利用AMMI模型评价苏打盐碱土对水稻垩白粒率和垩白度稳定性的影响

采用品种和盐碱程度二因素完全随机试验设计,利用AMMI模型分析了5份耐盐碱水稻品种(龙稻16、13G028、13G030、13G040、长白9)垩白粒率和垩白度的稳定性,以期为苏打盐碱地水稻外观品质改良提供科学依据。结果表明,品种间垩白粒率和垩白度的稳定性不同,环境对垩白性状的影响也不同;垩白性状的总变异呈基因型(G)环境(E)基因型×环境(G×E),垩白粒率和垩白度PCA1、PCA2和PCA3平方和分别累计解释基因型×盐碱互作平方和的99.65%和99.80%;参试材料在不同盐碱梯度下垩白粒率和垩白度的稳定性以龙稻16最强,其次为13G030,再次为13G028和长白9,13G040的稳定性最差。     

土壤肥力和氮肥运筹对寒地水稻产量、品质及氮肥利用的影响

以垦粳5号为材料,设计3种土壤肥力(高、中、低肥力)和5种氮肥运筹模式[农民习惯施肥(M1)、V字形施肥(M2)、减氮施肥(M3)、减氮减磷施肥(M4)、前氮后移施肥(M5)],研究不同土壤肥力和氮肥运筹对寒地水稻产量、品质及氮肥利用的影响,旨在为提高寒地水稻氮肥综合生产能力、改善稻米品质提供理论参考。结果表明,土壤肥力和氮肥运筹二因素互作对水稻产量、品质、氮肥利用影响显著。高肥力土壤条件下,M3模式产量(31.2 g/穴)最高,M1、M2、M4模式依次次之;中肥力土壤条件下,M1模式产量(28.0 g/穴)最高,M2、M4模式依次次之;低肥力土壤条件下,M1模式产量(26.7 g/穴)最高,M2、M4、M3模式依次次之。高肥力土壤条件下,M4模式的垩白粒率和垩白度、M3和M4模式的蛋白质含量较低;中、低肥力土壤条件下,M5模式的垩白粒率和垩白度、M1模式蛋白质含量较低。高肥力土壤条件下,M3—M5模式的食味评分(84.11、83.30、83.36)较高;中肥力土壤条件下,M1、M2模式的食味评分(85.49、84.47)较高;低肥力土壤条件下,M1、M3、M4模式的食味评分(85.17、85.39、85.14)较高。M1模式茎秆抗倒伏指数显著低于其他模式,其他模式间的差异均不显著。高肥力土壤条件下,M4、M5模式氮肥贡献率较高;中肥力土壤条件下,各模式间差异均不显著;低肥力土壤条件下,M2模式氮肥贡献率最低,其余模式间差异均不显著。高肥力土壤条件下,M3模式的地上部吸氮量、氮肥农学利用率(51.46%)、氮肥吸收利用率(66.83 g/g)和氮肥偏生产力(131.52 g/g)最高,M5模式的氮肥生理利用率(134.54 g/g)最高;中肥力土壤条件下,M5模式的氮肥吸收利用率(58.29 g/g)、M4模式的氮肥偏生产力(104.05 g/g)、M1模式的氮肥生理利用率(100.18 g/g)最高,M2模式较高;低肥力土壤条件下,M2模式的地上部吸氮量、M2模式的氮肥吸收利用率(61.18 g/g)、M4模式的氮肥偏生产力(100.39 g/g)、M1模式的氮肥生理利用率(90.93 g/g)最高,M3模式较高。综合考虑,高肥力土壤采用M3模式、中肥力土壤采用M2模式、低肥力土壤采用M3模式有利于协调寒地水稻产量、品质、氮肥利用率的关系。     

