不同年代中籼水稻品种的产量与氮肥利用效率

本研究旨在探明中籼水稻在品种改良过程中产量与氮肥利用效率的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40—50年代、60—70年代、80—90年代和2000年以后4个类型,设置0 N(全生育期不施氮)、MN(全生育期施氮210 kg hm–2)和HN(全生育期施氮300 kg hm–2)3个施氮量处理,研究其产量、氮肥利用效率及其生理特性。结果表明,随品种应用年代的演进,不同年代中籼水稻品种的产量和氮肥利用效率均获得较大提高。2000年以后的品种(超级稻)产量和氮肥利用效率较高,根系性状和叶片光合特性以及氮代谢相关酶活性强是其重要生理基础。超级稻抽穗后根系氧化力和剑叶光合速率下降的幅度较大可能是导致超级稻结实率较低的一个重要原因。提高灌浆中后期超级稻的根系氧化力和剑叶光合速率,有望提高超级稻的结实率。     

不同年代中籼水稻品种的米质及其对氮肥的响应

旨在探明中籼水稻品种改良过程中米质变化特点以及施氮量对其产量和品质的影响。以江苏省近70年来生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40-50年代、60-70年代、80-90年代和2000年以后(超级稻)4个类型,设置零氮(0N,全生育期不施氮)、中氮(MN,全生育期施氮210 kg hm^-2)和高氮(HN,全生育期施氮300 kg hm^-2)3个施氮水平,测定了产量和稻米品质诸性状。结果表明,随品种的改良,中籼水稻品种的产量显著提高,整精米率、垩白度、长宽比、直链淀粉含量、胶稠度、蛋白质组分和淀粉黏滞特性等显著改善,但现代品种的垩白度仍然较高。在3种施氮水平下,超级稻以HN的产量最高,其他年代品种以MN产量最高或MN与HN的产量差异不显著。随施氮量增加,稻米的蛋白质含量和垩白度增加,崩解值降低,消减值增大,稻米的食味品质降低。在HN下稻米中K、P、S、Ca、Mg等营养元素含量也较0N或MN下降低。以上结果说明,中籼水稻品种改良显著提高了产量,改善了稻米品质。总体上,增施氮肥特别是高量施用氮肥会降低稻米品质。如何通过氮肥的优化运筹实现水稻高产优质的协调发展是亟待研究的问题。     

中籼水稻品种产量与株型演进特征研究

以江苏省近60年生产上应用的16个代表性中籼品种(含杂交稻组合)为材料,依品种应用时期结合株型和基因型,将供试品种分为早期高秆（ET）、改良高秆（IT）、矮秆（DC）、半矮秆常规品种（SDC）、半矮秆杂交稻（SDH）和超级稻（SR）6个类型,研究其产量、源库关系和株型变化特性。结果表明,随着品种改良,籽粒产量逐步提高。这主要是由于总颖花量的增加,其关键在于每穗粒数的增多;结实率以DC最高,SR最低,千粒重变化不大。由ET到DC,植株高度降低,生物产量与收获指数同步提高,收获指数的提高更为明显。由DC到SR,植株高度略有增加,生物产量明显提高,抽穗后增加的量尤为显著,收获指数变化较小。品种改良明显减小了顶部3叶的着生角度,增加了抽穗期的叶面积,但颖花量的增加超过叶面积的增加,导致粒叶比（颖花数与叶面积之比）提高。随品种的演进,抽穗期根重以及根冠比提高,但根系伤流液量减少。抽穗至成熟根系伤流液和叶片中玉米素＋玉米素核苷浓度下降的速度表现为SR>SDH>SDC。依据品种演进特征,对进一步提高产量的途径进行了讨论。     

不同粒叶比小麦品种非叶片光合器官光合特性的研究

通过测定两个不同粒叶比小麦品种Lu 22和Lu 14叶片和非叶片光合器官叶绿素含量、光合速率及叶绿素荧光参数,探讨了非叶光合器官光合特性的差异。结果表明,高粒叶比品种Lu 22各部位的叶绿素含量均高于低粒叶比品种Lu 14,特别是在衰老后期,Lu 22能维持较高的叶绿素含量;在叶片叶绿素含量及光合速率明显下降时,非叶片光合     

