有序摆抛栽对粳型超级稻稻米品质的影响

抛秧是一项轻简和高产高效的水稻栽培技术,有序化抛栽不仅利于进一步挖掘抛秧高产潜力,还对稻米品质有重要影响。本试验通过摆栽、点抛、撒抛3种抛栽方式以及三连孔、二连孔与常规单孔塑盘培育稻株的稻米品质比较,研究粳型超级稻有序抛栽的稻米品质特征,为超级稻优质米生产提供理论和实践依据。结果表明,不同栽插方式间稻米的糙米率、精米率和整精密率表现为摆栽点抛撒抛、机插,以及二连孔三连孔单孔,稀植有序摆抛栽利于加工品质的改善;稻米的垩白率、垩白大小和垩白度呈现摆栽点抛撒抛、机插的趋势,以及二连孔、三连孔单孔,三连孔、二连孔穴内分蘖多且竞争大,一定程度削弱了穴间空间大的优势,所以其外观品质较单孔稍差;胶稠度、峰值黏度、热浆黏度和崩解值均表现为摆栽点抛撒抛、机插,而蛋白质含量呈现相反趋势。不同连孔处理间直链淀粉和蛋白质含量变化较小,峰值黏度、崩解值表现为二连孔三连孔、单孔,最终黏度和回复值则为三连孔、二连孔单孔。有序摆抛栽能改善稻米加工品质、外观品质和蒸煮食味品质,特别是二连孔、三连孔有序摆抛栽对稻米品质有明显改善作用。     

有序摆抛栽水稻的氮素吸收、利用与分配特征

有序化栽插是抛秧稻稳定高产和进一步超高产的基础,明确有序抛栽水稻氮素吸收利用及转运特点对其氮素高效利用有重要意义。本试验通过摆栽、点抛、撒抛3种抛栽方式以及对新型秧盘培育稻株氮素吸收利用特征的比较,研究水稻钵苗有序化栽插超高产的氮素吸收积累特性。试验结果表明:(1)水稻有序摆抛栽各生育时期全株含氮率低于撒抛,有效分蘖临界叶龄期和拔节期吸氮量相对较低,拔节后吸氮量显著或极显著高于撒抛,阶段吸氮量均表现为摆栽点抛撒抛。三连孔和二连孔植株各生育时期含氮率较高,且前期能保持适宜的吸氮量,拔节后吸氮能力显著增强,抽穗期、成熟期吸氮量和阶段吸氮量表现为二连孔三连孔单孔。(2)氮素农学利用率、生理利用率、偏生产力、氮素干物质生产效率、籽粒生产效率、氮素收获指数和产量均表现为摆栽点抛撒抛、机插,氮素利用率各指标、偏生产力、氮素收获指数在不同连孔处理间均表现为二连孔三连孔、单孔,百千克籽粒需氮量表现为二连孔、三连孔单孔,氮素干物质生产效率、籽粒生产效率为二连孔、三连孔单孔。(3)不同抛栽方式处理穗后穗部含氮率和吸氮量均表现为摆栽点抛撒抛、机插,茎鞘和叶片呈现相反的趋势;不同连孔处理穗后叶片和穗部含氮率均表现为二连孔三连孔单孔,抽穗期茎鞘的含氮率差异不显著,各器官中的吸氮量亦表现为二连孔三连孔单孔。不同抛栽方式间氮素转运量和转运率表现摆栽点抛撒抛,而茎鞘和叶的氮素转运量和转运率在不同连孔处理间均表现为二连孔、三连孔单孔。水稻有序摆抛栽,尤其是二连孔有序摆抛,前期有合理含氮量和积累量,抽穗后具有较高的氮素积累量、转运量和转运率,其氮素农学利用率、生理利用率、偏生产力、氮素干物质生产效率、籽粒生产效率、氮素收获指数相对较高,是水稻有序摆抛栽高产的营养生理基础。     

