超级稻甬优12不同产量水平群体的钾素营养特性

2013-2014年,以超级稻甬优12不同产量群体为研究对象,系统比较研究甬优12高产(10.5~12.0 t hm^-2)、更高产(12.0~13.5 t hm^-2)、超高产(>13.5 t hm^-2)3个产量群体的钾素吸收与积累特征差异。结果表明：(1)甬优12超高产、更高产和高产群体的两年平均产量分别为13.9、12.6和10.8 t hm^-2。(2)拔节期植株含钾量呈高产群体>更高产群体>超高产群体;抽穗期和成熟期植株含钾量呈超高产群体>更高产群体>高产群体;拔节期3个产量群体间钾素吸收量差异不显著,超高产群体抽穗期和成熟期钾素吸收量分别为364.1 kg hm^-2和374.6 kg hm^-2,显著高于更高产(326.7 kg hm^-2、331.1 kg hm^-2)和高产群体(282.8 kg hm^-2、284.1 kg hm^-2)。(3)随产量上升,植株钾素积累量播种至拔节期随之下降,而拔节至抽穗期随之增加。播种至拔节期钾素积累量与产量呈极显著线性负相关,拔节至抽穗期钾素积累量与产量呈极显著线性正相关。(4)与对照相比,甬优12超高产群体抽穗期和成熟期茎鞘、叶片和穗部钾素吸收量较高且与产量呈显著或极显著线性正相关。(5)与对照相比,尽管甬优12超高产群体钾素吸收总量较高,但其籽粒生产率和钾素偏生产力较低,表明甬优12超高产群体钾素利用率较低,在今后甬优12超高产栽培管理中应重视钾肥的高效利用。最后就提高甬优12超高产群体钾素吸收利用的措施进行了探讨。     

不同施氮水平对超高产夏玉米氮磷钾积累与分配的影响

为探明不同施氮水平下玉米超高产(≥13 500 kg hm^-2)群体氮磷钾积累及分配规律,通过苏玉20、浚单20两品种3年不同氮肥运筹方案的试验,实现了籽粒最高产量14 753 kg hm^-2的目标。结果表明：(1)随着生育进程,两品种氮磷钾在植株、籽粒中积累逐渐增大,在叶片、茎秆、叶鞘中呈先单峰变化趋势,叶片氮钾峰值在大口期,磷峰值在开花期。增大灌浆期植株氮积累量及叶片氮转移率,促使成熟期籽粒氮磷较大积累量,利于超高产玉米群体的形成。(2)籽粒产量、1 kg氮生产籽粒量、氮肥的农学效率、氮素利用率、植株(及叶片、茎秆、叶鞘、籽粒等器官)氮磷钾含量在450 kg hm^-2施氮水平时达到最大值,其值(苏玉20)分别为14753 kg hm^-2、44.0 kg、19.24%、38.63%、335.4 kg hm^-2、178.2 kg hm^-2、230.7 kg hm^-2,过高过低施氮均使氮磷钾积累量及产量下降。(3)由两品种产量与施氮水平的回归方程,确定了超高产时的最佳施氮量、超高产施氮水平和最佳施氮范围,苏玉20分别为457.0 kg hm^-2、418.3~495.7 kg hm^-2、418.5~495.4 kg hm^-2;浚单20分别为452.7 kg hm^-2(最佳施氮量)、410.8~494.6 kg hm^-2 (最佳施氮范围)。     