施肥方式和施氮量对寒地水稻产量、品质及氮肥利用的影响

为提高寒地水稻氮肥利用率,采用盆栽试验,比较了施肥方式、施氮量及二者互作对寒地水稻产量、品质、干物质生产、净光合速率（P_n）和氮肥利用率等指标的影响。结果表明,侧深施肥（S2）和点深施肥（S3）分蘖期和灌浆期地上干物质积累量、叶面积和根部性状多优于全层施肥（S1）,齐穗期功能叶相对叶绿素含量和灌浆期P_n低于S1处理。S2处理直链淀粉含量极显著低于S1处理;S3处理糙米率、精米率和蛋白质含量显著或极显著低于S1处理,直链淀粉含量和食味值极显著高于S1处理。S2处理氮肥生理利用率高于S1处理37.63%,S3处理氮肥吸收利用率、生理利用率和偏生产力分别高于S1处理20.14%、67.57%和13.08%。与常规施氮处理相比,减氮15%处理的千粒重、分蘖期和灌浆期地上部干物质积累量、分蘖期叶面积、分蘖期和灌浆期功能叶P_n均显著降低。本试验条件下,点深施肥方式配合减氮15%为兼顾产量、品质和肥料利用率的最优组合。     

增施腐殖酸及减施化肥对盐碱地粳稻品质的影响

基于盐碱地土质差、稻米品质低的问题,开展了增施腐殖酸及减施化肥对水稻品质影响的研究。结果表明：增施腐殖酸明显提高了垦粳7号糙米率、精米率,降低水稻直链淀粉,对整精米率、蛋白质影响不明显,腐殖酸A2（15.84 g/盆）显著提高了垦粳7号的食味评分,明显改善了食味品质;减施化肥明显提高了垦粳7号食味品质,以B4（减量30%）施肥水平的食味评分最高,且对加工品质和营养品质影响不明显,但增加了垦粳7号垩白粒率与垩白度,导致稻米外观品质变劣。通过增施腐殖酸（15.84 g/盆）配施化肥（减量30%）可明显提升垦粳7号的食味品质,但降低了其外观品质。     

化肥减量配施不同类型腐植酸有机肥对盐碱地水稻产量和品质的影响

基于盐碱地土质差、水稻产量低的问题,以不施用腐植酸(A0)及化肥常规用量(B1)处理为对照,研究化肥减量[常规用量减量20%(B2)]配施不同类型腐植酸有机肥[粒状腐植酸有机肥(A1)、粉状腐植酸有机肥(A2)]对水稻产量和品质的影响,为盐碱地水稻高产优质栽培提供理论依据与技术支持。结果表明,在不同施肥量水平下,A1处理明显增加水稻穗数,A2处理明显增加水稻结实率,从而2个处理较A0处理增加产量;不同类型腐植酸有机肥均可明显降低稻米的精米率、整精米率,增加垩白度和垩白粒率,A2处理明显增加稻米直链淀粉含量与食味评分,其中,食味评分较A0处理提高3.40%,但A2处理降低蛋白质含量。B2处理总体上可明显降低水稻穗数、穗粒数,降低产量,同时明显降低稻米的加工品质,增加垩白度、垩白粒率、直链淀粉含量和食味评分。A1B1处理可增加水稻净光合速率、穗粒数,进而提高产量,并明显增加糙米率。A2B2处理明显增加稻米的垩白度和垩白粒率,降低外观品质,A2B1处理明显增加稻米食味评分。综上,A1B1处理产量最高,A2B1处理食味品质最佳。     

施肥方式和氮肥运筹对寒地水稻产量与品质的影响

针对目前黑龙江地区水稻高产优质栽培中存在施肥量偏高,偏施氮肥,且惯于表施和全层施肥,肥料的淋溶、挥发及排水损失较多等现状,提出一种寒地水稻点状施肥方式,比较了点状施肥、全层施肥和侧深施肥的产量、品质差异及其与氮肥运筹的互作效应,为寒地水稻合理施肥提供理论依据。采用盒栽试验,以垦粳8为材料,常规施氮条件下,设置施肥方式3水平(A1全层施肥,A2侧深施肥,A3点状施肥),氮肥运筹2水平(B1基蘖同施,B2基蘖分施),分析干物质积累量、叶片SPAD值、产量及其构成以及稻米主要品质性状。施肥方式下A3产量显著高于A1,增产8.13%;氮肥运筹下B1产量极显著高于B2,增产9.56%。A3和A2分蘖始期、最高分蘖期叶片SPAD值,分蘖期叶面积,齐穗期高效叶面积、总叶面积极显著高于A1,增幅分别为3.88%～7.80%、3.54%～4.35%,15.85%～31.07%,7.87%～13.24%、8.09%～13.47%;A2成熟期地上部干物质积累量显著高于A1,增幅为6.39%;氮肥运筹下B1齐穗期高效叶面积、总叶面积显著或极显著高于B2,增幅分别为6.57%～6.71%,分蘖期、齐穗期、成熟期地上部干物质积累量B1极显著高于B2,增幅分别为10.13%、10.52%、8.51%。A3蛋白质含量最低,其食味值最佳,但加工、外观品质变劣;氮肥运筹下香气、光泽、味道、口感及食味值B1极显著高于B2,增幅分别为0.81%、3.46%、1.61%、3.21%、1.65%。施肥方式和氮肥运筹二因素互作的蛋白质含量效应分析以侧深施肥、基蘖同施处理最低。施肥方式和氮肥运筹下对寒地水稻产量、品质的效应分析,侧深施肥和点状施肥产量均优于全层施肥,氮肥运筹下基蘖同施优于基蘖分施,其中以侧深施肥、基蘖同施处理可获得相对优质的最高产量。     

