不同基因型早籼稻气冠温差的差异及其与产量的关系

本研究旨在明确不同基因型早籼稻气冠温差的差异及其与产量的关系,为快速筛选优异种质资源和合理的栽培调控提供理论支持。选用36个早籼稻品种及主要的恢复系作为试验材料,利用红外测温仪,在相同的施肥和灌水条件下,监测不同品种孕穗期、抽穗期和乳熟期的冠层温度,并分析其与产量及其构成因子的关系。结果表明:气冠温差一直为正值,抽穗期不同基因型早稻白天气冠温差与气穗温差呈极显著正相关。早稻产量与孕穗期和抽穗期白天气冠温差均呈显著正相关,与孕穗期和抽穗期夜间气冠温差均呈负相关,其中在抽穗期达到显著水平。抽穗期气穗温差与产量呈显著正相关。产量构成因子与气冠温差的相关性均未达到显著水平。通过对参试品种3个生育期的气冠温差进行聚类分析,可以将其分为高温型、中温型和低温型水稻3种温度类型。     

不同叶位叶片对水稻籽粒充实的影响

采用8个水稻品种,抽穗期进行剪叶处理,研究不同叶位叶片对籽粒充实的影响.结果表明:剪叶降低水稻的成粒率、粒重,尤其对后开花的籽粒影响较大,从而降低籽粒产量.各部位叶片对弯曲穗型品种的籽粒充实作用大小依次为剑叶＞倒二叶＞其他叶片,而半直立穗型品种剑叶影响最大.剪叶处理会显著增加空秕粒率.半直立穗型品种各叶片对产量影响差异较小;弯曲穗型品种剑叶对产量的影响远大于其他各叶片,且剑叶对水稻产量的影响弯曲穗型品种远大于半直立穗型品种.     

拔节、抽穗期叶片SPAD值与杂交中籼稻产量及其构成因素的关系

以杂交中籼稻两优培九、丰优香占、汕优63为材料,研究不同施氮水平叶片SPAD值与产量及其构成因素的关系。结果表明:在试验条件下,随施氮量增加,初展时剑叶SPAD值先增加后降低;拔节期顶叶、抽穗期上部3张叶片SPAD值相应增加;而抽穗期剑叶SPAD值变化趋势品种间存在差异。各生育期叶片SPAD值品种间有差异。相关分析表明,拔节—抽穗期SPAD值与产量、结实率与千粒重的关系因品种而异,但剑叶SPAD值变化率与产量呈显著或极显著的负相关关系,与结实率、千粒重呈显著或极显著正相关关系。     

吉林省不同年代育成水稻品种上三叶光合特性的变化

为了解不同年代育成水稻品种上三叶光合特性的变化及其与产量的关系,以吉林省1958—2005年间育成的33个水稻品种为材料,研究了植株上三叶净光合速率(P_n)、光合能力及叶源量的变化。结果表明,抽穗期剑叶的P_n、光合能力和叶源量对植株的光合能力贡献最大,占单株总光合能力的42.45%,倒二叶占28.27%,倒三叶占15.69%。剑叶P_n、光合能力和叶源量的增加最小,倒二叶次之,倒三叶最大。相关分析表明,倒三叶的P_n、光合能力和叶源量与育成年代和产量呈显著正相关,剑叶和倒二叶的P_n、光合能力和叶源量与育成年代和产量的关系并没有达到显著水平。吉林省47年来水稻品种产量的遗传改良主要导致了植株倒三叶光合能力的显著提高,剑叶光合能力的变化并不大。     

超级早、晚稻品种的源库协调性

为了探讨超级早、晚稻品种的高产机理,对其源库特性进行了研究。与非超级稻品种(对照)相比,超级早、晚稻品种的总库容量、粒叶比、粒束比均较大,且与产量显著正相关;在整个灌浆结实期的源库增量比略大,但早稻在灌浆中后期(抽穗后10~25 d)和晚稻在灌浆前期(抽穗后0~10 d)均明显大;起始灌浆速率和平均灌浆速率均大,结实率与起始灌浆速率显著正相关,产量与平均灌浆速率极显著(早稻)或显著(晚稻)正相关;生育后期的根系活力衰退值较小,而剑叶的气-叶温差除早稻的株两优819和晚稻的淦鑫688外,其它均大。根系活力衰退值与产量显著负相关,剑叶的气叶温差与产量显著正相关。研究表明,较大的库容量且源库协调性较好是超级早、晚稻品种超高产的重要机理。     