不同年代育成的中籼水稻品种干物质累积和钾素吸收及分配

旨在研究我国不同年代中籼水稻品种干物质的积累以及钾素吸收和分配规律,以期为水稻钾素高效利用及优良品种选育提供理论依据。采用田间试验,选取1940-2000年以来各时期生产上大面积推广的中熟籼稻品种共9个,随机区组设计,3次重复。各中稻品种随着品种应用年代的演进叶面积指数以及生物产量获得大幅度提升。现代水稻品种在穗分化期后其生长速率显著增加,干物质积累速率也显著高于早期品种。齐穗期后各品种的干物质累积量与籽粒产量大致相当,且现代水稻品种干质量累积量显著高于早期品种,子粒产量显著增加。不同年代中籼水稻品种的钾素累积量随着品种演进显著增加。不同年代中籼水稻品种的钾素累积量随着品种演进显著增加。水稻对钾的吸收主要在齐穗期之前完成,抽穗到成熟期钾的吸收量减少。籽粒中的钾大部分来自于营养体的再转移,茎中钾含量尽管最多,但转移量较少,主要来源于叶片的转移。2000年以后的品种如两优培九和扬两优6号叶片中钾素的转运最多。随着水稻品种更替,植株干物质以及钾素的累积量逐步增加;在成熟期从营养体向籽粒中转移钾的量显著提高。水稻籽粒中的钾主要来源于叶片的转运,与早期水稻品种相比,现代水稻品种叶片钾素转移量最大。     

江苏中籼水稻品种演进过程中根系形态生理性状的变化及其与产量的关系

以江苏省近60年来各阶段具有代表性的13个中熟籼稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据品种种植年代结合株型特点将其分为早期高秆(ET)、矮秆(DC)、半矮秆 (SDC)和超级稻(SR) 4个类型,研究了中籼水稻品种演进过程中根系形态生理性状的变化及其与产量的关系。结果表明,在各主要生育期,根干重、根重密度、根长、根长密度和根直径随品种演进增加或显著增加。自抽穗期,地上部干物重随品种演进显著增加。在分蘖中期和穗分化始期,超级稻品种的根冠比显著大于其他类型品种,在生育进程中,各类型间无显著差异。在分蘖中期,随品种演进,比根长显著降低,但在生育进程中,各类型间无显著差异。在生长早期和中期,根系氧化力、叶片光合速率、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积以及根系伤流液中细胞分裂素(玉米素+玉米素核苷)浓度随品种演进增加或显著增加。随着品种演进产量逐步提高,其原因主要是每穗粒数的增多导致总颖花量的增加。回归分析表明,根干重、根长、根直径、根系氧化力、根系总吸收表面积和根系活跃吸收表面积与产量呈极显著线性正相关关系。说明改善的根系和地上部的生长,促进了现代品种特别是超级稻品种产量的提高。     

江苏省中籼水稻品种演进过程中米质的变化

以江苏省近60年来各阶段具有代表性的13个中熟籼稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据品种种植年代结合株型特点将其分为早期高秆(ET)、矮秆(DC)、半矮秆常规稻(SDC)、半矮秆杂交稻(SDH)和超级稻(SR) 5个类型,研究了品种演进过程中米质的变化。结果表明,稻米的碾磨品质(糙米率、精米率和整精米率)在同一类品种间有较大差异,在品种演进过程中无明显变化。与早期品种相比,现代品种(半矮秆杂交稻和超级稻)稻米的垩白度显著降低,崩解值变大,消减值变小,稻米中的清蛋白、谷蛋白、赖氨酸、甘氨酸和精氨酸含量显著增加,醇溶蛋白含量显著降低。随着品种演进,产量逐步提高,其原因主要是总颖花量的增加及每穗粒数的显著增多。说明中籼稻品种演进过程中,米质和产量协同提高。     

中籼迟熟水稻农艺性状与产量的灰色关联度分析

应用灰色关联度法对14个中籼迟熟水稻品种的7项农艺性状与产量的关系进行了分析。结果显示:中籼迟熟水稻的农艺性状与产量的关联度从高到低依次为千粒重、生育期、结实率、株高、穗长、有效穗数和每穗总粒。因此,在中籼迟熟水稻高产育种和高产栽培中,应当侧重千粒重、生育期和结实率的选择。     

