超级杂交稻叶片光合特性、光合氮素利用效率和产量对不同施氮量的响应

为探明超级杂交稻叶片光合特性、光合氮素利用效率和产量对不同施氮量的响应特征,以Q优6号（V1）、宜香优2115（V2）为材料,于2019年在贵州省黄平县进行了不同施氮量的田间试验。结果表明,随着施氮量的增加,在孕穗期,最大电子传递速率（J_max）和单位叶面积氮含量（N_area）呈上升趋势,表观光量子效率（AQE）、净光合速率（P_n）和光合氮素利用效率（PNUE）（除N0处理外）呈先升后降趋势,而光补偿点（LCP）和胞间二氧化碳浓度（C_i）表现相反;在抽穗期,气孔导度（G_s）、LCP和N_area呈先升后降趋势,而PNUE呈相反趋势。每穗粒数和实际产量随着施氮量的增加呈先升后降趋势,而有效穗数呈上升趋势,千粒重和结实率呈下降趋势。随着施氮量的增加,在孕穗期,Q优6号的P_n、N_area和AQE呈先升后降趋势、C_i与之相反,宜香优2115的P_n、N_area和AQE呈上升趋势、C_i呈下降趋势;在抽穗期,两个品种的N_area均呈上升趋势,LCP均呈先升后降趋势。此外,随着施氮量的增加,两个品种产量及其构成因子变化趋势一致,千粒重和结实率均呈下降趋势,实际产量呈先升后降趋势。两个品种间,水稻孕穗期的PNUE,抽穗期的P_n、N_area和PNUE,以及千粒重和结实率均为宜香优2115显著高于Q优6号,每穗粒数和实际产量表现相反。在本试验条件下,回归分析结果表明,Q优6号获得最高产量的施氮量为188.13 kg/hm²,最高产量可达13 237.89 kg/hm²;宜香优2115获得最高产量的施氮量为107.16 kg/hm²,最高产量可达10 027.35 kg/hm²。总的来说,在75~225 kg/hm²的施氮量范围内,增施氮肥能促进叶片气孔张开和吸收CO₂参与光合作用,促进CO₂转化成稳定的碳水化合物,同时提高叶片光合速率和光合氮素利用效率,进而实现高产。     

基于冠层高光谱遥感的杂交水稻植被指数氮素营养诊断模型

以杂交水稻为研究对象,进行两因素裂区试验,主区为品种,副区为施氮水平,分析了4个植被指数（VIs）分别与叶片氮素含量（LNC）、叶片氮素积累量（LNA）和地上部氮素积累量（APNA）之间的相关性,并建立了以VIs为自变量的氮素营养诊断模型。结果表明,4个VIs和LNC、LNA之间均存在决定系数大于0.7的波段区域且波段区域一致,4个VIs和APNA之间的决定系数均较低,仅在0.2左右;比值植被指数（RVI）和LNC之间的决定系数最大值为0.886,对应的波段组合为 694 nm和763 nm;垂直植被指数（PVI）和LNC之间的决定系数最大值为0.869,对应的波段组合为 864 nm和483 nm;差值植被指数（DVI）和LNC之间的决定系数最大值为0.883,对应的波段组合为1 292 nm和1 258 nm;归一化植被指数（NDVI）和LNC之间的决定系数最大值为0.881,对应的波段组合为1 296 nm和1 220 nm。最佳的氮素营养诊断模型为叶片氮素含量诊断模型,其模型表达式为LNC=1E+03NDVI²- 132.55NDVI+3.72,建模集R²、RMSE和RE分别为0.879、0.357%和16.267%,测试集R²、RMSE和RE分别为0.895、0.331%和15.136%。     

基于杂交水稻叶片SPAD值的氮素营养诊断模型的初步构建

为探明水稻叶片SPAD值的最佳测定叶位和最佳的SPAD值次级指标,并构建基于水稻叶片SPAD值的氮素营养诊断模型,开展以品种为主区,氮肥施用量为副区的双因素裂区设计试验。参试品种为Q优6号和宜香优2115,氮肥施用量设5个水平(纯N 0、75、150、225、300 kg/hm²),分析叶片的敏感性、代表性和稳定性,并探讨SPAD值次级指标与施氮量和叶片含氮量之间,及叶片氮积累量与叶片含氮量和产量之间的关系。结果表明,叶片敏感性、代表性和稳定性大小顺序分别为L4(顶4叶)>L3(顶3叶)>L1(顶1叶)>L2(顶2叶)和L3>L4>L2>L1、L2>L3>L4>L1,可见,L3、L4可作为氮素营养诊断的共同理想指示叶。选择L3、L4的SPAD值几何平均数(GMSI34)作为最佳的SPAD值次级指标。由叶片氮积累量与产量和叶片含氮量的抛物线方程、一元线性回归方程,GMSI34与叶片含氮量的指数方程,求得拔节期、孕穗期、抽穗期的SPAD值次级指标的临界值(GMSI34_临)分别为48.5、44....     