水稻甬优12产量13.5t hm~(–2)以上超高产群体的氮素积累、分配与利用特征

为探明甬优12超高产群体的氮素吸收与积累特征,2013—2014年,对高产(10.5~12.0 t hm–2)、更高产(12.0~13.5 t hm–2)、超高产(13.5 t hm–2)3个产量群体的氮素吸收与积累特征等进行了系统比较研究。结果表明,与高产和更高产群体相比:(1)超高产群体拔节期植株含氮率较低,抽穗期和成熟期植株含氮率高于对照。超高产群体拔节期氮素吸收量较低,抽穗和成熟期氮素吸收量较高。(2)超高产群体播种至拔节期氮素积累量和积累比例低于对照;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期植株氮素积累量和积累比例高于对照。播种至拔节期氮素积累量与产量呈极显著线性负相关,拔节至抽穗期、抽穗至成熟期植株氮素积累量与产量呈极显著线性正相关。(3)超高产群体抽穗期和成熟期茎鞘、叶片和穗部氮素吸收量较高,且花后茎鞘氮素转运量和穗部氮素积累量也较高。花后茎鞘氮素转运量与实产呈显著线性正相关;穗部氮素积累量与实产呈极显著线性正相关。(4)甬优12超高产群体氮素吸收利用参数为,籽粒生产率50.8 kg grain kg~(–1)、百千克籽粒吸氮量1.97 kg、氮肥偏生产力42.1 kg kg–1、氮收获指数0.552。本研究表明,与一般高产群体相比,甬优12超高产群体氮素吸收具有拔节前较低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期高的特点;促进花后茎鞘氮素转运量有利于提高水稻产量。甬优12超高产群体百千克籽粒吸氮量2.0 kg左右,其氮素利用效率较低,在其超高产栽培管理中应重视氮素的高效利用。     

钾肥用量对甬优籼粳杂交稻物质积累及其产量的影响

为探究甬优籼粳杂交稻的适宜钾肥用量及其对产量的影响,以籼粳杂交稻甬优12和甬优538为试材,设不同钾肥用量(0、75、150、225、300 kg hm^-2)的大田试验。结果表明: (1)与对照(0 kg hm^-2)相比,两年中施钾处理使甬优12增产9.2%~14.0%,甬优538产增产9.8%~15.0%,以钾肥用量225 kg hm^-2处理的产量最高。施钾处理显著增加了群体有效穗数和每穗粒数。(2)随钾肥用量的增加,拔节、抽穗和成熟期的植株干物重和叶面积指数均增加,拔节至抽穗期阶段的干物质积累量和光合势、抽穗至成熟期阶段光合势亦递增;抽穗至成熟期干物重呈先增后降趋势,以钾肥用量225 kg hm^-2处理最高。(3)与对照(0 kg hm^-2)相比,施钾处理显著增加了花后各时期的剑叶叶绿素含量、光合速率以及根系伤流强度。(4)与对照(0 kg hm^-2)相比,施钾处理显著增加了拔节、抽穗和成熟期氮素和钾素吸收量。随钾肥用量增加,植株抽穗至成熟期的氮素和钾素积累量呈先增后降趋势,以钾肥用量225 kg hm^-2处理下最高。施钾处理下,钾素偏生产力、钾素籽粒生产率和钾素农艺效率均随钾素用量的增加而降低。     

稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征

以2个小麦品种和2个水稻品种为材料,大田种植,稻麦连作,重复2年, 设置超高产栽培和当地高产栽培两种栽培模式,旨在探明超高产栽培小麦和水稻养分吸收与积累特征。超高产栽培中,采用实地氮肥管理及水稻轻干湿交替灌溉和小麦控制土壤水分灌溉等关键技术。与当地高产栽培(小麦产量< 8 t hm^-2,水稻产量< 10 t hm^-2)相比,超高产栽培(小麦产量> 9 t hm^-2,水稻产量> 12 t hm^-2)小麦和水稻的氮(N)、磷(P)、钾(K)总吸收量显著增加,并表现为拔节前的吸收和积累量显著降低,拔节至开花、开花至成熟的吸收积累量显著提高。超高产栽培的N、P、K的总吸收量,小麦分别为265、58和256 kg hm^-2,水稻分别为256、79和321 kg hm^-2。上述3种元素于生育中后期(拔节至成熟)的吸收量占总吸收量的比例,小麦为50%~60%,水稻为60%~-70%。超高产栽培显著提高了N、P、K偏生产力(产量/N、P、K施用量)、养分吸收的养分籽粒生产率(籽粒产量/成熟期植株N、P、K吸收量)和养分收获指数(籽粒N、P、K吸收量/成熟期植株N、P、K吸收量),降低了生产单位籽粒产量的养分吸收量(成熟期植株N、P、K吸收量/籽粒产量)。本研究结果显示,超高产栽培小麦和水稻养分吸收与积累具有生育前期较低、生育中期和后期较高的特点,且养分吸收利用效率提高。     