寒地水稻分蘖期耐盐碱性筛选与评价

【目的】筛选与水稻耐盐碱性相关的指标,对寒地水稻种质资源的耐盐碱性进行筛选与评价,为选育优良的耐盐碱水稻品种提供理论依据。【方法】以苗期种植筛选出的较耐盐碱的17份水稻品种为研究对象,分别采用苏打盐碱土（盐碱胁迫处理）和草甸黑钙土（对照）进行盆栽种植,并于分蘖期调查水稻根长度、根表面积、根体积、根直径、根尖数、根干重、茎数、株高、叶面积和地上干物重等10项指标。运用主成分分析法、聚类分析、相关分析及BP神经网络和回归分析验证其合理性。【结果】盐碱胁迫条件下,17个参试材料10项形态指标的耐盐碱系数范围在0.19～1.00,平均值为0.68。利用主成分分析法将盐碱胁迫下10个单项指标转化为3个彼此独立的综合指标,累计方差贡献率达85.44%。通过对隶属函数值及权重进行计算得到各参试材料的综合耐盐碱值（D值）,依据D值得到各参试材料的综合耐盐碱性排序:L14（松粳18）> L15（龙粳24）> L12（龙粳48）> L17（白粳1号）> L06（空育131）> L05（垦粳8号）> L03（绥粳21）> L16（东稻4）> L09（龙粳42）> L11（绥粳17）> L10（龙稻9号）> L13（龙粳27）> L02（莹稻2号）> L07（松98-131）> L08（东农428）> L01（齐粳10号）> L04（长白9号）。通过聚类分析将17份材料分为四大类:第一类为强耐盐碱型,仅包含松粳18;第二类为耐盐碱型,包括垦粳8号、空育131、白粳1号、龙粳48和龙粳24共5份材料;第三类为敏感型,包括绥粳21、龙粳42、东稻4和绥粳17共4份材料;第四类为强敏感型,包括齐粳10号、长白9号、莹稻2号、松98-131、龙粳27、龙稻9号和东农428共7份材料。基于各指标对综合耐盐碱值的相关分析结果,以及回归分析、BP神经网络对其适宜性的验证,得到根长度、根表面积、根体积、根尖数、根干重和茎数6项指标可作为水稻分蘖期耐盐碱性评价指标。【结论】17份参试材料中松粳18为强耐盐碱种质资源,根长度、根表面积、根体积、根尖数、根干重和茎数6项指标可作为寒地水稻分蘖期耐盐碱性的评价指标。     

减氮施肥对寒地水稻产量品质及抗倒性的影响

为了明确减氮施肥对寒地水稻产量、品质及抗倒性的影响。采用二因素完全随机设计进行3种土壤肥力水平下的减氮施肥研究。结果表明土壤肥力与施氮量互作对产量影响显著。高肥力土壤下减氮20%,中肥力土壤下减氮10%,产量与常规施肥差异不显著,而低肥力土壤不宜减氮。抗倒伏指数的土壤肥力和施氮量互作不显著,并且与施氮量和土壤肥力负相关。土壤肥力和施氮量互作对整精米率、垩白粒率、垩白度、蛋白质含量和食味评分影响显著或极显著。垩白、蛋白质含量和食味评分在土壤肥力之间差异较大,而加工品质和直链淀粉含量差异较小。整精米率、垩白粒率和垩白度与施氮量极显著正相关,食味评分与施氮量呈二次曲线关系,以减氮20%处理食味评分最高。