土壤增氧方式对其氮素转化和水稻氮素利用及产量的影响

以3种不同生态型水稻品种中浙优1号(水稻)、IR45765-3B(深水稻)和中旱221(旱稻)为材料,比较研究了不同增氧方式(T1-增施过氧化钙、T2-微纳气泡水增氧灌溉、T3-表土湿润灌溉和CK-淹水对照)下稻田土壤氮素转化和水稻氮素吸收利用特性。结果表明:1)增氧处理明显改善土壤氧化还原状况,3种增氧方式下土壤氧化还原电位均高于CK。稻田增氧促进土壤氮素硝化,在分蘖期和齐穗期T1、T2和T3的土壤硝化强度和脲酶活性均显著高于CK,反硝化强度显著低于CK。2)不同增氧处理对水稻氮素吸收的影响不同,在拔节期、齐穗期和完熟期3品种的植株氮素积累量均表现为T1、T2显著高于CK,而T3显著低于CK;在完熟期,T1处理下中浙优1号、IR45765-3B和中旱221植株氮素积累量分别较CK增加了21.2%、13.2%和17.0%,而T2处理下3品种的植株氮素积累量分别较CK增加了14.3%、6.9%和9.1%。3)与CK相比,T1和T2显著提高水稻籽粒产量和收获指数,氮素籽粒生产效率与CK无显著差异,而T3显著增加水稻氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率。可见,施用过氧化钙和微纳气泡水增氧灌溉能有效改善稻田土壤氧化还原状况,不仅显著提高水稻产量,而且显著增强稻田氮的硝化而减少氮素损失,从而提高水稻氮素积累量和氮素收获指数。     

根部增氧模式对水稻产量与氮素利用的影响

【目的】根部缺氧是影响水稻生长发育与养分吸收的主要非生物因子之一。为了明确不同增氧模式的作用效果，探明水稻产量和氮素利用效率对根部增氧的响应特征，本试验研究了不同根部增氧模式下水稻生长动态、产量和氮素吸收积累与转运特性。【方法】以深水水稻品种IR45765-3B和水稻品种中浙优1号为材料，试验在顶部用透明塑料膜遮雨的水泥栽培池中进行，试验设施用CaO₂（CaO₂）、微纳气泡水增氧灌溉（MBWI）和干湿交替灌溉（AWD）等三个增氧模式处理及淹水对照（WL）。分别测定了两品种的生长动态、产量和与氮素利用相关的指标。【结果】与淹水对照相比较，根部增氧处理均显著促进IR45765-3B分蘖的发生，增幅为10.7%~33.6%，而中浙优1号茎蘖数仅在CaO₂处理和AWD处理部分调查时期显著高于对照；根部增氧处理显著提高了两品种的干物质积累量，并显著提高两品种水稻产量，增氧处理下IR45765-3B产量较对照分别增加26.3%（CaO₂）、21.8%（MBWI）和10.7%（AWD），而中浙优1号产量较对照分别增加51.0%（CaO₂）、52.2%（MBWI）和29.68%（AWD）；根部增氧显著增加水稻的氮素吸收与利用，与对照相比较，增氧处理下IR45765-3B和中浙优1号氮肥偏生产力均显著升高；施用CaO₂和MBWI处理水稻氮素转运效率和氮素转运贡献降低，但齐穗期后两品种的氮素吸收量显著增加，齐穗期后IR45765-3B和中浙优1号在CaO₂处理下的氮素吸收量较对照分别增加了73.4%和119.2%，MBWI处理下的氮素吸收量较对照分别增加了128.7%和106.5%。【结论】根部增氧显著促进水稻分蘖发生与成穗，增加水稻干物质积累并显著提高产量；在氮素利用方面，增氧处理下水稻植株对氮素的吸收与积累显著增加，且增氧处理显著促进了水稻对氮素的利用效率；三种增氧模式中CaO₂和MBWI的效果较AWD更明显。     

种植方式调控早稻生长研究进展

种植方式多样性是中国水稻生产主要特点之一，对于应对多变的种植环境，提高水稻综合生产能力和保障国家粮食安全具有重要作用。为了揭示不同种植方式下早稻生长发育特性和高产形成特征，本文阐述了我国目前早稻生产和种植方式发展现状，归纳了不同种植方式对早稻根系生长、养分吸收、干物质积累、茎蘖动态、生育期变化、产量和品质形成，以及经济和生态效益的影响，并认为今后可以从不同种植方式下早稻生育进程的内在机理、稻田杂草群落组成及其物种多样性和稻田土壤矿质元素流失特征展开探究。     

