转BADH基因水稻旱作与水作条件下籽粒干物质积累动态的比较研究

对转甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因水稻品系52-7旱作与水作条件下的籽粒灌浆期干物质积累动态进行了比较研究。结果表明:旱作与水作条件下,强势粒和弱势粒的籽粒增重和淀粉积累过程均符合Richards模型。水作强、弱势粒的异步灌浆比旱作明显;旱作强、弱势粒的平均灌浆速率比水作大,到达最大灌浆速率的时间提前,活跃灌浆期缩短;旱作强势粒的最大灌浆速率比水作增大,旱作弱势粒的最大灌浆速率比水作小。开花后5～20d,旱作强、弱势粒的淀粉积累量都略高于水作,之后,则低于水作。水、旱作强势粒可溶性糖含量的变化趋势基本一致,但其弱势粒间的变化趋势存在明显差异。旱作与水作的千粒重差异达到显著水平,但穗粒数、实粒数、结实率及产量的差异未达到显著水平。     

水稻旱作对产量和产量构成因素的影响

通过盆栽试验研究了水稻旱作对产量和产量构成因素的影响。结果表明：不同生育期干旱胁迫对产量影响程度依次为幼穗分化后期＞抽穗期＞幼穗分化前期＞有效分蘖期＞灌浆前期＞灌浆后期＞无效分蘖期，幼穗分化后期（花粉母细胞形成期）对干旱胁迫最敏感，无效分蘖期对水分最不敏感；水稻旱作条件下产量构成因素对产量影响程度为结实率＞单株成穗数＞千粒重＞单穗总颖花数。欲提高干旱胁迫情况下水稻产量应注意采取适当的调控措施来提高结实率、单株成穗数和千粒重。     

分蘖期干旱胁迫下养分管理对双季晚稻生长及产量的调控效应

针对丘陵双季稻区易发生季节性干旱导致养分供应受阻、水稻生长发育受影响、产量下降等问题,研究了干旱条件下5种养分管理措施(即T1:增施钾肥+喷清水;T2:叶面喷施0.2%Zn SO4;T3:增施钾肥+叶面喷施肥0.2%Zn SO4;T4:提高后期施N比例+喷清水;CK:常规施肥+喷清水)对双季晚稻生长发育、产量形成以及产量的影响。结果表明,分蘖期干旱胁迫下,不同养分管理对双季晚稻生长发育和产量的影响具有明显的差异,其影响程度由强到弱依次为:T3T1T2T4CK。T3在分蘖期干旱胁迫下能有效促进水稻分蘖能力,提升苗峰值和有效分蘖数,最高分蘖数比CK高7.26%,并显著提高拔节期和齐穗期的叶片SPAD值、叶片光合速率和叶片蒸腾速率以及根系活力,同时还显著增加拔节期、齐穗期和成熟期地上部单株干物重,改善植株干物质的积累,其增幅分别在2.19%~25.22%,从而显著提高双季晚稻每公顷有效穗数、每穗实粒数、每穗总粒和结实率等产量构成因素,最终使双季晚稻在干旱胁迫条件下获得较高产量。T3的产量在所有处理中最高,达10.07 t·hm~(-2),分别比T1、T2、T4及CK高6.34%、7.70%、14.17%和25.56%。     

分蘖期干旱胁迫对水稻光合特性及产量的影响

采用测坑试验方式,设置3个水分梯度(相对田间持水量80%～85%、70%～75%、60%～65%),以相对田间持水量为90%～100%为对照,通过对滴灌水稻分蘖期进行干旱胁迫,测定不同处理叶绿素含量、光合特性、叶面积指数、分蘖动态、干物质积累量和产量等指标,分析不同干旱胁迫处理对滴灌水稻光合特性及产量的影响。结果表明:轻度和中度胁迫下水稻拔节期叶片总叶绿素含量分别较CK提高4.66%、17.62%,拔节期净光合速率分别较CK提高5.73%、10.98%,生育后期叶面积指数较CK分别提高21.41%、26.49%;轻度和中度干旱胁迫减少了拔节前干物质积累,提高了拔节后干物质积累量,优化干物质积累动态;轻度和中度干旱胁迫有利于控制水稻的分蘖数量,显著提高有效穗数,与CK相比提高了8.05%、23.29%;轻度和中度胁迫下水稻穗粒数和千粒重显著降低,各处理间结实率无显著差异,成穗率显著高于CK,与CK相比3种胁迫下成穗率分别提高了22.83%、32.50%、13.20%;轻度和中度胁迫下产量与CK相比分别增加2.73%、6.08%。滴灌水稻分蘖期水分调控时应考虑利用干旱胁迫的补偿效应,于分蘖期采用轻中度控水措施,有利于滴灌水稻光合作用和产量的提高。     

