重穗型遗传群体水稻株系产量形成及氮素吸收利用的基本特征

在大田条件下,以遗传背景相似的114个水稻株系为供试材料,依据成熟期单穗重将供试群体分为6种不同类型,研究不同穗重类型水稻产量及氮素吸收利用的差异。结果表明:①供试群体单穗重和产量差异均较大,单穗重变幅为2.74～5.73 g,产量变幅为4 676.10～11 450.25 kg·hm~(-2)。随着单穗重的增加,产量总体呈上升趋势,两者呈极显著线性正相关;②重穗型(高单穗重类型)水稻每穗粒数、结实率和千粒重较大,单位面积穗数较小;③重穗型水稻LAI(抽穗期、成熟期)、叶片重、库容量、库容量形成速率均较高,单位干重库容量和单位氮素库容量大,单位叶面积库容量中等;④重穗型水稻结实期干物质生产量、成熟期生物产量优势明显,经济系数、抽穗期粒叶比和结实期期净同化率均高于其他类型;⑤重穗型水稻氮素吸收、氮素利用主要指标均较高,吸氮量大与其吸氮强度高有密切关系。通过遗传改良,有可能实现水稻氮素吸收与氮素利用的同步提高。     

不同库容群体水稻磷、钾养分吸收利用的基本特点

在大田条件下,以染色体单片段代换系水稻遗传群体114个株系为供试材料,采用聚类分析方法将供试群体按库容量分成6种不同类型,研究其磷、钾养分吸收利用的基本特点。结果表明:①供试群体库容量差异极大,变幅为676.80～1326.43 g·m~(-2),扩大库容量有利于其产量的显著提高;②不同库容量水稻全株含磷率和抽穗期含钾率差异较小,但成熟期含钾率差异显著。大库容水稻成熟期吸磷量和吸钾量优势明显,与其结实期较高的磷、钾吸收量关系密切;③大库容水稻结实期茎鞘叶磷素转运量小,穗部磷增加量大,而结实期茎鞘叶钾素转运量和穗部增加量均有明显优势;但磷、钾利用效率优势均不明显;④相关分析表明,磷、钾养分吸收量对库容量的影响较其籽粒生产效率大。综上所述,该遗传群体水稻磷、钾吸收利用特点基本相同,大库容水稻具有明显的磷、钾吸收优势,结实期尤为显著。     

不同氮素累积量类型籼稻品种有关源库指标的基本特点

2001、2002年,在群体水培条件下,分别以国内外的籼稻代表品种88个和122个为材料,于抽穗期和成熟期测定植株的干物重（包括根系）、全氮含量及产量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种成熟期的氮素累积量进行聚类,分析不同氮素累积量类型籼稻品种间有关源库指标的特点。结果表明,供试品种成熟期氮素累积量差异很大,可聚类为A、B、C、D、E、F等6类,类型间的差异均达到了显著水平。高氮素累积量类型籼稻品种有关源库指标的基本特点为：抽穗期和成熟期叶面积系数大、结实期叶面积系数减少量大、结实期叶面积系数减少比例较低、抽穗期单位面积绿叶重大、比叶重高、结实期净同化率较高、单位面积颖花量和库容量大。     

不同穗型常规籼稻品种源库性状的差异

 【目的】研究不同穗型常规籼稻品种源库性状的差异,为大穗型品种遗传改良及从栽培角度调控源库提高穗重提供参考依据。【方法】在群体水培条件下,2001年、2002年分别以88个、122个常规籼稻品种为材料,测定叶面积、干物重（包括根系）、产量及其构成因素、氮素含量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按单穗重从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种源库性状的差异。【结果】大穗型籼稻品种抽穗期和成熟期叶面积系数、绿叶重及比叶重均较大,但结实期叶面积系数下降比例小。在一定的范围内,增大叶面积系数有利于提高单穗重;大穗型籼稻品种结实期净同化率大于小穗型品种;大穗型品种库容量较大,适当增大穗重有利于库容量的提高;大穗型品种单位叶面积籽粒产量、单位叶面积库容量、单位干物质库容量、单位氮素库容量较大;影响穗重的主要叶源性状是抽穗期绿叶重、净同化率;影响穗重的主要库性状是库容量、单位叶面积库容量、单位氮素库容量、单位叶面积籽粒产量。【结论】大穗型品种叶面积系数及其构成、库容量及其构成（或库源比）显著大于小穗型品种,绿叶重、结实期净同化率是影响穗重的主要叶源性状,库容量、单位叶面积库容量、单位氮素库容量、单位叶面积籽粒产量是影响穗重主要库容性状。     