南方粳型超级稻物质生产积累及超高产特征的研究

以超级粳稻品种武粳15、淮稻9号、徐稻3号和常优1号为材料,对高产(8.25~9.75 t hm^-2)、更高产(9.75~11.25 t hm^-2)和超高产(＞11.25 t hm^-2) 3个产量等级群体的物质生产与产量的关系、干物质积累、输出与转运等方面进行了系统的比较研究。结果表明,4个超级稻品种成熟期、抽穗至成熟期的干物质重与产量呈极显著正相关,抽穗期干物质重均与产量呈抛物线关系,拔节至抽穗期的干物质重与产量呈极显著正相关(高产—更高产、更高产—超高产以及将3个产量等级综合起来);从高产到更高产再到超高产,4个超级稻品种的生物学产量不断提高(差异显著),而超高产群体的经济系数则与更高产水平相当(0.5000以上),显著高于高产水平;较之更高产、高产群体,超高产群体在生育中期(拔节至抽穗期)干物质积累量大,抽穗期叶面积指数高、株型挺拔、群体质量优[有效叶面积率、高效叶面积率、总颖花量与颖花/叶(cm²)、基部节间粗、单茎茎鞘重均高],在生育后期(抽穗至成熟期),光合能力强(叶面积衰减率小,光合势、群体生长率、净同化率高)、干物质积累量高(占生物学产量的40.0%以上)、茎鞘物质的输出与转运协调[实粒/叶(cm²)、粒重(mg)/叶(cm²)均高]。     

免耕抛栽对水稻产量及其源库特性的影响

于2005-2006年在双季稻田以翻耕处理为对照,研究了免耕抛栽对水稻产量及其源库特性的影响。结果表明, 每公顷有效穗数免耕抛秧处理略低于翻耕抛秧而高于翻耕移栽,结实率高于翻耕处理。随着免耕次数的增加,各处理产量基本持平。水稻一生中叶面积指数、抽穗后水稻群体光合势、势粒比、颖花伤流量、源库增量比和籽粒平均灌浆速率均免耕处理高于翻耕处理,而粒叶比则相反;剑叶中叶绿素含量以免耕高于翻耕,而丙二醛(MDA)含量以免耕低于翻耕。免耕抛栽水稻后期不易早衰,有利于同化物的转运和结实率的提高。     

三个超高产夏玉米品种的物质生产及光合特性

探明不同株高、穗位高具有超高产潜力(>15 000 kg hm^-2)夏玉米品种的物质生产及光合特性,有利于密植增产。本研究在多年高产试验基础上(连续3年达15 000 kg hm^-2以上),选用了登海661 (DH661,低秆低穗位)、登海701(DH701,中秆中穗位)和先玉335 (XY335,高秆高穗位) 3个具有超高产潜力的品种进行试验。在一般高产条件下,这3个品种间产量无显著差异,但干物质生产特性的模型解析表明,DH661的产量潜力高于DH701和XY335,其活跃生长期比XY335长近3周。开花后光合特征参数显示,DH661光合作用与光能利用效率明显较高,尤其是当XY335进入生理功能速衰期时(开花后28 d),DH661仍处于缓慢下降阶段,且具有较高的光合速率和光能利用效率,DH661的这一特性表明其具有更高的产量潜力。     

氮素施用对超高产小麦生育后期光合特性及产量的影响

在施纯氮总量270.0 kg.hm-2条件下, 研究了不同氮素运筹对超高产小麦生育后期光合特性及产量的影响. 结果表明, 适当推迟追氮时期与加大追氮比例, 可提高旗叶RuBPcase活性与Pn速率; 以拔节期追氮基追比5∶5处理产量构成三因素较协调, 产量最高; 孕穗期追氮基追比5∶5与7∶3二处理因千粒重与穗粒数明显增加, 返青期追氮基追比3     

