再生稻根干物质量及根系活力与产量的相关性研究

对不同施N水平、不同品种再生稻根干物质量及根系活力与产量的相关性研究结果表明 ,再生稻头季稻产量与根系干物质量及根系活力密切相关 ;再生稻再生分蘖的生长发育依赖于头季稻残留的根系 ,再生季稻穗数及产量与头季稻成熟期和再生季稻齐穗期的根系机能呈极显著线性正相关 ,并与芽肥施用量呈抛物线形相关     

不同栽培模式早稻-再生稻头季干物质积累运转特性研究

试验研究不同栽培模式(超高产栽培模式和常规栽培模式)对再生稻头季稻株叶绿素含量、叶面积指数、干物质积累运转及产量构成的影响结果表明,秧苗移栽大田后,超高产栽培模式头季稻株的叶绿素含量和叶面积指数从分蘖期到成熟期均比常规栽培模式的高,在生长中、后期尤其显著,分别高10.77%和63.29%;超高产栽培模式的群体干物质累积总量在头季稻整个生育期比常规栽培模式高24.83%～38.17%,茎鞘物质运转率、茎鞘物质转换率分别比常规栽培模式高10.60%和13.88%,单位面积有效穗数比常规栽培模式多21.43%,穗粒数多1.88%,产量比常规栽培模式高24.22%.     

川南杂交中稻-再生稻高产品种产量形成特点

为探索四川南部冬水田区杂交中稻-再生稻高产品种的产量穗粒构成,本试验以近年通过国家长江上游区试和四川省区试审定的36个杂交中稻新品种为材料,于2018—2020年在有代表性的江安、富顺、隆昌、泸县、南溪5个生态点,统一采用目前大面积生产应用的杂交中稻蓄留再生稻的高产栽培技术,研究了高产品种的产量形成特点。结果表明,两季产量11 000 kg·hm^-2以上品种有内5优907、内香优138、内香优103等16个品种。头季稻穗粒性状对其产量影响的多元回归分析F值达显著或极显著水平,对再生稻产量多元回归分析F值极显著(F值为22.18,n=180),且与两季总产量的关系极显著(F值为14.65,n=180)。选择头季稻、再生稻、两季总产分别高于10 000 kg·hm^-2、4 000 kg·hm^-2和13 500 kg·hm^-2的43组高产数据,分析发现再生稻产量与头季稻产量呈极显著负相关关系(y=12 161-0.867 6x,r=0.557 2)。由此可知,大穗型品种表现出头季稻高产、再生力相对较弱的特点,穗数型品种则具有再生力强和两季总产量较高的优势,两季总产量高的头季稻穗粒结构为有效穗数230.72~257.85万·hm^-2、穗粒数167.50~194.44粒、结实率78.80%~90.79%、千粒重22.60~29.33 g。本研究结果为川南杂交中稻蓄留再生稻大面积生产的高产品种选择和栽培技术的制定提供了新的科学依据。     

小麦主茎光合产物的运转与分配

分蘖期主茎与分蘖间联系密切,主茎光合产物主要用于主茎叶片、分蘖和根系的生长。本研究3个供试小麦品种中,徐州26主茎运送到分蘖Ⅰ和Ⅱ的光合产物比例分别为6.15%和5.92%,显著高于9559的4.38%和3.84%;随着生育进程,主茎和分蘖之间较为独立,光合产物在主茎和有效分蘖间的运转比例降低,供试品种间光合产物分配比例的差异缩小。拔节期主茎的光合产物主要用于自身茎鞘的生长;抽穗期主茎的光合产物主要用于自身茎鞘及穗的生长;至成熟期,主茎功能叶片在抽穗期合成的14C-光合产物主要分配到自身的茎鞘、颖壳及籽粒中,且籽粒分配量高于其他器官。     

