华南超大穗型水稻种质 DS23“源 - 库 - 流”特征及其超高产潜力研究

【目的】研究超大穗型水稻新品系 DS23 在早季的产量表现和“源 - 库 - 流”特征，探明 DS23“源 - 库 -流”特征及其超高产潜力挖掘方向，为华南早稻高产育种与栽培提供理论依据。【方法】以超大穗型新品系DS23 为供试材料，以中大穗型品种粤禾丝苗为对照，在大田条件下开展研究。试验测定并比较了不同穗型水稻的叶面积指数、SPAD 值、茎鞘非结构性碳水化合物（Non structural carbohydrate，NSC）积累与转运特征、穗茎节间解剖特征、产量及其构成因子等性状。【结果】DS23 每穗总粒数、粒重、库容量和产量分别比粤禾丝苗增加 37.3%、4.0%、33.7% 和 15.9%，有效穗数和结实率比粤禾丝苗显著降低 6.8% 和 15.1%。两品种间抽穗期叶面积指数和剑叶 SPAD 值无显著差异。与粤禾丝苗相比，DS23 抽穗期茎鞘 NSC 积累量与茎鞘 NSC 对籽粒的表观贡献率分别显著降低 15.3% 和 19.8%，茎鞘 NSC 表观转运率显著提高 10.3%，大维管束数量显著增加 17.3%，两品种穗茎大小维管束面积无显著差异；DS23 粒叶比无显著变化，糖花比显著降低 34.2%，维管束负荷量指标增加 20.4%~60.2%。【结论】超大穗型水稻 DS23 在早季种植库容量大、穗颈节间转运组织发达、后期物质转化能力强，高产与增产潜力大，提高结实率是挖掘其超高产潜力的主要方向，研究结果可为超大穗型早稻品种选育与高产栽培技术研发提供理论依据。     

栽插密度与穴栽苗数对水稻产量及其构成因素的影响

为了提高平塘县水稻单产水平,结合水稻高产创建活动项目的实施,采用不同栽插密度与穴栽苗数研究其对水稻产量及构成因素的影响。结果表明:在平塘县水稻宽窄行栽插中,采用25cm窄行,即密度为22.5万穴/hm2,每穴栽插2粒苗产量最高。穴栽2粒苗与适当密植能有效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,使影响水稻产量的穗数、穗实粒数和粒重三因素的构成较为合理。     

机械同步深施肥对水稻群体质量及产量的影响

以超级杂交稻培杂泰丰和超级常规稻玉香油占为材料,在大田条件下,研究机械同步深施肥不同施肥量对直播水稻群体质量和产量的影响。结果表明,在0～1 500kg/hm2范围内,施肥可以显著增加培杂泰丰和玉香油占的收获产量、单位面积穗数和每穗实粒数;可以显著增加水稻株高和叶面积指数,提高叶片SPAD,增加干物质积累总量,从而明显改善水稻群体质量。     

钵苗机插密度对不同穗型杂交籼稻生长和产量形成的影响

【目的】探明钵苗机插密度对不同穗型杂交籼稻光合物质生产特性和产量形成的影响,为推广水稻钵苗机插高产栽培技术提供科学依据。【方法】以大穗型品种超优1000和穗粒兼顾型品种徽两优630为材料,设置4个钵苗机插密度处理(D_1:33 cm×12 cm,D_2:33 cm×14 cm,D_3:33 cm×16 cm,D_4:33 cm×18 cm),分析不同机插密度对水稻群体茎蘖消长动态、光合物质生产和产量形成的影响。【结果】(1)杂交籼稻主要生育期群体茎蘖数随栽插密度的降低而减少;与低密度处理相比,大穗型品种高密度处理的成穗率更高,穗粒兼顾型品种成穗率受机插密度影响较小。(2)各生育期叶面积指数随栽插密度的降低而下降,但叶面积衰减率降低、粒叶比增加。(3)随着机插密度的降低,水稻产量呈先增加后降低的趋势。(4)大穗型和穗粒兼顾型品种分别以D3处理和D2处理抽穗期群体质量较优,粒叶比大,叶面积衰减率低,抽穗后干物质积累量高,从而获得高产。(5)机插密度主要通过调控单位面积上的有效穗数和穗粒数影响产量。(6)水稻有效穗数随栽插密度的降低显著减少,而每穗粒数和着粒密度增加,结实率有所降低,千粒重受影响较小。【结论】钵苗机插配套栽培大穗型杂交籼稻品种宜适当降低栽插密度,在足穗基础上增加每穗粒数更有利于高产;穗粒兼顾型品种需协调单位面积穗数和穗粒数,以充分发挥其增产潜力。     

