孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响*5

为探讨孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响,以南粳45与两优培九为供试品种,于孕穗期设置不同高温强度和不同持续天数处理,分析水稻光合速率、物质分配及产量结构等对不同强度和持续时间高温胁迫的响应特征。结果表明,孕穗期高温处理后,水稻光合速率和产量均出现不同程度的降低,且温度越高、持续时间越长,降低幅度越大。与CK相比,41℃高温处理7d时,两优培九、南粳45光合速率降幅分别为44.6%、28.8%;减产率分别为81.6%、87.7%。高温导致颖花结实率降低、颖花量减少,光合物质向穗部运移不畅,进而导致水稻经济系数降低。41℃高温处理6d时,两优培九和南粳45茎秆占植株生物量的比重均超过70%。高温处理后水稻穗粒数、结实率和千粒重均呈减少趋势,其降低幅度与高温强度、持续时间有关。在41℃高温处理7d时,两优培九穗粒数减少41.9%,结实率降低93.5%,千粒重降低25.3%;南粳45穗粒数减少50.1%,结实率降低79.6%,千粒重降低23.7%。由此可见,孕穗期高温对水稻产量构成要素中结实率影响最大,穗粒数次之,千粒重受其影响最小。     

抽穗期高温胁迫对水稻开花结实的影响

以常规稻南粳43和杂交稻常优2号为试验对象,通过在人工气候箱中进行高温处理,研究抽穗期高温胁迫对花药生理机制、花粉活力和籽粒结实率的影响,旨在深入探讨高温对水稻的伤害机理.结果表明:高温胁迫下水稻花药中的脯氨酸(Pro)、游离氨基酸、可溶性蛋白质、抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量较对照处理均显著降低(p<0.01),并且随着胁迫温度的升高与胁迫时间的延长,其花粉活力、花粉萌发率、结实率、每穗实粒数与单株产量均有所下降,而千粒重的变化较小,说明高温胁迫破坏花药细胞膜结构与功能,影响花粉活力与萌发能力,从而降低结实率与每穗实粒数,最终导致产量下降.两个水稻品种相比,高温胁迫对常优2号的花粉活力、花粉萌发率以及结实率的伤害都明显小于南粳43,说明常优2号耐热性稍强于南粳43.相关分析表明,常优2号与南粳43品种的结实率与花粉活力和花粉萌发率之间均呈极显著正相关关系(p<0.01),因此影响水稻结实率降低的原因之一可能是花粉活力与花粉萌发率的降低.研究结果可为江淮地区生产中防御高温危害提供理论依据.     

大穗型水稻品种抽穗开花期遭遇高温后的结实表现

培育大穗型水稻品种是进一步提高水稻产量的途径之一,但是大穗型水稻的颖花受精和籽粒灌浆易受环境影响而产生波动。以大穗型水稻品种BL006和R-农白为试验材料,中穗型品种黄华占为对照,利用人工气候室模拟湖北典型高温天气的昼夜温度变化,研究大穗型水稻在抽穗开花期遭遇高温（日平均气温30℃和33℃）后的结实表现。结果表明：高温处理后,各品种的颖花受精率显著降低;30℃处理后,BL006、R-农白和黄华占的颖花受精率分别下降10.37、10.05和7.24个百分点,33℃处理后,分别降低53.17、65.38和8.17个百分点;30℃高温处理后,弱势颖花受精率的降幅较大,33℃高温处理后,强势颖花受精率的降幅较大;颖花受精率的变化与品种的光合特征有关。与常温相比,30℃高温处理后,BL006和R-农白的千粒重均降低1.69%,黄华占升高2.45%;33℃处理后,BL006和黄华占分别降低18.38%和11.65%,R-农白升高3.10%。此外,千粒重的变化也受粒位影响。因此,选育强耐高温的大穗型水稻品种,要整体提升穗部颖花的高温耐性水平和品种的光合能力。     

