不同耐旱型玉米自交系冠层光合及产量对生殖生长期干旱胁迫的响应

在PVC管栽和大田条件下,采用裂区试验设计,主区为玉米自交系、裂区为水分处理,测定玉米冠层光合和产量等指标。结果表明,与对照(CK)相比,干旱胁迫(WS)处理下冠层叶色值(SPAD)、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和叶面积指数(LAI)均呈下降趋势,耐旱性较强的黄早四(HZS)平均降幅小于耐旱性较弱的CML58,其SPAD和LAI的降幅较高期(R3)出现早于CML58(R5);干旱胁迫后,水分利用效率(WUE)呈升高趋势,HZS平均升幅高于CML58。HZS的SPAD、Pn、Tr、WUE、LAI、单株粒重、收获指数和群体产量均高于CML58。与CK相比,WS处理下HZS群体产量平均降幅低于CML58。综上,耐旱性较强的玉米自交系冠层光合参数对生殖生长期干旱胁迫响应相对滞后,可在干旱胁迫后维持相对较高的光合性能、水分利用效率和叶面积指数,促进植株干物质转化与子粒建成,最终获得较高产量。     

生物炭和氮肥配施对粳稻产量形成、氮肥当季效应及其后效的影响

  【目的】  探究不同量生物炭与氮肥配合施用对北方稻田土壤氮含量、植株茎蘖生长、产量构成因素和氮肥的当季效应及后效的影响,为合理利用生物炭提高粳稻产量和氮素利用率提供理论依据。  【方法】  水稻定位试验于2019—2020年在沈阳农业大学水稻研究所进行。试验设置3个施氮水平:N₀ (不施氮肥对照)、N₁₈₀ (减施氮肥,N 180 kg/hm2)、N₂₂₅ (常规施氮,N 225 kg/hm2); 3个生物炭施用量:B₀ (不施生物炭)、B₁₅ (低施炭量,生物炭15 t/hm2)、B₄₅ (高施炭量,生物炭45 t/hm2),共组合为9个处理。氮肥每年按照基肥∶蘖肥∶穗肥比例3.6∶2.4∶4施用,生物炭于2019年施入,之后不再施用。于移栽后5天起,定期调查水稻茎蘖动态、生长状况和氮素含量,在收获期测产。在水稻主要生育期取样测定土壤养分含量的变化。  【结果】  1)生物炭提高了粳稻分蘖盛期和孕穗期稻田土壤全氮含量和碱解氮含量,对灌浆期全氮含量无显著影响,但降低了碱解氮含量。同一施氮量下,B₁₅和B₄₅之间全氮和碱解氮含量均无显著差异(P < 0.05)。2)施氮条件下,施用生物炭显著降低了最高分蘖数,但显著提高了有效分蘖数和成穗率(P < 0.05),获得了较高的总颖花数。在同一施氮水平下,相较于无炭处理,生物炭的增产效果均表现为低炭量好于高炭量。其中N₁₈₀B₁₅处理比N₁₈₀B₀处理增产4.4%,N₂₂₅B₁₅处理比N₂₂₅B₀处理增产3.2%,而N₁₈₀B₄₅与N₁₈₀B₀、N₂₂₅B₄₅与N₂₂₅B₀处理的产量水平无显著差异。氮肥减施后(N₁₈₀)产量显著低于常规施氮处理(N₂₂₅),配合B₁₅处理产量显著增加,达到了常规施氮条件下的产量水平(P < 0.05),而配合B₄₅处理较配合B₁₅处理降低了产量。3)生物炭对粳稻的氮素积累量影响表现出年际差异,施用生物炭的第一年(2019年),在N₁₈₀水平下,粳稻分蘖盛期至灌浆期的氮素积累量B₁₅处理显著高于B₄₅处理;在N₂₂₅水平下,B₁₅和B₄₅处理间无显著差异。在2020年,B₁₅和B₄₅处理之间无论氮肥水平高低,氮素积累量均无显著差异(P < 0.05)。B₄₅处理在第一年会降低生物炭的有益效果,其不利作用在第二年消失。4)生物炭促进了粳稻对氮素的吸收,提高了氮素利用率。其中氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力随施炭量增加呈先升高后降低趋势,且在N₁₈₀B₁₅处理下达到最高,两年趋势一致。  【结论】  适量的生物炭与氮肥组合在提高稻田土壤肥力、促进粳稻分蘖成穗和颖花分化方面有一定的正向耦合作用。高生物炭用量在施用当季不利于水稻生长和氮素吸收,但其增产和增效的后效与适宜生物炭用量没有明显差异。因此,减施氮肥(施氮量180 kg/hm2)条件下配合施炭15 t/hm2较为适宜。     

