籼、粳超级稻光合物质生产与转运特征的差异研究

为阐明籼、粳超级稻干物质积累及光合生产特征的差异,以江苏地区大面积推广种植的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、粳超级稻干物质积累、分配、运转及叶面积、光合势、群体生长率、净同化率、秧苗素质、叶型等方面进行了系统的比较研究。结果表明,粳稻生育前期(移栽至拔节期)干物质积累量、光合势、群体生长率、净同化率及上三叶叶长、叶基角、叶开角、披垂度和叶面积衰减率、收获指数均小于籼稻,而生育中后期(拔节至成熟期)干物质积累量、光合势、群体生长率、净同化率及有效叶面积率、高效叶面积率、粒叶比(颖花/叶、实粒/叶、粒重/叶)、最大叶面积指数、总充实量、实收产量、生物产量、茎鞘最大输出量和表观输出量及比率均大于籼稻,差异显著或极显著。虽然粳稻主要生育期单茎干物重均不及籼稻,但群体数量优势保证粳稻具有较高的群体干物质积累量和叶面积,且随着生长发育的持续,群体光合物质生产优势不断加大,群体干物质积累量于抽穗后25 d前后超过籼稻。粳稻灌浆后期(乳熟至成熟期)仍保持强劲生长优势,而灌浆初期(抽穗至乳熟期)茎鞘贮存物质合理输出,有效保障了高效光合层的安全支撑及高积累产量库的流畅充实。高生物学产量的稳定形成和叶面积“稳升缓降”态势以及拔节至成熟期较强的高效光合物质生产,是粳稻光合系统高效持续产出、灌浆充实多及高产形成的重要特征和原因。     

不同种植方式水稻高产栽培条件下的光合物质生产特征研究

为探明不同种植方式水稻在长江下游稻-麦两熟制条件下的干物质及光合生产特征,以早熟晚粳、迟熟中粳和中熟中粳3种类型水稻品种(含常规粳稻和杂交粳稻两种)为材料,对旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式水稻的干物质积累、分配、运转及叶面积、光合势、群体生长率、净同化率等方面进行了系统的比较研究。结果表明,(1)不同种植方式水稻产量与总干物质积累量和抽穗至成熟期干物质积累量呈极显著正相关,与拔节至抽穗期的干物质积累量(在确保抽穗期干物质积累量适宜的前提下)也呈极显著正相关,与播种至拔节期干物质积累量和收获指数相关不显著;(2)群体干物重拔节前无明显差异,拔节后均是手栽稻最高,机插稻次之,直播稻最小,并随生育进程差异越来越大,而单茎干物重整个生育期都是手栽稻最大,直播稻最小;(3)阶段干物质积累上,播种至拔节期差异较小,拔节至抽穗期和抽穗至成熟期都是手栽稻极显著高于机插稻,机插稻极显著高于直播稻,占总干物重的比例播种至拔节期手栽、机插、直播依次增大,拔节至抽穗期大体相当,抽穗至成熟期依次降低;(4)干物质分配上,成熟期穗和茎干物重占总干物重的比例手栽、机插、直播依次降低,而叶和鞘的比例依次增大,但叶的比例在孕穗、抽穗、蜡熟3个时期手栽、机插、直播依次降低;(5)物质输出和转化上,叶、茎物质输出率和转化率手栽、机插、直播依次降低,且蜡熟期后茎都有物质回运现象,手栽回运的最多,直播最少;鞘物质输出率相当,转化率手栽和机插低于直播;(6)光合生产上,拔节前不同种植方式水稻叶面积指数相当,光合势手栽、机插、直播依次降低,群体生长率和净同化率依次增大;拔节至抽穗期,光合势也是依次降低,群体生长率和净同化率差异较小;抽穗期有效叶面积率不同种植方式水稻间没有明显差异,而高效叶面积率手栽极显著高于机插,机插又极显著高于直播;抽穗以后,叶面积指数、光合势、群体生长率和净同化率均是手栽最大,直播最小。说明不同种植方式水稻干物质和光合生产有各自特征,与机插稻和直播稻相比,手栽稻前期物质积累量适宜,中后期物质积累量显著高,干物质总量大而且分配合理,运输转化效率高,抽穗后光合生产能力强。     

