不同氮水平下功能叶片数量和位置对水稻产量性状的影响

【目的】功能叶片对水稻拔节期后的养分运转和积累起着举足轻重的作用。本文探讨了不同氮水平下,不同数量和位置的功能叶片对水稻产量构成的影响,为水稻生产提供更加科学、合理的指导。【方法】以在江苏省沿江及苏南地区适宜种植的早熟晚粳稻‘镇稻11号’为供试材料。田间试验主处理设置N0、90、180、270、360kg/hm^2 5个水平(即N0、N90、N180、N270、N360处理),副处理设置高栽培密度(32.5×10^4hill/hm^2,HD)和低密度(25.5×10^4hill/hm^2,LD)两个水平。于水稻开花齐穗期,每小区选择大小基本一致的单茎穗,挂上标签,分别修剪倒1叶(.T1)、倒2叶(.T2)、倒3叶(.T3)、倒1+2叶(.T1+2)、倒1+3叶(.T1+3)、倒2+3叶(.T2+3)、倒1+2+3叶(.T1+2+3)和不剪除(.T0,对照),组成8个叶位修剪处理。水稻成熟期选取具代表性的植株用于测定产量组成;同时记录各叶位修剪处理穗子的结实率及其强、弱势粒的千粒重。【结果】与N0相比,施氮能显著增加稻穗长度和穗梗数,各氮水平处理间穗长、穗梗数及单个稻穗重量无显著差异。低(N90)、中(N180)、高(N270)三个氮水平下从穗顶端至穗基部随梗位的增加,每梗粒数均呈先增加后下降的趋势,而氮水平对梗粒数没有显著影响。氮水平相同时,两栽培密度下叶片修剪的试验结果一致,均表现为:单独减去倒1、倒2、倒3叶时对单穗重无显著影响;同时减去上3叶中任意2片叶时,单穗重下降5.5%~10.3%;将上3片叶同时减去时单穗重下降24.6%;相同修剪处理下,单穗重的下降比例随氮水平的增加而增加,这表明了氮水平对穗部性状影响的稳定性。通过广义线性模型的分析表明,不同位叶剪处理下,解释单穗重下降比例的模型性能依次为结实率(SP)>SP和强势粒千粒重(S)组合模型>SP和弱势粒千粒重(I)组合模型>SP、S、I三者组合模型>I、S组合模型。【结论】氮水平通过影响稻穗长度、穗梗数、穗梗粒数、结实率和千粒重,进而影响单个穗重。花后稻穗功能叶片越少,单穗重下降越大;施氮水平越高,下降越严重。当功能叶片数量一定时,叶片位置不影响单穗重。花后功能叶依次通过影响结实率、结实率和强势粒千粒重、结实率和弱势粒千粒重、强势粒千粒重和弱势粒千粒重来影响稻穗的重量。     

不同供氮模式对水稻根系形态及生理特征的影响

【目的】为明确氮素优化管理模式(OPTs)下水稻根系形态和生理特征及其与氮素吸收和产量形成的关系。【方法】以镇稻11为材料,采用营养液培养,通过三种氮素供应模式分别模拟农民习惯施肥(FFP)、高效施肥(HE)及高产高效施肥(HEHY),研究了不同供氮模式对水稻主要生育期生物量和氮素累积、根系形态和生理特征以及产量形成的影响。【结果】与FFP相比,HE和HEHY(OPTs)通过提高每穗粒数、结实率和千粒重而使水稻籽粒产量分别增加5.7%和16.0%。与FFP相比,OPTs增加了生育期内水稻根系生物量、根系长度、根系总表面积、根系体积以及单个分蘖不定根数目,并提高了灌浆期根系活力、根系氮素同化能力以及叶片光合速率。相关分析表明,开花期根系生物量、总表面积、根体积、单个分蘖平均不定根数目、伤流液流速和谷氨酰胺合成酶活性均与总氮素累积量及产量显著正相关。【结论】因此,OPTs通过养分调控,可促进水稻根系的生长、优化根系形态结构,并能维持水稻生育后期较高的根系活力,从而促进了水稻对氮素的累积以及产量的形成。     

孕穗期高温与涝对水稻光合特性和产量的影响

【目的】探究孕穗期高温与涝胁迫对水稻光合特性和产量的影响。【方法】采用盆栽试验,设置3个胁迫处理,分别为涝胁迫(T1,15 cm),高温胁迫(T2),高温×涝胁迫(T3,15 cm),以浅水勤灌为对照(CK),分析了孕穗期高温与涝胁迫条件下水稻光合特性和产量变化。【结果】孕穗期胁迫结束后,T2处理相比CK降低了水稻的光合速率,较降低了30.77%,T3处理会增加水稻叶片的SPAD值和光合速率以及气孔导度,尤其是气孔导度较CK显著增加了51.90%;所有胁迫处理的地上部干物质量都低于CK,直至成熟期,T1、T2和T3处理的地上部干物质量分别较CK显著降低了6.65%、32.40%和12.98%;T2和T3处理均会降低水稻产量,且分别较CK显著减产80.09%和12.33%,千粒质量分别较CK下降了16.31%和11.86%;且T3处理千粒质量和产量分别较T2处理显著增加了5.32%和3.40倍。【结论】水稻孕穗期若遭遇极端高温天气时,可以将田间水层保持在15 cm左右,以缓解高温对水稻造成的热害。     