镁钾配施对寒地水稻产量的影响

[目的]研究镁钾配施对寒地水稻(Oryza sativa L.)产量的影响,以确定适宜的镁钾配比量。[方法]以空育131为材料,按照随机区组设计,研究镁肥、钾肥对水稻产量的影响,并探明镁肥、钾肥最佳施用比例。[结果]在高中低施钾区,按照七水硫酸镁与氧化钾1∶1(钾肥165.0 kg/hm2,镁肥100.5 kg/hm2)或者1∶2(钾肥276.0 kg/hm2,镁肥100.5 kg/hm2)的重量比配施,能够在水稻关键生育时期合理增加水稻叶片氮含量;按照七水硫酸镁与氧化钾1∶2的重量比配施,能够保持群体叶面积指数趋于合理,不发生早衰和贪青现象;按照七水硫酸镁配施比例与氧化钾2∶1(钾肥165.0 kg/hm2,镁肥201.0 kg/hm2)的重量比配施,能够通过增加穗数和结实率提高产量,产量为9 660 kg/hm2。[结论]该研究对于保持土壤养分平衡,进一步增加水稻产量和改善稻米品质,促进水稻产业可持续发展具有深远意义。     

水稻灌浆期冠层温度对植株生理性状及稻米品质的影响

在大田环境下,以辽粳294、开粳1号为材料,在灌浆期设置5个水分梯度处理,研究了水稻冠层温度日变化特征及其与土壤水分状况、产量生理特性、稻米品质之间的关系。结果表明:1)冠层温度低于气温,但与其显著正相关。梯度水分处理导致冠层温度和冠气温度差逐级升高,即土壤水势降低,冠层温度升高,冠气温度差绝对值增大;2)相同环境条件下,抗旱性弱的品种辽粳294的冠层温度低于抗旱性强的品种开粳1号;3)水分胁迫下水稻冠气温度差与每穗实粒数、千粒重、结实率、产量、整精米率、蛋白质含量、直链淀粉、脂肪酸和食味值呈显著负相关,与秕粒数、垩白度、垩白粒、碎米率呈显著正相关;4)光合速率、气孔导度及蒸腾速率随土壤水势降低而下降,且抗旱性强的品种开粳1号的光合性能较强。相关性分析表明,两个品种冠气温度差与其光合性能显著或极显著负相关;5)开粳1号的气孔密度显著大于辽粳294,而气孔长度和气孔宽度极显著小于辽粳294。综合分析表明,在灌浆期辽粳294和开粳1号在土壤水势为-0.02~-0.03 MP时,平均冠气温度差分别维持在0.9℃和0.8℃时对产量影响不显著(达到水分临界水平),可作为水稻灌浆期的节水灌溉指标。     

寒地稻草还田对土壤养分和水稻产量的影响

通过田间小区试验,研究寒地稻草还田对土壤养分含量和水稻产量的影响。结果表明,不同还田量处理的土壤养分含量与对照相比没有显著差异,但增加还田量利于土壤养分含量的增加;还田量4.5t/hm2和还田量9.0 t/hm2的处理在水稻产量、有效穗数、千粒重等方面与对照的差异不显著(还田量4.5t/hm2并配施纯氮45 kg/hm2的处理除外)。在寒地稻草还田中以还田量9.0 t/hm2并配施纯氮135 kg/hm2的产量最高。     

