氮肥运筹对盐碱地水稻籽粒氮代谢关键酶活性和蛋白质含量的影响

为明确氮肥运筹对盐碱地水稻籽粒氮代谢关键酶活性和蛋白质含量的影响,以粳稻品种垦粳8号为材料,通过田间试验设置5种氮肥运筹,即不施氮肥(N0)、农民常规施氮(N1,纯N总量150 kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶穗肥=6∶3∶1)、平衡施氮(N2,纯N总量150 kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶穗肥=4∶3∶3)、平衡减氮(N3,纯N总量135 kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶穗肥=4∶3∶3)、氮肥前移(N4,纯N总量150 kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶穗肥=5∶3∶2),以N1为对照,分析不同氮肥运筹方式对盐碱地水稻抽穗期剑叶和籽粒中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性以及籽粒中蛋白质含量、蛋白质组分、氨基酸含量的影响。结果表明,与N1相比,N2、N3和N4提高了水稻抽穗期剑叶中的NR、GS、GOGAT活性,尤其是N2和N3的NR、GS、GOGAT活性分别显著提高了74. 21%,63. 22%,45. 46%和28. 95%,34. 28%,27. 27%;抽穗后籽粒中NR、GS、GOGAT活性随灌浆进程的推进而降低,且各时期的变化趋势与抽穗期剑叶一致。N2和N3清蛋白、球蛋白、谷蛋白含量分别显著提高了28. 30%,14. 29%,10. 32%和20. 76%,9. 89%,8. 70%,醇溶蛋白分别显著降低了7. 55%和9. 43%,总蛋白质含量分别提高了9. 59%,7. 26%,N4蛋白质含量及其组分均有所提高,其中,谷蛋白显著提高了7. 08%。N2和N3籽粒总氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸含量分别显著提高了29. 78%,31. 14%,29. 09%和19. 11%,17. 96%,19. 39%,N4显著提高了总氨基酸和非必需氨基酸含量。综上,平衡施氮和平衡减氮有利于抽穗期剑叶以及籽粒灌浆过程中的NR、GS、GOGAT活性维持较高水平,调控蛋白质含量及其组分以及氨基酸含量,有效改善稻米的营养品质。     

增施腐殖酸及减施化肥对盐碱地粳稻品质的影响

基于盐碱地土质差、稻米品质低的问题,开展了增施腐殖酸及减施化肥对水稻品质影响的研究。结果表明:增施腐殖酸明显提高了垦粳7号糙米率、精米率,降低水稻直链淀粉,对整精米率、蛋白质影响不明显,腐殖酸A2(15.84 g/盆)显著提高了垦粳7号的食味评分,明显改善了食味品质;减施化肥明显提高了垦粳7号食味品质,以B4(减量30%)施肥水平的食味评分最高,且对加工品质和营养品质影响不明显,但增加了垦粳7号垩白粒率与垩白度,导致稻米外观品质变劣。通过增施腐殖酸(15.84 g/盆)配施化肥(减量30%)可明显提升垦粳7号的食味品质,但降低了其外观品质。     

1TZSF-240/8型水稻条耕施肥机的设计与试验

针对水稻局部少耕、旱种水管技术提出的碎土质量好、耕层深、耕作带底部平整度高,以及适时调整排肥量的要求,设计了一款立式水稻条耕施肥机。该机主要由条耕和电动排肥装置组成,采用相似设计原理,建立旋刀几何参数关系;利用图解法推导出正切面刃角、侧切面刃角与行走速度、刀具转速、旋刀旋转半径之间的关系式,并得出该机作业过程中侧切面刃角为24°和正切面刃角为41°;按照农艺要求,确定电机的转速为50～60r/min之间可调。水稻条耕施肥机田间试验表明:该机耕层深,碎土能力强,沟底平整度较好,作业顺畅、性能稳定,匹配动力为66～92kW,耕深平均值15 cm,稳定系数90%土壤颗粒小于8cm的碎土率为85.2%,施肥量稳定性变异系数1.23%,施肥均匀性变异系数17.05%,满足行业标准规定和农艺要求。该研究为下一步水稻条耕施肥播种一体机的研发和水稻局部少耕、旱种水管技术大面积的应用与推广提供了理论依据和技术参考。     