水稻长穗颈不育系主要农艺性状配合力分析

应用半双列杂交的设计分析了采用直接辐射诱变育成的水稻长穗颈不育系的 1 9个农艺性状的配合力。分析表明 ,含有eui1基因的长穗颈不育系Ⅱ 32eA1的株高、穗颈伸出度、剑叶、倒 2叶、穗长、倒 1节、着粒密度及生育期等 8个性状的一般配合力效应值表现不同于Ⅱ 32A ;而含eui2基因的协青早eA2只有株高、倒 1节、生育期的一般配合力效应值同协青早A差异显著。两个长穗颈不育系的株高、穗颈伸出度、剑叶长、倒 2叶、倒 3叶、穗长、倒 1节、倒 2节、倒 4节、倒 5节、千粒重和结实率等性状的一般配合力效应值都大于原不育系。其余性状一般配合力效应值的变化依两个长穗颈不育系有所不同。结果表明 ,采用核辐射诱变的育种技术路线选育水稻长穗颈不育系是可行有效的。     

应用~(14)C示踪研究双季超高产栽培条件下水稻后期功能叶的光合特性

本研究结果表明 :超高产栽培 (VSHM)条件下剑叶和倒 2叶对14 CO2 的净同化强度分别极显著和显著高于对照 ,早稻和晚稻的趋势一致 ,是叶面积较大和单位面积光合速率较高所致。早稻和晚稻在灌浆结实期剑叶和倒 2叶的14 C 同化产物 5d内有1 7 5%～ 2 1 0 %滞留在标记叶内 ,滞留率晚稻大于早稻 ,倒 2叶大于剑叶 ,不同栽培处理之间差异不明显。14 C 的同化物有 45 3 %～ 65 4%向穗部运转 ,早稻大于晚稻 ,剑叶大于倒 2叶 ,VSHM比CK略有提高。VSHM超高产栽培双季实际产量达1 771 0kg hm2 ,比对照提高 1 8 3 3 % ,差异达 5%的显著水平     

头季稻氮肥运筹对再生稻干物质积累、产量及氮素利用率的影响

为探讨头季稻不同肥料运筹方式对再生稻产量和氮素利用率的影响,以杂交稻组合"Ⅱ优航2号"为材料,在头季施氮量225.00kg·hm-2的基础上,研究了不同基蘖穗肥氮素配比[3种基蘖肥与穗肥配比分别为8:2(N1)、7:3(N2)、6:4(N3)]头季稻-再生季稻氮素累积量、干物质生产、产量及氮素利用率的特性。结果表明:与N1、N2相比,头季成熟期N3处理氮素累积量分别增加9.26%、3.54%,头季齐穗期～头季成熟期N3处理氮素转移量分别增加21.47%、6.76%,整个生育期N3处理干物质净积累总量分别增加5.10%、4.78%。N3处理头季产量最高,达12431kg·hm-2,极显著高于N1、N2处理;氮肥利用率达46.44%,比N1、N2处理提高14.81%、5.43%;氮肥农学利用率达20.66kg·kg-1,比N1、N2处理提高14.97%、12.34%。研究结果还表明,头季不同基蘖穗肥氮素配比对再生稻再生季的影响不显著。     

密度和追肥时期对大穗型小麦~(14)C-同化作用及其分配的调控效应

本研究结果表明 ,挑旗期叶片 (尤其是旗叶和倒 2叶 )是大穗型品种兰考 90 6最主要的同化器官 ,其同化量占单茎总同化量的 90 %以上 ,而叶鞘的同化量仅占1 0 %以下。密度过大不但抑制14 C 同化速率 ,而且降低14 C 同化物运输分配效率。适当推迟追肥有利于提高单茎同化量和同化物的运输分配效率。     

再生稻头季不同施氮水平的双季氮素吸收及产量效应研究

对再生稻头季不同施N水平的双季N素吸收及产量效应研究结果表明 ,双季稻株吸N量与头季稻施N量呈抛物线形相关 ,以头季稻穗发育阶段吸N速率最高 ,头季稻分蘖末期、结实期和头季稻收割～再生季稻齐穗期次之。稻株总吸N量中土壤N吸收量所占比率随施N水平的提高而降低 ,化肥N吸收量则与施N量呈抛物线形关系 ,结实期营养器官转移N是籽粒N素积累的主要来源。双季稻株干物质积累量与头季稻施N量也呈抛物线形相关 ,超过施N限额后净同化率显著降低 ,群体生长率下降 ,干物质净积累量减少。稻谷产量与干物质总积累量呈极显著正相关 ,尤其与水稻生长中后期干物质净积累量极密切相关 ,再生季稻产量与头季稻中后期干物质净积累量极密切相关。头季稻施N 2 2 5～ 30 0kg hm2 并加施适量芽肥处理 ,头季稻和再生季稻中后期干物质净积累量及稻谷产量均最高 ,头季稻产量达 1 0 91 3～ 1 1 30 0万kg hm2 ,再生季稻产量达 75 6 5～ 7878kg hm2 。     