双季杂交晚粳稻超高产形成特征

本研究旨在明确传统双季晚籼稻地区双季杂交晚粳稻超高产产量构成及其群体特征,阐明双季杂交晚粳稻超高产形成规律。以江西省上高县6.77 hm²连片双季杂交晚粳稻高产攻关示范方为依托,选用杂交粳稻甬优8号为材料,对中产(8.25~9.75 t hm^-2)、高产(9.75~10.50 t hm^-2)和超高产(>10.50 t hm^-2) 3个产量水平群体的产量构成及群体特征进行系统比较研究。结果表明,与中产、高产水平群体相比,超高产水平群体表现穗数足、穗型大、群体颖花量多(50 000×10⁴ hm⁻²以上)的显著特点,但结实率和千粒重略低,差异不显著;群体茎蘖动态上,群体起点较高,可及时够苗;够苗后增长平缓,高峰苗数量较少、下降平缓,成穗率高(78.0%左右)。群体叶面积指数前期增长较缓,最大值出现在孕穗期,为8.0左右,此后下降缓慢,成熟期仍保持3.5以上;群体光合势生育前期较小,中、后期较大,抽穗至成熟期光合势为300×10⁴ m² d hm⁻²以上,总光合势为560×10⁴ m² d hm⁻²以上。拔节前干物质量积累速度较慢,拔节后积累速度较快,至抽穗期群体生物量为10.5 t hm⁻²左右,抽穗后积累量亦高,成熟期干物重达19.0 t hm⁻²左右,后期茎鞘物质转运率大于14.0%。超高产群体根量多、活力较强;植株吸氮能力强、成熟期氮素累积量高,氮素利用率40%以上。根据双季杂交晚粳稻超高产形成特征,我们探讨了培育双季晚粳稻超高产群体的关键栽培技术。     

水稻甬优12产量13.5t hm~(–2)以上超高产群体的磷素积累、分配与利用特征

为探明甬优12超高产群体的磷素吸收与积累特征,2013—2014年,对高产(10.5~12.0 t hm~(–2))、更高产(12.0~13.5 t hm~(–2))、超高产(13.5 t hm~(–2))3个产量群体的磷素吸收与积累特征等进行了系统比较研究。结果表明:(1)生育期植株含磷量,不同产量水平群体间无显著差异;拔节期磷素吸收量呈高产群体更高产群体超高产群体;而抽穗期和成熟期磷素吸收量则呈超高产群体更高产群体高产群体。播种至拔节期的磷素积累量与产量呈极显著负相关;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期的磷素积累量与产量呈极显著正相关。(2)甬优12超高产群体抽穗期茎鞘、叶片和穗部磷素积累量分别为41.4、8.5和8.9 kg hm~(–2),高于更高产群体(37.9、7.6和8.1 kg hm~(–2))和高产群体(32.3、6.8和7.0 kg hm~(–2))。抽穗期植株叶片、茎鞘和穗部磷素积累量与产量呈极显著正相关;甬优12超高产群体成熟期茎鞘、叶片和穗部磷素积累量分别为14.5、4.4和62.3 kg hm~(–2),高于更高产群体(13.6、3.3和55.9 kg hm~(–2))和高产群体(11.2、2.7和48.7 kg hm~(–2))。成熟期植株叶片、茎鞘和穗部磷素积累量与实产呈极显著正相关。此外,花后茎鞘磷素转运量亦与产量呈极显著正相关。(3)两年中,甬优12超高产群体磷素籽粒生产率(kg grain kg~(–1))和偏生产力(kg kg~(–1))分别为171.5、92.7,低于更高产(173.2、99.6)和高产群体(173.5、100.4);超高产群体磷收获指数为0.768,显著高于更高产(0.761)和高产(0.758)群体。与对照相比,甬优12超高产群体磷素吸收具有拔节前较低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期高的特点。播种至拔节期磷素积累量与产量呈极显著负相关;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量与产量呈极显著正相关。甬优12超高产群体磷素利用效率较低,在其超高产栽培管理中应重视磷素的高效利用。在本研究基础上探讨了提高甬优12超高产群体磷素利用效率的措施。     