不同年代中籼水稻品种的叶片光合性状

旨在探明中熟籼稻在品种改良过程中籽粒产量和叶片光合性能的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪50-60年代、60-70年代、80-90年代和21世纪00-10年代(超级稻) 4种类型,研究其产量、冠层结构及叶片光合特性的变化。结果表明,随品种的改良,中籼水稻品种的产量不断提高。群体总颖花量、面积指数和粒叶比显著增加,叶基角减小,群体透光率、光合势(绿叶面积持续期)、抽穗期剑叶光合速率、气孔导度、蒸腾速率和PSII最大和实际光化学效率以及荧光与非荧光淬灭系数增加。最大叶面积指数和全生育期总光合势与籽粒产量呈极显著正相关。灌浆期剑叶光合速率、气孔导度、PSII最大和实际光化学量子效率以及荧光和非荧光淬灭系数与结实率或粒重呈显著相关。表明在品种改良过程中,株型和叶片光合性能的改善是中籼水稻产量提高的重要原因。     

吉林省1958-2005年间育成推广水稻品种部分叶片特征的变化

以吉林省1958—2005年间育成并推广的33个水稻品种为材料,研究了植株抽穗后10 d叶片数量、叶面积、光合势(LAD)、上三叶叶片的长度、宽度和叶面积以及剑叶叶绿素含量(CCI)和比叶重(SLW)的变化及其与产量的关系。结果表明,吉林省47年来水稻品种的平均产量由7 756.6 kg hm^-2提高到12 807.3 kg hm^-2,增加了65.11%,平均每年增加1.39%。随着水稻品种产量的提高,单株叶面积和LAD增加,并与育成年代和产量呈显著正相关。单株叶面积和LAD的增加主要是植株叶片数量和倒三叶叶面积显著增加的结果;倒二叶叶面积变化不大;剑叶长度显著变短,面积呈下降趋势,但剑叶叶绿素含量和SLW与育成年代和产量呈显著正相关。本文结果表明,吉林省水稻品种产量的遗传改良主要是通过增加抽穗后植株叶片数量和倒三叶叶面积,提高了单株叶面积和LAD。水稻抽穗后植株叶片数量、单株叶面积、LAD、CCI值和SLW可以作为高产品种的参考指标。     

施肥量对2个超级稻品种叶片SPAD值的影响

为探讨超级稻品种‘松粳9 号’和‘松粳15’叶片SPAD 值的变化规律,明确叶片SPAD 值与产量性状的关系,以超级稻‘松粳9 号’和‘松粳15’为材料,通过田间小区对比试验,研究了不同肥力条件下超级稻‘松粳9 号’和‘松粳15’上部4 个叶片在拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期SPAD 值的变化。结果表明,随着施肥量的增加,2 个超级稻品种叶片SPAD 值呈逐步增加的趋势,施肥量越高增加的幅度越小。在整个调查期内,‘松粳15’叶片SPAD 值明显高于‘松粳9 号’。2 个超级稻品种叶片SPAD 值与每穴穗数、每穗粒数、公顷产量呈正相关,与结实率、千粒重呈负相关,与每穗粒数、结实率相关性更为紧密,相关性达到了显著或极显著水平。     

不同年代中籼水稻品种的产量与氮肥利用效率

本研究旨在探明中籼水稻在品种改良过程中产量与氮肥利用效率的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40—50年代、60—70年代、80—90年代和2000年以后4个类型,设置0 N(全生育期不施氮)、MN(全生育期施氮210 kg hm–2)和HN(全生育期施氮300 kg hm–2)3个施氮量处理,研究其产量、氮肥利用效率及其生理特性。结果表明,随品种应用年代的演进,不同年代中籼水稻品种的产量和氮肥利用效率均获得较大提高。2000年以后的品种(超级稻)产量和氮肥利用效率较高,根系性状和叶片光合特性以及氮代谢相关酶活性强是其重要生理基础。超级稻抽穗后根系氧化力和剑叶光合速率下降的幅度较大可能是导致超级稻结实率较低的一个重要原因。提高灌浆中后期超级稻的根系氧化力和剑叶光合速率,有望提高超级稻的结实率。     

