精准使用提供依据。 【方法】 本研究选用超级杂交稻 (Y两优一号、超优千号) 和常规稻 (粤农丝苗、金农丝苗) 为对象进行田间试验。设施氮水平0、40、80、120、160、200、240 kg/hm2(分别以N0、N40、N80、N120、N160、N200、N240表示)，分析测定了水稻移栽后15、30、45、60、75天和成熟期地上部干物质量及其氮浓度，构建临界氮浓度变化曲线，利用该曲线计算了不同品种在不同时期的临界氮浓度、氮营养指数和氮亏缺值。 【结果】 杂交稻地上部干物重在N0、N40、N80、N120、N160处理间差异显著，N200、N240处理间差异不显著，但显著高于其他处理；常规稻地上部干物质重在N0、N40、N80、N120处理间差异显著，N160、N200、N240处理间差异不显著，但显著高于N0、N40、N80、N120处理。水稻植株氮浓度均随着施氮水平的提高而增加，但随生育期的延长和地上部干物重的增加，水稻植株氮浓度均呈下降趋势。根据地上部干物质重与其氮浓度变化关系构建水稻临界氮浓度 (Nc) 变化曲线，杂交稻为N_c=3.36DM–0.31(R2=0.91)，常规稻为N_c=2.96DM–0.25(R2=0.86)。基于临界氮浓度曲线，计算不同水稻品种的NNI和N_and，其中杂交稻和常规稻NNI变化范围分别为0.73～1.05和0.78～1.11，N_and变化范围分别为–9.8～117.8 kg/hm2和–25.4～90.3 kg/hm2。 【结论】 常规稻品种临界氮浓度高于相同生育期的杂交稻品种，但杂交稻的干物质量生产能力大于常规稻。在本试验条件下，依据N_and计算结果，杂交稻临界氮浓度下的氮素积累量大于常规稻，其中杂交稻和常规稻适宜施氮量分别为200 kg/hm2左右和160～200 kg/hm2。      

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。     

超级杂交稻抗倒伏能力及其对施肥量的响应

为探究不同水稻品种茎秆抗倒伏能力及其对施肥量的响应,以不同产量水平超级杂交稻(两优培九、Y两优1号、Y两优2号、Y两优900、超优千号)为试验材料,通过田间试验,研究不同施肥水平对超级杂交稻品种倒伏指标和株型特征的影响。结果表明,两优培九和Y两优1号在施氮量超过210kg·hm-2时表观倒伏率均呈增加趋势;Y两优2号在施氮量超过390 kg·hm-2时出现倒伏,表观倒伏率为1.3%;Y两优900和超优千号均未发生倒伏。各品种的倒伏指数均随着施肥量的增加而增加,且与株高呈极显著线性正相关,与抗折力和壁厚呈极显著线性负相关。与两优培九、Y两优1号和Y两优2号相比,Y两优900和超优千号在不同施肥水平下的倒伏指数和株高均显著降低,同时基部抗折力和折断弯矩均显著增加。综上,Y两优900和超优千号的株型特征适宜在土壤肥力和施肥水平较高的区域推广应用,从而缓解超高产与倒伏之间的矛盾。本研究为水稻抗倒高产栽培调控提供了理论依据。     

秸秆还田条件下不同水分管理对双季稻田综合温室效应的影响

以南方红壤区双季稻-紫云英为研究对象,利用静态箱-气相色谱法分别分析包括绿肥和稻草等秸秆还田条件下不同水分管理对稻田CH4和N2O排放、水稻产量以及综合温室效应(GWP)的影响。试验设持续淹水(F)、中期烤田(F-D-F)和间歇灌溉(F-D-F-M)处理。结果表明,秸秆还田条件下双季稻田周年CH4排放量介于208.3kg/hm2(F-D-F-M处理)和678.2kg/hm2(F处理)之间,其中,晚稻生长季占周年CH4排放量的60.6%~71.7%。F处理周年CH4排放量显著高于F-D-F和F-D-F-M处理(P0.05)。秸秆还田条件下双季稻田周年N2O排放量为4.75~8.19kg/hm2。与F处理相比,F-D-F-M处理周年N2O排放通量显著增加(60.9%);而F和F-D-F处理之间没有显著差异。早稻和晚稻各处理产量分别为7.76~8.02t/hm2和7.22~8.69t/hm2。秸秆还田条件下,双季稻单位面积GWP和单位产量GWP分别为7648.8~18471.8kg/hm2和0.48~1.12 kg/kg,其中F-D-F和F-D-F-M处理分别显著低于F处理(P0.05)。因此,在秸秆还田条件下采用中期烤田和间歇灌溉替代持续淹水,可以同步实现双季稻高产和减轻农业生产对气候的潜在影响。     