长江地区旱种方式对水稻产量品质及其生长发育的影响

以籼型三系杂交稻组合汕优63以及常规籼稻扬稻6号为材料,通过稻草覆盖旱种、地膜覆盖旱种、裸地旱种和常规水种(对照)比较试验,研究了旱种水稻产量与品质的表现及其生长发育的特性.结果表明,覆草旱种产量与水种稻产量无显著差异,但显著高于覆膜旱种与裸地旱种.覆草旱种稻米的碾磨品质、外观品质、蒸煮品质和营养品质与水种稻无显著差异,而覆膜旱种与裸地旱种稻米的垩白度及蛋白质含量明显高于水种稻,胶稠度则显著低于水种稻.水稻旱种后,淀粉谱的最高粘度和崩解值降低,消减值提高,覆膜旱种尤为明显.与水种相比较,覆盖旱种后籽粒到达最大灌浆速率的的时间提前,活跃灌浆期缩短.水稻覆草旱种后有效分蘖期前生长缓慢,明显低于水种及覆膜旱种,但最终成穗数及成穗率较高,抽穗至成熟地上部干物质积累量较水种减少,但抽穗至成熟干物质积累显著高于另外两种旱种方式,物质运转率和收获指数较水种显著提高.文章最后对水稻不同种植方式间在产量和品质形成上的差异进行了讨论.     

控水灌溉对寒地水稻物质生产及灌浆动态和产量的影响

以垦鉴稻5号为材料,采用负压式土壤湿度计监测土壤水势,通过防雨棚内的盆栽控水试验,较系统地研究了水稻返青至成熟期-8～ -10 kPa的间歇控水灌溉对寒地水稻物质生产、灌浆动态和产量影响.主要结果如下:控水处理使供试品种的穴穗数减少1.54％;穗粒数增加了3.93％;优、中、劣势粒的结实率分别增加了3.53％、12.7...     

水分胁迫对糜子物质运转和籽粒灌浆特性的影响

为探索不同生育期不同程度水分胁迫下糜子籽粒灌浆特性及产量形成特点,以榆糜2号为材料,采用盆栽试验,利用Richards方程对不同处理强、弱势粒的灌浆过程进行比较,进而分析研究了拔节期、孕穗期和开花成熟期中度(占田间最大持水量的40%~45%)、重度水分胁迫(占田间最大持水量的20%~25%)对糜子强、弱势粒灌浆特性与抽穗后物质积累和转运及产量形成的影响。结果表明:与对照(全生育期充足供水,占田间最大持水量的70%~75%)相比,重度水分胁迫下,籽粒的起始生长势R0降低,最大灌浆速率出现的时间Tmax延迟,灌浆后期时间缩短,灌浆中期和后期的贡献率下降,茎鞘向穗部的物质转运率降低,进而影响结实率和产量,其中孕穗期重度水分胁迫的穗粒数和穗粒质量比对照分别降低了44.62%和38.19%,是降幅最大的;中度水分胁迫加快了糜子灌浆进程,促进了糜子叶片和茎鞘向穗部的物质转运率,提高了结实率和籽粒充实度,提高了糜子产量,其中拔节期中度水分胁迫是增加幅度最大的,其穗粒数、结实率、千粒质量和穗粒质量比对照分别增加了24.17%、17.92%、7.19%、41.14%。因此,在适度水分胁迫下,协调并提高糜子籽粒的灌浆起始生长势和前期、中期的灌浆速率以及茎鞘向穗的物质转运率,对于保证和提高糜子产量有重要意义。     

旱作条件下转甜菜碱醛脱氢酶基因水稻籽粒灌浆特性的研究

在旱作条件下,对转甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因水稻的3个品系(52-7、51-15、51-22)、受体亲本中花8号(ck1)和当地推广的以色列陆稻白珍珠(ck2)的籽粒灌浆特性进行了比较分析。结果表明:5个品种(系)的强、弱势粒灌浆过程均符合Richards模型,强、弱势粒灌浆为异步灌浆型。三个转BADH基因品系与其受体亲本相比,强、弱势粒的灌浆速率提高,活跃灌浆期延长,灌浆高峰期的籽粒重增加;籽粒灌浆中、后期,强势粒的灌浆天数缩短,强、弱势粒的平均灌浆速率提高,且不同粒位籽粒灌浆速率差异减小,最终使不同粒位籽粒大小的差异缩小和粒重增加。最大灌浆速率、平均灌浆速率和灌浆高峰期的粒重与千粒重存在显著正相关。     