生殖生长期干旱对不同耐旱型玉米自交系根系性状及产量的影响

2016～2017年,在大田微区PVC管栽条件下,采用裂区试验设计,主区为玉米自交系,裂区为水分处理,测定根系形态、根冠生长配比和产量等指标。研究结果表明,与耐旱性较弱的玉米自交系CML58相比,耐旱性较强的玉米自交系黄早四在水分胁迫后有效气生根根夹角增大明显,其根数、根长和根表面积等形态指标降幅峰值均早于CML58,40 cm以下土层的根长、根表面积和根体积降幅明显小于CML58,且0～20 cm土层的根系生长冗余在乳熟期后显著少于CML58,其根冠干重比降幅、根冠长度比和根冠面积比均高于CML58,根冠角度比较CML58小39.4%。与CML58相比,黄早四水分胁迫后能较好地调控有效气生根角度,及时调控根冠纵横生长,维持根系主要分布区结构与功能,提高深层根系分布比,减少根系生长冗余,提高物质转化效率。     

永业生命素应用效果试验研究

试验以永业生命素为供试材料,按照随机区组设计,研究使用生命素对水稻生长发育和产量的影响。试验结果表明,喷施生命素,有利于培育壮苗,保证水稻叶龄进程正常,增加叶面积指数,对于构建高产群体具有一定意义;使用生命素能够通过增加有效生长量(水稻株高×平方米穗数),增加产量,增产幅度为4.74%。但从产量构成上看,处理3更具备进一步高产的潜力,但因发生了倒伏而使实粒数减少,该方面的原因有待进一步探讨。     

富田佳利腐植酸活性肥对水稻生长及产量的影响

以富田佳利腐植酸活性肥为供试材料,按照随机区组设计,研究了使用腐植酸活性肥对水稻生长发育和产量的影响。试验结果表明,喷施腐植酸活性肥,有利于培育壮苗;促进水稻生长,保证水稻叶龄进程正常,增强植株代谢能力,对于构建高产群体具有一定意义;通过增加平方米穗数和穗粒数,增加产量,增产幅度为4.43%左右。     

东北冷凉地区秸秆还田方式对水稻光合、干物质积累及氮素吸收的影响

为探讨东北冷凉地区水稻秸秆适宜的还田方式,开展大田定位试验,研究了秸秆直接还田和炭化还田对水稻光合能力、干物质积累的影响。结果表明,施用氮肥条件下2种还田方式均能促进水稻地上部干物质积累,尤其是炭化还田在成熟期较直接还田干物质积累更多;不施用氮肥条件下炭化还田地上部干物质积累量有增加趋势,但直接还田与对照相比却降低了地上部干物质量。2种还田方式都有提高氮肥利用率的趋势,炭化还田和直接还田的氮肥利用率分别为59%和56%。     

超绿水稻叶绿素的生物合成

通过对超绿水稻沈农196不同生育时期叶绿素及其合成过程中中间产物含量的研究,探讨超绿水稻叶色深绿的内在机制。结果表明,与丰锦和沈农07015相比,沈农196在整个生育期都具有较高的叶绿素含量,与其叶绿素的生物合成有关。分蘖期、齐穗期和灌浆期,沈农196叶片的δ-氨基酮戊酸(ALA)含量都比丰锦和沈农07015的低,而叶绿素合成的直接前体原叶绿素(Pchl)含量都较高。拔节期,沈农196叶绿素合成的各中间产物含量都是最高的。成熟期,供试的3个水稻品种的ALA-胆色素原(PBG)的转化过程受阻,导致叶绿素含量下降,但沈农196的叶绿素合成速率仍然比丰锦和沈农07015快。