种植密度和播期对冬小麦品种兰考矮早八干物质和氮素积累与运转的影响

以重穗型冬小麦品种兰考矮早八为材料,研究了正常播期(10月10至12日)和适度晚播(10月24至26日)条件下,高(300万株 hm^-2)、中(225万株 hm^-2)、低(150万株 hm^-2)密度对其干物质和氮素积累转运及籽粒产量和品质的影响。结果表明,不同播期条件下,各密度处理开花期和成熟期单茎干物质和氮素积累量均随播种密度降低而增加,适当晚播和中、低密度有利于单茎干物质和氮素积累,尤其是穗部积累量的提高。正常播期和低密度以及晚播和中等密度处理开花前营养器官贮藏干物质向籽粒的转运量和花前贮藏物质对籽粒重的贡献率显著高于其他处理。正常播期和中、低密度处理以及晚播和中、高密度处理显著提高籽粒淀粉和蛋白质的含量与产量以及籽粒产量,使小麦籽粒产量和品质同步提高。在本试验条件下,兰考矮早八兼顾高产和优质的正常播期和晚播的适宜播种密度分别为150~225万株 hm^-2和225~300万株 hm^-2。     

缓释肥施用量对超高产夏玉米氮素积累分配的影响

明确缓释肥施用量对超高产夏玉米氮素积累和分配的影响及其对产量形成的作用。以‘苏玉29’‘、苏玉30’为材料,采用裂区设计,设置7个缓释肥水平（N0、270、315、360、405、450、495kg/hm²）,研究夏玉米氮素积累和分配在不同处理下的变化趋势。结果表明：随着缓释肥施用量增加,两品种（‘苏玉29’、‘苏玉30’）氮素积累量与氮素利用效率均呈单峰变化趋势,在N405kg/hm²水平下达最大值,且‘苏玉29’氮素利用率显著高于‘苏玉30’。百千克籽粒需氮量随缓释肥施用量增加先升后降,在N405kg/hm²水平下达最大值,而每千克氮生产籽粒量的变化规律相反。随着施氮水平提升,玉米偏生产力降低。最高产处理下,茎、叶、鞘氮素转移率和对籽粒产量的贡献率显著高于其他处理。回归分析表明,成熟期叶片中氮素分配比例较高有利于‘苏玉29’高产,苞叶和穗轴中氮素分配比例较高有利于‘苏玉30’高产。在本实验条件下,两品种在N405kg/hm²时产量最高,氮素积累量、氮肥利用率和百千克籽粒需氮量最高,茎、叶、鞘的氮素转移率及其对产量的贡献率较高。     