沟灌渗透对直播水稻干物质积累和产量的影响

采用田间对比试验、植株分析方法,研究了相同畦宽(200cm)、不同灌水量的沟灌渗透栽培和常规淹水栽培对直播水稻茎蘖生长及干物质积累的影响。结果表明:不同时期直播水稻茎蘖生长、干物质积累、冠层叶性状和产量在不同处理之间均存在一定的差异;其中,以处理1(节水38.6%的沟灌渗透)的茎蘖生长适宜,分蘖质量高,干物质积累量大,冠层叶叶绿素含量高,有效穗数、穗长、穗粒数、实粒数和千粒重显著高于常规淹水处理,增产达8.74%。     

二化螟枯心对杂交早、晚稻产量的影响

从对杂交早稻威优49和杂交晚稻汕优63分蘖斯二化螟害枯心丛的考察发现:杂交早稻成优49每丛1—7株枯心,其有效穗、结实率、千粒重与对照没有明显差别,但每丛总粒数、实粒数、产量比对照明显减少,其减少系数随枯心株数的增加而增加。杂交晚稻汕优63每丛1—6株枯心,除千粒重与对照没有明显差别外,有效穗、总粒数、实粒数、结实率、产量均比对照明显减少,其减少系数也随枯心株的增加而增加。     

不同水分处理对胡麻干物质积累与分配及水分利用效率的影响

在大田试验条件下,以陇亚杂1号为材料,设置不灌水(CK)、分茎水80 mm(T1)、分茎水60 mm+盛花水40 mm(T2)、分茎水80 mm+盛花水40 mm(T3)、分茎水60 mm+现蕾水40 mm+盛花水40 mm(T4)5个处理,研究了不同水分处理对胡麻干物质积累与分配、籽粒产量及其水分利用效率的影响。结果表明:与CK相比,灌水处理显著提高开花后干物质的积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率,以T2处理最高,分别增加了91.37%、45.09%;灌水量过多显著减少光合产量向籽粒的分配,使籽粒产量降低;随灌水量增加,胡麻全生育期耗水量显著增大,籽粒产量先升高后降低,灌水利用效率显著降低;T2处理的产量和水分利用效率显著高于其他处理,分别比CK增加了40.72%、11.71%。综合考虑胡麻的籽粒产量和水分利用效率,T2处理为本试验条件下高产节水的最佳灌水处理。     

旱作对水稻生长及氮、磷利用效率的影响

为了探明旱作对水稻氮、磷利用效率的影响以及产量与氮磷营养的关系,通过温室微区试验研究了传统水作(CT)、覆膜旱作(FM)和裸地旱作(LD)下水稻产量、产量构成因子、氮磷累积、氮磷收获指数、氮磷生理利用效率等的差异。结果表明:旱作在一定程度上阻碍了水稻生长,降低了稻谷产量,产量构成因子中的千粒重受旱作影响较小;FM处理的稻谷产量比CT处理下降6.47%,但未达显著差异,另外,氮、磷累积量均没有受到明显影响;然而LD处理产量的下降幅度则达14.9%,且氮磷累积量均明显下降;与氮磷生理利用效率相比,水稻氮磷收获指数对旱作敏感程度更高,FM和LD处理均显著低于CT处理,其中,LD处理下降程度更大。相关性分析表明,水稻产量与氮素营养的相关性要高于与磷素营养的相关性。总之,FM处理能有效降低旱作对水稻生长及养分利用效率的影响,调控好氮、磷营养,特别是氮素营养有利于旱作条件下水稻生长及产量形成。     

绿洲生态条件下氮磷肥配施对冬小麦干物质分配及产量的影响

在西北绿洲生态条件下,设165 kg·hm-2(N1),225 kg·hm-2(N2)两个氮素(纯氮)水平和105 kg·hm-2(P1)、165 kg·hm-2(P2)两个磷素(P2O5)水平共4个处理,研究了氮磷配施对冬小麦产量及干物质积累及分配、灌浆特性的影响。结果表明:N2P1、N2P2具有较高的籽粒产量,分别为7 644.73、7 686.25 kg·hm-2,同时,水分利用效率(WUE)也较高,分别为11.67、11.49 kg·hm-2·mm-1;千粒重和穗粒数随施氮量增加而提高,磷对籽粒产量构成要素影响不显著;氮、氮和磷互作对籽粒平均灌浆速率(V)、最大灌浆速率(Vmax)、有效灌浆持续期粒重增加值(Ws)和有效灌浆持续期灌浆速率(Vs)均有显著影响,但影响籽粒重量的主要因素是Vmax;氮、磷及氮和磷互作对不同器官干物质积累及其分配影响在不同生育时期表现不一。     