不同施肥水平与抛栽密度对优质稻玉美占生长及产量的影响

试验采用2因素3水平随机区组试验设计,设3个施肥水平处理和3个不同抛栽密度处理。结果表明:玉美占在低、中氮肥水平条件下,有效穗数和产量随着抛栽密度的增加而增加,但在高氮水平条件下,高密度却会导致群体的恶化和产量的下降;玉美占要获得良好的群体结构、较高的产量,其适宜施氮水平为210kg/hm2,适宜抛栽密度为30万穴/hm2,低氮水平下其密度可增加至36万穴/hm2。     

覆膜直播与常规手栽种植方式对水稻光合物质生产特征的影响

为了探讨水稻在覆膜直播和常规手栽2种不同种植方式下干物质以及光合生产特征,以早熟型杂交籼稻安优136、香早优2017,迟熟型杂交籼稻金优785、Ⅱ优838这2种类型4个水稻品种为试验材料,对覆膜直播湿润栽培和常规手栽水作栽培2种种植模式下水稻的干物质积累、转运、分配及叶面积、群体生长率、光合势、净同化率等方面进行了比较试验。结果显示:在2种不同种植方式下主要生育期(孕穗期、抽穗期、蜡熟期、成熟期)单株茎干物质量、群体干物质量,以及各主要生育阶段群体干物质积累量,单株叶、茎、鞘干物质的表观输出量、输出率、转化率均表现为覆膜直播高于常规手栽。迟熟型品种的干物质量和群体干物质积累量占成熟期总干物质积累量的比例都略高于早熟型品种。叶、鞘干物质比例在孕穗期达到最大值,成熟期降为最低;茎干物质比例在抽穗期达到最高,蜡熟期降为最低,之后又会出现一个短暂的回升,所以茎干物质表观输出量、输出率以及转化率都表现为负值。2种不同种植方式下,在光合生产上,叶面积指数、光合势、净同化率都表现为覆膜直播比常规手栽高,由于覆膜直播后期灌浆速度较快,造成衰减率也同样表现为覆膜直播略高于常规手栽。说明不同种植方式下水稻干物质和光合生产均有各自的特征。     

超高产栽培中水稻穴栽不同谷粒秧对成穗率及产量结构的影响

在世界水稻最高产的云南省涛源乡,当进行水稻移栽时,采用穴栽不同谷粒秧对黔优88进行试验处理。试验结果表明:穴栽单粒秧能较好协调水稻群体与个体间的关系,改善群体环境,减少无效分蘖,提高分蘖成穗率与结实率,最终实现水稻产量的增加。     

土壤含水量对水稻光合特性及品质的影响

在盆栽条件下,通过保持水层、土壤最大持水量的100%、土壤最大持水量的85%、土壤最大持水量的65%4个处理,分别对水晶3号的光合指标及品质进行了研究。结果表明在光合特性方面各处理水稻的光合速率在一定的范围内随土壤含水量的增加而上升,在品质上土壤最大持水量的85%的加工品质与外观品质上显著优于其他处理,说明品质形成的最佳水分是土壤最大持水量的85%。     

超高产小麦品种（系）生育后期光合特性的研究

以鲁原301、潍麦8号和山农62G三个具有超级小麦产量潜力的新品种（系）为材料,测定其在生育后期净光合速率（Pn）、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO2浓度(Ci)的日变化,以及荧光参数在不同生育期的变化。结果表明,与对照品种鲁麦14相比,三个具有超级小麦产量潜力的品种（系）在生育后期都具有较高的光合速率、较大的光合叶面积和     

超级杂交稻模式株型的光合优势

以三系杂交稻汕优63为对照，比较研究表明，具有超级杂交稻模式株型的培矮64S/E32有以下生理优势。（1）叶面积指数前期较小，中期稳健，后期衰减缓慢、维持较高水平；（2）抽穗后剑叶和倒2叶的比叶重显著或极显著大于对照；（3）后期上3叶叶绿素含量衰减缓慢，变化平稳；（4）上3叶单位叶面积气孔数目比对照多19.2%，达极显     