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。     

南方粳型超级稻氮肥群体最高生产力及其形成特征的研究

在大田机插条件下,以南方稻区5个粳型超级稻(南粳44、宁粳1号、宁粳3号、扬粳4038、武粳15)为材料,同生育期常规粳稻武运粳7号为对照,在其他栽培措施统一在最佳技术指标前提下,设置7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0和337.5kg.hm-2),从中得出各品种在这7个氮肥水平下出现的最高生产力,并将其定义为氮肥群体最高生产力。对5个超级稻氮肥群体最高生产力及其构成、群体生长发育动态、株型以及倒伏性状等方面进行系统的比较研究。结果表明,超级稻氮肥群体最高生产力为10.51(10.30～10.68)t.hm-2,极显著高于对照(9.77～9.82t.hm-2),增产幅度达5.2%～8.7%。与对照相比,超级稻氮肥群体最高生产力群体穗数多,穗型大,群体颖花量高(42442.11～44873.23×104.hm-2),结实率和千粒重与之相当;群体茎蘖机插后早发快长,有效分蘖临界叶龄期苗数略高于预期穗数,有效分蘖临界叶龄到拔节期茎蘖增长平缓,高峰苗出现在拔节期,数量适中,为预期穗数的1.4～1.5倍,此后群体平缓下降,至抽穗期基本稳定,最终成穗率高(66.9%～70.4%);其群体叶面积动态与茎蘖动态基本一致,最大叶面积指数出现在孕穗期,为7.72～7.97,此后平缓下降,成熟期保持在较高的水平上(3.30～3.74);干物重积累方面,移栽到有效分蘖临界叶龄期较对照高,有效分蘖临界叶龄到拔节期较对照低,拔节后积累速度较快,至抽穗期为10.80～11.08t.hm-2,抽穗到成熟期干物质积累量6.78～7.22t.hm-2,成熟期总干物重17.58～18.29t.hm-2,显著或极显著高于对照;根冠比和根系干重均高于对照,随着生育期的推移,超级稻优势更为明显,生育后期根系活力强(抽穗到蜡熟期平均伤流量3.53～3.74g.m-2.h-1)。超级稻群体形成特征:高秧苗素质促进低位分蘖发生,精确群体起点稳定提高穗数;生育中期干物质积累高,叶面积大,株型直挺,有效叶面积率和高效叶面积率高,源库流畅;生育后期茎鞘输出大,2次增重高,根群强健,支撑着高光效灌浆结实层的安全充实。氮肥群体最高生产力水平下,超级稻穗多粒大,群体颖花量大,需氮量大,产量潜力高;生育中后期光合生产能力强,充实量大;群体株型改善,抗倒支撑强,适宜用作机插。     

粳稻伞穗型突变体的诱发与特性评价

采用60Coγ射线200Gy辐照处理晚粳稻密穗型材料U5纯系干种子,经加代筛选后,获得了粳稻伞状穗型突变体,取名为ET2。与原亲本比较,ET2穗部形态发生了明显变异,其一次枝梗着生角度显著增大,与穗轴的张开角达30°~40°;其未成熟粒、垩白粒率和垩白度分别减少41.8%、39.8%和59.1%;其籽粒产量提高4.15%。分析ET2穗部不同部位籽粒特性表明,在未成熟粒和垩白改良方面,其穗下部显著优于穗中部,而穗中部又优于穗上部。ET2的诱发可能是培育籽粒优良、密穗型高产晚粳稻品种的一条有效途径。     