籼、粳超级稻产量构成特征的差异研究

为阐明籼、粳超级稻产量构成特征的差异,以当地主体且具有代表性的5个超级杂交籼稻组合和5个常规粳型超级稻品种为试验材料,对稻-麦两熟制条件下籼、粳超级稻产量及其构成因素、群体茎蘖动态特征、穗部构成特征、灌浆特性等方面进行了系统的比较研究。结果表明:粳稻产量、穗数、群体颖花量、结实率、库容量、总充实量、茎蘖成穗率、着粒密度、一二次枝梗数比值、一二次枝梗总粒数比值、每穗一次枝梗数、一次枝梗单枝梗着粒数、每穗一次枝梗总粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率、米粒终极生长量、到达最大灌浆速率的时间、灌浆速率最大时的米粒重、活跃灌浆期和有效灌浆时间均高于籼稻;籼稻每穗粒数、千粒重、穗长、单穗粒重、每穗二次枝梗数、二次枝梗单枝梗着粒数、每穗二次枝梗总粒数、起始生长势、最大灌浆速率和平均灌浆速率则高于粳稻,灌浆速率最大时的米粒重占米粒终极生长量的百分率则表现趋势不明显。籼、粳超级稻均为异步灌浆型,但籼稻两段灌浆现象更为明显,且籼稻灌浆启动快、充实快、持续时间短、呈速起速降的态势。粳稻弱势粒灌浆前、中、后期的灌浆充实量较籼稻分别高0.73%、2.59%、3.43%,随着籽粒灌浆的持续,粳稻灌浆优势不断加大。群体茎蘖稳升稳降、有效成穗数多、穗部构成合理、结实率高、灌浆速度稳定且持续时间长以及灌浆后期弱势粒较高的灌浆质量是粳稻扩库、促充实、稳产高产的关键。     

抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素和品质的影响

以扬稻6号与南粳43为试验材料,通过在人工气候箱中进行高温处理,研究抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素及稻米品质的影响,旨在深入探讨高温对水稻的伤害机理。研究表明:水稻抽穗期高温降低了水稻的每穗总粒数、结实率和千粒重,同时稻米的糙米率、精米率、整精米率、可溶性糖和蛋白质含量也呈下降趋势,而稻米的垩白率、垩白度和直链淀粉含量增加明显,随胁迫温度的提高和胁迫时间的延长,2个水稻品种的产量构成要素和稻米品质急剧下降。相同温度胁迫下,扬稻6号的热害指数(Index of heat sensitivity,HIS)稍低于南粳43,其中扬稻6号的产量构成要素和品质受高温的影响也稍低于南粳43,说明扬稻6号耐高温能力高于南粳43。研究结果为进一步了解高温对水稻结实和稻米品质的伤害机理,筛选耐热性强的水稻品种提供重要的理论依据。     

水稻穗分化期高温对颖花分化及退化的影响

为明确穗分化不同时期高温对水稻颖花分化及退化的影响,选用黄华占（耐热性品种）和丰两优6号（热敏感性品种）两个籼稻品种进行人工气候箱内盆栽试验,分别于幼穗分化第一苞分化期（I）、枝梗-颖花分化期（II）、颖花分化-雌雄蕊形成期（III）及雌雄蕊形成-减数分裂期（IV）进行40℃高温（10：00-15：00）处理7d,以同期人工气候箱32℃处理为参考,室外自然环境生长的植株为对照（CK）,统计分析穗分化历期、颖花分化与退化及穗部性状在处理期以及品种间的差异。结果表明,(1)幼穗分化期高温胁迫可增加水稻穗分化天数,延迟抽穗期,显著降低水稻每穗粒数、结实率及千粒重,其中Ⅳ期高温处理的降幅最大,热敏感品种丰两优6号的下降幅度明显大于耐热性品种黄华占。(2)幼穗分化不同时期高温处理对水稻颖花形成的影响不同,除II期处理黄华占颖花分化增加外,I期和II期高温主要抑制颖花分化,此期高温均可导致水稻颖花显著减少。III期和IV期高温胁迫将加剧颖花退化,退化率达67%以上,且热敏感性品种退化幅度大于耐热性品种。(3)从不同部位颖花分化与退化看,高温对二次枝梗上颖花分化与退化的影响大于一次枝梗。     

