FACE对三系杂交籼稻汕优63产量形成的影响

s2004-2006年利用我国农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,以三系杂交籼稻汕优63为供试材料,设计比大气CO2浓度(对照,370 μmol·mol-1)高200 μmol·mol-1的FACE处理(570 μmol·mol-1)和施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理.研究其对汕优63产量形成的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63成熟期株高比对照提高6.7%,达极显著水平;FACE处理对汕优63全生育期日数无显著影响;(2)FACE处理使汕优63产量平均比对照增加34.1%,其中2004、2005、2006年分别增加42.4%、27.3%和31.2%,均达极显著水平;年度间、CO2和年度的互作效应对产量的影响达显著或极显著水平;(3)FACE处理使汕优63单位面积穗数、每穗颖花数、单位面积颖花量、结实率和千粒重平均比对照增加10.3%、10.3%、21.7%、4.9%和4.3%,均达显著或极显著水平;(4)N处理对汕优63产量和产量构成因素的影响均未达显著水平,但N×年度对单位面积的穗数、颖花量、以及产量均有显著互作效应.     

FACE对三系杂交籼稻汕优63磷素吸收利用的影响

在水稻品种中,杂交籼稻因其杂种优势强、抗逆性好、穗型大、产量潜力高,在稻作中占有重要的、不可替代的作用.2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200 μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63不同生育时期磷素含量、磷素吸收、磷素分配和磷素效率的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63各生育时期稻株含P率极显著提高,使各生育时期P素吸收量极显著增加,生育中期的增幅略小于生育前、后期;(2)FACE处理使汕优63抽穗后P素在茎鞘中的分配比例显著增加,穗中的分配比例显著下降,对抽穗前P素在叶片、茎鞘中的分配比例均无显著影响;(3)FACE处理使汕优63不同生育期P素干物质生产效率极显著下降,使P素子粒生产效率和P素收获指数亦均极显著下降;(4)增施N肥,使汕优63大多数生育时期的植株P素含量和吸P量得到显著或极显著的增加,使大多数生育时期P素干物质生产效率下降,使P素子粒生产效率和收获指数显著下降;(5)CO2×NCO2×Y对植株含P率、吸P量的影响有互作效应,FACE处理使汕优63稻株含P率、P素吸收量显著提高;使P素干物质生产效率、P素子粒效率显著下降.     

FACE对三系杂交籼稻汕优63氮素吸收利用的影响

在水稻品种中,杂交籼稻因其杂种优势强、抗逆性好、穗型大、产量潜力高,在稻作生产中占有重要的、不可替代的作用.2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63不同生育时期N素含量、N素吸收、N素分配和N素效率的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63各生育时期稻株含N率显著下降,使各生育时期N素吸收量显著增加.生育中期的增幅明显小于生育前、后期;(2)FACE处理对汕优63 N素在不同器官中分配比例无明显影响;(3)FACE处理使汕优63不同生育期N素干物质生产效率极显著提高,使N素子粒效率显著提高,但对N素收获指数无显著影响;(4)增施N肥,使汕优63不同生育时期的植株N素含量和吸N量均得到显著或极显著的增加,使N素干物质生产效率和N素子粒效率下降;(5)CO2×Y、N×Y对植株含N率、吸N量的影响有互作效应,FACE处理使汕优63稻株含N率显著下降;使N素吸收量、N素干物质生产效率、N素子粒效率显著提高.     

FACE对三系杂交籼稻汕优63 根系活性影响的研究

2005、2006年利用我同惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm·(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200 μmol·mol-1 的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63根系活性的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63不同生育时期单位千质量根系的总吸收面积、活跃吸收面积、α-萘胺氧化量等根系活性指标均极显著小于对照.由于FACE处理促进汕优63根系发生量的大幅度增加,因此分蘖期、拔节期其单穴根系活性与对照多无明显差异,到抽穗期FACE处理单穴根系活性显著大于对照;(2)拔节期、抽穗期汕优63每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积、根干质量与单位干质量根系活性的关系密切,根量越大单位干质量根系活性越低;(3)不同生育时期汕优63植株含氮率与单位干质量的根系活性多呈正相关,植株碳氮比与单位干质量的根系活性多呈负相关;(4)FACE处理汕优63根系生长量大、植株含氮率低、碳氮比高等可能是造成其单位干质量根系活性低于对照的重要原因.     

FACE对三系杂交籼稻汕优63 根系生长动态的影响

CO2浓度增高影响水稻生长.2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200 μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63根系生长动态的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63够苗期、拔节期、抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积以及根干物质质量均极显著大于对照;(2)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根数和每穴根体积极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间和无效分蘖期间每穴不定根数和每穴根体积大幅度增加;(3)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根总长度极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间、无效分蘖期间、拔节长穗期间每穴不定根总长度均大幅度增长;(4)FACE处理使汕优63抽穗期每穴根干物质质量极显著大于对照,主要是由于FACE处理使汕优63拔节长穗期间每穴根十物质质量的增长量大幅度增加;(5)FACE处理使汕优63抽穗期每条不定根长极显著大于对照,是因为FACE处理使汕优633个生长期间每条不定根的生长量均明显增加.FACE处理能够显著促进汕优63根系的发生和生长.     

