不同氮素水平下双季稻株型与冠层内光截获特征研究

本文旨在阐明双季稻株型与冠层内光合有效辐射截获的时空分布特征。选用4个不同株型早、晚稻品种,设置4个不同施氮水平,系统观测其植株形态和冠层内光合有效辐射截获率(IPAR)的时空分布状况。结果表明,施氮水平对早、晚稻株高、穗长、叶长和叶基角均有显著影响,均表现为随施氮水平的增加而增大;早、晚稻孕穗期的分层叶面积指数(LAI)和向上累积LAI大于抽穗后12 d,分层LAI呈冠层中部大于上部和下部的分布特征,最大分层LAI出现在0.58相对高度处;冠层上中部分层LAI和向上累积LAI随施氮水平的增加而增大;向上累积LAI随相对高度呈S型曲线分布,可用Logistic方程定量描述(R~2 0.99);早、晚稻孕穗期的冠层IPAR大于抽穗后12 d,且随施氮水平的增加而增大,其日变化表现为正午较小,早晚较大;株型紧凑的早、晚稻品种,冠层IPAR低;冠层IPAR与向下累积LAI之间的关系可用方程IPAR=a (1-e~(-b×LAI))定量描述(R~2 0.88);冠层内IPAR的三维空间分布表现为冠层上中部水平面上IPAR较低,光斑变化大,冠层下部水平面上IPAR较高,光斑变化较平缓,同一冠层高度水平面上的IPAR呈不均匀分布。研究结果可为双季稻高产栽培及理想株型的优化设计提供支撑。     

基于高光谱的双季稻分蘖数监测模型

旨在阐明双季稻分蘖数与冠层反射高光谱间的定量关系,构建基于高光谱的双季稻分蘖数监测模型。基于不同早、晚稻品种和施氮水平的田间试验,于关键生育期(分蘖期、拔节期和孕穗期)测定早、晚稻分蘖数,同步使用FieldSpec HandHeld 2型高光谱仪采集早、晚稻冠层反射高光谱数据,分别利用光谱指数法和连续小波变换构建新型光谱指数和敏感小波特征对双季稻分蘖数进行监测,建立双季稻分蘖数光谱监测模型,并用独立试验数据进行检验。结果表明,新型光谱指数和敏感小波特征对双季稻分蘖数的监测效果优于其他类型光谱参数(植被指数和“三边”参数),其中位于红边区域的小波特征db7(s9,w735)监测早稻分蘖数时表现最优,监测模型R2为0.754,模型检验相对均方根误差RRMSE为0.128;位于红边区域的小波特征mexh(s6,w714)监测晚稻分蘖数时表现最优,监测模型R2为0.837,模型检验RRMSE为0.112。研究结果可为双季稻分蘖数快速无损监测和群体质量精确调控提供理论基础与技术支持。     

冰核微生物的生物学研究与应用前景

阐述了冰核微生物的种类与分布、冰核细菌的分子生物学研究现状、影响成冰活性的因素以及冰核微生物的应用与开发前景。     

大苗插秧机对杂交晚稻群体质量构建及产量的影响

[目的]旨在探索大苗插秧机提升杂交晚稻群体质量及产量的效果,确定不同插秧机对大苗机插的适应性.[方法]以杂交晚稻天优华9为供试品种,开展不同大苗插秧机机插田间试验,并以普通插秧机机插常规秧苗为对照,分析不同大苗插秧机对杂交晚稻秧苗栽插的机插质量、群体质量构建及产量和产量构成等指标的影响.[结果]与普通插秧机机插常规秧苗相比,大苗插秧机有利于增强杂交稻的秧苗分蘖能力和根系生长能力,提高群体叶面积指数和干物质积累量,增加杂交稻结实率和千粒质量并提高产量.手扶式大苗插秧机机插大苗平均增产514.17 kg/hm2,平均增产率为6.63％,高速式大苗插秧机机插大苗处理平均增产381.74 kg/hm2,平均增产率为4.92％,二者产量差异不显著,但手扶式对群体构建的影响效果显著优于高速式.[结论]在适宜的大苗机插条件下,大苗机插对杂交晚稻群体质量构建及产量形成具有显著影响,有利于构建良好的高产群体从而获得高产.     