不同库容量类型常规籼稻品种氮素吸收与分配的差异

 【目的】研究不同库容量类型水稻品种氮素吸收与分配的差异,为大库容量类型品种的氮素遗传改良提供参考依据。【方法】在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种（2001年为88个、2002年为122个）为材料,测定干物重（包括根系）、产量及其构成因素、氮素含量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按库容量从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种氮素吸收与分配的基本特点。【结果】供试品种间库容量的差异很大（426%、817%）。A、B、C、D、E、F类品种的平均库容量,2001年分别为426.37、642.53、770.96、903.73、1 064.32、1 213.90 g?m-2,2002年分别为359.36、574.11、764.98、962.43、1 200.11、1 455.59 g?m-2;大库容量品种抽穗期全株含氮率较高、结实期全株含氮率下降幅度较大;大库容量类型品种吸氮能力强,抽穗后更明显吸氮能力显著受到生育期与吸氮强度的影响,但吸氮强度的作用要大于生育期的作用。;大库容量类型品种氮素在根中比例小、成熟期氮素在茎鞘叶中比例小、穗中氮素比例大、结实期茎鞘叶氮素运转量大;增加吸氮量,促进茎鞘叶中的氮素运转有利于库容量的提高。【结论】大库容量类型品种吸氮能力特别是抽穗后的吸氮能力强,成熟期氮素在营养器官中比例小、穗中氮素比例大、结实期茎鞘叶氮素运转量大。     

不同穗型常规籼稻品种物质生产与分配的差异及原因分析

在群体水培条件下,2001、2002年分别以88、122个常规籼稻品种为材料,测定叶面积、干物重(包括根系)、产量及其构成因素、氮素含量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按单穗重从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种物质生产与分配的差异及其原因。结果表明:①大穗型籼稻品种抽穗期、结实期、成熟期群体干物质生产量和个体干物质生产量大;②大穗型品种成熟期茎鞘干重比例较大,穗干重比例及经济系数小于中等穗型品种;③单穗重受生物产量和经济系数的共同影响,生物产量特别是单穗生物量对穗重的作用显著大于经济系数对穗重的作用;④大穗型水稻品种播种到抽穗天数、全生育期天数较长,生育期、干物质生长率均是影响干物质生产的重要因素,干物质生长率特别是个体干物质生长率对干物质生长量影响较大;⑤大穗型品种单穗茎鞘重、单穗绿叶重、单穗叶面积大,结实期单穗叶面积下降速度慢。单穗根源、单穗氮源、单穗叶源、单穗碳源优势明显是大穗型品种干物质积累多、穗重大的主要原因。     

氮素高效吸收型粳稻品种源库指标的基本特点

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,测定植株叶面积、各器官干物重和含氮率、库容量和产量等,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等6类,研究氮素高效吸收型粳稻品种源库指标的基本特点。结果表明:①供试品种间吸氮量的差异很大,成熟期总吸氮量最大品种为最小品种的2.94倍(2008年)和2.59倍(2009年),成熟期单穗吸氮量最大的品种为最小品种的4.67倍(2008年)和3.51倍(2009年);②氮素高效吸收型品种抽穗期、成熟期群体叶面积系数和单穗叶面积较大;③氮素高效吸收型粳稻品种抽穗期绿叶重、净同化率较大,但比叶重无明显优势;④氮素高效吸收型品种群体库容量与单穗库容量均大于氮素低效吸收型品种;⑤叶面积系数和库容量对粳稻品种总吸氮量均有重要的影响,库容量的作用大于叶面积系数。增源扩库是粳稻品种增加氮素累积量,实现高产更高产的重要途径。     

不同库容量类型基因型水稻茎鞘非结构性碳水化合物积累转运特征

在大田条件下,以源于珍汕97×明恢63的重组自交系群体(127个家系)为材料,测定水稻茎鞘非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrat,NSC)含量和积累量(移栽后30d、抽穗期和成熟期)、叶面积、穗颈节间直径和维管束数量、产量等,采用聚类分析法将家系按库容量大小聚类,研究不同库容量类型水稻茎鞘NSC积累与转运特征。结果显示:家系间库容量存在较大的变异,变幅为289.4~945.4g/m2;按库容量从小到大依次可聚类为A、B、C、D、E和F共6种类型,平均库容量分别为388.0、575.3、667.3、728.4、793.4、887.2g/m2;抽穗期NSC含量和积累量均显著大于移栽后30d和成熟期。总体上,小库容量类型(类型A和B)移栽后30d NSC含量和积累量显著高于大库容量类型,相反在成熟期低于大库容量类型;在抽穗期,NSC含量在不同类型间变化不大,而大库容量类型茎鞘NSC积累量大于小库容量类型。大库容量家系穗颈节维管束多,但源库比(单位库容量的叶面积)较小;移栽后30d到抽穗期,不同库容量类型基因型间NSC含量的变化无差异,然而积累量的变化随着库容量的增加而显著增加;随着库容量的增加,NSC表观转运量显著增加,而茎鞘NSC对产量的表观贡献率呈先降低后增加的变化特点。大库容量类型茎鞘NSC对产量的表观贡献较高,这与其抽穗前茎鞘NSC积累量高、灌浆结实期NSC表观转运量大、茎维管束多、源库比小紧密相关。由于大库容量类型源库比率较小,采取增源(尤其是茎鞘中NSC的积累)的栽培措施利于大库容量基因型获得高产。     