公顷产10000kg小麦氮素和干物质积累与分配特性

以泰山23和济麦22为试验品种,通过连续2年的田间试验,对单产高达10 000 kg hm^-2的小麦进行了施氮量和氮素吸收转运和分配特性的研究。在2006-2007年生长季,随着施氮量的增加,小麦籽粒产量先增加后降低,施纯氮240 kg hm^-2 (N240)和270 kg hm^-2(N270)处理的产量分别达9 954.73 kg hm^-2和10 647.02 kg hm^-2,比不施氮肥处理(N0)分别增加11.20%和18.93%。与N0处理相比,施氮处理显著增加了小麦植株氮素积累量、籽粒氮素积累量和开花后营养器官氮素向籽粒的转运量;随着施氮量的增加,成熟期小麦植株氮素积累量呈先增后降趋势,以N270处理最高;开花后营养器官氮素向小麦籽粒转运量和转运率先升后降,转运量以N270处理最大,为213.78 kg hm^-2;而转运率以N240处理最高,为67.98%。随施氮量的增加,小麦成熟期各器官干物质积累量、花后营养器官干物质再分配量和再分配率先增后降,均以N270处理最高;开花后干物质积累对籽粒的贡献率亦呈先增后降的趋势,以N240处理最高。2005-2006年的试验结果呈相同变化趋势。在本试验条件下,小麦产量水平达10 000 kg hm^-2时的适宜施氮量为240~270 kg hm^-2,可供生产中参考。     

公顷产10000kg小麦氮素和干物质积累与分配特性

以泰山23和济麦22为试验品种,通过连续2年的田间试验,对单产高达10 000 kg hm^-2的小麦进行了施氮量和氮素吸收转运和分配特性的研究。在2006—2007年生长季,随着施氮量的增加,小麦籽粒产量先增加后降低,施纯氮240 kg hm^-2 (N240)和270 kg hm^-2(N270)处理的产量分别达9 954.73 kg hm^-2和10 647.02 kg hm^-2,比不施氮肥处理(N0)分别增加11.20%和18.93%。与N0处理相比,施氮处理显著增加了小麦植株氮素积累量、籽粒氮素积累量和开花后营养器官氮素向籽粒的转运量;随着施氮量的增加,成熟期小麦植株氮素积累量呈先增后降趋势,以N270处理最高;开花后营养器官氮素向小麦籽粒转运量和转运率先升后降,转运量以N270处理最大,为213.78 kg hm^-2;而转运率以N240处理最高,为67.98%。随施氮量的增加,小麦成熟期各器官干物质积累量、花后营养器官干物质再分配量和再分配率先增后降,均以N270处理最高;开花后干物质积累对籽粒的贡献率亦呈先增后降的趋势,以N240处理最高。2005—2006年的试验结果呈相同变化趋势。在本试验条件下,小麦产量水平达10 000 kg hm^-2时的适宜施氮量为240~270 kg hm^-2,可供生产中参考。     

旱稻297非结构性碳水化合物的生产与产量构成因子的关系

以旱稻297为试验材料,比较了在不施氮肥和150 kg hm-2的施氮量下旱稻297非结构性碳水化合物的生产能力、运转特点及其与产量构成因子的关系,分析了旱稻297氮肥投入与碳水化合物生产和产量形成间的关系。试验结果表明,开花前储藏的非结构性碳水化合物对产量的贡献率为32%~54%,施氮降低了开花前非结构性碳水化合物对产量的贡献率,相对而言开花后光合产物对产量的贡献率略有提高;开花前非结构性碳水化合物的转移效率为48%~65%,施氮后转移效率略有降低;总体而言,施氮降低了开花前后分配给单个籽粒的非结构性碳水化合物的数量,导致千粒重降低;在一定的范围内,随着开花期叶片中可溶性糖浓度的提高,结实率显著提高,但是随着穗中淀粉浓度的提高,结实率显著降低。因此,施氮后非结构性碳水化合物积累不足和转移效率降低同时限制了千粒重和结实率的提高,而叶片中可溶性糖浓度偏低和穗中淀粉浓度偏高限制了结实率的提高,是限制产量提高的主要原因。此外,旱稻297花后光合产物生产能力较低,是限制产量提高的又一原因。     