单本密植机插对杂交稻生长和产量的影响

为了研究单本密植机插和常规机插对杂交稻分蘖动态、干物质积累、辐射利用率和产量及产量构成的影响,在湖南省浏阳市以杂交稻泰优390、五优308为材料和在广东省肇庆市以五优308为材料,进行印刷播种和常规播种的秧苗素质比较以及单本密植机插和常规机插的大田栽培试验。结果表明,两试验点印刷播种的叶龄、白根数、总根数、茎基宽、地上部干重和地下部干重均明显高于常规播种。单本密植机插的最高分蘖数和有效分蘖数显著低于常规机插,但单本密植机插的每穗粒数、总颖花数、结实率和千粒重高于常规机插,增产10.28%~13.96%,达到显著水平。从穗部性状来看,单本密植机插的一次枝梗数、二次枝梗数、穗长、着粒密度和单穗重均显著高于常规机插。在生长前期,单本密植机插的干物质积累和叶面积指数低于常规机插,而成熟期干物质量比常规机插高0.61%~9.45%,且收获指数显著高于常规机插。此外,单本密植机插的截获辐射量和截获率低于常规机插,而辐射利用率显著高于常规机插。由此可见,杂交稻单本密植机插不仅可以降低用种量、提高秧苗素质,还能增加每穗粒数、总颖花数、千粒重及提高结实率、收获指数和辐射利用率,从而获得高产。     

超级稻叶片光合特性和根系生理性状与产量的关系

为阐明超级稻产量形成机理, 以4个超级稻品种[两优培九和II优084 (杂交籼稻)、淮稻9号和武粳15 (粳稻)]为材料, 2个高产品种[汕优63 (杂交籼稻)和扬辐粳8号(粳稻)]为对照, 观测了不同生育时期叶片光合性状和根系生理性状的变化特点。结果表明, 4个超级稻品种的平均总颖花量和产量较两个对照品种分别高出43.5%和16.1%, 但超级稻的结实率较对照品种低15.3个百分点。超级稻品种在生育前期叶片中叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量、类胡萝卜素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和根系中单位干重根系活力、每株根系活力、总根系吸收面积、活跃吸收面积和比表面积均高于对照品种, 而在生育后期以上性状下降速率大于各自对照品种, 直至齐穗后20 d前以上性状指标均小于各自对照品种。说明超级稻强大的产量库容与其生育前中期较强的叶片光合能力和较好的根系生理性状密切相关, 生育后期叶片光合能力和根系生理活性下降快导致其结实率下降, 从而限制了其产量潜力的发挥。提高生育后期特别是结实后期根系生理活性是进一步提高超级稻产量的重要途径。     

作物超高产栽培与株型育种的光合作用基础——-以水稻为例

粮食安全问题是中国乃至世界未来面临的重要问题。提高作物的光合作用对解决粮食安全保障具有重要意义。作物叶片利用光能的能力受外界环境的影响,同时群体对小环境的影响反过来又影响叶片的光合作用。本文以水稻为例从栽培和株型育种两个方面讨论了优化群体结构、实现作物超高产的途径。     