不同生育期水稻干物质量与产量的关系研究

为明确不同生育期的干物重对粤晶丝苗2号、粤农丝苗、合美占3个水稻(Oryza sativa L.)品种的产量及产量构成因素的影响,设置了早造和晚造两次不同氮肥梯度随机区组栽培试验。结果表明,叶片干物质的分配比例在拔节孕穗期时最高,且其随着生育进程逐渐降低,在乳熟期达到最低值;茎干物质的分配比例在乳熟期降至最低;齐穗期的穗干物质分配比例不到20%,而乳熟期的穗干物质量将近占总干物质量的43%;早造和晚造水稻的结实率差异极显著,总干重差异显著,而穗数、每穗粒数、千粒重、产量差异不显著;齐穗期以后,结实率和千粒重均与干物重呈负相关,而叶干重与穗数呈显著正相关,且相关性较大,茎干重与各产量性状密切相关,总干重与产量呈正相关。水稻干物重是决定高产的重要因素。     

不同生育期水稻叶面积指数与产量的关系

为了研究叶面积指数(Leaf area idex,LAI)与产量的关系,以水稻合美占、粤晶丝苗2号品种为试验材料,采取比叶质量法对叶面积指数进行了测定,并对水稻不同生育期LAI与产量及其产量因素的关系进行了研究.结果表明:不同生育期LAI与产量、单位面积穗数和每穗粒数呈正相关,与千粒质量和结实率呈负相关,决定系数平均达0.4~0.9以上,且粤晶丝苗2号决定系数整体高于合美占;提高不同生育期LAI,不能同步提高产量4因素.     

广州北部地区花岗岩残积土边坡植物固坡初探

为了研究叶面积指数(Leaf area idex,LAI)与产量的关系,以水稻合美占、粤晶丝苗2号品种为试验材料,采取比叶质量法对叶面积指数进行了测定,并对水稻不同生育期LAI与产量及其产量因素的关系进行了研究.结果表明:不同生育期LAI与产量、单位面积穗数和每穗粒数呈正相关,与千粒质量和结实率呈负相关,决定系数平均达0.4~0.9以上,且粤晶丝苗2号决定系数整体高于合美占;提高不同生育期LAI,不能同步提高产量4因素.     

干旱和氮肥处理对灌浆期水稻茎鞘非结构性同化物积累的影响

以4个不同源库类型的水稻品种为材料,研究了干旱和氮肥处理对水稻茎鞘贮藏性碳水化合物运转及其关键酶活性的调节作用。结果表明,干旱处理后水稻茎鞘非结构性糖含量变化在品种间存在显著差异,两优培九茎鞘中淀粉含量显著高于正常灌溉处理而新株型水稻淀粉含量显著降低。干旱处理诱导了水稻茎鞘中α-淀粉酶、β-淀粉酶活性的上升。水稻茎鞘中非结构性同化物的积累和输出因水稻品种而异,α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的高低是影响同化物输出的决定因素,土壤干旱对其影响在很大程度上是通过影响相应酶的活性来实现的。     

不同栽插密度及穴栽不同谷秧数对水稻产量的影响

为了研究水稻不同栽插密度及穴栽不同谷秧数对水稻生长发育及产量的影响。采用3个栽插密度与2个不同穴栽谷秧数的裂区试验,观测秧苗形态指标、穗粒结构及产量等。结果以每亩栽插11 956穴,每穴栽插2粒谷秧的产量最高,为630.74 kg/亩。穴栽2粒谷秧在适宜密植的条件下,能有效协调水稻群体与个体的关系,改善群体环境,减少无效分蘖,提高分蘖成穗率,使影响水稻产量的亩穗数、穗实粒数、千粒重三要素构成较为合理。     

茎鞘非结构性碳水化合物积累运转与稻米品质对播期和行距配置的响应

为明确不同类型粳稻非结构性碳水化合物(NSC)积累运转特性及其与稻米品质形成的关系,以当地主栽的不同穗型和生育类型品种(系)为材料,进行4个播期(B1、B2、B3、B4)和2种行距配置处理,以期寻求优质食味品质形成的栽培调控技术途径.结果表明,大穗型水稻茎鞘NSC积累、运转和穗质量显著高于常规穗粒兼顾性品种;播期对茎鞘...     