硅锌硼配施对红壤区双季稻产量和群体发育特征的影响

水稻是典型的喜锌、喜硅和低度需硼作物,而我国红壤区土壤中硅、硼、锌等主要中微量元素含量普遍偏低,施用硅、锌、硼对水稻生产存在重大影响。以早稻品种中嘉早17和晚稻品种H优518为试验材料,研究硅、锌、硼配施对红壤区双季稻产量和群体发育特征的影响。结果表明:与CK处理相比,早稻季Si+Zn和Si+Zn+B处理产量分别显著增加8.6%和12.6%,晚稻季仅Si+Zn+B处理产量显著增加10.6%;早稻季Si+Zn+B处理有效穗数、结实率和千粒重均显著高于CK处理(P0.05),晚稻季仅Si+Zn和Si+Zn+B处理有效穗数显著增加;早稻和晚稻群体总颖花量与产量之间呈极显著线性正相关关系(P0.001)。与CK处理相比,增施硅、锌、硼后各生育期分蘖数、叶面积指数、SPAD值、生物量积累均有增加的趋势,其中Si+Zn+B处理增加幅度最大。除早稻季Si处理外,早稻季和晚稻季增施硅、锌、硼肥后各处理地上部群体氮素吸收总量均显著高于对照,且Si+Zn+B处理显著高于其他处理(P0.05)。因此,在红壤区双季稻生产中应重视硅、锌、硼等中微量元素的平衡施用,尤其是温度条件较低的早稻季更应重视这些元素的施用。     

秸秆还田与耕作方式对双季稻产量及土壤肥力质量的影响

中国南方双季稻区秸秆资源丰富,但秸秆还田与耕作制度的最佳组合方式目前尚不明确。通过连续3年的田间定位试验(2013—2015年),研究秸秆还田条件下不同耕作方式对双季稻产量及土壤肥力质量的影响。试验处理包括翻耕与秸秆不还田(CT)、翻耕与秸秆还田(CTS)、旋耕与秸秆还田(RTS)和免耕与秸秆还田(NTS)。结果表明:与CTS处理相比,CT和NTS处理早稻平均产量分别降低3.5%和5.2%,晚稻平均产量分别降低3.6%和6.4%,其中,NTS处理晚稻产量显著低于CTS处理(p0.05);与CTS处理相比,RTS处理早稻和晚稻平均产量分别增加6.1%和3.1%。秸秆还田条件下土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)均呈增加的趋势,其中,2015年CTS、RTS和NTS处理SOC、TN、AP和AK显著高于CT处理。与CT处理相比,NTS处理土壤容重(BD)增加4.9%(p0.05),CTS和RTS处理BD分别降低4.1%和5.2%,其中RTS处理显著低于CT处理。与CT处理相比,秸秆还田下CTS、RTS和NTS处理土壤p H分别降低1.9%、1.5%和2.5%,其中,CTS和NTS处理显著降低。CT处理土壤肥力质量呈下降的趋势,秸秆还田条件下各处理土壤肥力质量均呈提高的趋势,其中,2015年RTS处理分别高于CTS、NTS处理16.4%和80.4%。由此可见,在南方双季稻区,与常规翻耕和免耕相比,秸秆还田条件下,采用长期旋耕的方式能够进一步提高土壤肥力质量和水稻产量。     

氮肥运筹对南方优质常规晚粳产量和品质的影响

为探明南方双季稻区优质常规粳稻金农香粳1267的适宜氮肥运筹模式,设置6个施氮水平(CK,0;N1,165 kg/hm~2;N_2,210 kg/hm~2;N_3,255 kg/hm~2;N_4,300 kg/hm~2;N_5,345 kg/hm~2),并在N_3水平下设置3个氮肥运筹方式(NT_1,基蘖穗肥比例为4∶2∶4,穗肥于倒3叶施用;NT_2,基蘖穗肥比例为4∶2∶4,穗肥于倒4叶、倒2叶分2次等量施用;NT_3,基蘖穗粒肥比例为4∶2∶2∶2,穗肥于倒3叶施用),研究不同氮肥运筹模式对南方优质常规晚粳稻产量和品质的影响。结果表明,随施氮量的增加,产量呈先增后降的趋势,与N_3处理相比,CK、N_1、N_2、N_4和N_5处理产量分别降低37.1%、8.2%、5.7%、4.9%和10.0%,晚粳稻产量增加的主要原因是每穗粒数和千粒重的提高;在N_3水平下,NT_3处理产量最高,主要是由于每穗粒数的提高。随着施氮量的增加,晚粳稻的加工品质、外观品质、蒸煮与食味品质和营养品质得到改善;在N_3水平下,出糙率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度和胶稠度均表现为NT_1NT_2 NT_3,而直链淀粉含量和粗蛋白含量则反之。随施氮量的增加,RVA谱特征值中峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度、崩解值和峰值时间均降低,而消减值、回复值和糊化温度呈增加的趋势;在N_3水平下,峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度、崩解值和峰值时间均表现为NT_1NT_2NT_3,而消减值、回复值和糊化温度则反之。综上所述,在本试验条件下,南方优质常规晚粳稻以施氮量为N_3(255 kg/hm~2)、氮肥运筹为NT_3(基肥∶蘖肥∶穗肥∶粒肥=4∶2∶2∶2)时,能较好实现水稻高产和优质的协调统一。