FACE对常规籼稻扬稻6号产量形成的影响

2006年利用我国农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,以常规籼稻扬稻6号为供试材料,设计比大气CO2浓度(对照,370 μmol·mol-1)高200 μmol·mol-1的FACE处理(570 μmol·mol-1)和施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究其对扬稻6号产量形成的影响.结果表明:(1)FACE处理使扬稻6号的产量平均比对照增加24.1%,其中LN处理、NN处理条件下分别比对照增产18.0%、31.0%,处理间的差异达极显著水平;(2)FACE处理使扬稻6号单位面积穗数、每穗颖花数、结实率和千粒重平均比对照增加6.8%、8.3%、4.2%、和3.2%,除单位面积穗数外,处理间的差异均达显著或极显著水平;(3)FACE处理使扬稻6号生物产量平均比对照增加21.3%,达极显著水平,对经济系数无明显影响,生物产量的极显著增加是FACE水稻产量极显著增加的重要原因;(4)N处理以及CO2×N的互作效应对扬稻6号产量和产量构成因素的影响均未达显著水平.     

开放式空气CO2浓度增高(FACE)对水稻灌浆动态的影响

 【目的】揭示大气CO2浓度升高对水稻籽粒灌浆动态的影响。【方法】利用农田开放式空气CO2浓度增高（FACE，free-air carbon dioxide enrichment）系统，以武香粳14为供试材料，CO2浓度设正常CO2（Ambient）和高CO2（FACE，Ambient+200μmol•mol-1）2个水平，施N量设低氮、中氮和高氮（150、250、350 kg•ha-1）3个水平，测定各处理稻穗不同部位籽粒的灌浆进程，利用Richards方程拟合。【结果】（1）FACE处理明显提高了低氮水平实测最终米粒重，稻穗上、中、下部米粒增重分别为11.1%、10.9%和9.4%，全穗平均增重10.6%，而对中、高氮水平下粒重的影响较小；（2）FACE处理普遍提高了稻穗各部位籽粒灌浆的相对起始势；（3）FACE处理明显提高籽粒最大灌浆速率，低、中、高3种施氮条件下，全穗平均增幅分别为32.9%、36.9%和40.4%，稻穗上部籽粒增幅高于中、下部籽粒；同时明显提高了籽粒平均灌浆速率，低、中、高3种施氮条件下增幅分别为20.3%、25.8%和31.0%；（4）FACE处理总体上延迟了灌浆速率峰值出现的时间，最大灌浆速率时间的粒重增加，实灌时间缩短；从水稻籽粒灌浆阶段划分特征来看，FACE明显延长了灌浆前期持续时间，缩短了灌浆中期及后期持续时间。【结论】FACE处理提高了灌浆相对起始势、最大及平均灌浆速率，灌浆前期时间延长而灌浆中、后期时间缩短，总灌浆时间明显缩短，各粒位米粒重在低氮条件下明显增加而中、高氮条件下无明显变化。     

FACE对水稻产量形成的影响及其原因分析

2001～2003年,在大田条件下以武香粳14号为供试品种,设计高、中、低氮处理,研究开放式空气CO2浓度增加(FACE)200μmolmol-1对水稻产量形成的影响及其原因。结果表明,FACE处理使水稻产量平均比对照增加12.8%,其中2001、2002和2003年增幅分别为10.8、14.1和13.6%,高、中、低氮处理的增幅分别为17.6、12.4、10.9%,均达到显著或极显著水平;FACE和氮处理对水稻产量的互作效应,2001、2002年达到显著水平,产量最高的处理组合为FACE×NN;FACE处理使水稻穗数平均比对照增加18.8%,每穗颖花数平均比对照减少7.6%,均达极显著水平;FACE处理使水稻生物产量平均提高16.2%,达极显著水平,使经济系数下降但未达到显著水平。进一步研究表明,FACE处理使水稻穗数极显著多于对照是因其分蘖发生速度快,最高分蘖数多所致,而不是其分蘖成穗率高的缘故;FACE处理使水稻每穗颖花数极显著少于对照是因其分化颖花的大量退化所致,而不是分化颖花数少的缘故。     

开放式空气CO2浓度增高条件下水稻土生理生化指标及微生物区系特征的研究

利用座落于江都市小纪镇良种场的FACE平台,研究了FACE条件下,不同氮素水平水稻土壤的生理生化指标及微生物区系特征。结果表明,高N水平下,FACE圈土壤微生物生物量碳、基础呼吸作用、脲酶活性、过氧化氢酶活性、氨化作用及放线菌数量都比对照高,而低N水平下,除真菌、放线菌数量以及氨化作用外,其他指标均比对照低。FACE条件下,高氮处理与低氮处理相比较,土壤微生物生物量碳、基础呼吸作用、脲酶活性、过氧化氢酶活性、氨化作用以及细菌数量分别提高610.57%、56.55%、24.32%、9.43%、1.09%和225%,供氮水平对FACE条件下水稻土生理生化指标以及微生物群落有调节作用。     