不同温型早籼稻叶片光合及生理性状的差异

本研究旨在明确不同温型早籼稻气冠温差(CTD)与叶片光合及生理性状的关系,为快速筛选优质种质资源以及制定合理的栽培调控措施提供理论依据。选用低温型和高温型早籼稻品种各3个作为试验材料,在相同栽培管理措施下,监测孕穗期、抽穗期各品种冠层温度与大气温度,并测定叶片光合性状、叶绿素相对含量(SPAD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性、丙二醛、可溶性糖及可溶性蛋白含量,以明确气冠温差与叶片光合及生理性状的关系。结果表明：与高温型品种相比,低温型品种有较高的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,可溶性糖和叶绿素含量也较高,且SOD、CAT、POD活性较强,丙二醛含量较低,但可溶性蛋白含量总体相差不大。相关性分析表明,早籼稻CTD与剑叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率呈显著正相关,与胞间CO₂浓度呈负相关,但未达到显著水平。CTD与叶片可溶性糖含量,SPAD值和SOD酶活性显著正相关,与丙二醛含量呈显著负相关。     

施氮量对双季稻产量及其群体光合特性的影响

以早稻株两优4024、金优402和晚稻H优159、金优207为试材分析了不同施氮水平对双季稻(早稻、晚稻)产量及群体特性的影响。施氮水平设置为120,150,180,225 kg/hm2(分别记作N1、N2、N3、N4),考察各处理的产量及其形成和分蘖动态、剑叶SPAD值、剑叶光合速率以及干物质积累等变化指标。结果表明:早稻株两优4024、金优402和晚稻H优159、金优207各处理产量均呈N1、N4、N2、N3依次增加的变化趋势;4个供试组合在分蘖盛期的总生物量呈N1、N2、N3、N4依次增大的变化趋势,在齐穗后13 d、成熟期4个组合的总生物量均呈N1、N4、N2、N3依次增大的变化趋势;相关分析发现,齐穗后13 d、成熟期的叶干质量、茎鞘干质量、穗干质量、根系干质量、地上部干质量、生物总量和剑叶光合速率与产量之间均呈显著或极显著正相关。试验结果说明,在120~180 kg/hm2,增加施氮量有利于双季稻取得高产;增加施氮量可促进分蘖盛期干物质的积累,但过量施氮会影响生长后期干物质的积累;齐穗后较大的生物总量和较高的剑叶光合速率有利于双季稻取得高产。     

北方水稻生育后期剑叶可溶性物质含量及植株生产力对CO_2浓度增高的响应

以高产优质粳稻松粳9号和稻花香2号为试材,利用中国北方FACE(free air CO2enrichment)实验平台研究北方水稻生理代谢对CO2浓度增高的响应规律。在水稻抽穗期开始测定剑叶可溶性糖含量、蛋白质含量和总叶绿素含量,收获后实测小区产量及产量构成因素,比较处理间和品种间差异。结果表明,CO2浓度增高显著提高水稻抽穗期、乳熟期和完熟期剑叶可溶性糖含量,松粳9号和稻花香2号最高增幅分别达11.7%和47.5%。CO2浓度增高显著降低抽穗期和完熟期剑叶可溶性蛋白含量,松粳9号和稻花香2号最大降幅分别为16.2%和10.5%。CO2浓度增高使抽穗期和乳熟期剑叶总叶绿素含量显著增加,松粳9号和稻花香2号最大增幅达18.9%和22.5%,之后便逐渐降低。CO2浓度增高使松粳9号单株籽粒产量、生物学产量、经济系数分别提高6.82%、1.50%和12.64%,稻花香2号平均升高2.56%、2.13%和26.05%。研究表明,CO2浓度增高最终提高了水稻植株生产力,对可溶性物质含量的影响在不同生育期存在差异。这可能由于CO2浓度增高促进水稻生长发育,导致水稻提早成熟,叶片衰老促进了可溶性糖分解,也加快了功能叶可溶性蛋白向籽粒运输速率。     