水稻抽穗期叶色诊断指标与叶面积指数及结实期光强的关系

叶色是氮素营养诊断最常用的指标,获得准确的叶色诊断指标是水稻精确定量施氮的基础。叶色诊断指标实际上就是稻谷产量最高时的最适叶色。已有报告指出,叶色诊断指标受到群体大小和结实期光照条件的影响。研究的目的是,找出叶色诊断指标随群体大小和光照条件而变化的规律,为精确定量施氮提供理论和技术依据。2004—2005年早季和晚季,在广州以两系杂交稻粤杂122为试材,设置8种不同氮肥处理,进行2年4季田间试验,抽穗期测定叶色(SPAD)和叶面积指数(LAI),成熟期测产。结果表明:(1)不同季节的最适叶色存在明显差异,4季变动于39～45之间。根据产量与叶色的定量关系,可以准确、快速地确定特定条件下的叶色诊断指标。(2)稻谷产量与抽穗期群体指数(SPAD与LAI的乘积)呈开口向下的抛物线关系。抽穗期SPAD、LAI和结实期日照时数,可以解释不同年度、季节和不同氮肥处理的稻谷产量变异的86%。最适群体指数随着结实期日照时数的增加而提高。(3)最适叶色随着日照时数的增加而提高,随着LAI的增加而降低,3者之间存在显著的定量关系。应用这一关系,可根据结实期光照条件,估计出异地异季的叶色诊断指标。     

不同氮素累积量类型的籼稻品种物质生产与分配特点

2001和2002年,在群体水培条件下,取籼稻代表品种210个,于抽穗期和成熟期测定根、茎鞘、绿叶、黄叶和穗的干物重以及氮素含量,采用组内最小平方和的动态聚类方法对供试品种成熟期的氮素累积量进行聚类,分析不同氮素累积量类型品种间物质生产与分配的特点.结果表明:(1)供试品种成熟期氮素累积量差异很大,可聚类为A、B、C、D、E、F 6 类,类型间的差异均达到了显著水平;(2)高氮素累积量类型籼稻品种物质生产的特点为抽穗前和抽穗后干物质生产量大,且抽穗后干物质生产比例也较大,因而生物产量高;(3)高氮素累积量类型籼稻品种抽穗期干物质分配的特点为根干重所占比例较小,叶片干重所占比例较大,成熟期干物质分配的特点为根干重和穗干重所占比例较小,而茎鞘干重所占比例较大,经济系数较低.     

不同库容量类型水稻在氮素吸收利用上的差异

在群体水培条件下，测定特青／Lemont F2无性系群体140个株系的氮素吸收利用性状。并用聚类法按库容量大小将群体分为6种类型，研究不同库容量类型水稻在氮素吸收及利用上的差异。结果表明：①抽穗期稻株的含氮率随库容量增大而提高。成熟期的含氮率则随库容量的增大而降低。②随库容量的增大。稻株抽穗期及成熟期的吸氮量均显著提高。且抽穗后的吸氮量随库容量增大而增加。③要库容量对抽穗期氮素在不同器官的分配比例无明显影响．但随库容量的增大，成熟期氮素在根、茎、叶中的分配比例明显降低，在穗部的分配比例则明显增加。④随库容量的增大，氮素的物质生产效率、籽粒生产效率及氮素收获指数均显著提高。     

不同氮素累积量类型籼稻品种产量及其构成因素的差异

2001、2002年在群体水培条件下分别以88、122个国内外的籼稻代表品种为材料,测定植株的干物重、全氮含量、产量及其构成因素,采用组内最小平方和的动态聚类方法对供试品种成熟期的氮素累积量进行聚类,分析不同氮素累积量类型品种间产量及其构成因素的差异。结果表明:①供试品种成熟期氮素累积量差异很大,可聚类为A、B、C、D、E、F等6类,类型间的差异均达到显著水平;②氮素累积量为A、B、C、D、E、F类的品种,随着氮素累积量的增加,产量水平明显提高;③氮素累积量大的品种,表现为单位面积库容量大、每穗颖花数多、千粒重高、抽穗期叶面积系数大、生物产量高,穗数较多、单位叶面积籽粒产量较高,但其结实率和经济系数均较低。     