低磷胁迫对不同水稻品种幼苗光合作用的影响

低磷胁迫下,水稻叶片的无机磷含量、光合速率、RuBP羧化酶活性下降.与低磷敏感品种沪占七相比,耐低磷品种大粒稻无机磷含量、RuBP羧化酶活性下降的幅度更小.在低磷胁迫初期(10 d)较低光强下,大粒稻与沪占七光合速率受低磷的影响相近,而较高光强下以及胁迫后期(20 d)大粒稻受低磷影响较小.叶绿素荧光参数测定表明,在低磷胁     

盐胁迫对2个不同盐敏感性水稻品种（系）叶片光合特性与产量的影响

研究盐胁迫对不同盐敏感性水稻品种（系）叶片光合作用、叶绿素荧光参数及产量的影响,为耐盐品种选育和盐碱地有效开发利用提供理论参考。以武运粳30（盐敏感性品种）和振稻23309（耐盐性品系）为材料,比较研究不同盐分梯度（0%、0.07%、0.14%、0.21%、0.28%、0.35%）对水稻产量和抽穗期水稻叶片光合特性的影响。结果表明,随盐浓度的提高,两个品种（系）产量呈现递减趋势,且武运粳30的降幅更大。在盐胁迫条件下,武运粳30的穗数、穗粒数、结实率显著降低且降幅显著大于振稻23309,两个品种（系）千粒重变化都不明显。与对照相比,在低盐胁迫（0.07%）下,振稻23309的叶片净光合速率（P_n）、叶绿素含量（SPAD值）、水分利用效率（WUE）、表观叶肉导度（AMC）、荧光参数（潜在活性F_v/F_o、最大光化学效率F_v/F_m、实际光化学效率Φ_PSⅡ、光化学猝灭系数q_p、非光化学猝灭系数q_N）均显著上升;0.14%盐浓度处理下,两个基因型水稻除q_N显著提高外,其余各参数均呈下降趋势,且振稻23309的降幅要小于武运粳30;盐浓度大于0.14%时,两个基因型水稻各参数均显著降低,且武运粳30的降幅更大。由此可见,盐胁迫对水稻产量和叶片光合特性的影响不仅与盐浓度有关,且存在显著的基因型差异;水稻叶片叶绿素含量高、光合作用的气孔限制向非气孔限制转变慢、植株水分利用率高、光合系统Ⅱ非辐射能耗散增加、光保护能力强等因素是耐盐品系振稻23309表现出较强耐盐性的内在原因。     

不同株穗型水稻超高产品种叶绿素含量变化规律及籽粒灌浆动态研究

对不同株、穗型水稻超高产品种叶绿素含量变化规律及籽粒灌浆动态研究结果表明：（1）株、穗型较好的半直立穗型品种上、中、下三部籽粒收获,籽粒重量相差无几,分布均匀,灌浆速率高,灌浆物质充足,弱势粒得到了较好的充实;直立穗型品种,中部籽粒重量较小,弱势粒灌浆不足;大散穗型超高产品种为明显的异步灌浆,上、中     

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。     

甘蓝型油菜黄化突变体的光合特性及叶绿素荧光参数分析

调查油菜自发黄化突变体(NY)、野生型(NG)及其正反交后代材料(F₁和rF₁)的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数及农艺性状,分析五叶期各参数的变化规律。表明,突变体叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素均大幅减少,其中叶绿素b减幅最大;净光合速率显著降低,胞间CO₂浓度升高,但气孔导度与野生型等相当,表明光合速率不受气孔限制;光补偿点和光饱和点升高,暗呼吸速率与野生型等相当,表观量子效率和光补偿点处量子效率显著降低;CO₂补偿点、光呼吸速率和羧化效率均显著降低,CO₂饱和点则显著升高;突变体的荧光参数,包括F_o、F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_PSII、q_p、NPQ和ETR均显著降低,说明光合色素含量降低导致PSII反应中心捕光能力弱和光化学转化效率低,使叶片光合速率降低。突变体的黄化持续时间较长,对生长发育产生影响较大,单株籽粒产量只有野生型的57.09%,但与正常材料组配F₁的光合特性和农艺性状均能恢复到正常水平。     