不同叶面肥及施用时期对水稻穗部性状及产量、品质的影响

以垦粳8为试验材料,研究不同叶面肥[雷力(0.45 L/hm~2)、战氏零农残(1.05 L/hm~2,简称战氏)、磷酸二氢钾(3.00 kg/hm~2)]及不同施用时期(2次:齐穗期、齐穗后15 d;4次:拔节期、齐穗期、齐穗后10 d、齐穗后20 d)对水稻穗部性状、产量及品质的影响,以期为水稻高产优质叶面肥的筛选提供理论依据。结果表明,与不施叶面肥的对照相比,施用4次雷力的一次和二次枝梗数,一次和二次枝梗的结实率、千粒质量均较高。不同时期施用雷力、战氏、磷酸二氢钾对水稻均有不同的增产效果,其中施用4次叶面肥处理的增产效果优于施用2次叶面肥处理,施用4次雷力、战氏、磷酸二氢钾处理分别较对照增产12.43%、10.59%、11.24%。品质方面,施用4次雷力对增加稻米的糙米率、精米率、蛋白质含量、直链淀粉含量效果最佳,施用4次磷酸二氢钾对降低垩白粒率、垩白度效果最佳。综上,在拔节期、齐穗期、齐穗后10 d、齐穗后20 d共4次施用雷力对提高水稻产量及品质综合效果最佳。     

膜下滴灌旱种水稻适应品种及其评价指标的筛选

为筛选适宜寒地膜下滴灌旱种的水稻品种,明确膜下滴灌旱种水稻农艺性状及品质性状适应性评价指标,以94份寒地早粳稻为材料,采用随机区组试验设计,利用膜下滴灌旱种适应性系数、膜下滴灌旱种适应性指数和综合适应能力,结合主成分分析方法对水稻旱种适应性进行综合评价。结果表明:长白15号、长白17号、吉旱1号和农大1025在膜下滴灌旱种适应性系数、膜下滴灌旱种适应性指数和综合适应能力上均表现为中度或高度适应。水稻农艺性状和品质性状对膜下滴灌旱种适应性反应指数综合评价表明,理论产量、穗数、经济系数、成粒率和千粒重5个因子可作为膜下滴灌旱种水稻农艺性状适应性评价指标,精米粒长、精米率、精米长宽比、蛋白质含量和粗脂肪含量5个因子可作为膜下滴灌旱种水稻品质性状适应性评价指标。     

水条播对寒地水稻农艺性状和产量构成因素的影响

随着劳动力的短缺,直播水稻具有省工省力的优点逐渐受到重视,因此筛选适宜水条播（直播）的水稻品种是极其重要的。为此,以29份寒地水稻为材料,采用随机区组试验设计,研究水条播对寒地水稻农艺性状、产量构成因素和产量的影响。结果表明,水条播对寒地水稻单位面积穗数的影响为偏正向,对株高、穗长、穗重、一次枝梗数、二次枝梗数、穗粒数、成粒率、千粒重、生物产量、经济系数和理论产量的影响都是偏负向的。水条播提高了穗重、一次枝梗数、二次枝梗数、单位面积穗数、穗粒数、成粒率、千粒重、生物产量、经济系数和理论产量的变异程度,而千粒重的变异系数较小。穗重、成粒率和生物产量对水条播反应较敏感的材料,一般其理论产量对水条播的反应也较敏感。     