四川盆地单产9000 kg hm~(-2)以上超高产小麦品种产量结构与干物质积累特点

选择3个典型超高产品种和7个一般高产品种(对照)在4个环境(年份×地点)下考察其产量、产量构成因素和干物质积累、转运特点,以揭示四川盆地高温、高湿、弱光照生态条件下超高产小麦品种的产量形成特性,为超高产育种和生产提供依据。超高产品种在4个环境下的平均产量达9338 kg hm 2,比对照品种高24.2%;其穗数(449×104hm–2)、穗粒数(42.3)、粒数(18 825 m–2)、千粒重(47.8 g)分别比对照高8.2%、10.7%、18.3%和0.6%。超高产品种在各个生育阶段的干物质积累速率、干物质积累量都高于对照品种,尤其是生育前期,如在分蘖盛期和拔节期干物质积累量分别高11.1%和18.2%;同时,其干物质转运量、转运效率和对籽粒的贡献率也高于对照品种,成熟时非籽粒器官干物质所占比重较对照品种低1.2~3.5个百分点。小麦籽粒产量与各个生育阶段的群体干重和分蘖、拔节期的个体干重呈极显著正相关,超高产品种具有分蘖力强,前期生长旺盛、干物质积累多,后期分配到籽粒的干物质比例较高等特点,这是高产的生理基础。     

不同土层测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响

2011-2012和2012-2013年连续2个小麦生长季,在大田条件下,设置0~20 cm (D1)、0~40 cm (D2)、0~60 cm (D3)和0~140 cm (D4) 4个土层测定土壤含水量,以各土层平均土壤相对含水量拔节期65%和开花期70%为目标相对含水量,全生育期不灌溉为对照处理 (D0),研究依据不同土层的土壤含水量测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响。结果表明：D2的开花期叶面积指数和单位土地面积上旗叶叶面积、开花后7 d和14 d的旗叶净光合速率和实际光化学效率均高于其他处理,而气孔限制值低于其他处理;D2的成熟期干物质积累量、开花后干物质向籽粒的分配量和开花后同化物分配对籽粒的贡献率亦高于其他处理。两年度D2的籽粒产量分别为9367.4 kg hm^-2和9727.5 kg hm^-2,均显著高于其他处理;同时,D2的水分利用效率高于D0、D3和D4处理,与D1处理无显著差异。因此,于小麦拔节期和开花期依据0~40 cm土层的土壤含水量测墒补灌是同步实现高产和高水分利用效率的有效措施。     

籼粳杂交稻甬优2640钵苗机插超高产群体若干特征探讨

选用大穗型籼粳杂交稻甬优2640,以国家粮食丰产科技工程实施基地江苏东海、兴化和海安6.4、6.8和7.3 hm2连片超高产攻关方为依托,对籼粳杂交稻钵苗机插超高产群体(13.5 t hm–2左右)和高产群体(12.0 t hm–2左右)系统比较研究,旨在阐明秸秆还田条件下钵苗机插水稻超高产产量构成及其群体特征。结果表明,与高产群体相比,籼粳杂交稻钵苗机插超高产群体表现穗型大、粒数多和群体颖花量高,有效穗数、结实率和千粒重相当;群体茎蘖数生育前期稳步增长,有效分蘖临界叶龄期达适宜穗数,拔节期高峰苗数量少,拔节之后缓慢消减,最终成穗率高;群体叶面积指数有效分蘖临界叶龄期和拔节期较小,孕穗期达最大值(8.5左右),此后平稳减少,成熟期仍保持3.5以上;群体干物质积累量有效分蘖临界叶龄期和拔节期相当,拔节后积累较快,孕穗期、抽穗期和成熟期显著或极显著增高,且生育中、后期干物质积累比例高;群体氮素积累、群体光合势、群体生长率和净同化率表现为"前小,中高,后强"。说明水稻钵苗机插超高产群体生育中、后期具有较强的光合物质生产力和较高的氮素积累量。本文还探讨了秸秆还田条件下水稻钵苗机插超高产栽培关键技术。