溶解氧浓度对水稻分蘖期根系生长及氮素利用特性的影响

【目的】探究特定溶解氧浓度对水稻分蘖期根系生长及全生育期氮素吸收利用的影响,以期为水稻氧营养研究及高产栽培提供理论依据。【方法】试验于2016年在中国水稻研究所网室进行。供试水稻品种为中浙优1号（水稻）、IR45765-3B（深水稻）和中旱221（旱稻）,用国际水稻所营养液配方进行培养。试验设置5个溶解氧浓度处理,分别为全生育期溶解氧浓度1 mg·L ^-1（T₁）、3 mg·L ^-1（T₂）、5.5 mg·L ^-1（T₃）和7.5 mg·L ^-1（T₄）,以自然生长处理作对照（CK）,溶解氧浓度由在线测试控制系统自动控制（昆腾Q45D,美国）,并实时用便携式溶氧仪进行校对（YSI 550A,美国）。【结果】（1）水稻分蘖期,随溶解氧浓度上升,全浓度营养液中总氮含量下降速率减小,铵盐含量下降速率增加;硝酸盐含量在T₁处理下最低,T₄处理下最高;亚硝酸盐在全浓度营养液中含量极低且不稳定。（2）与CK相比,3个水稻品种在T₂处理下根系活力均有所提高,T₄处理根系活力显著低于CK。最大根长随溶解氧浓度上升而提高,T_I和T₄处理降低水稻根系总根长、总表面积、根体积和根干重;T₂处理下,中浙优1号和IR45765-3B的根系形态指标和干重均高于CK。（3）3个水稻品种拔节期植株含氮率随溶解氧浓度提高逐渐下降,齐穗期和完熟期随溶解氧浓度提高逐渐上升。相较于CK,T₂处理提高了3个水稻品种全生育期氮素积累量;T₃和T₄处理降低了水稻氮素吸收,但提高了齐穗期至完熟期生长阶段的氮积累量吸收比例。在完熟期,3个水稻品种氮素积累量,T₂处理较CK增加2.3%—7.3%,T₁、T₃和T₄处理较CK分别下降0.7%—3.6%、3.6%—8.5%和15.0%—27.1%。（4）3个水稻品种不同处理间干物质量和产量表现一致,均为T₂>CK>T₁>T₃>T₄。3个水稻品种氮素干物质生产效率均以T₁处理表现最高;与CK相比,T₂处理提高了3个水稻品种的收获指数和氮收获指数,T₁、T₃和T₄均低于CK;T₁处理下,中浙优1号和IR45765-3B氮素籽粒生产效率均显著低于CK,中旱221无显著差异。【结论】适度增氧可促进水稻根系形态建成,增加植株干物质量和氮素积累,提高水稻氮素利用效率和籽粒产量;低氧和高氧胁迫均会抑制不同生态型水稻品种根系活性,降低水稻植株氮素吸收,且旱稻对氧胁迫的耐逆性强于水稻和深水稻。     

不同类型基质对机插水稻秧苗生理特征及产量的影响

为解析基质的类型特征、秧苗生理特性、机插质量和产量间的内在联系,评价育秧基质的适用性与应用广泛性,该研究以营养土为对照,以2种代表性的基质类型(混合基质和轻型无土基质)为研究对象,研究了不同类型育秧基质对水稻秧苗生长特征、大田机插质量、生育期和产量形成的影响。结果表明,轻型无土基质和混合基质容重均显著低于对照,分别比对照低85.19%和74.07%(P0.05),通气孔隙、持水孔隙和养分含量显著高于对照(P0.05),育秧工序简单操作。轻型无土基质和混合基质所育秧苗地上部生长特征与根系生长特征显著优于对照处理(P0.05),根系盘结成块,漏插率分别比对照低4.17%和4.32%,达显著差异水平(P0.05)。轻型无土基质的伤秧率为3.07%,和对照无显著差异,但显著低于混合基质(P0.05)。轻型无土基质和混合基质水稻大田机插后,分蘖发生分别比对照处理早4和2 d,全生育期缩短2 d。轻型无土基质与混合基质处理的水稻库容量分别比对照高14.01%和10.67%;产量分别比对照高5.30%和6.14%,均显著高于对照处理(P0.05)。轻型无土基质与混合基质理化属性优于对照处理,培育秧苗与机插技术兼容性强,利于工厂化育秧基质的开发,其中轻型无土基质是由由作物秸秆加工而成的无土基质,更适宜于基质的生产与应用。     