不同来源谷子品种产量比较及综合评价

内蒙古赤峰市敖汉旗是全国最大优质谷子生产基地。对不同来源的115个谷子品种（系）在敖汉旗进行田间种植鉴定,并对产量及表型性状进行分析。结果表明,有31个品种（系）的产量高于对照（赤谷4号）,这些品种的生育期为106.16±5.71 d,主茎长度为133.97±14.85 cm,主穗长度为27.32±4.02 cm,主穗直径为29.18±5.89 mm,主穗重为29.10±5.63 g,主穗粒数为8 333.99±1 983.66 粒,主穗粒重为22.91±4.69 g,千粒重为2.80±0.36 g,产量为7 887.41±796.60 kg/hm2。方差分析表明,有25个品种（系）的产量极显著高于对照（P<0.01）;穗粒数、千粒重的显著增加,或各产量性状的协同提高均能实现产量的显著增大。相关性及回归分析表明,生育期、主茎长度、主茎直径、叶片数、主穗重、主穗粒数、主穗粒重、千粒重与产量极显著相关,其中生育期和主穗粒数对产量起决定性作用。主成分分析可将15个表型性状归纳为8个主要因子,并筛选出10个综合评价较高的品种（系）。总体来看,燕谷18的产量最高,铁8050、公谷74号、14H758的产量和综合评价均较高。     

Effects of Panicle Nitrogen Fertilization on Non-Structural Carbohydrate and Grain Filling in Indica Rice

Grain filling, a crucial stage of grain yield formation in rice, is usually affected by the panicle nitrogen （N） fertilization. Field and pot culture experiments were conducted to explore the underlying mechanisms of N effect. Two rice cultivars with high lodging resistance were grown in the field and pot. Four panicle N fertilization treatments were conducted in 2006 and repeated in 2007. The result showed that medium level of panicle N fertilization treatment （NM） enhanced the accumulation and translocation of non-structural carbohydrate （NSC） in the stem and sheath. Compared with non-nitrogen treatment （NO）, NM promoted the translocation of labeled ^13C from stem and sheath to grain. But, low level of panicle N fertilization treatment （NL） and high level of panicle N fertilization treatment （NH） showed the negative effect. The endosperm cell, grain length, and grain width of NM increased more quickly than that of NO from 4 to 10 d after anthesis. During the early period of grain filling, sucrose-phosphate synthase （EC 2.4.1.14, SPS） activity were significantly higher for the NM treatment than those of the NL and NH treatments. Sucrose synthase （EC 2.4.1.13, SuSase） activity in the grains was substantially enhanced by NM, with the duration of higher activity being longer than those of the other treatments. At maturing stage, NM significantly increased the filled grain number, the seed-setting rate, and the grain weight compared with NL and NH. The results suggest that NM have a positive effect on the activities of enzymes of physiological importance, thereby increasing the grain size and promoting grain filling.     

氮素高效吸收型粳稻品种物质生产与分配的基本特征研究

[目的]明确氮素高效吸收型粳稻品种物质生产与分配的特点及影响粳稻品种氮素吸收的主要物质生产因素,以期为粳稻品种氮素高效吸收利用的遗传改良提供参考依据。[方法]2008～2009年,在群体水培条件下,以国内外不同年代育成的94个常规粳稻品种为供试材料,测定植株各器官干物重和含氮率、产量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按吸氮量的大小从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究不同氮素吸收型粳稻品种物质生产与分配的差异。[结果]供试品种间吸氮量的差异很大。氮素高效吸收型粳稻品种平均产量极显著高于氮素低效吸收型品种;氮素高效吸收型粳稻品种各生育阶段群体及单穗干物质生产量大,根干重、茎鞘叶干重、穗干重也显著大于氮素低效吸收型品种,但经济系数无明显差异;成熟期群体干物质生产量对总吸氮量的作用大于经济系数的作用;抽穗前物质生产量、抽穗后物质生产量对成熟期物质生产量均有重要的作用,前者略大于后者;单穗干物质生产量对群体干物质生产量的作用大于单位面积穗数的作用,抽穗前更明显;提高抽穗前后茎鞘叶干重和成熟期穗干重有利于成熟期干物质生产量提高。[结论]促进单穗干物质生产量尤其是抽穗前单穗干物质生产量,促进抽穗前后茎鞘叶干重和抽穗后穗干重的提高可显著提高氮高效吸收型品种成熟期群体物质生产量。     