不同产量类型籼稻品种库容量构成特点的研究

2001～2002年，在群体水培条件下，以国内外20世纪30～90年代育成的88个籼稻代表品种(品系)为供试材料．采用组内最小平方和的动态聚类方法对产量进行聚类分析，研究不同产量类型籼稻品种库容量及其构成的基本特点。结果表明：高产品种的单位面积库容量显著高于中、低产品种，同时抽穗期的叶面积系数、干物质累积量和氮素累积量等指标．也显著高于中、低产品种；高产品种抽穗期的单位叶面积库容量、单位干物质库容量和单位氮素库容量等库容形成效率指标显著高于中、低产品种；抽穗期植株含氮率的变化趋势与抽穗期单位叶面积、单位干物质、单位氮素所形成的库容量的变化趋势一致。     

不同库容量类型籼稻品种根系性状的差异

 【目的】明确大库容量类型水稻品种根系性状的特征,为大库容量品种的根系遗传改良提供参考依据。【方法】在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年为88个、2002年为122个)为材料,测定干物重(包括根系)、根系性状和根系活性、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库容量从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种根系的基本特点。【结果】供试品种间库容量的差异很大(426%、817%)。A、B、C、D、E、F类品种的平均库容量,2001年分别为426.37、642.53、770.96、903.73、1 064.32、1 213.90 g?m-2,2002年分别为359.36、574.11、764.98、962.43、1 200.11、1 455.59 g?m-2;大库容量籼稻品种单位面积不定根数、不定根总长、根干重显著大于小库容量籼稻品种,但不同库容量类型品种间每条不定根性状、单位根重等根系性状差异不显著;多元回归分析表明,显著影响单位面积库容量的主要根系性状是单位面积不定根长、单位面积根干重、抽穗期冠根比和单位面积根系活性,决定系数为0.423～0.578。随着单位面积不定根长、单位面积根干重、抽穗期冠根比、单位面积根系活性的提高单位面积库容量显著增加。【结论】大库容量籼稻品种单位面积根系性状大于小库容量类型品种,单位面积不定根长、单位面积根干重、抽穗期冠根比、单位面积根系活性是显著影响单位面积库容量的主要根系性状。     

再生稻的产量形成及其高产群体分析

以云南省8个大面积应用的再生稻品种为材料,研究再生稻的产量形成,并通过改变施氮量和施氮时期,分析再生稻最高产品种的高产群体质量。结果表明:再生稻抽穗期到成熟期的生长率为头季稻抽穗到成熟期的37.87%,再生稻的产量为头季稻的36.95%,再生稻产量与头季抽穗后到成熟期的群体生长率和再生稻抽穗期LAI呈显著的正相关,提高再生稻产量的关键是提高其有效穗,而提高再生稻有效穗的关键是提高腋芽萌发率和存活率;施氮量和施氮时期创造了再生稻不同质量群体,高产质量群体齐穗期LAI为3.6以上,抽穗期到成熟期的群体生长速率在8.5 g/(m2·d)以上,对应的氮肥用量195 kg/hm2,在头季稻齐穗后15 d和收获2~3 d均施。     

减库对不同穗型水稻物质积累及转运的影响

【目的】本研究旨在探究不同穗型材料间物质积累差异,以及减库对水稻不同部位物质积累、转运差异的影响。【方法】以弯曲穗野生型蜀恢498和直立穗突变体R~221为试验材料,采用完全随机设计,比较研究减库处理对供试材料干物质积累及转运、产量性状的影响。【结果】减库处理后茎鞘、叶干重显著降低,而穗干重显著增加,导致供试材料减弱叶的物质转运、穗茎鞘输出率与转换率降低;通过库容量的减少,使得库器官和输导组织活性增强,从而提高叶的转换率,使2种穗型水稻千粒重及结实率提高。减库对弯曲穗型材料结实率和千粒重的影响较直立穗大。【结论】直立穗与弯曲穗从抽穗期至成熟期这一过程,它们物质积累、转化存在显著差异,且库容量减少会抑制弯曲穗叶片物质输出,有利于直立穗叶片光合产物转运到籽粒。     