机械化种植方式对不同品种水稻株型及抗倒伏能力的影响

为探明机械化种植方式对不同品种水稻株型及抗倒伏能力的影响,试验选用籼粳交水稻(甬优2640和甬优1640)、常规粳稻(南粳9108和武运粳27)和杂交籼稻(新两优6380和II优084)共6个水稻品种为材料,系统研究高产栽培模式下钵苗机插、毯苗机插和机械直播方式对水稻叶形、叶姿、穗型、秆型及植株抗倒性能的影响,初步研明不同机械化种植方式下水稻株型特征与抗倒伏能力及差异。结果表明,钵苗机插水稻产量最高,毯苗机插水稻产量其次,机械直播水稻产量最低,差异显著(P0.05)。与毯苗机插和机械直播相比,钵苗机插使水稻上三叶叶长增长,比叶重增大,叶基角和披垂度减小,使水稻群体高效叶叶面积增加,剑叶叶绿素含量和净光合速率协同增加,穗型变大,粒叶比提高,并且使水稻株高增高,秆长增长,穗下节间增长(P0.05)。水稻基部1~3节间于钵苗机插方式下,较毯苗机插和机械直播,长度缩短、茎秆变粗、茎壁增厚、节间干质量增加、充实度变好、抗折力和弯曲力矩增大、倒伏指数降低(P0.05)。因此,长江下游稻麦两熟地区,钵苗机插能改善水稻株型,优化水稻群体结构,提升水稻抗倒性能,是实现水稻丰产、高产且低倒伏风险的较优机械化种植方式。     

籼稻直立穗突变体的培育、鉴定及其突变性状的遗传分析

采用60Coγ射线辐射诱变技术,首次育成了1个籼稻直立穗突变体。该突变体穗型直立,与亲本品种9311的弯曲穗型显著不同。与9311相比,该突变体的株高显著下降,穗粒数减少、穗子缩短、剑叶变短、谷粒变宽变短,但千粒重没有发生变化。遗传分析表明,直立穗突变性状受1对隐性单基因控制。利用该突变体与培矮64S组配的杂种与原杂交稻品种之间的主要农艺性状和产量构成因素差异不显著。     

不同土壤类型下重金属Cd对水稻剑叶光合特性和产量构成的影响

以杂交籼稻（K优818）为材料,设置不同Cd浓度水平,采用盆栽试验,研究了不同土壤类型下（潮土和水稻土）重金属Cd对剑叶光合特性和水稻产量及其构成的影响。结果显示,在3mg·kg-1浓度水平下,与对照相比,两种土壤类型下Cd处理均提高了水稻剑叶净光合速率（Pn）,其中潮土条件下Pn提高了6.4%;而当Cd处理浓度达到7mg·kg-1时,两种土壤条件下Pn均显著下降,其中水稻土条件下Pn与对照相比下降了13.8%。Cd在低浓度水平（1～3mg·kg-1）时,两种土壤类型下水稻结实率和单穗重均略有下降;但在高浓度水平（5～7mg·kg-1）下,水稻结实率和单穗重均显著下降（P〈0.05）。不同土壤类型下,Cd的毒害效应差异显著,相同处理水平下水稻土Cd对水稻Pn和单穗重的抑制效应显著高于潮土。     

秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响

【目的】在我国稻-麦、稻-油等多熟制区域,富含氮素的小麦、油菜等水稻前茬作物秸秆被大量弃置、焚烧,造成极大浪费和环境污染,与此同时,稻季氮肥投入量却在逐年增加,因此在水稻生产中研究秸秆覆盖与氮肥配合施用的理论与技术,对实现秸秆还田与减少氮肥用量具有重要意义。本试验研究油菜、小麦2种秸秆覆盖方式下,3种不同的氮肥运筹方式对杂交稻主要生育时期根系生长、氮素吸收利用特征及产量的影响,并探讨其根系生长与氮素利用及产量间的关系,以期寻求最佳的秸秆还田与氮肥运筹搭配模式。【方法】本试验以杂交稻F优498为材料,采用两因素裂区试验设计,主区为小麦秸秆覆盖(S1)、油菜秸秆覆盖(S2)和无秸秆覆盖(S0);副区为氮肥运筹模式,在135 kg/hm2总施氮量条件下,设置基肥∶蘖肥∶穗肥为5∶3∶2(N1);基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶3∶4(N2);基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶1∶6(N3)3种氮肥运筹模式,以不施氮肥(N0)为对照。研究各处理杂交稻在移栽后20 d、移栽后30 d、齐穗期和成熟期根系生长及形态、各生育期的干物质与氮素积累,水稻茎鞘的干物质转运、产量及其构成因子以及各时期氮素积累及利用效率,同时对各生育时期根系生长与氮素利用及产量间的关系进行分析。【结果】结果表明,小麦秸秆覆盖均可有效促进杂交稻各生育时期的根系生长、改善根系形态、增加各时期的干物质与氮素积累,提高氮肥的利用效率及稻米产量。在不同种类秸秆覆盖下,基肥∶蘖肥∶穗肥(倒4叶龄期施入)为3∶3∶4(N2)时,可及时地对杂交水稻主要生育时期的根系生长进行调控,有效促进抽穗至成熟期的干物质积累与转运率,提高水稻主要生育时期的氮素积累及氮肥利用效率,显著增加稻谷产量,为本试验中最优的氮肥管理模式;而氮肥后移比例过高(基肥∶分蘖肥∶穗肥运筹比例为3∶1∶6),会限制齐穗期根系的生长,导致稻谷产量及氮肥利用效率降低。相关性分析表明,秸秆覆盖与氮肥运筹下主要生育时期根干重、根体积、总根长与产量及氮素吸收利用均存在显著或极显著的正相关(r=0.38*0.78**),尤其以齐穗期的根体积与总根长、根干重与氮素累积、产量及氮素回收利用率的相关性最好。【结论】小麦秸秆、油菜秸秆覆盖能够有效促进杂交稻根系的生长,增加干物质与氮素积累,提高氮肥利用效率,且小麦秸秆覆盖效果更显著。秸秆覆盖条件下,氮肥运筹以基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶3∶4时的水稻根系生长旺盛,物质生产能力强,氮肥利用效率最高。因此,小麦秸秆覆盖与基肥∶蘖肥∶穗肥以3∶3∶4的比例配合的水稻的产量最高,为最优组合。     

机插杂交粳稻超高产形成群体特征

在研究不同机插水稻群体产量及其结构、群体茎蘖动态、叶面积动态与组成、光合势、干物质积累、群体生长速率等差异的基础上,初步阐明机插杂交粳稻超高产形成的群体特征:1)以足量的穗数与较大的穗型协调产出足够的群体总颖花量(50000万/hm2以上),并保持正常的结实率与千粒质量(结实率85%以上,千粒质量27g左右)。2)在合理的茎蘖动态(群体于有效分蘖临界叶龄期左右够苗,高峰苗适宜,一般为预期穗数的1.3倍)与叶面积指数(LAI)动态(孕穗期LAI达7.8～8.0,抽穗后LAI下降平缓,成熟期仍能保持3.0左右。)基础上提高成穗率(75%以上)与有效叶面积、高效叶面积比例(抽穗期有效叶面积率达95%,高效叶面积率达75%以上),以保证实现不同生育阶段目标生产力。3)以合理增加拔节-抽穗期物质生产与积累(群体生长速率22.5g/(m-2.d),干物质积累量9000kg/hm2以上,占总干物质量的45%左右)为重点,有效增强抽穗-成熟期群体物质生产与积累(群体生长速率13.5g/(m-2.d)左右,干物质积累量8000kg/hm2以上,占总干物质量的40%左右),以提高最终生物学产量(20400kg/hm2以上)。机插杂交粳稻生产过程中遵循以上规律可获得超高产。     

结合遥感技术与水稻生长模型来预算水稻产量

Since remote sensing can provide information on the actual status of an agricultural crop, the integration betwee nremote sensing data and crop growth simulation models has become an important trend for yield estimation and prediction. The main objective of this research was to combine a rice growth simulation model with remote sensing data to estimate rice grain yield for different growing seasons leading to an assessment of rice yield at regional levels. Integration between NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) data and the rice growth simulation model ORYZA1 to develop a new software, which was named as Rice-SRS Model, resulted in accurate estimates for rice yield in Shaoxing, China, with an estimation error reduced to 1.03% and 0.79% over-estimation and 0.79% under-estimation for early, single and late season rice, respectively. Selecting suitable dates for remote sensing images was an important factor which could influence estimation accuracy. Thus, given the different growing periods for each rice season, four images were needed for early and late rice, while five images were preferable for single season rice. Estimating rice yield using two or three images was possible, however, if images were obtained during the panicle initiation and heading stages.