二氧化碳浓度增高对作物影响研究方法(FACE)的问题与讨论

综述了全球范围内CO2浓度增高对作物影响的主要研究方法,讨论了开放式CO2富集系统（Free—air CO2 Enrichment,FACE）的原理结构特点、先进性和不足。文章认为,FACE系统是当前研究CO2肥效作用最接近自然状况的模拟系统,对研究作物生理生态、品质与环境关系等问题具有重要的适用性和先进性。但该系统也存在着CO2浓度与自然变幅不吻合、与温度等环境因子不匹配等人为调控的局限性。作者结合近年来对FACE系统和半开放式梯度实验系统（CO2-Temperature Gradient Chambers,CTGC）的使用和调试,对2个系统做了比较。建议FACE系统与CTGC系统配合使用,更利于解决模拟环境真实性,提高实验精度;在FACE系统中,建议把CO2的目标浓度改为幅度值以解决与自然变幅相符合的问题。在研究对象方面,建议开展作物世代研究和环境综合研究,以求精确阐明CO2浓度增高对作物影响机理与影响程度,为准确判断气候变化背景下粮食生产和粮食安全提供科学依据。     

Numerical Simulation of Root Growth Dynamics of CO2-Enriched Hybrid Rice Cultivar Shanyou 63 Under Fully Open-Air Field Conditions

Hybrid indica rice (Oryza sativa L.) cultivars play an important role in rice production system due to its heterosis, resistance to environmental stress, large panicle, and high yield potential. However, no attention has been given to its root growth dynamic responses to rising atmospheric CO₂ concentration ([CO₂]) in conjunction with nitrogen (N) availability. Free air CO₂ enrichment (FACE) and N have significant effects on rice root growth. In this experiment, a hybrid cultivar Shanyou 63 (Oryza sativa L.) was used to study the effects of FACE and N levels on roots growth of rice. The results showed a significant increase in both adventitious root volume (ARV) and adventitious root dry weight (ARD) under the FACE treatment. The application of nitrogen also increased ARV and ARD, but the increase was smaller than that under FACE treatment. On the basis of the FACE experiment, numerical models for rice adventitious root volume and dry weight were built with the time as the driving factor. The models illustrated the dynamic development of rice adventitious root volume and dry weight after transplanting, regulated either by the influence factor of atmospheric [CO₂] or by N application. The models were successfully used to predict ARV and ARD under FACE treatment in a different year with the predicted data being closely related to the actual experimental data. The model had guiding significance to growth regulation of rice root under the condition of atmospheric [CO₂] rising in the future.     

Numerical Simulation of Root Growth Dynamics of CO2-Enriched Hybrid Rice Cultivar Shanyou 63 Under Fully Open-Air Field,Conditions

Hybrid indica rice(Oryza sativa L.) cultivars play an important role in rice production system due to its heterosis,resistance to environmental stress,large panicle,and high yield potential.However,no attention has been given to its root growth dynamic responses to rising atmospheric CO2 concentration([CO2 ]) in conjunction with nitrogen(N) availability.Free air CO2 enrichment(FACE) and N have significant effects on rice root growth.In this experiment,a hybrid cultivar Shanyou 63(Oryza sativa L.) was used to study the effects of FACE and N levels on roots growth of rice.The results showed a significant increase in both adventitious root volume(ARV) and adventitious root dry weight(ARD) under the FACE treatment.The application of nitrogen also increased ARV and ARD,but the increase was smaller than that under FACE treatment.On the basis of the FACE experiment,numerical models for rice adventitious root volume and dry weight were built with the time as the driving factor.The models illustrated the dynamic development of rice adventitious root volume and dry weight after transplanting,regulated either by the influence factor of atmospheric [CO2 ] or by N application.The models were successfully used to predict ARV and ARD under FACE treatment in a different year with the predicted data being closely related to the actual experimental data.The model had guiding significance to growth regulation of rice root under the condition of atmospheric [CO2 ] rising in the future.     

不同施氮量对杂交水稻干物质生产的影响

以两系杂交稻品种广两优676为材料,研究不同施氮量对杂交水稻干物质生产的影响。结果表明,增施氮肥,叶片的SPAD值维持较高的水平;叶面积指数(LAI)随施氮水平的增加而提高;在移栽至栽后30d,群体生长率(CGR)与施氮量呈线性正相关,此后则与施氮量呈抛物线型相关,且均以施氮量为20g·m-2的处理为最高。总干物质生产量与施氮量的关系,在栽后30d、拔节期呈直线型正相关,而在齐穗期、成熟期则呈先增后减的抛物线型关系;稻谷产量与前期的干物质积累量的关系不密切,而与中、后期干物质积累量呈显著、极显著的正相关。茎叶中贮积的碳水化合物约20%~30%在齐穗后输出到稻穗,构成稻谷产量的21.9%~31.3%。     

香型三系晚籼杂交稻三香优1688制种技术

分析总结了香型三系杂交晚籼新组合三香优1688在湖北武昌秋季制种的亲本播差期、肥水管理、群体结构、科学喷施"920"、提高异交结实率等高产、低耗制种技术。