不同播栽方式下杂交籼稻非结构性碳水化合物与枝梗和颖花形成及产量性状的关系

【目的】研究播栽方式对杂交籼稻非结构性碳水化合物（NSC）积累与分配及对枝梗和颖花分化与退化的影响,并探明穗分化期NSC代谢与枝梗及颖花分化与退化的关系及抽穗后NSC积累与产量构成的关系。【方法】在前2年试验的基础上,于2014年采用两因素裂区试验设计,研究了3种播栽方式（机直播、机插和手插）下2个杂交籼稻组合（宜香优2115和F优498）抽穗前和抽穗后植株NSC积累与分配、稻穗不同部位枝梗和颖花分化与退化的规律及差异。【结果】（1）穗分化期NSC的竞争茎鞘较幼穗有明显优势;机插在抽穗期茎鞘贮藏了较多NSC,在籽粒灌浆结实期茎鞘向籽粒高效输送较多的NSC,使其成熟期穗部获得较高的NSC积累量。（2）各播栽方式的枝梗分化及退化差异主要是二次枝梗现存数及退化率、三次枝梗分化数;机插的二次枝梗分化数及现存数、二次颖花分化数及现存数较高,从而有较高的总枝梗数和总颖花数;二次枝梗和一次颖花的退化主要分别发生在穗的下部和上部;二次枝梗分化数和二次颖花退化数均为下部＞中部＞上部;二次颖花分化数为中部＞下部＞上部;机插的下部、中部、上部二次颖花现存数均高于手插和机直播;（3）抽穗前12 d和抽穗前4 d及抽穗期茎鞘较高的NSC贮藏量不利于幼穗枝梗和颖花的分化与退化,而抽穗前16 d至抽穗前8 d幼穗NSC积累量与大多数颖花性状呈显著或极显著正相关,是决定大穗形成的关键时期;抽穗后NSC分配主要是通过影响叶片和穗部NSC分配从而影响产量;枝梗及颖花性状与产量关系密切,千粒重和单位面积有效穗均与枝梗及颖花性状呈显著或极显著负相关,而每穗粒数、结实率及产量与枝梗及颖花性状呈显著或极显著正相关;（4）F优498较宜香优2115有更高的茎鞘NSC转运率及对穗部的贡献率,且其大多数枝梗及颖花性状显著或极显著高于宜香优2115,F优498的每穗粒数和结实率极显著高于宜香优2115,相应产量也较高。【结论】不同播栽方式下NSC积累与分配及枝梗和颖花分化与退化有较大差异,且品种间差异较大,机插配合大穗型品种有更高的增产潜力。     

2006～2012年山东省审定高产小麦品种产量构成因素相关和通径分析

运用相关和通径分析方法,对2006～2012年山东省审定的38个高产小麦品种产量及其构成三因素进行了统计分析,研究了产量三因素对产量的影响及产量三因素之间的相互关系。结果表明：近7年间审定的高产小麦品种产量水平比较稳定;简单相关分析,千粒重与产量呈显著正相关,穗粒数与产量呈不显著正相关,单位面积穗数与产量呈不显著负相关,相关程度为：千粒重〉穗粒数〉单位面积穗数;偏相关分析,产量三因素均与产量呈显著或极显著正相关,而三因素之间均呈极显著负相关;产量三因素对产量的直接通径系数均为正值,大小顺序为单位面积穗数〉千粒重〉穗粒数。分析结果表明,在目前的土壤肥力和种植条件下,山东省小麦高产品种选育,应在稳定当前较高单位面积穗数的基础上,注重对粒重的选择,兼顾对穗粒数的选择,但同时一定要注意三因素的相对协调。     

