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。     

籼、粳超级稻光合物质生产与转运特征的差异研究

为阐明籼、粳超级稻干物质积累及光合生产特征的差异，以江苏地区大面积推广种植的5个超级杂交籼稻组合和5个常规粳型超级稻品种为试验材料，对稻麦两熟制条件下籼、粳超级稻干物质积累、分配、运转及叶面积、光合势、群体生长率、净同化率、秧苗素质、叶型等方面进行了系统的比较研究。结果表明，粳稻生育前期(移栽至拔节期)干物质积累量、光合势、群体生长率、净同化率及上三叶叶长、叶基角、叶开角、披垂度和叶面积衰减率、收获指数均小于籼稻，而生育中后期(拔节至成熟期)干物质积累量、光合势、群体生长率、净同化率及有效叶面积率、高效叶面积率、粒叶比(颖花/叶、实粒/叶、粒重/叶)、最大叶面积指数、总充实量、实收产量、生物产量、茎鞘最大输出量和表观输出量及比率均大于籼稻，差异显著或极显著。虽然粳稻主要生育期单茎干物重均不及籼稻，但群体数量优势保证粳稻具有较高的群体干物质积累量和叶面积，且随着生长发育的持续，群体光合物质生产优势不断加大，群体干物质积累量于抽穗后25 d前后超过籼稻。粳稻灌浆后期(乳熟至成熟期)仍保持强劲生长优势，而灌浆初期(抽穗至乳熟期)茎鞘贮存物质合理输出，有效保障了高效光合层的安全支撑及高积累产量库的流畅充实。高生物学产量的稳定形成和叶面积“稳升缓降”态势以及拔节至成熟期较强的高效光合物质生产，是粳稻光合系统高效持续产出、灌浆充实多及高产形成的重要特征和原因。     

饲用稻和稻米产业副产品在长江中下游地区饲料化加工的应用前景

近年来,随着长江中下游地区水稻单产的不断提高,稻米加工产业的快速发展,积压了大量早稻和稻米产业副产品,如乞食米、劣质米、碎米、米糠和秸秆等。若将这些稻米生产副产品进行饲料化加工,不但有助于降低加工副产品的库存,还可降低区域饲料成本,弥补南方地区饲料业缺口,缓和饲料资源紧缺的局面。该文介绍了饲用型稻米和稻米加工过程产生中碎米、米糠和秸秆等的饲用价值、加工工艺及其在畜禽生产中的应用,以期为长江中下游地区稻米产业副产品应用于饲料化加工提供参考。     

稻麦两熟制条件下钵苗机插方式对不同类型水稻品种米质的影响

为探明钵苗机插方式在稻麦两熟地区对水稻米质性状的影响及其品种类型间差异,本文以常规粳稻、杂交籼稻和籼粳交水稻为材料,比较了钵苗机插、毯苗机插和机械直播3种种植方式在稻麦两熟制高产栽培条件下的稻米加工品质、外观品质、营养品质、蒸煮食味品质特性变化及其品种类型间差异。结果表明,钵苗机插的整精米率比毯苗机插和机械直播分别提高1.6%和4.9%(P0.05),整精米产量分别提高7.8%和25.9%(P0.05),改善了稻米加工品质;与毯苗机插和机械直播相比,钵苗机插的稻米垩白米率、垩白面积和垩白度显著增加,对稻米外观品质有不利影响,但钵苗机插精米蛋白质含量较高,有利于稻米营养品质的改良,其精米蛋白质产量分别比毯苗机插和机械直播提高8.7%和28.0%;3种种植方式相比,钵苗机插稻米蒸煮食味品质表现出一定程度的变优趋势,其中,稻米直链淀粉含量、消减值和糊化温度呈钵苗机插毯苗机插机械直播的趋势,胶稠度、峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和崩解值呈钵苗机插毯苗机插机械直播的趋势;食味值于种植方式间无显著差异,呈籼粳交水稻和常规粳稻钵苗机插毯苗机插机械直播,杂交籼稻毯苗机插钵苗机插机械直播的趋势。由此得出,钵苗机插不仅能增加稻谷产量,还能改善部分稻米品质特征,是稻麦两熟地区实现高产高效优质协调水稻生产的潜力型机械化种植方式。     

