不同种植方式下温度升高对水稻产量及同化物转运的影响

【目的】气候变暖对水稻生产系统的影响备受关注,研究不同种植方式下,水稻产量及其形成对气候变化的响应规律,为水稻种植区划、栽培措施和品种调整提供依据。【方法】 2017—2018年以南粳9108和南粳46为供试品种,模拟机插秧移栽和机械化直播2种种植方式,以常温（NT）为对照,于始穗期进行中度升温（平均增加2℃,MT）和极端高温胁迫（平均增加5℃,HT）,研究不同种植方式下温度升高对不同水稻品种的产量及其构成、同化物转运、光合生产特性的影响。【结果】在中度升温和极端高温胁迫下,南粳9108和南粳46产量降幅均为移栽<直播,长生育期品种南粳46产量降幅较小。穗干物重增长速率表现为NT>MT>HT,水稻茎叶向穗的干物质转运量、转运率均随着温度升高而递减,且南粳9108下降趋势大于南粳46。穗后21 d至成熟期,剑叶SPAD值总体随着温度的升高而增加,差异达极显著水平;剑叶净光合速率穗后14—21 d均以极端高温胁迫处理下最小,而到穗后35 d以极端高温胁迫处理下最大。剑叶气孔导度、蒸腾速率均呈NT>MT>HT趋势,生育后期差异更显著。通径分析表明,产量各构成因子对产量的影响程度为结实率>千粒重>穗数>每穗粒数,温度处理对产量各构成因子的影响都表现为负效应,且以结实率影响最大（-0.819）。相关分析表明,不同种植方式下受中度升温、极端高温胁迫后,成熟期干物质总重量、茎叶干物质转运量与产量构成因子（穗数除外）,一、二次枝梗籽粒结实率都呈极显著正相关。【结论】始穗期2—5℃升温均显著降低粳稻结实率,从而导致水稻产量降低。从光合物质特性究其原因是由于温度升高降低了干物质向穗的转运率和穗干物质积累速率,从而导致生育后期水稻剑叶SPAD值增加,延长叶片持绿时间,抑制“源”向“库”转移。从气候变暖应对措施来看,选择采用移栽种植方式和长生育期品种易于表现出对极端高温胁迫逆境较好的抗性。     

有机无机肥料及抽穗期气温升高对水稻籽粒淀粉合成相关酶活性及淀粉品质形成的影响

为探讨不同肥料处理下抽穗期高温胁迫对水稻籽粒淀粉酶活性及淀粉品质形成的影响,本试验以优质食味水稻南粳9108为材料,设置施用有机肥(OF)和常规化肥(CF)处理,于抽穗期进行常温(NT)、+2℃(较常温增加2℃,MT)和+5℃(较常温增加5℃,HT)处理,对籽粒淀粉合成特性进行研究。结果表明,抽穗期温度升高降低了蔗糖合成酶(SS)、淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)的活性,提高了蔗糖磷酸合成酶(SPS)和焦磷酸化酶(AGP)的活性。蔗糖含量、淀粉平均粒径、热焓值与峰值温度均表现为HT>MT>NT;淀粉含量、直链淀粉含量与黏度值则随着温度升高而下降。在肥料处理方面,各淀粉相关酶活性均表现为OF>CF,且在OF处理下有较好的淀粉品质。综上所述,温度升高通过抑制淀粉合成,加速了形成淀粉原料的积累,进而导致籽粒中蔗糖含量升高;有机肥处理能促进蔗糖合成并提高淀粉合成相关酶活性。从气候变暖应对措施方面,可选择有机肥替代化肥调控淀粉相关酶活性,进一步改善淀粉品质。本研究结果为减少高温对水稻的危害与提高淀粉品质提供了技术参考。     

有机和常规施肥模式的土壤养分特征及对不同食味型粳稻产量和品质的影响

为探究有机栽培对稻田土壤养分及不同食味型水稻产量和品质形成的影响,本研究以味优高产型粳稻(南粳46和苏香粳100)和味中高产型粳稻(常农粳8号和淮香粳15号)为材料,设置有机和常规2种栽培模式,对多个关键生育期(分蘖期、抽穗期、灌浆结实期和成熟期)的0~10 cm和10~20 cm土层养分含量及不同食味型粳稻的产量和品质进行比较。结果表明,分蘖期到成熟期,0~10 cm和10~20 cm土层速效磷和速效钾含量均表现为常规栽培<有机栽培;除成熟期外,有机栽培下0~10 cm和10~20 cm土层碱解氮和有机质含量在各生育时期均显著大于常规栽培。有机栽培较常规栽培降低了2种食味型粳稻的穗数,降幅均为20%左右,但提高了味中高产粳稻每穗粒数,分别提高了5.60%和6.35%,并降低了味优高产粳稻每穗粒数,分别降低了2.17%和2.52%。通径分析表明,栽培方式和品种对穗数均表现为负效应,其中栽培方式影响最大,品种较栽培方式对千粒重和结实率的影响最大。另外,有机栽培显著改善了2种食味型粳稻的外观品质、食味品质和RVA谱特征值。相关性分析表明,土壤碱解氮含量与直链淀粉含量呈显著负相关、与蛋白质含量呈显著正相关;而速效磷和速效钾含量均与直链淀粉和蛋白质含量呈显著负相关。本研究结果为优化水稻有机栽培技术、提高稻米的产量和品质提供了理论依据。     

沼液秸秆耦合还田对水稻减氮增产的效应

随着种植业、养殖业的不断发展,沼液与秸秆等农业废弃物大量产生,农业废弃物因营养丰富被当作有机肥,又存在循环利用对作物安全生产和环境质量的挑战。目前国内外单独施用沼液和秸秆还田的研究较多,而沼液与秸秆耦合还田的研究较少。本文在水稻生产中设置施用沼液、秸秆和化肥配比处理,对水稻产量、水稻各器官含氮率、吸氮量进行对比分析,希望能为沼液、秸秆在农业生产中进一步有效合理的应用提供更多思路。