长沙近41年气候变化对双季早稻产量的影响

为了诊断分析气候变化对长沙水稻产量的影响是正效应还是负效应,利用长沙市4个人工观测站1971—2011年逐日气温、降水量和日照时数等资料,采用趋势系数、相关系数、Mann-Kendall检验等方法,对长沙双季早稻生长期的气候变化特征及气象产量与其生长期气象因子间进行诊断分析。结果表明：（1）影响长沙早稻产量的关键气象因子依次是：5月低温、生长期最高气温、生长期降水量、灌浆乳熟期最高气温、生长期日照时数、5月日照时数、5月最高气温、5月平均气温及洪涝;（2）5月低温强度指数Ij与气象产量呈极显著负相关,对早稻产量有明显不利影响;生长期降水量与气象产量存在显著负相关,降水量太多不利于高产;（3）近41年来,早稻生长期最高气温、5月平均气温、5月最高气温呈极显著增加态势,生长期最高气温与气象产量呈极显著正相关,5月平均气温、最高气温、灌浆乳熟期最高气温与气象产量呈较显著或显著正相关,增温十分有利于早稻高产;（4）生长期日照时数与气象产量呈显著正相关,日照时数多对早稻高产有利;（5）近41年来,早稻气象产量呈弱下降态势,20世纪70年代末到80年代中期大幅增长,2004—2008年小幅增长,得益于生产力水平和早稻品种的提升以及十分有利于早稻增产的气象条件;20世纪80年代中期到90年代中期多为负值及2009年连续3年负值,在于气象条件对早稻增产无贡献。气候变化对长沙早稻产量的影响总体呈正效应。     

温度和降水对云南玉溪水稻生产的影响

为了解水稻不同生长阶段气温和降水因子对水稻生产的影响,利用玉溪市红塔区农业气象观测站1980—2011年水稻生长期、产量及其构成因素的观测资料,分析了水稻各生长阶段天数、产量及其构成因素与同期气温和降水量的关系。结果表明：除孕穗—抽穗期,降水量与水稻其他各生长阶段天数呈显著正相关,以分蘖—孕穗期（r=0.6362,P>0.01）和移栽—分蘖期（r=0.4247,P>0.05）受降水限制最大。移栽—分蘖期平均气温、最高气温和最低气温,以及分蘖—孕穗期和乳熟—成熟期日较差与相应阶段天数呈显著负相关。穗粒数是影响水稻产量的主要构成因素,其与孕穗—乳熟期气温呈正相关。结实率与乳熟—成熟期最高气温和温差呈显著负相关,与最低气温和降水量呈显著正相关。千粒重与孕穗—成熟期气温呈负相关。水稻产量与移栽—分蘖期最高气温和日较差呈显著负相关,与降水量呈显著正相关,且丰年这3个因子与平年和歉年也有较大差异。结果说明,移栽—孕穗期水稻生产主要受降水的限制,孕穗—成熟期则主要受气温的影响,较高的气温促进穗粒数的增加,较大的温差促进物质的积累,对提高水稻产量较为有利。     

水氮互作下水稻氮代谢关键酶活性与氮素利用的关系

以杂交稻冈优527为材料,设“淹水灌溉”(W₁)、“前期湿润灌溉+孕穗期浅水灌溉+抽穗至成熟期干湿交替灌溉”(W₂)和“旱种”(W₃)3种灌水及不同的施氮量处理,研究对水稻氮代谢酶活性及氮素吸收利用的影响,并探讨各生育期水稻氮代谢酶活性与氮素吸收利用及产量间的关系。结果表明,水与氮对水稻各生育期氮代谢酶活性及氮素吸收利用有显著互作作用,W₂相对于其他灌水处理有助于拔节至抽穗期水稻吸氮量的增加,提高氮素干物质生产效率及稻谷生产效率,而且与施氮量为180 kg hm^-2 耦合能达到提高氮代谢酶活性、增产、提高氮肥利用效率的目的,为本试验最佳的水氮耦合运筹模式;施氮量达270 kg hm^-2 时水氮互作优势减弱,不利于3种灌水方式下硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)活性的提高,还会导致产量及氮效率的下降。相关分析表明,水氮互作下各氮代谢酶活性与氮素利用特征及产量间存在显著或极显著的相关性,据此可将各生育期功能叶GS活性作为准确判断水稻各生育期氮素积累量的指标;并可将抽穗期剑叶中NR、GS、GOGAT及内肽酶(EP)活性作为综合评价水稻产量及氮效率的指标。     

