旱稻农田土壤水分变化特征研究

试验研究旱稻不同灌溉处理土壤水分变化特征结果表明,不同供水条件下农田土壤水分变化的主要层次均为80cm以上,120cm以下土层土壤水分处于相对稳定状态,且维持在相对较高水平;供水较多时旱稻水分耗散量、耗水强度也较大,而相同供水条件下旱稻水分耗散量和耗水强度又小于水稻对照;相同灌溉处理旱稻产量和水分利用效率均高于水稻对照;而充足供水有利于旱稻根系在0~20cm表层发育,但不利于其根系在下层生长,而W2可促使根系下扎,更充分利用下层水分。     

早稻渗入系抽穗期根系性状QTL定位

研究稻作抗旱的根系特征及其遗传机理，发掘旱稻有利基因，从水旱稻杂交中选育高产耐旱的稻作品种提供理论基础和研究材料。以强抗旱的旱稻毫格劳为供体亲本，超高产水稻品种沈农265为受体亲本，利用187个SSR标记构建了一套具有180个家系的旱稻渗入系群体，并采用单标记分析法，对抽穗期根系6个性状：最长根长、粗根数、总根数、平均最粗根粗、根干重、总干重进行QTL定位。抽穗期共检测到QTL38个，其中影响上述6个性状的QTL数目分别是6、6、4、6、4和12个，它们的总贡献率分别为29％、27％、21％、33％、23％和61％。此外，在粗根数和总根数中分别检测到3个和1个来自毫格劳的等位基因的加性效应为负，其余均为正。除平均根粗外，其他5个性状的加性效应都较大。89．5％的渗入位点对以沈农265为遗传背景的渗入系的6个性状根系有促进作用；定位到的影响不同根系性状的QTL多数成簇、集中分布；RM3853附近定位到影响4个性状的QTL，推测是一个在抽穗期与根系性状和抗旱密切相关的基因或基因簇。     

应用ORYZA2000模型制定北京地区旱稻优化灌溉制度

通过优化灌溉提高水分利用效率,使有限的水资源发挥最大的效益,是推行节水农业的一个重要方面.在模型验证的基础上,利用ORYZA2000模型和多年气象资料,分析了北京地区不同降水年型条件下早稻产量和水分利用效率与灌溉定额之间的关系,在此基础上制定不同降水年型和产量水平的北京地区旱稻优化灌溉制度.结果表明:当灌溉定额达到一定水平后,最高产量趋于不变.干旱和平水年型条件下旱稻均有较大的增产潜力,灌溉定额为300～500 mm可增产约3000 kg/hm2;丰水年型灌溉定额为250 mm时可增产1000 kg/hm2.70%、80%和90%产量潜力3个产量水平的最优灌溉制度分别需要保持根层土壤相对含水率在67%、73%和83%左右,灌水定额不宜过高,以50～60 mm为宜.灌溉次数和灌溉定额随产量水平的提高而增加,并取决于实际的降水情况:干旱年型3个产量水平的灌溉次数为3～8次;平水年型为2～5次;丰水年型为1～5次.水分利用效率变化范围为0.92～1.28 g/kg,受各年型降水量影响灌溉水水分利用效率变化在1.61～7.76 g/kg之间,丰水年型的灌溉水水分利用效率高于平水年型和干旱年型.80%产量潜力水平时的水分利用效率最高,不同年型灌溉定额在98～239 mm之间,灌溉次数为2～5次.     

旱稻矿质养分吸收与施肥效应

 早稻和水稻的养分吸收规律不同。施氮肥可明显提高旱稻产量,并促进养分吸收;豆科植物与旱稻间套作会增加早稻的氮素养分吸收,对提高早稻产量有重要作用。热带酸性土壤缺磷是限制早稻产量的主要因素之一,施磷肥有显著的增产效果。早稻主要吸收Mehlich-1法浸提形态的磷,但基因型之间对磷的利用效率有明显差异。酸性土壤施入石灰能改善磷的有效性,促进旱稻对磷、钙和镁的吸收而提高产量;但石灰量的增加导致旱稻对钾、锌、铜、锰和铁的吸收减少。旱稻钾的营养和施肥研究结论不一,与各地土壤有效钾含量不同有关。其它元素中锌和硅的研究较多,硅肥和锌肥能提高旱稻产量。我国对旱稻矿质营养及施肥研究仍未引起重视,尤其对国内培育的新品种矿质营养的研究和当前旱稻的主栽区北方碱性土壤中旱稻对氮、磷、钾吸收利用的研究更为薄弱。     