灌浆天数对北方白菜型冬油菜产量和品质的影响

为了研究北方白菜型冬油菜在灌浆成熟过程中产量和品质性状的特征特性变化,以白菜型冬油菜陇油12号和09鉴8为材料,分析冬油菜在终花后10、20、30、40、45 d的植株、角果、籽粒形态和干鲜重,产量和品质性状的变化。结果表明,随着籽粒灌浆成熟,植株和角果颜色呈墨绿—青绿—黄绿—蜡黄—肤白色变化。角果中籽粒大小呈小—大—小变化,种子颜色呈绿色—褐绿相间—褐色—紫色—黑色变化。植株、角果、籽粒鲜重呈先增加后降低的单峰变化曲线,基本呈抛物线状,且分别在终花后20、30、40 d鲜重达到最大,而植株、角果、籽粒干重呈先增加后保持不变的变化趋势。同时千粒重、单株产量、经济系数也呈先增加后保持不变的S型增长曲线,且在终花后30 d达到最大,之后保持不变。相关分析表明,灌浆时间长短与籽粒鲜重、千粒重、经济系数呈极显著的正相关关系,相关系数分别为0.991、0.962、0.968(P0.01);与单株产量、含油率呈显著的正相关关系,相关系数分别为0.947、0.940(P0.05);与蛋白质呈显著的负相关关系,相关系数为-0.886(P0.05)。通过主成分分析方法打分,各处理的综合得分排名为40 d45 d30 d20 d10 d,因此,籽粒灌浆天数对白菜型冬油菜的产量和品质影响明显。综合评价得出,蜡黄期(约终花后40 d)产量和品质等性状达到最佳,是收获的最适宜时期。     

不同旱控育秧方式对杂交晚稻秧苗素质及产量形成的影响

选用超级杂交晚稻品种五丰优T025,以水播水育喷施多效唑育秧方式为对照（CK）,重度干旱复水重肥育秧（T1）和轻度干旱复水喷施多效唑育秧（T2）为处理,考察秧苗素质、移栽后一个月内分蘖及倒二叶叶绿素含量动态,成熟时产量及其构成因素、收获指数等。结果表明：移栽时T1株高、倒二叶叶长极显著高于T2及CK,其单株分蘖数则极显著低于后者,而3种育秧方式下叶龄、茎基宽、白根数、倒二叶叶宽、倒二叶叶角、植株鲜重、根干重和植株干重均无显著差异;移栽后第3至12天T1倒二叶叶绿素含量（SPAD值）极显著低于其它两种育秧方式,移栽后15~30 d 3种育秧方式间无显著差异。T2单株产量显著高于其它两种育秧方式,较CK和T1分别高出24.60%和23.07%,这与其单株有效穗数较T1多19.80%,结实率较CK高7.91%相对应。T1收获指数显著高于CK,T1、T2、CK依次为59.89%、59.03%、56.82%。轻度干旱复水联合喷施多效唑控苗是较为理想的双季杂交晚稻长秧龄育秧方式。     

基于APSIM模型的地膜覆盖与露地种植条件下旱地小麦灌浆过程模拟

准确模拟小麦籽粒干物质积累过程可为调控小麦生产提供技术支持。基于APSIM模型模拟数据和大田实测数据同步研究旱地冬小麦籽粒干物质积累过程,并在模型验证的基础上分析积温对小麦籽粒干物质积累过程的影响。APSIM-Wheat模型模拟地膜覆盖和露地种植在灌浆期各阶段粒重和籽粒灌浆速率的决定系数大于0.92,归一化均方根误差小于16.25%,有效性指数大于0.91,表明APSIM-Wheat模型在研究区模拟小麦灌浆过程具有较好的拟合度和适应性。地膜覆盖种植优于露地种植,两年度模型模拟地膜覆盖籽粒干物质日积累量模拟值高于露地5.23%,田间实测地膜覆盖的最大灌浆速率平均高于露地10.46%,快增期平均灌浆速率高于露地13.68%,千粒重平均高于露地2.50%。Logistic进一步分析表明,地膜覆盖种植有利于提前最大灌浆速率的时间,减少灌浆渐增期、缓增期的持续时间;其次,积温通过影响籽粒干物质日积累量进而影响灌浆速率,在灌浆期大气日积温、土壤日积温与籽粒干物质日积累量均呈极显著正相关关系。