水稻短穗小粒突变体sps1的鉴定与基因精细定位

【目的】通过对一个水稻短穗小粒突变体的鉴定与基因精细定位,为水稻等禾本科作物的籽粒发育及分子改良奠定基础。【方法】在水稻EMS诱变体库中鉴定到一个短穗小粒突变体,暂命名为sps1（shorten panicle and seed 1）。成熟期观察野生型和sps1的形态变化,考察株高、节间长、穗实粒数、结实率和千粒重等农艺性状;对野生型和sps1籽粒外稃内外表皮中部进行扫描电镜观察,并利用石蜡切片进一步分析野生型和sps1籽粒的形态变化;配制缙恢10号/sps1杂交组合进行遗传分析,并利用其F₂群体进行基因精细定位;对野生型和sps1两叶一心期的叶鞘进行油菜素内酯（brassinolide,BR）敏感性试验;抽穗期分析SPS1在水稻根、茎、叶、鞘和穗中的表达,并对籽粒发育相关基因和BR相关基因进行qPCR分析。【结果】sps1穗和倒1、2、3的节间长度均极显著短于野生型,导致株高半矮化;此外,sps1穗枝梗数、结实率和千粒重也显著降低;扫描电镜观察发现sps1外稃中部内外表皮细胞长度极显著小于野生型,宽度则极显著变大,石蜡切片观察进一步证实了sps1籽粒宽短是由细胞变短、变宽造成的;籽粒发育相关基因qPCR分析发现,部分通过调控细胞分裂和扩展进而影响水稻籽粒发育的基因表达量发生了显著变化,在sps1中,AFD1、SLG、HGW和GS3的表达量显著上调,GW7和GID1显著下调;选取符合3﹕1分离比例的F₂代分离群体中的突变单株进行基因定位,最终将调控基因精细定位在第7染色体上标记sps1-3和sps1-2之间134 kb的物理范围内,包含19个注释基因;经测序,与野生型相比,发现sps1中的Os07g0616000在编码区有一个A-T的碱基替换,致使编码的赖氨酸变成了终止密码子,导致蛋白翻译提前终止,初步确定为候选基因。qPCR分析发现SPS1在水稻的根、茎、叶、鞘和穗中均有表达,且在茎秆中的表达量最高;生物信息学分析发现,SPS1是DEP2的一个新等位基因。sps1对外源BR的敏感性降低,BR钝感基因D1的表达极显著下调;推测SPS1/DEP2可能通过BR信号传导途径调控水稻籽粒和株型的发育。【结论】sps1是一个水稻短穗小粒突变体,SPS1编码一个表达蛋白,是DEP2的新等位基因,通过BR信号传导途径调控水稻籽粒和株型的发育。     

大中穗型水稻品种灌浆期非结构性碳水化合物运转特征

以Ⅱ优107(大穗)和汕优63(中穗)为试验材料,研究了2个品种灌浆结实期非结构性碳水化合物运转特征.结果表明,灌浆前期Ⅱ优107比汕优63具有较强的光合物质生产能力,齐穗期汕优63叶鞘和茎秆非结构性碳水化合物含量均高于Ⅱ优107.在物质主要输出期(齐穗后10 d内)和齐穗至成熟期间,非结构性碳水化合物输出量汕优63除倒1鞘略低于Ⅱ优107外,倒2、倒3鞘均高于Ⅱ优107,汕优63茎秆输出量要远高于Ⅱ优107.     