氮素及栽培密度影响水稻分蘖动态的机制

【目的】 研究氮水平及栽培密度对水稻分蘖动态的影响,进而通过适宜的施肥与栽培相结合的生产技术来调控水稻高产群体的建成,以期为减少水稻生产上的氮肥用量、降低农业生产中因氮肥过量施用对环境造成的负面影响提供可靠的理论依据。 【方法】 以适宜在江苏省沿江及苏南地区种植的早熟晚粳稻‘镇稻11号’为供试材料,采用田间试验与室内营养液培养试验相结合的方法。田间试验主处理设置N 0、90、180、270、360 kg/hm2 5个水平 (N0、N90、N180、N270、N360);副处理设置高栽培密度 32.5×104 hill/hm2 (HD) 和低密度 25.5×104 hill/hm2 (LD) 两个水平。室内营养液培养试验主处理设置N 5、40、80 mg/kg 3个水平,副处理设置每箱12、24 株两个移栽密度。连续记录水稻分蘖期定植植株分蘖数,测定植株地上部和根系相应指标,分析氮水平、栽培密度对干物质生产能力、干物质向叶片茎鞘的分配特征、茎鞘碳氮浓度、群体净光截获率、根系形态特征等生理生态参数的影响,并计算了两者的交互作用。 【结果】 相同氮水平时,与LD相比,HD条件下水稻提早达到单位面积最大有效分蘖数,且HD条件下N180时,单位面积的有效分蘖数达到最大,约290个/m2。在分蘖中期,各处理水稻的分蘖特征已表现出显著差异,本阶段植株的生长特性将持续影响其下一阶段的分蘖能力,最终导致群体的差异。因而本文着重以水稻分蘖中期的生长特征为例进行分析。结果表明,水稻分蘖速率或分蘖数与叶、鞘相对生长速率,干物质向叶片的分配比例,鞘氮浓度,群体净光截获率,不定根数目、根系表面积、根系体积均呈显著正相关关系;与鞘碳氮比呈显著负相关关系;与鞘碳浓度、根系总长、根尖数之间的相关关系不显著。 【结论】 氮水平及栽培密度通过调控水稻干物质生产能力、干物质分配比例、植株养分浓度、地上部群体对光能的利用及根系的生长发育,进而影响水稻的分蘖能力。本试验条件下,相同氮水平时,LD (25.5×104 hill/hm2) 的水稻个体生长优于HD (32.5×104 hill/hm2) 的;但对于群体而言,高栽培密度更利于高产水稻群体的建立,其对应需氮水平约为180 kg/hm2,低于低栽培密度条件下的需氮水平。      

氮肥用量及钾肥施用对稻麦周年产量及效益的影响

为探明优化施氮量与高施氮量下不同钾肥施用处理对稻麦周年产量及效益的影响。本试验于2010年5月–2011年7月在江苏省如皋市农业科学研究所试验基地的田间稻麦轮作条件下,对常规粳稻品种镇稻11和春性中筋品种扬麦16设置了两个氮肥用量下不同钾肥用量及施用方法处理,测定稻麦周年的产量和组成因子,成熟期不同器官的氮、钾浓度和累积量,氮、钾利用效率及经济效益。试验结果表明,钾肥的施用显著提高了周年稻麦的产量,同时提高了稻麦的有效穗数、穗粒数和结实率,钾肥的利用效率和经济效益。稻麦周年钾肥(K₂O)的偏生产力(PFP)、农学效率(AE)、回收利用率(RE)和经济效益均以周年钾肥(K2O)土壤施用150 kg hm^-2 + 叶面喷施16.2 kg hm^-2 (K_S150 + K_F16.2)处理最高。氮肥用量的结果表明,相对于优化施氮量,高施氮量有利于提高水稻的氮素营养而增产,但对稻麦周年产量的影响不显著,且优化施氮量的氮肥利用效率及经济效益均高于高施氮量。因此,综合考虑土壤环境因素、经济效益和肥料资源管理,本地区最佳氮肥(N)用量为水稻200 kg hm^-2,小麦180 kg hm^-2;最佳钾肥(K₂O)用量及方法为水稻土壤施用90 kg hm^-2 + 叶面喷施9.7 kg hm^-2 (K_S90 + K_F9.7),小麦土壤施用60 kg hm^-2 + 叶面喷施6.5 kg hm^-2 (K_S60 + K_F6.5)。