不同氮肥施用模式下北方粳型超级稻物质生产特性分析

以北方粳型超级稻品种沈农265为试材,分析了4种不同施氮模式的群体叶蘖建成动态、物质生产特性及产量构成特点,探讨了不同施氮模式下物质生产特性对产量形成的影响。结果表明,各施氮模式均表现14.5 kg 667 m^-2施氮水平产量显著高于12.5 kg 667 m^-2施氮水平的产量,且14.5 kg 667 m^-2施氮水平各施氮模式增产都是因为增加了穗外因素(穗数、单位面积颖花数和单位面积实粒数),降低了穗内因素(穗重、千粒重、结实率、每穗总粒数和每穗实粒数)。在相同施氮总量下,“三段五次”和“稳前、攻中、优后”施氮模式产量显著高于“一头轰”和“长效一次性”施氮模式,但“三段五次”模式以提高单位面积穗数、单位面积实粒数等穗外因素来增产,而“稳前、攻中、优后”模式以增加穗重、千粒重等穗内因素来获得高产,前两者产量都显著高于后两者,主要是因为前两者抽穗后新增同化产物(同化物直接供应量)和抽穗前营养器官储存物质的二次利用量(同化物间接供应量)均高,营养器官的物质输出率和对产量的贡献率均高。此外,在2种施氮水平下,前两者的氮肥农学利用率、氮肥表观利用率和单位土地面积上的总吸氮量均显著高于其他施氮模式。在14.5 kg 667 m^-2施氮水平下,前两施氮模式都获得了超高产量(>11 t hm^-2)。     

低氮密植栽培对超级稻产量和氮素利用率的影响

为了研究低氮密植栽培对水稻分蘖发生及成穗率、干物质积累及其转化、氮素利用率和产量的影响,2012—2013年以超级稻Y两优1号为材料,在湖南长沙和海南澄迈进行了施氮量(75、150、225 kg N hm–2)与栽插密度(68、40、27、19穴m–2),每穴苗数(单、双、三本穴–1)与栽插密度(40、27、19、14穴m–2)的大田栽培试验。结果表明,在基本苗数相同或相近的条件下,减苗增密在齐穗期和成熟期的干物质量及产量分别比增苗减密高10.5%、5.2%和2.9%,有效穗数对产量的贡献最大,达到显著水平;在低氮密植条件下,有效分蘖期缩短6 d左右,分蘖成穗率、表观转化率、氮肥偏生产力和氮素籽粒生产效率分别提高10.9%、21.0%、150.6%和19.6%。在施氮量为75 kg N hm–2的密植(40~68穴m–2)条件下,齐穗期和成熟期的干物质量及长沙点产量分别比中、高氮(150~225 kg N hm–2)常规密度(19~27穴m–2)低3.2%、7.5%和1.2%,但差异不显著,而澄迈点产量在2012年和2013年分别比之低5.2%和高9.1%,且差异均达显著水平。在施氮量为150 kg N hm–2的密植条件下,成熟期干物质量比高氮常规密度低1.7%,但齐穗期干物质量和产量比高氮常规密度高10.3%和3.3%。因此,超级稻采用低氮密植栽培,在100~150 kg N hm–2和40穴m–2条件下提早了够苗期,增加了有效穗数,提高了分蘖成穗率和结实率,加之齐穗期适宜的干物质积累和较高的表观转化率,有利于高产的形成和氮肥利用率的提高。     

超高产冬小麦冬前光合性能研究初报

为明确冬小麦冬前光合性能的动态变化及其影响因素,为通过栽培措施调控培育冬前壮苗提供研究依据,用光合测定仪在田间条件下对每公顷产量9t左右的超高产冬小麦冬前叶片的光合性能进行了初步研究。结果表明：4个冬小麦品种不同叶位叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(TR)和气孔导度(gs)的变化趋势相似,都是在测定始期或稍后出现最高值,之后逐渐下降,并受到冬前初次剧烈降温的影响而骤降至低谷,之后又有所回升。不同叶位个光合参数的回升幅度有所不同,高位叶的Pn较低位叶回升明显,而低位叶的TR和gs较高位叶回升明显。Pn,TR和gs与有关生态条件的相对变化方向及相关分析表明,冬前叶片Pn和gs受气温和光合有效辐射(PAR)的双重影响,而TR主要受气温的影响。不同叶位之间,叶片光合性能的综合能表现为第3叶>第1叶>第2叶>第4叶,它们之间的差异主要由叶面积不同产生。