粳稻光合物质生产及光能利用率差异研究

以85个粳稻品种为试验材料,比较研究不同产量水平粳稻叶面积指数、SPAD值、光合势、净同化率、比叶重等光合物质生产指标以及光能利用率差异,为粳稻高产栽培和优良品种选育提供理论依据.结果表明,不同产量水平粳稻品种抽穗期叶面积指数、上三叶SPAD值、抽穗期-成熟期光合势和净同化率、光能利用率均随产量水平升高而增加,成熟期茎鞘和叶片氮素分配比例随产量水平升高而降低,产量水平间差异极显著.相关分析表明,抽穗期-成熟期光合势和净同化率对产量影响极显著(r≥0.75**),其次是光能利用率(r=0.68**).同时抽穗期叶面积指数、上三叶SPAD值与光能利用率呈极显著正相关;抽穗后20 d剑叶SPAD值对光能利用率影响高于倒二叶和倒三叶;成熟期籽粒氮素分配比例与比叶重、光能利用率呈显著正相关,与抽穗期氮光合利用效率呈极显著正相关.因此,较高水平抽穗期叶面积指数和抽穗后剑叶SPAD值,有利于提高粳稻抽穗后光合生产能力和成熟期籽粒氮素分配比例,促进光合物质生产和光能利用率提高,此为粳稻获得高产重要原因.     

优化施肥促进寒地粳稻可溶性糖积累转运、气候资源利用及产量形成

  【目的】  研究氮、磷、钾肥不同配比对寒地粳稻功能叶片、茎鞘及籽粒可溶性糖积累和转运的影响,揭示其与气候资源利用和产量的关系。  【方法】  大田试验采用“3414”施肥方案,供试寒地粳稻品种为东农427。在水稻分蘖至成熟的5个主要生育期,取样测定了功能叶片、茎鞘和籽粒中的可溶性糖含量,计算功能叶片、茎鞘和籽粒可溶性糖积累转运量,以及水稻对气候资源的利用效率。  【结果】  氮、磷、钾肥配施显著影响寒地粳稻产量,以N2P2K2处理最高。与N0P0K0处理相比,各施肥处理地上部各器官可溶性糖积累量和运转量均显著升高。花前功能叶片可溶性糖最高积累量出现在N3P2K2处理,花后出现在N2P2K2处理。茎鞘和籽粒可溶性糖积累量在各生育时期均以N2P2K2处理最高。功能叶片和茎鞘花后可溶性糖转运量均以N2P2K2处理最高。N2P2K2、N3P2K2处理生育期最长。各施肥处理光合有效辐射量 (PAR)、辐射利用率 (RUE) 和积温生产效率 (TPE) 均高于N0P0K0处理,以N2P2K2处理最高。由相关分析可知,各生育时期各器官可溶性糖积累量与PAR、RUE和TPE呈极显著正相关。分蘖期和孕穗期功能叶片可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘。齐穗期、灌浆期和成熟期茎鞘可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。成熟期籽粒可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于齐穗期和灌浆期。花后茎鞘可溶性糖转运量对PAR、RUE和TPE影响大于功能叶片。  【结论】  寒地粳稻各生育时期各器官可溶性糖积累量与光合有效辐射量 (PAR)、辐射利用率 (RUE) 和积温生产效率 (TPE)呈极显著正相关。其中,花前功能叶片可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘,花后茎鞘可溶性糖积累量和转运量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。充足的氮磷钾肥供应促进了水稻群体对光、温资源的捕获,提高了光、温资源利用率。而且,合理的养分供给还延长了生育后期的天数和功能叶片、茎鞘可溶性糖向籽粒转运的时间,进而提高产量。在本试验中,氮磷钾配比为150–120–80 kg/hm2(N2P2K2) 时,寒地粳稻产量和花后功能叶片、茎鞘可溶性糖运转量均最高,并且通过延长灌浆期到成熟期的天数进而延长整个生育期,进一步提高了光、温资源的利用效率。