花前光照亏缺对水稻物质积累及生理特性的影响

以超级杂交稻“Ⅱ优航2 号”为试验材料, 大田条件下, 水稻拔节期~始穗期设置55%和85%两个遮光处理, 以全生育期自然光为对照, 对花前光照亏缺条件下水稻物质积累及生理特性进行研究。结果表明, 花前光照亏缺极显著地降低了水稻产量, 遮光55%和85%处理的产量比自然光对照分别降低48.25%和70.54%, 产量降低主要是由于单位面积有效穗数和穗粒数降低; 但结实率在各处理之间无显著差异; 生物产量和收获指数显著下降。花前光照亏缺抑制了花前物质的积累、运转率、对籽粒贡献率, 并随着强度增加, 受抑制程度加大。生理特性研究结果表明, 随光照亏缺程度增加, 水稻叶片硝酸还原酶活性、净光合速率和稻株伤流量受抑制程度增加, 丙二醛含量增加幅度加大。光照亏缺引起了功能叶片光合性能、膜系统及根系活力等功能的全面弱化、紊乱、衰变, 并引起光合产物运输受阻, 降低了叶面积扩展速率, 总叶面积减少, 净同化率下降, 从而导致水稻光合生产能力的下降, 干物质生产量减少, 最终导致水稻产量显著降低。     

土壤铜污染对水稻产量形成的影响：5年定位试验

2006年选用清洁粘质壤土（对照,铜浓度32mg.kg-1）制备200mg.kg-1和400mg.kg-1铜污染土壤,在土培池群体栽培条件下,以＂矮仔占＂和＂两优培九＂为供试材料,进行持续5年的长期定位试验,研究水稻产量的年度变化规律及其可能原因。2007—2010年的测定结果表明：200、400mg.kg-1铜处理使前两年水稻成熟期平均分别推迟2～5d和6～7d,但后两年无明显变化。土壤铜污染抑制水稻分蘖的发生,抑制程度逐年减小,两品种趋势一致。200、400mg.kg-1铜处理使2007年水稻产量分别平均减少17%、24%,随着时间推移减产幅度明显下降,后两年处理间没有差异,两品种趋势一致。铜污染条件下水稻减产主要与单位面积穗数和每穗颖花数减少有关,而结实率和千粒重均无显著变化。相关分析表明,水稻成熟期土壤可交换态铜浓度与铜胁迫下对应生长季水稻抽穗和成熟期推迟的天数以及茎蘖发生、单位面积穗数、每穗颖花数和产量的下降幅度均呈显著或极显著正相关。以上结果说明,土壤铜污染抑制水稻分蘖的发生和生长,使单位面积穗数和每穗颖花数下降进而使水稻减产;土壤铜污染对水稻生长和产量的影响逐年减小,这可能与土壤中可交换态铜含量持续降低有关。     

不同生育阶段洪涝淹没时长对水稻生长发育及产量构成的影响

夏季小流域洪涝常常导致南方稻田受淹并成灾。为探究小流域洪涝淹没时长对水稻生长发育及产量的影响,于2015—2016年在广西象州县选用丝香1号和百香139进行双季稻淹水试验,分别设分蘖期、孕穗期和开花期淹没0(对照CK)、2、4、6、8、10 d处理,测定淹没前后的茎蘖数变化、抽穗期及收获后的每穗粒数、结实率、千粒质量和每盆稻谷产量,并对产量构成因素进行相关分析和通径分析。结果表明:与对照组相比,同一生育期内淹没时间越长茎蘖死亡率越高、植株恢复生长越慢,但不同的淹没时期影响程度和主要影响对象存在差异。分蘖期淹没超过6d则死苗率大于80%,且不能完全恢复生长,收获时水稻茎蘖数显著低于对照组;孕穗期淹没超过6d则死苗率大于50%,而淹没小于4 d的处理水稻能恢复生长,收获时水稻茎蘖高于对照组;开花期淹没10 d死苗率不足50%,收获时茎蘖数与对照组差异不显著。分蘖期淹没小于4 d水稻始穗期及抽穗持续时间均无显著变化,大于8 d则水稻始穗期显著推迟,抽穗持续时间增加;孕穗期受淹没则会使水稻始穗期推迟,抽穗持续时间显著增加,甚至收割时也未能达到齐穗期标准。分蘖期淹没小于4 d,单株产量无显著下降,淹没6 d及以上则减产率大于80%;孕穗期及开花期淹没超过2 d则减产率大于50%。不同生育期淹没处理下产量的主要因素不同,分蘖期主要受有效穗数和结实率影响,孕穗期受结实率及每穗粒数影响,开花期受结实率和有效穗数影响。研究可为建立西南地区双季稻洪涝灾害指标体系和提出减灾管理措施提供依据。     