不同放鸭与种植密度对有机栽培水稻干物质积累、转运及产量的影响

为探明不同放鸭与种植密度对有机栽培水稻干物质生产特性的影响,于2020年在贵州省三穗县以宜香优2115为材料,开展了放鸭密度为主区、种植密度为副区的两因素裂区设计试验。结果表明,随着放鸭密度的增加,水稻孕穗期和抽穗期的叶面积指数均呈现先升高后下降的趋势,且以450只/hm²处理最高。同时放鸭处理提高了水稻生育前期、后期干物质积累,但减少了中期干物质积累。相对于不放鸭处理,放鸭处理明显提升每穗粒数。水稻产量随放鸭密度的增加呈现先上升后下降的趋势。高种植密度可提高最高茎蘖数,提升叶面积指数,提高各生育时期干物质积累和转运,并可显著提高产量。放鸭密度为634只/hm²、栽培密度为19.1万丛/hm²时可获得最高产量7 131.12 kg/hm²。     

基于冠层高光谱植被指数的水稻产量预测模型研究

及时、准确、快速的进行粮食产量预测预报对指导农业生产和国家制定粮食政策有重大意义。以不同水稻品种和施氮水平为试验因素，进行两因素裂区设计试验，在水稻拔节期、孕穗期和抽穗期测定其冠层光谱反射率，通过筛选出与产量相关性最高的最佳波段组合，计算最优波段组合组成的12种植被指数，并建立了基于单植被指数和多植被指数组合的水稻产量预测模型。结果表明，孕穗期，在401～723 nm波段范围内水稻冠层原始光谱反射率与产量呈显著负相关关系；各植被指数与产量的相关性达到极显著水平。基于单植被指数构建的水稻产量预测模型，以孕穗期线性模型精度最高(R²=0.436,RMSE=874.57 kg/hm²)，最佳植被指数为重归一化植被指数(RDVI)，模型表达式为y=7.7E+05×RDVI₍(455,456))+1.1E+04；基于逐步回归构建的多植被指数产量预测模型同样以孕穗期表现最佳(R²=0.443,RMSE=861.81 kg/hm²)，最优植被指数为比值植被指数(RVI)、土壤调节型植被指数(...     

不同地力条件下施氮量对杂交籼稻干物质积累、氮肥利用率和产量的影响

在大田试验条件下，以宜香优2115为试验材料，设地力(高、较高、中、低)和施氮量(0、75、150和225kg/hm²)两因素处理，探明不同地力条件下施氮量对杂交籼稻干物质积累、转运和产量及氮肥利用率的影响。结果表明，随着施氮量增加，穗前和成熟期干物质积累量有增加趋势；抽穗期至成熟期，随着施氮量的增加，茎叶干物质转运量和茎叶干物质转运对穗部贡献率均呈先增加后降低的趋势；随着施氮量的增加，氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力，以及千粒重和结实率逐渐降低，每穗粒数和产量先增加后降低，而有效穗数逐渐升高。随着地力条件的降低，穗前、成熟期和穗后干物质积累量、茎叶干物质转运量和茎叶干物质对穗部的贡献率及穗部干物质增加量均呈逐渐下降趋势，氮肥吸收利用率和生理利用率亦有降低趋势，而偏生产力呈先增后降的趋势。水稻有效穗数和产量均随土壤地力的提高而增加，而每穗粒数表现为下降。回归分析表明，在高、较高、中、低地力条件下，水稻可获得的最高产量分别为10 829.94、10 107.20、9 757.30和9 112.37 kg/hm²，其对应的适宜施氮量分别为14...     

减氮配施有机肥对喀斯特地区稻田土壤微生物量和酶活性及杂交籼稻产量的影响

为探明减氮配施有机肥对喀斯特地区水稻产量、土壤微生物量、土壤酶活性的影响，以水稻宜香优2115为材料，设置有机肥施用量为主区、减氮率为副区的两因素裂区试验，有机肥施用量设3个水平，分别为M0(0 kg/hm²)、M1(低量有机肥，1 673 kg/hm²)、M2(高量有机肥，3 346 kg/hm²),减氮率设4个水平，分别为R1(减氮率0%),R2(减氮率25%),R3(减氮率50%),R4(减氮率100%)。结果表明，配施有机肥的情况下，水稻产量随着减氮率的增大先提高后降低，以R3处理最高；在等氮或非等氮条件下，与单施氮肥(R1M0)相比，减氮25%配施高量有机肥的处理(R2M2)产量显著增加。在产量构成因素方面，在配施有机肥的情况下，随着减氮率的增大，有效穗数呈持续降低趋势，每穗粒数呈先增加后降低趋势，而千粒质量和结实率虽无明显变化，但均以R4处理最高；在等氮或非等氮条件下，减氮配施有机肥处理的结实率均高于单施化肥处理。在土壤微生物量方面，在配施有机肥的情况下，随着减氮率的增加，土壤微生物量碳含量、土壤微生物量碳氮...