不同水稻品种群体质量与产量的通径分析

选取30个不同熟期的水稻品种为试验材料,测定有效穗数、穗粒数、结实率、千粒重、叶面积指数、源(叶)库(粒)比率、单茎茎鞘重和株高,采用通径分析方法,研究不同品种在一定的生态条件下其群体质量与产量的关系。结果表明:早熟品种有效穗数、穗实粒数对产量的直接影响显著大于晚熟品种,间接影响小于晚熟品种;早熟品种的结实率与产量的直接和间接通径系数分别为1.799和-0.893,晚熟品种分别为-0.231和1.085;两类型品种的叶面积与产量的直接通径系数分别为0.778和0.690,间接通径系数分别为-0.073和-0.016;早熟品种粒叶比与产量的直接通径系数为-0.369,而间接通径系数高达1.176,晚熟品种主要是直接作用(0.797),间接作用很小(0.016);早熟品种单茎茎鞘重与产量的直接和间接通径系数分别为0.274和0.254,但晚熟品种的直接通径系数为-0.33,间接通径系数为0.826;早熟品种和晚熟品种株高与产量的直接通径系数为-0.838和-0.799,间接通径系数分别为1.542和1.120,都大于直接影响。     

Why high grain yield can be achieved in single seedling machine-transplanted hybrid rice under dense planting conditions?

This study was conducted to identify the factors associated with high grain yield in single seedling machine-transplanted hybrid rice under dense planting conditions. Field experiments were done in Yong'an Town, Hunan Province, China in 2015 and 2016. Two hybrid rice cultivars were grown under single seedling machine transplanting (SMT) and conventional machine transplanting (CMT) at a high planting density in each year. Grain yield and yield attributes were compared between SMT and CMT. Averaged across cultivars and years, grain yield was 12% higher under SMT than under CMT. Plant height, basal stem width, and shoot and root dry weights were higher in seedlings for SMT than those for CMT. SMT had less maximum tiller number per m² and consequently less panicle number per m² than did CMT. Branch number per panicle, especially the secondary branch number per panicle, and spikelet number per cm of panicle length were more under SMT than under CMT, which resulted in more spikelet number per panicle under SMT than under CMT. SMT had higher or equal spikelet filling percentage than did CMT. The difference in grain weight between SMT and CMT was relatively small and inconsistent cross years. SMT had higher or equal total biomass and harvest index than did CMT. Dry weight per stem under SMT was heavier than that under CMT. Larger leaf area per stem was partly responsible for the heavier dry weight per stem under SMT than under CMT. Our study suggests that improvement in seedling quality, panicle size, and dry weight per stem are critical to the high grain yield in single seedling machine-transplanted hybrid rice under dense planting conditions.     

不同生育期水稻品种氮素吸收利用的差异

 【目的】研究不同生育期类型水稻品种氮素吸收利用的差异,分析提高其氮素吸收利用的途径。【方法】在群体水培条件下,以88—122个常规籼稻品种（2001—2002）、94个常规粳稻品种（2008—2009）为材料,测定生育期、各器官干物重和氮素含量、产量及其构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按播种到抽穗日数（为方便描述本文统称为生育期）从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 六类,研究各类品种氮素吸收利用的差异及其原因。【结果】生育期长的品种抽穗期和成熟期氮素累积量大（籼稻）或较大（粳稻）,但结实期吸氮量并无优势;生育期长的品种植株含氮率较低（粳稻）或品种间差异较小（籼稻）,单位面积穗数较少（籼稻）或品种间差异较小（粳稻）,但其生长日数多、干物质生产量大、单穗吸氮量较大、单穗吸氮强度大（籼稻）或较大（粳稻）,干物质生产量、单穗吸氮量、单穗吸氮强度对吸氮量的作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生长日数对吸氮量的作用;生育期长的品种氮素籽粒生产效率低（籼稻）或中等偏大（粳稻）,氮素干物质生产效率较大（粳稻）;生育期长的品种抽穗期、成熟期茎鞘叶中氮素分配比例大,穗中氮素分配比例小或较小（成熟期粳稻）。【结论】生育期长的品种吸氮能力强（籼稻）或较强（粳稻）,氮素籽粒生产效率低（籼稻）或中等偏大（粳稻）。生育期长的品种植株含氮率、穗数或小或无优势,但生长日数、干物质生产量、单穗吸氮量、单穗吸氮强度大。促进干物质生产,提高单穗吸氮强度和单穗吸氮能力有利于提高生育期长的品种氮素吸收量。无论是籼稻品种还是粳稻品种,促进营养器官中氮素向穗部运转,减少茎鞘叶中氮素分配比例,均有利于生育期长的品种氮素利用效率的提高。对粳稻品种而言,成熟期较低的植株含氮率也是生育期长的品种氮素利用效率高的重要因素。