不同种植方式对超级稻籽粒灌浆特性的影响

为探明不同种植方式下高产水稻的籽粒灌浆特性，以超级稻品种淮稻9号和III优98为材料，应用Richards方程W=A/(1+Be^–Kt)^1/N对旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式水稻强、弱势粒的灌浆过程进行了比较研究。结果表明，(1)不同种植方式下，超级稻产量差异极显著，手栽最高，机插次之，直播最低。与手栽和机插相比，直播的千粒重和结实率显著降低，而手栽和机插之间千粒重和结实率的变化因品种类型而异。(2)不同种植方式下超级稻强、弱势粒灌浆特征为明显的异步灌浆型。强势粒达到最大灌浆速率的时间(T_max)早，最大灌浆速率(GR_max)、平均灌浆速率(GR_mean)以及终极生长量(A)和起始生长势(R₀)均明显大于弱势粒，而活跃灌浆期(D)和有效灌浆时间(T₉₉)明显小于弱势粒。(3)与手栽和机插相比，直播强势粒的GR_max和GR_mean显著降低，T_max明显延迟，D、T₉₉显著增加。弱势粒的GR_max和GR_mean机插最大，手栽略小于直播，T_max直播最早，机插次之，手栽最迟，D、T₉₉手栽、机插、直播依次减少。(4)籽粒灌浆阶段特征方面，平均灌浆速率和贡献率均以中期最大，中期的贡献率强势粒和弱势粒分别达到60.53%和50.78%，不同种植方式间前、中、后各期在灌浆持续天数、平均灌浆速率和贡献率上的差异因粒位不同而异。(5)千粒重与强、弱势粒的GR_max、GR_mean和D呈正相关，且与弱势粒的灌浆速率(GR_max和GR_mean)显著相关，结实率与强、弱势粒的灌浆参数除强势粒的D外，均不显著相关。说明不同种植方式对超级稻的籽粒灌浆特性有明显影响，虽均为异步灌浆型，但其强、弱势粒的最大灌浆速率及到达最大灌浆速率的时间等灌浆特征参数均差异较大，在保持籽粒最终生长量和结实率稳定的条件下，提高籽粒的灌浆速率，特别是弱势粒的灌浆速率，对提高千粒重有重要的作用。     

淮北地区机插超级粳稻产量形成及氮素吸收利用特征

为探究淮北地区不同氮肥水平下粳型超级稻产量形成及氮素吸收利用特征。在大田机插条件下,以常规中熟中粳超级稻和非超级稻(对照)为试材,设置3个氮肥水平即0、225、300 kg/hm2。从产量构成因素、干物质和氮素积累、茎蘖动态、叶面积指数等角度分析不同氮肥水平下粳型超级稻产量形成及氮素吸收利用特征。结果表明,随着氮肥施用量的增加超级稻平均产量呈增加趋势,对照产量则是先增加后减少。粳型超级稻最高产量平均值较对照最高产量平均值高10.98%。与对照相比,超级稻在3个氮肥水平下每穗粒数和群体颖花量高,结实率和千粒重与之相当;群体茎蘖移栽后早发快长,最终成穗率高;拔节前叶面积指数和光合势比对照低,拔节后比对照高,超级稻粒叶比在3个氮肥处理下均高于对照;拔节前,超级稻干物质积累量比对照低,而拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段干物质积累量分别比对照高7.77%和6.96%;植株氮素阶段积累量和植株阶段吸收速率,移栽至拔节、拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段超级稻均比对照高。淮北地区粳型超级稻籽粒产量在3个氮肥处理下均表现出明显的增产优势。超级稻移栽后叶面积指数、粒叶比和光合势较高,最终茎蘖成穗率高;穗型大,群体总颖花量高,穗后干物质积累量多;生育期相近的中熟中粳超级稻产量高于对照与其较强的氮素吸收特性有关。     

不同水直播方式水稻植株抗倒特性研究

为研究不同水直播方式水稻植株倒伏的差异,在稻麦两熟制下,以2个常规粳稻(常农粳7号、超级稻南粳44)和2个杂交粳稻品种(甬优2638、甬优7号)为试材,设置水直播点播和条播2种方式,于齐穗后30 d,研究了不同直播方式高产水稻植株地上部分各节间抗倒伏能力的差异,并对倒伏指数、抗折力与茎秆主要物理性状进行相关分析。结果表明,条播方式水稻倒伏比例较大,水稻植株基部第2,3节间抗折力和弯曲力矩,点播方式显著高于条播方式；条播方式倒伏指数显著较高。点播方式水稻株高、重心高度高于条播方式,但相对重心高度低于条播方式。点播方式水稻基部第1,2节间长度显著小于条播方式,基部3个节间的茎秆内径长均显著高于条播方式,除基部第1节间外,基部第2,3节间外径长和茎壁厚度点播方式显著高于条播方式。点播方式基部第1,2节间单位节间干质量显著高于条播方式。上述茎秆性状在不同类型品种间有较大差异。直播水稻茎秆的抗折力和倒伏指数与水稻茎秆基部节间长、茎壁厚、节间充实度等性状密切相关。点播方式水稻具有基部节间短而粗、茎壁较厚,且充实度好的特点,是其抗倒伏能力强的直接原因。     