光敏核不育水稻幼苗叶片脂氧合酶活性及其基因表达的昼夜变化

为探查光敏核不育(PGMS)水稻中脂氧合酶(LOX)活性的光暗期变化特性,以PGMS水稻N5088S和D38S、常规水稻中早25、盐粳7号和中嘉早17及三系不育水稻G2A和东B11A为材料,在不同光周期(12L/12D、14L/10D和10L/14D)和光/暗期温度(30℃/30℃和30℃/26℃)下,研究了其幼苗叶片中LOX活性的昼夜变化,并采用RT-PCR方法对PGMS水稻幼苗叶片进行LOX基因的昼夜表达分析。结果表明,在所有光周期和培养温度处理下,PGMS水稻LOX活性均表现出暗期高而光期低的昼夜变化规律,但常规水稻和三系不育水稻的LOX活性均无明显的光暗期差异;暗期PGMS水稻LOX活性显著高于常规水稻和三系不育水稻。在12L/12D光周期和30℃/26℃(L/D)的培养温度下,检测的13个LOX基因中,检测到8个Os LOX基因,OsLOX2、Os LOX3、Os LOX4、Os LOX8和Os LOX13等基因的表达丰度在N5088S和/或D38S幼苗叶片中呈现暗期高光期低的趋势。因此,光敏核不育水稻N5088S和D38S幼苗叶片LOX活性及Os LOX家族的部分基因的表达具有明显的暗期高光期低的变化特征。     

不同育秧盘对机插双季稻株型与产量的影响

【目的】旨在阐明不同育秧盘对机插双季稻株型与产量的影响。【方法】以4个早、晚稻品种为材料,设置毯状盘(CK)、钵体盘(D1)和钵体毯状盘(D2)3种育秧盘试验,系统测定了不同育秧盘处理下早、晚稻植株形态特征与产量结构。【结果】1）不同秧盘处理秧苗素质表现为CK>D1>D2;机插时,D2处理下秧苗整体机插质量最优,表现在漂秧率、伤秧率和漏插率D2均优于CK,提高了栽插质量;2）D2处理下秧苗返青快,拔节期后分蘖快,孕穗期分蘖数D2>D1>CK,有效促进了茎蘖成穗,直接影响产量;从SPAD值看,早晚稻孕穗期时,D2处理下秧苗叶片SPAD值比D1处理平均高出3.2%,比CK处理平均高出9.2%,可有效促进光合作用,为增产提供了营养保障;3）产量数据显示,早晚稻均以D2处理产量最高,早稻分别比CK和D1增产13.04%和1.65%,晚稻分别增产30%和19%,平均比对照(CK)育秧机插增产20%;具体表现在D2处理叶片叶绿素含量高,有效穗数多,结实率和千粒重指标好。【结论】与毯状盘和钵体盘相比,钵体毯状盘可提高秧苗素质和产量,在江西双季稻生产中具有推广应用价值。     

水稻花时调控研究进展

花时调控对水稻(Oryza sativa L.)生产具有积极意义。上午提早花时是避免水稻开花期遇高温引起颖花不育的有效措施之一,而不育系与恢复系的花时同步是水稻杂交制种获得高产的重要条件。总结了遗传因素、环境条件和植物激素对水稻花时的影响,探讨了花时调控的机制,提出了花时研究中今后应重点关注的问题。     