不同水稻品种产量和品质对盐碱胁迫的响应

选用10份水稻品种(系),在沈阳农业大学和盐碱程度较重的盘锦市大洼县进行了水稻耐盐碱性比较试验,对其产量及产量构成因子和稻米品质进行了比较分析,旨在明确不同水稻品种对盐碱胁迫的响应,筛选出耐盐性较强的水稻品种,为水稻育种及大田生产提供试验材料.结果表明:不同品种水稻的耐盐碱性存在显著差异,其中辽盐188表现出较强的耐盐碱能力,在盘锦地区具有较高的产量,而盐粳36在两地区之间的产量无显著差异,其他品种产量均表现为沈阳地区高于盘锦地区,且差异显著.盐碱环境降低了有效穗数和每穗颖花数,但其对千粒重的影响不稳定.在盐碱胁迫条件下,加工品质及外观品质差异显著,精米率降低,垩白粒率和垩白度升高,蛋白质含量升高,稻米评价值降低.     

浙江台州地区早籼稻产量与干物质生产特征研究

对7个早籼稻品种（系）的产量及其构成因素和干物质积累量进行了相关分析。结果表明,杂交稻产量高于常规稻,平均较常规稻高10.0%。相关分析表明,产量与总颖花数和有效穗数分别呈极显著正相关和显著正相关,与每穗粒数、结实率、千粒重呈负相关,但均不显著。通径分析表明,总颖花数、结实率和千粒重对产量的直接作用均为正效应,其中,总颖花数贡献最大,结实率次之,千粒重作用最小。随生育期的推进,干物质积累量品种间差异逐渐减小,完熟期干物质积累量以陵两优106表现最高,金早47表现最低。干物质总积累量和干物质平均日积累量与总颖花数和产量分别呈极显著正相关和显著正相关,与结实率呈极显著负相关;抽穗前干物质积累量与产量相关度高于抽穗后干物质积累量。综上所述,台州地区早稻生产宜选用两系杂交早籼稻品种在生产上推广。生产中注重提高单位面积穗粒数,促进干物质积累量,更有利于早稻获得高产。     

增氧模式对水稻光合特性及产量的影响

【目的】研究不同增氧模式对水稻光合特性和物质生产的影响,并探讨适宜不同生态型水稻品种生长以及提高其产量的增氧模式,进一步明确稻田根部增氧对水稻生长的作用,为水稻好氧栽培提供参考和理论依据。【方法】以中浙优1号(水稻)、IR45765-3B(深水稻)和中旱221(旱稻)3种不同生态型水稻品种为材料,设置增施过氧化钙(T_1)、微纳气泡水灌溉(T_2)和表土湿润灌溉(T_3)等不同增氧模式以及淹水对照(CK),分别测定水稻叶片光合特性、干物质积累量和产量等指标。【结果】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉处理增加了3个水稻品种主要生育期的叶片SPAD值、叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和干物质量,水稻有效穗数和结实率显著高于对照;表土湿润灌溉处理下,3个品种的叶片SPAD值、叶面积指数、光合参数和干物质量下降,结实率显著低于对照,但提高了叶片水分利用率。完熟期,增施过氧化钙处理下,中浙优1号、IR45765-3B和中旱221稻谷产量分别较对照增加了22.38%、18.27%和18.17%;微纳气泡水灌溉处理下,3个品种稻谷产量分别较对照增加了13.89%、10.67%和8.85%;表土湿润灌溉处理下,产量分别比对照减少5.86%、8.19%和6.16%。【结论】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉有助于提高水稻叶片叶绿素含量、叶面积指数和光合作用能力,并显著增加水稻干物质积累和产量;而表土湿润灌溉处理下,水稻水分供应不足,叶片光合作用及产量均有所下降。     

水稻氮代谢对根际氧气供应的响应研究

氧气在水稻生长发育过程中起着重要的作用,水稻的需水需氧特异性矛盾容易造成根际氧气供应不足、根系呼吸减弱、矿质营养吸收降低,进而引起水稻碳氮代谢紊乱,不利于其生长发育及产量形成。因此,深入研究水稻根际氧生理及根际氧环境改善方案,对于水稻耐涝高产以及提高氮素利用均具有重要意义。本文综述了根际氧气供应对水稻生长、氮素吸收及同化和相关氨基酸代谢、氮肥利用率等的影响研究,并对今后的研究进行了展望。