超高产水稻生育后期剑叶光合生理特性变化的研究

笔者研究了黑龙江省第一积温带5个产量不同的主栽品种生育后期剑叶叶绿素含量、净光合速率和RuBP羧化酶活性变化规律。结果表明：超高产品种生育后期的剑叶叶绿素含量、光合速率和RuBP羧化酶活性均高于常规品种,品种间差异显著。因此,将剑叶生育后期叶绿素含量、净光合速率和RuBP羧化酶活性的变化研究,作为寒地粳稻高光效育种和超高产育种中的一项措施是可行的。     

粳稻不同发育时期剑叶含氮量与稻米食味品质的关系

为定量分析水稻剑叶含氮量、籽粒蛋白质含量与食味值的相互关系,改善稻米的食味品质,以46份不同地理来源的优质粳稻品种为材料,测定抽穗后不同发育时期剑叶的含氮量,并于成熟期收获籽粒测定蛋白质含量及稻米食味值.结果表明,抽穗期和抽穗后7 d剑叶含氮量与食味值相关系数最大,分别为-0.635**和-0.661**.并通过多元逐步回归和聚类分析建立了根据剑叶含氮量预测稻米食味值的最优回归方程Y=74.879-2.450 X_1-2.622 X_2,且发现当抽穗期和抽穗后7 d剑叶含氮量小于或等于3.7%时,稻米食味值较高.     

小麦灌浆期上三叶叶绿素含量与产量和品质的关系

为了探讨灌浆期小麦上三叶叶绿素含量与产量和品质性状之间的关系,以49个基因型为参试材料,对上三叶叶绿素含量、穗粒数、千粒重、穗粒重、蛋白质含量和湿面筋含量进行测定。结果表明：基因型间、上三叶间、不同灌浆期间叶绿素含量均存在较大差异,基因型间穗粒数、千粒重、穗粒重、蛋白质含量和湿面筋含量也存在较大差异;上三叶叶绿素含量与穗粒数、千粒重、穗粒重、蛋白质含量和湿面筋含量均呈正相关关系,其中5月10日倒三叶、5月15日倒二叶和倒三叶、5月19日倒二叶和倒三叶与穗粒数达到显著或极显著相关,5月19日旗叶和倒二叶和5月24日上三叶（旗叶、倒二叶和倒三叶）与千粒重均达显著或极显著相关,5月10日倒三叶、5月15日倒二叶和倒三叶、5月19日上三叶（旗叶、倒二叶和倒三叶）和5月24日旗叶和倒二叶与穗粒重相关性均达显著或极显著水平,除5月10日旗叶外其他叶绿素含量与蛋白质含量和湿面筋含量均达显著或极显著水平。灌浆期上三叶叶绿素含量对产量和品质性状有重要影响。     

中国水稻稻纵卷叶螟区域气象等级预测模型

为了建立水稻不同区域、不同生育期的水稻稻纵卷叶螟预测模型,利用103个植保站2000-2014年稻纵卷叶螟虫情资料与气象资料,采用SPSS软件进行相关分析与主成分分析,在逐步回归的基础上建立水稻稻纵卷叶螟不同区域、不同生育期的发生发展气象等级与迁入气象等级预测模型。结果表明：以华南早稻为例,影响早稻移栽分蘖期发生发展的关键因子包括3月下旬累积降水量、4月上旬平均气温、4月下旬平均气温、5月上旬平均气温以及5月上旬最高气温＞30℃天数;迁飞的关键因子包括4月平均相对湿度、3月下旬平均气温、3月下旬平均相对湿度以及4月上旬平均日照时数。通过2000—2012年数据回代检验发现,不同水稻种植区移栽分蘖期和抽穗开花期发生发展气象等级平均准确率能达到80%以上,迁入气象等级在85%以上。通过2013—2014年外推预报时,发生发展气象等级平均准确率在80%以上,迁入气象等级在78%以上;当预测站点样本数较少时,预报的准确率普遍下降,西南一季稻下降明显。预测模型可从气象角度对中国水稻稻纵卷叶螟发生发展和迁入进行预测。