直播水稻丰产高效群体的物质生产特征及其调控途径研究

以连粳7号和华粳9号为试验材料,设置密度和氮肥2个处理,形成不同类型的直播水稻群体,解析直播水稻丰产高效群体的物质生产特征及其形成机制。结果表明：群体颖花量和结实期的物质积累量是限制直播水稻产量的主要因素。直播水稻丰产高效群体一般在中等偏高密度条件下,通过适宜的穗肥施用保证较好群体结构的同时获得较高的群体颖花量,并在结实期表现出较强的物质生产能力,获得优越的结实率。丰产高效群体生育中期的茎蘖数变化较为平缓,成穗率较高,抽穗期茎鞘物质积累量、叶面积指数、结实期叶片的净光合速率均显著高于一般群体,其较优的群体结构为维持较高的物质生产效率提供了保障,从而具有较高的结实期物质积累量,呈现出明显的“中稳后优”的群体发育和物质生产特征。     

水稻拔节期群体茎蘖结构与叶面积指数及产量关系的研究

以中粳稻广陵香粳和中籼稻汕优63为材料，采用不同的肥料运筹和插栽密度等措施，研究水稻拔节期茎蘖结构与叶面积指数(LAI)及产量的关系。结果表明：水稻抽穗期适宜的LAI，拔节至抽穗期叶面积生长速率大于N-n期至拔节期，有利于形成高产叶面积动态类型；拔节期茎蘖数结构与拔节期、抽穗期LAI关系密切，拔节期适宜的茎蘖结构有利于抽穗期适宜LAI的形成。     

结实期施氮对寒地水稻群体源库关系及产量的影响

【目的】研究结实期不同施氮量对寒地水稻群体源库关系及产量的影响,为结实期合理施氮提供理论依据。【方法】采用随机区组设计,研究结实期5个施氮水平对空育131群体源库关系及产量的影响。【结果】施氮22.5~67.5kg/hm2对空育131的叶面积指数、库容量、平方米穗数、穗粒数、千粒重、产量及整精米产量均有一定的促进作用,存在最适值;施氮67.5kg/hm2时稻谷产量及整精米产量分别达到13 581kg/hm2、8 914kg/hm2,与对照差异均达到极显著水平。【结论】在寒地条件下,施氮67.5kg/hm2对空育131的增产及其他指标的综合提高效果明显,结实期适量施氮可以提高群体稻谷产量和整精米产量。     

油-稻-稻三熟制下双季稻高产品种特征研究

【目的】在早稻-晚稻-套播早熟油菜（油-稻-稻）三熟制下,筛选生育期适宜的高产水稻品种,系统研究早、晚稻高产品种特征,以期为油稻稻三熟制下水稻高产品种的选育与栽培提供理论参考。【方法】以9个早稻品种和10个晚稻品种为材料,通过系统聚类分析和方差分析等方法对油稻稻三熟制下双季稻高产品种特征进行研究。【结果】（1）与低产和中产类型双季稻相比,高产类型双季稻有效穗数、结实率、千粒重、生育期差异不显著,但每穗粒数、总颖花量、产量及日均产量显著高于低产类型。（2）高产类型与低产及中产类型双季稻的分蘖增长率、分蘖下降率及高峰苗数差异不显著,但成穗率显著高于低产类型,高产类型分蘖呈稳增缓降的发展态势。（3）早稻抽穗期干物质量及各生育时期平均单茎干物质量不同类型间无显著差异,结实期与全生育期干物质量随产量水平的提高呈增加趋势,高产类型显著高于低产类型;晚稻各生育时期干物质量及平均单茎干物质量不同类型间差异较大,高产类型均显著高于低产类型,但与中产类型差异不显著;各产量类型品种收获指数差异不显著。（4）随产量水平的提高,双季稻抽穗期和成熟期群体叶面积（LAI）和单茎叶面积呈增加趋势,灌浆结实期叶面积下降率则呈降低趋势,高产类型与低产类型均存在显著差异;粒叶比随产量水平的提高而增大,其中早稻高产类型与低产类型差异显著,而晚稻差异不明显。【结论】在油稻稻三熟制条件下,高产类型双季稻具有分蘖力中等、成穗率较高、全生育期特别是花后干物质生产量及单茎干物质量大、中后期LAI及单茎叶面积较高、每穗粒数较多、总颖花量大、粒叶比协调和日产量高等基本特征。高产类型早稻品种生育期为105-110 d,日产量75-78 kg·hm^-2·d^-1,每穗粒数125-140粒,千粒重26-28 g;高产类型晚稻品种生育期约115 d,日产量77-81 kg·hm^-2·d^-1,每穗粒数140-160粒,千粒重24-28 g。