菜场夏闲田一季中晚稻耕作栽培模式研究

2006年5~9月在广东省博罗县园洲镇的会达菜场和鸿霖菜场, 以“黄华占”水稻为试材, 进行一季中晚稻不同耕作方法和不同种植方式的研究, 探索稻菜轮作系统的水稻种植省工节本、节能减排与循环利用技术措施。结果表明: 耕作方法对水稻产量无显著影响, 种植方式中抛秧和插植的产量差异不显著, 但比直播显著或极显著增产。耕作方法中, 常耕的有效穗数较多、穗粒数较少, 免耕、免耕旱管的有效穗数较少、穗粒数较多; 不同耕作方法的结实率和千粒重无显著差异。种植方式中, 直播的有效穗数最多、穗粒数最少、千粒重最轻, 产量最低; 抛秧穗数适宜、穗粒数和群体颖花数较多, 千粒重较大, 产量最高; 插植的群体颖花数与直播相近, 籽粒充实, 产量水平居中。耕作方法和种植方式对产量构成因素有不同的影响, 其中对千粒重影响最大, 每穗总粒数次之, 结实率和有效穗数相对比较稳定。结果表明, 一季中晚稻采用常耕、免耕和免耕旱管均可行, 采用抛秧或插植的效果比直播好。     

典型高温年不同播期一季稻产量差异及其原因分析

为研究自然高温对水稻产量的影响,以南粳45为试材,于2013年在南京信息工程大学农业气象试验站进行3个播期的分期播种试验,分别为4月30日(第1播期,No.1)、5月15日(第2播期,No.2)和5月31日(第3播期,No.3),并分析水稻产量及其性状、产量贡献因子、灌浆期茎和叶向穗的干物质转运及收获指数(Harvest index,HI)对高温的响应特征。结果表明:(1)在试验播期范围内,随着播期的延后水稻表现为增产的趋势,其中No.1与其它两个播期间产量差异达到显著性水平(P0.05),相比No.2和No.3,No.1产量分别降低3495.08kg·hm-2和6319.58kg·hm~(-2);就产量性状来看,No.1的结实率与其它两个播期达到显著性差异(P0.05),而3个播期间千粒重和穗粒数的差异均达到显著性水平(P0.05),总体上来看,高温主要表现为降低结实率和穗粒数;(2)抽穗末穗干重P0、灌浆期同化的干物质量ΔW、灌浆期茎和叶向穗转移的干物质量ΔT这3个产量贡献因子的贡献量均随着播期的推迟逐渐增大;从贡献率来看,对No.1和No.3产量贡献率最大的是ΔW,而No.2是ΔT;(3)3个播期中茎的干物质输出率(Dry matter export rate,DMER)和转化率(Dry matter transformation rate,DMTR)均超过叶的两倍(除No.1的DMER),叶的DMER和DMTR均表现为No.1最大,No.3最小,分别相差4.37和7.35个百分点,但No.1茎的DMER和DMTR均最小;(4)3个播期HI大小趋势与产量一致,表现为No.1(28.84%)No.2(39.60%)No.3(46.92%)。由此可见,在2013年将播期调整至5月中下旬有助于缓解高温对水稻造成的危害,从而保证产量。     