遮光对谷子光合性能及快速叶绿素荧光动力学特征的影响

为探讨弱光胁迫下谷子光合生理响应,以衡谷13号为材料,在幼苗期设置7种不同遮光处理（遮光0、10%、20%、30%、40%、50%、70%）,在拔节期和灌浆期测定叶绿素含量、叶面积、净光合速率、产量和快速叶绿素荧光动力学参数的变化。结果表明,谷子叶绿素含量、叶面积、净光合速率、产量在遮光率高于20%时开始下降。荧光参数暗适应后初始荧光（F_o）、最大荧光（F_m）和可变荧光（F_v）在遮光后增大,PSⅡ反应中心最大光能转换率（F_v/F_m）、PSⅡ反应中心潜在活性（F_v/F_o）、光合性能指数（Pi_Abs）先随着遮光率的增大逐渐上升,遮光率为30%时达到最高,之后下降,遮光率为70%时低于对照。非光化学淬灭系数（NPQ_Lss）随着遮光程度的增大逐渐降低。     

小麦苗期光合作用及其相关性状的QTL分析

将小麦品种花培3号和豫麦57构建的DH群体的168个株系及其亲本,盆栽于两个环境中,利用324个SSR标记位点构建遗传图谱,对单叶净光合速率及相关参数、叶绿体色素含量和叶绿素荧光参数进行QTL定位和分析。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0,共检测到17个加性效应和20对上位性效应位点,其中所有加性效应位点和16对上位性效应位点具有环境互作效应。相关性较高的性状间有一些共同的QTL,表现出一因多效或者紧密连锁效应。在5D染色体上的Xwmc215至Xgdw63区段,检测到控制叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量的3个主效QTL,各位点的遗传效应贡献率较大,增效基因均来源于花培3号,适用于分子标记辅助选择和聚合育种。另外,该区段与控制单叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和胞间CO2浓度与胞外CO2浓度比值(Ci/Cr)的QTL的定位区间相近。位于5B染色体控制胞间CO2浓度的QTL是个微效基因,但是QTL与两种环境的互作效应表现的遗传贡献比较大。     

不同种类硫肥对冬小麦光合性能和子粒产量性状的影响

为明确不同种类硫肥对小麦光合性能等性状的影响，进行了3种硫肥效果的比较研究。施用硫肥的处理都表现为旗叶光合速率提高，旗叶和倒三叶及各生育时期顶部功能叶的叶绿素含量提高，旗叶硝酸还原酶活性增强，且子粒产量及产量构成因素有所提高。在对提高光合速率、叶绿素含量和产量构成因素的效果上以石膏的效果最明显，硫酸铵次之，硫磺的效果最差，而在提高硝酸还原酶活性上却依次为硫酸铵、硫磺和石膏。     

超级中籼杂交水稻氮素积累利用特性与物质生产

在大田条件下比较了5个超级稻品种和对照汕优63的物质生产及氮素吸收利用特性。结果表明, 超级稻物质生产与积累优势始于拔节期, 并随着生育进程而扩大, 抽穗以后的干物质量积累优势明显。超级稻对氮素的吸收积累总量达196.5 (184.3~200.8) kg hm^-2,较对照的176.5 kg hm^-2增加20.0 kg hm^-2, 其中拔节前与对照相当, 拔节至抽穗期增加9.2 kg hm^-2, 抽穗至抽穗后25 d增加4.9 kg hm^-2 , 抽穗后25 d至成熟期增加4.3 kg hm^-2。氮素吸收速率拔节至孕穗阶段达最高峰, 超级稻为3.68 (3.44~3.96) kg N hm^-2 d^-1, 对照为3.55 kg N hm^-2 d^-1; 孕穗期以后吸氮速率随着生育进程而逐渐下降, 抽穗25 d以后, 对照基本不具再吸收能力, 而超级稻仍具一定吸收能力(0.36 kg N hm^-2 d^-1)。超级稻生育中、后期氮素吸收利用能力的提高促进了抽穗和灌浆结实期植株特别是叶片含氮率的提高, 孕穗期、抽穗期、抽穗后25 d、成熟期叶片含氮率均与相应生育阶段的干物质积累量显著相关, 与最终总生物量极显著相关。超级稻在10.5 t hm^-2产量水平下的百千克籽粒吸氮量在1.83 kg左右。