侧深施用控释肥对机插中稻生长、产量及氮肥农学效率的影响

针对水稻生产中化肥施用量大、施肥方式不合理及肥料利用率低等问题，以‘九香粘’品种为材料，在5种不同施肥处理下进行随机区组小区试验，研究了侧深施用控释肥对机插中稻生长、产量及氮肥农学效率的影响。结果表明：较对照，采用侧深施用控释肥处理的水稻茎蘖数显著增多，植株器官干物质重和收获指数均较高，有效穗、穗粒数、结实率、产量和氮肥农学效率提高显著，株高和千粒重差异不明显，侧深施用控释尿素、控释尿素减氮20%和控释复合肥处理的平均增产率分别为9.98%、7.53%和8.37%，氮肥农学效率分别提高34.57%、57.62%和29.02%。处理效果以控释尿素最好，控释复合肥优于常规尿素。机插中稻侧深施用控释肥可改变机插中稻群体质量，促进产量形成，提高产量和氮肥农学效率。     

基于作物生长监测诊断仪的双季稻叶面积指数监测模型

为探索作物生长监测诊断仪(Crop Growth Monitoring and Diagnosis Apparatus,CGMD)在不同株型双季稻长势指标监测应用的准确性和适用性,该研究开展了不同株型品种和施氮量的田间试验,采用CGMD获取冠层差值植被指数(Differential Vegetation Index,DVI)、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和比值植被指数(RatioVegetationIndex,RVI),并同步采用高光谱仪(AnalyticalSpectralDevices,ASD)获取冠层光谱反射率,构建DVI、NDVI和RVI;通过比较2种光谱仪获取的植被指数变化特征及相互定量关系,评价CGMD的监测精度,建立基于CGMD的不同株型双季稻叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)监测模型,并用独立数据对模型进行检验。结果表明:不同株型品种的LAI、DVI、NDVI和RVI随施氮量增加而增大,随生育进程推进呈"低—高—低"的变化趋势;基于CGMD与ASD的DVI、NDVI和RVI间的决定系数(Determination Coefficient,R2)分别为0.959～0.968、0.961～0.966和0.957～0.959,表明CGMD具有较高监测精度,可替代价格昂贵的ASD获取DVI、NDVI和RVI。基于CGMD植被指数的单生育期LAI监测模型的预测效果优于全生育期,基于CGMD植被指数的松散型品种LAI监测模型的预测效果优于紧凑型品种;基于DVICGMD的线性方程可较好地预测LAI,模型R2为0.857～0.903,模型检验的相关系数(Correlation Coefficient,r)、均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)和相对均方根误差(Relative Root Mean Square Error,RRMSE)分别为0.950～0.984、0.18～0.43和3.95%～9.40%;基于NDVICGMD的指数方程可较好地预测LAI,模型R2为0.831～0.884,模型检验的r、RMSE和RRMSE分别为0.906～0.967、0.24～0.38和5.73%～9.16%;基于RVICGMD的幂函数方程可较好地预测LAI,模型R2为0.830～0.881,模型检验的r、RMSE和RRMSE分别为0.905～0.954、0.25～0.56和7.37%～9.99%。与传统人工取样测定LAI法相比,利用CGMD可实时无损监测双季稻LAI动态变化,可替代SunScan植物冠层分析仪获取双季稻LAI,在双季稻生产中具有推广应用价值。     

杂交晚稻可降解秧盘的适宜播种量研究

为探明杂交晚稻可降解秧盘育秧所需的适宜播种量,以杂交晚稻品种‘天优华9’为材料,设置每盘干种60、70、80 g 3个播种量水平,展开试验。结果表明,不同的播种量对可降解秧盘育秧的秧苗素质具有显著影响,供试水稻的叶龄、单株根数、倒二叶SPAD值、苗茎基宽、苗干重等随着播种量的增加均降低,株高增加,叶、茎、穗的干物质量和收获指数减小。播种量越少,根系生长速度越快,分蘖早发,70 g/盘最高分蘖数和有效分蘖最多;不同播种量育秧下,水稻的穗粒数、千粒重和结实率的差异较小,播种量为60 g/盘和70 g/盘的实际产量分别比80 g/盘增产237.75 kg/hm~2和228.15 kg/hm~2,增产率分别为2.97%和2.85%。综上,杂交晚稻可降解秧盘育秧的最适播种量为60 g/盘。