水稻杂种后代丰产性状预测及其遗传规律的研究

通过奇选42、广二矮104等7个水稻品种,分别配制不同的杂交组合,研究了水稻主要经济性状的遗传力,F_1与两亲本的相关,杂种各世代之间的相关,F代的主要经济性状之间的相关,F_4代构成产量的经济性状与单株谷粒产量的复相关和多元回归分析。结果表明,水稻的株高、千粒重、结实率、单株谷粒重和穗粒数的遗传力较高,这些经济性状在 F_1与两亲本的相关中,在杂种各世代之间的相关中,都表现出中度或高度的显著或极显著的正相关。每株穗数和每穗实粒数与单株谷粒产量,每株穗数和每穗粒数与单株谷粒产量,每株穗数和结实率与单株谷粒产量,在复相关和多元回归中,都表现为显著或极显著的水平。     

免耕栽培对桂西北稻区水稻生长及产量的影响

为探讨免耕栽培对桂西北稻区水稻各生育性状即水稻生育期、水稻分蘖状况、水稻有效穗数、穗长、穗粒数、千粒重以及产量的影响。2010年在南丹县开展了不同耕作方式对水稻生长与产量影响的试验研究,试验结果表明,免耕栽培促进水稻分蘖,缩短生育期,有利于水稻的早生快发,较常规翻耕栽培相比,株高、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重、理论产量分别提高0.57%、0.49%、0.96%、0.11%、0.18%、1.72%、1.90%,水稻增产1.90%,产值增加1.90%,净利润提高14.11%。     

耕作与植物生长调节剂对优质粳稻产量及光合特性的影响

为探明耕作方式与植物生长调节剂（Plant Growth Regulators,PGRs）对连续旋耕稻田优质粳稻光合特性和产量的影响,解决或缓解不合理耕作带来的产量形成不利问题,该研究于2018-2019年在大田条件下以绥粳18、垦稻12和三江6为试验材料,在连续旋耕稻田上设置深耕（Deep Tillage,DT）与旋耕（Rotary Tillage,RT）2种耕作处理,于剑叶展叶期分别喷施己酸二乙氨基乙醇酯（Diethylaminoethylcaproate,DA-6）,6-苄氨基腺嘌呤（6-benzylaminoadenine,6-BA）和亚精胺（Spermidine,Spd）3种PGRs,并设置清水对照,研究深耕与PGRs对优质粳稻生育中后期产量形成及光合物质生产特性的调控效应。结果表明：与RT相比,DT处理增加了生物量和茎鞘物质转运能力,提高了齐穗期和蜡熟期叶片叶绿素相对含量（Soil and Plant Analyzer Development,SPAD）和净光合速率,增加了齐穗后叶面积指数和群体生长速率,延长了齐穗后绿叶面积持续时间,增加了每平方米有效穗数、每穗粒质量、千粒...     

机械旱直播方式促进水稻生长发育提高产量

为了明确机械旱直播模式下水稻的产量形成机制,以杂交籼稻(F优498)和常规粳稻(徐稻4号)为试材,通过一次浅旋耕机械旱直播(B1)、"调墒、两旋"机械旱直播(B2)2种机械旱直播处理,并以人工撒播(B3)处理为对照,研究其对直播水稻产量形成的影响及其生理特性。结果表明,品种与直播处理对水稻主要生育时期干物质累积、叶面积指数(leaf area index,LAI)、结实期剑叶净光合速率与保护酶活性、根系伤流强度、茎秆抗倒伏特性及产量均存在显著影响。不同直播处理下,F优498在产量及生长发育特性各指标上均显著高于徐稻4号。与B3相比,同一品种下机械旱直播各处理均能优化群体茎蘖数,提高成穗率,保证齐穗期适宜的LAI,提高了高效叶面积率,并有利于提高结实期群体光合产物的积累、剑叶净光合速率与保护酶活性、根系伤流量及茎秆抗倒伏能力,并在保证一定数量有效穗的前提下,显著提高穗粒数、结实率及千粒质量,是机械旱直播水稻高产的重要原因。不同机械旱直播处理下,B2比B1处理能进一步提高机直播水稻齐穗至成熟期干物质累积并延缓LAI的衰减、增强根系活力及茎秆的抗倒能力,提高了结实率及千粒质量,最终促进了产量的提高,为最佳的机械旱直播方式。     