水旱稻不同回交世代渗入系抗旱性鉴定

为探索培育抗旱高产稻作品种新途径,以受体亲本超级稻沈农265和供体亲本传统旱稻毫格劳构建的回交渗入系BC3、BC4为材料,采用水田、轻度干旱、重度干旱3个处理,考察渗入系材料在水旱处理下产量和地上部形态的表现。结果表明:水田条件下回交渗入系群体BC3、BC4产量和目前生产上使用的旱稻品种(旱稻297、旱稻502等)无显著差异、与水稻品种沈农265无显著差异,20世纪80年代末和90年代初期培育的旱稻品种(旱稻175、旱稻268、旱稻306)产量显著低于沈农265。干旱胁迫条件下,BC4群体与目前生产上使用的旱稻品种平均产量显著高于水稻品种沈农265;BC3群体平均产量与水稻品种沈农265无显著差异。水田与干旱处理下各材料间农艺性状均存在极显著差异,干旱胁迫下各性状表型变异系数较水田大,遗传变异系数略有升高,广义遗传力普遍降低。通过旱稻遗传物质渗入高产水稻培育的回交渗入系,可以有效结合旱稻的抗旱性和水稻的高产性。     

不同灌溉处理对旱稻根系生长及水分利用效率的影响

通过对不同灌溉处理下旱稻根系生长及水分利用效率的试验研究,结果表明：早稻根系大部分根干重都集中在地表以下30cm内;不同灌水处理对根量及其分布有着显著不同的影响,灌水量越少,水分胁迫处理下的根系系统在30cm以下分布相对越多,中下层土壤中根系占的百分率越高;其中限量灌溉Ⅱ产量较充分灌溉处理减幅最小,穗粒数减幅也最小,农业水分利用效率最高,根冠比次高,增加了对土壤深层水的利用,减少了灌溉水的投入。在水资源缺乏的北京地区,是一种较为合理的灌溉方式。     

北京地区旱稻作物需水与降水的耦合分析

基于4a的田间试验资料，采用农田水分平衡法确定了旱稻出苗后各生育阶段的需水量；利用1971年-2000年北京地区逐日降水资料，计算了旱稻各生育阶段在不同降水保证率下的降水量，并选取25％、50％、75％和95％保证率作为典型的湿润年、平水年、干旱年和极枯水年，进行旱稻各生育阶段降水与作物需水的耦合度分析和补灌量估算。结果表明：旱稻出苗后总需水量平均为596.1 mm，需水强度平均为4.3 mm/d，需水强度峰值出现在孕穗-抽穗阶段。4种降水年型下旱稻出苗后降水和旱稻需水的耦合度分别为0.82、0.71、0.50和0.39，所需的补灌量分别为106.6、171.1、296.0和363.9 mm。     

山梨醇对栽培稻成熟胚愈伤组织分化的影响

维持良好的愈伤组织状态和提高分化率是栽培稻(Oryza sativa L.)转基因成功的重要因素。本实验研究了培养基中添加山梨醇和添加不同比例的蔗糖与山梨醇对粳型旱稻(Oryza sativa L.ssp.japonica)297和籼型水稻(Oryza sativa L.ssp.indica)9311两品种成熟胚愈伤组织分化的影响,分别比较了愈伤组织诱导、继代和分化阶段添加不同浓度山梨醇和分化阶段不同蔗糖浓度与山梨醇配比对愈伤组织分化率和转基因效率的影响,结果发现,两个品种都以3个阶段分别添加山梨醇10、20和40 g/L即10-20-40的处理获得最高分化率,分别为88.9%和86.1%,比对照(3个阶段都不加山梨醇)提高了45.1%和32.6%。此结果也在旱稻297 Activator(Ac)基因转化中得到验证。此外,不管愈伤组织诱导和继代阶段是否添加山梨醇,分化阶段蔗糖为5.5 g/L和山梨醇为40 g/L的配比都使愈伤组织分化率高达82.7%~95.2%,愈伤组织呈紧实鲜黄,比其他处理有更多的绿芽点。同时该处理还使9311愈伤组织褐化得到抑制。这些结果表明,山梨醇能够使愈伤组织保持良好的状态、抑制籼稻愈伤组织褐化、提高分化率和转基因效率,这一结果对栽培稻乃至其他作物的组织培养和转基因绿苗再生具有一定参考价值。     

丰产、优质早稻及配套高效旱作技术

我国水资源贫乏,能源紧张,旱涝灾害频繁.水稻是耗水、耗能大户,且费工费时,水稻面积扩张已近极限,单产增长已趋于徘徊.到21世纪,随着人口膨胀及生活水平的提高对稻米的需求压力将越发加大,粮源供求形势不容乐观.培育水稻抗旱品种对我国具有重大的战略意义.……