不同株高类型甬优系列籼粳杂交稻产量差异及其形成机理

为了探究不同株高类型甬优系列籼粳杂交稻产量差异及其形成机理,以株高S型(株高135cm)、M型(株高140~150cm)、H型(株高155cm)甬优系列籼粳杂交稻为试验材料进行2年试验,比较不同株高类型产量及其构成因素、茎蘖动态、干物质积累与转运、叶面积动态、光合势与粒叶比以及冠层结构等特征差异。结果表明,与株高S、H型相比,M型增产21.26%和30.50%,结实率高,千粒重大。有效分蘖临界叶龄期到拔节期,M型茎蘖数增长较为缓慢,拔节后群体茎蘖数下降平缓;抽穗前,M型群体干物质积累量较小,抽穗到成熟期干物质积累量大,达10.51t·hm-2;抽穗至成熟期,M型单茎鞘重呈"V"型变化,最大输出量、最大输出率以及最大转化率均以S型最大,表观输出量、表观输出率、表观转化率均以M型最小;结实期,M型叶面积衰减缓慢,光合势、粒叶比较高。与S、H型相比,M型上3叶长宽大小适宜,叶片受光姿态良好,群体的冠层透光性好。甬优系列籼粳杂交稻株高适宜的M型在较大库容的基础上,依靠合理的冠层结构和较大的叶面积指数,中后期拥有较强的光合物质生产与转运能力,保持库容流的稳定性,促进库容的充实,最终实现高产。本研究结果对籼粳杂交稻株高性状的选育具有重要意义。     

缓释肥类型与运筹对不同穗型水稻产量的影响

以大穗型品种甬优2640和多穗型品种南粳9108为材料,270 kg hm–2纯氮条件下,选用树脂包衣(PCU)、硫包衣(SCU)和脲甲醛(UF)3种缓控释肥类型,设置了缓控释肥与尿素均基施、缓控释肥基施后分蘖期施尿素2种施肥方式,以常规尿素定量分施为对照(CK)。结果表明,缓控释肥的应用对甬优2640无增产效应。主要因为甬优2640穗大粒多,群体颖花量大。与CK比,相对集中在前中期的肥效难以满足植株全生育期生长,中后期叶面积指数下降快,氮素积累少,光合势弱,物质生产量不足,不能实现群体大库容的有效充实。而对南粳9108,脲甲醛基施+尿素分蘖期施处理比CK增产5.2%~5.9%,树脂包衣基施+尿素分蘖期施和脲甲醛+尿素均基施处理与CK平产的同时可减少施肥2~3次。2种运筹方式中,以缓控释肥基施后分蘖期施用尿素处理能有效增加植株茎蘖数,提高成穗率和最终穗数,扩大叶面积指数,增强光合势,增加干物质和氮素的积累,获得高产。3种肥料类型中,产量呈现UFPCUSCU。脲甲醛基施+分蘖期施尿素处理之所以能使南粳9108获得比CK更高的产量,是因为UF的肥效在中后期依然能相对稳定释放,配合尿素的分蘖期施用,既保证了前期分蘖的发生,又能保证高峰苗后稳定的茎蘖数和群体叶面积指数,植株在拔节后的光合势和物质积累量大,氮肥利用率高,增产显著。由此可见,针对不同穗型和产量特性的水稻品种,优选缓控释肥类型基施的同时,分蘖期配合速效肥料的施用,可获得既省工又增产的效果。     

施硅量对甬优系列籼粳交超级稻产量及相关形态生理性状的影响

以籼粳交超级稻甬优12和甬优15为试材,比较研究了不同硅肥施用量(0、75、150、225、300 kg hm~(-2))对甬优籼粳交超级稻产量及其形态生理特征的影响。结果表明:(1)甬优12和甬优15产量均随硅肥施用量的增加呈先增加后降低的趋势,且均以硅肥用量225 kg hm~(-2)处理的产量最高。产量构成因素穗数随硅肥施用量增加而递增,结实率和千粒重则随之递减。(2)甬优12和甬优15在拔节、抽穗和成熟期的茎蘖数均随硅肥施用量的增加而增加,茎蘖成穗率则呈先增加后降低的趋势,以225 kg hm~(-2)处理最高。(3)与对照(0 kg hm~(-2))相比,施硅处理显著增加了拔节、抽穗和成熟期的干物重和叶面积指数,拔节至抽穗期、抽穗至成熟期的干物质积累量和光合势也随硅肥施用量增加而递增。(4)随硅肥施用量的增加,倒一、倒二、倒三叶的叶长和叶宽随之递增,倒一、倒二、倒三叶的叶基角和披垂度随之递减。此外,与对照(0 kg hm~(-2))相比,施硅处理显著提高了茎、鞘干重及单位节间干重。文章还讨论了甬优籼粳交超级稻硅肥高效施用技术。