黑龙江省不同积温带水稻产量差异分析

利用黑龙江省1951-2012年不同积温带18个气象观测站的气温资料和水稻产量统计资料,通过2011和2012年黑龙江省不同积温带水稻田间试验,用统计分析方法对不同积温带下水稻产量构成及穗部性状表现差异进行分析.结果表明,分析期内黑龙江省年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温显著升高,线性倾向率分别为0.512、0.258和0.478℃·10a-1（均通过0.05水平的显著性检验）;各积温带相比,气温相对较低的第六积温带升幅最大,积温越低线性趋势倾向率越大,气温与水稻产量的相关性也越大.不同积温带产量构成要素与产量的相关系数由高到低依次为穗粒数＞结实率＞穗数＞千粒重,除千粒重外其它指标的差异均显著.所选穗部性状中多数指标与水稻单产呈显著或极显著正相关,相关性依次为着粒密度＞二次枝梗数＞二次枝梗粒数＞一次枝梗结实率＞一次枝梗数＞一次枝梗粒数.生产上可根据相应指标进行优化以便在不同积温带上获得高产.     

播期对不同品种类型机插稻生长特性的影响

为了探讨河南省稻-麦两熟区播期对不同品种类型机插稻生长特性的影响,在豫南稻区罗山,以生产上主推的常规中熟中粳、常规和杂交迟熟中粳、常规早熟晚粳和迟熟中籼5个类型品种为材料,通过分期播种试验,对不同品种类型毯苗机插水稻的产量及其构成因素、茎蘖数、干物质量及群体生长率等方面进行了系统的比较研究。结果表明：1）在试验设置的播期范围内,不同品种机插稻平均产量在播期间和品种类型间差异达极显著（P<0.01）,即随着播期的推迟呈极显著下降（P<0.01）,第Ⅰ播期（5月11日,10.60 t/hm2）较第Ⅱ（5月16日）－Ⅵ（6月5日）播期分别增产2.15%～28.81%;杂交迟熟中粳产量（10.44 t/hm2）极显著高于其他4种品种类型（P<0.01）,较其他类型品种分别增产9.20%～17.53%。同一品种类型,除了中熟中粳的产量在第Ⅱ播期（5月16日）最高,随后呈显著递减趋势外,其他4种类型品种机插稻的产量均是随着播期的推迟呈极显著下降趋势（P<0.01）,但品种类型间下降幅度不同。2）在产量构成因素中,除结实率在年份间差异不显著、在播期间和品种类型间差异极显著外,其他产量构成因素在年份间、播期间和品种类型间差异均达极显著（P<0.01）。同一类型品种,除中熟中粳的结实率随播期推迟呈先略升后明显下降趋势外,其他类型品种的穗数、每穗颖花数、总颖花量、结实率和千粒质量等产量构成因素均是随播期的推迟呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）下降趋势;在播期影响下,每穗颖花数和结实率的变化较大,穗数和千粒质量的变化较小;且对产量影响大小为每穗颖花数＞结实率＞穗数＞千粒质量;相关分析表明,产量与每穗粒数、总颖花量和结实率呈显著或极显著正相关,与穗数和千粒质量呈负相关;总颖花量与每穗粒数呈极显著正相关,与穗数呈负相关。进一步通径分析表明,对产量的贡献率最大的是群体颖花量,最小的是千粒质量,对群体颖花量的贡献率较大的是每穗颖花数,较小的是穗数。3）随着播期的推迟,不同品种类型水稻的茎蘖数在拔节期呈明显的递增趋势,在抽穗期和成熟期呈明显的下降趋势;单茎和群体干物质量、群体生长率在主要生育时期均呈逐渐下降趋势;成穗率和收获指数均呈逐渐下降趋势;但品种类型间和播期间下降幅度不同。综合机插稻高产及生育安全性考虑,豫南稻区首选杂交迟熟中粳"穗大粒多"型品种,适宜播期可推迟到5月25日。该研究结果为河南省豫南稻区机插水稻高产高效生产及配套品种的科学选用提供参考。