土壤肥力和氮肥运筹对寒地水稻产量、品质及氮肥利用的影响

以垦粳5号为材料,设计3种土壤肥力(高、中、低肥力)和5种氮肥运筹模式[农民习惯施肥(M1)、V字形施肥(M2)、减氮施肥(M3)、减氮减磷施肥(M4)、前氮后移施肥(M5)],研究不同土壤肥力和氮肥运筹对寒地水稻产量、品质及氮肥利用的影响,旨在为提高寒地水稻氮肥综合生产能力、改善稻米品质提供理论参考。结果表明,土壤肥力和氮肥运筹二因素互作对水稻产量、品质、氮肥利用影响显著。高肥力土壤条件下,M3模式产量(31.2 g/穴)最高,M1、M2、M4模式依次次之;中肥力土壤条件下,M1模式产量(28.0 g/穴)最高,M2、M4模式依次次之;低肥力土壤条件下,M1模式产量(26.7 g/穴)最高,M2、M4、M3模式依次次之。高肥力土壤条件下,M4模式的垩白粒率和垩白度、M3和M4模式的蛋白质含量较低;中、低肥力土壤条件下,M5模式的垩白粒率和垩白度、M1模式蛋白质含量较低。高肥力土壤条件下,M3—M5模式的食味评分(84.11、83.30、83.36)较高;中肥力土壤条件下,M1、M2模式的食味评分(85.49、84.47)较高;低肥力土壤条件下,M1、M3、M4模式的食味评分(85.17、85.39、85.14)较高。M1模式茎秆抗倒伏指数显著低于其他模式,其他模式间的差异均不显著。高肥力土壤条件下,M4、M5模式氮肥贡献率较高;中肥力土壤条件下,各模式间差异均不显著;低肥力土壤条件下,M2模式氮肥贡献率最低,其余模式间差异均不显著。高肥力土壤条件下,M3模式的地上部吸氮量、氮肥农学利用率(51.46%)、氮肥吸收利用率(66.83 g/g)和氮肥偏生产力(131.52 g/g)最高,M5模式的氮肥生理利用率(134.54 g/g)最高;中肥力土壤条件下,M5模式的氮肥吸收利用率(58.29 g/g)、M4模式的氮肥偏生产力(104.05 g/g)、M1模式的氮肥生理利用率(100.18 g/g)最高,M2模式较高;低肥力土壤条件下,M2模式的地上部吸氮量、M2模式的氮肥吸收利用率(61.18 g/g)、M4模式的氮肥偏生产力(100.39 g/g)、M1模式的氮肥生理利用率(90.93 g/g)最高,M3模式较高。综合考虑,高肥力土壤采用M3模式、中肥力土壤采用M2模式、低肥力土壤采用M3模式有利于协调寒地水稻产量、品质、氮肥利用率的关系。     

土壤水分对稻米外观品质的影响

水稻的分蘖期、长穗期、抽穗后1～10d、11～20d、21～30d及1～30d,用负压式土壤湿度计监测,分别进行土壤水势为-30～-35kPa、-60～-65kPa的控水处理,收获后对优势粒、中位粒、劣势粒进行粒形和垩白测定,发现在不同土壤水分下S品种长穗期和抽穗后1～10d控水显著抑制了籽粒伸长,也不同程度的抑制了籽粒增宽和长厚,以S4处理受抑制的程度最为严重;Y品种主要是长穗期控水显著抑制了粒长、粒宽和粒厚;两品种的多数处理不同程度的提高了粒厚,这在优势粒中更明显;土壤水分对粒长/宽的影响很小。S品种各处理垩白率、垩白度多低于CK,Y品种各处理垩白率、垩白度多高于CK。对两个品种来说长穗期是影响外观品质的主要水分敏感期,节水栽培应从品种选择入手。     

土壤水势下限对寒地水稻生长发育和产量的影响

采用负压式土壤湿度计严格监测土壤水势,用2个生育期相同的品种垦鉴稻5号和垦稻12号在防雨棚内进行盆栽控水试验.水稻返青至成熟进行-8～-10 kPa的间歇控水处理,较系统地研究了土壤水分对寒地水稻生长发育和产量的影响.研究结果表明:全生育期进行-8～-10 kPa的间歇控水,加速了2个品种的叶龄进程;使2个品种株高增加;使2个品种茎数减少;减少了2个品种收获的每穴穗数,且垦稻12号的穗数降低达到极显著水平;提高了2个品种的穗粒数、结实率;增加了2个品种各粒位的籽粒千粒重(垦稻12号的优势粒除外);提高了垦鉴稻5号的经济产量,降低了垦稻12号的经济产量.     

寒地早粳稻秆部性状与产量关系的研究

针对寒地特殊的生态环境,以180份不同基因型早粳稻为材料,较系统地探讨了秆部性状与产量及产量构成因素之间的相互关系。研究表明:在节间长度配置上,在一定范围之内,控制倒3节间长度、增加倒1、倒2节间的长度有利于提高产量,并且对倒1、倒3节间长的选择是最为有效的。在节间粗度配置上,在保证倒1节间粗的基础上,增加其下部节间的粗度有利于高产。增加基因型的基部节间重、单位茎鞘长干重、单株干重是有利于高产的。适当增加株高和秆长来提高生物产量可能是今后水稻超高产育种的发展方向。在进行茎部性状综合评价时,基部节间重、倒2节间粗、单位秆长干重和穗颈节长4个因子就足以代表12个茎部性状的全部信息量。