双季晚稻不同类型品种产量及其群体动态特征差异研究

在长江中游双季稻地区(江西上高),以籼粳杂交稻、杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻4种类型20个具有代表性的品种为材料,采用湿润育秧大苗移栽种植方式,设置各类型品种最适的高产栽培处理,系统比较分析了不同类型水稻品种产量及其构成、茎蘖动态、叶面积动态与组成、光合势、干物质积累、群体生长率和净同化率等方面的差异,以期为双季稻区适宜品种的选用以及高产栽培提供理论依据与技术支撑。结果表明,双季晚稻不同类型品种产量表现为籼粳杂交稻杂交粳稻常规粳稻杂交籼稻,差异极显著。籼粳杂交稻群体产量最高的原因是在保持一定穗数的基础上,极显著增加每穗粒数,进而提高群体颖花量,同时保持稳定的结实率和千粒重。与杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻群体相比,籼粳杂交稻群体茎蘖数于生育前期稳步增长,在有效分蘖临界叶龄期及时够苗,够苗后增长平缓,高峰苗数量较少、下降平缓,成穗率中等(73.19%左右);群体叶面积指数前期增长较缓,最大值出现在孕穗期,为7.93左右,此后平稳减少,抽穗期叶面积指数、有效叶面积率、高效叶面积率及粒叶比均极显著增高,成熟期仍保持3.85以上;群体干物质积累量有效分蘖临界叶龄期和拔节期少,拔节后干物质积累速度较快,孕穗期、抽穗期、乳熟期和成熟期显著或极显著增高,且生育中后期干物质积累比例高;群体光合势、群体生长率和净同化率表现为"前小,中高,后强"。     

南方粳型超级稻物质生产积累及超高产特征的研究

以超级粳稻品种武粳15、淮稻9号、徐稻3号和常优1号为材料,对高产(8.25~9.75 t hm^-2)、更高产(9.75~11.25 t hm^-2)和超高产(＞11.25 t hm^-2) 3个产量等级群体的物质生产与产量的关系、干物质积累、输出与转运等方面进行了系统的比较研究。结果表明,4个超级稻品种成熟期、抽穗至成熟期的干物质重与产量呈极显著正相关,抽穗期干物质重均与产量呈抛物线关系,拔节至抽穗期的干物质重与产量呈极显著正相关(高产—更高产、更高产—超高产以及将3个产量等级综合起来);从高产到更高产再到超高产,4个超级稻品种的生物学产量不断提高(差异显著),而超高产群体的经济系数则与更高产水平相当(0.5000以上),显著高于高产水平;较之更高产、高产群体,超高产群体在生育中期(拔节至抽穗期)干物质积累量大,抽穗期叶面积指数高、株型挺拔、群体质量优[有效叶面积率、高效叶面积率、总颖花量与颖花/叶(cm²)、基部节间粗、单茎茎鞘重均高],在生育后期(抽穗至成熟期),光合能力强(叶面积衰减率小,光合势、群体生长率、净同化率高)、干物质积累量高(占生物学产量的40.0%以上)、茎鞘物质的输出与转运协调[实粒/叶(cm²)、粒重(mg)/叶(cm²)均高]。     

甬优系列籼粳杂交稻氮肥群体最高生产力的优势及形成特征

以长江下游地区大面积种植的4种类型(籼粳杂交稻、常规粳稻、杂交粳稻和杂交籼稻)水稻品种中有代表性的品种为材料,设置6个氮肥水平(0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm–2),比较研究其氮肥群体最高生产力及其产量构成、关键生育阶段天数、主要生育时期的叶面积指数和干物重。结果表明:(1)杂交籼稻获得最高生产力对应的施氮量为225.0~262.5 kg hm–2,常规粳稻为300.0 kg hm–2,杂交粳稻和籼粳杂交稻为262.5~300.0 kg hm–2。(2)氮肥群体最高生产力以籼粳杂交稻最高,达12.2(12.0~12.3)t hm–2,较杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻分别高出6.6%、9.8%和19.6%(两年平均值)。群体颖花量和每穗粒数均以籼粳杂交稻最高,但其每穗粒数年度间波动较大。穗数和结实率以常规粳稻最高。(3)播种至抽穗期天数以杂交粳稻最长,抽穗至成熟期天数则以籼粳杂交稻最长,达60 d左右。全生育期天数呈杂交粳稻常规粳稻籼粳杂交稻杂交籼稻。两年中日产量以籼粳杂交稻最高。(4)籼粳杂交稻在抽穗、抽穗后20 d和成熟期的叶面积指数和干物重均显著高于另外3种类型品种,且抽穗至成熟期的干物质积累量也最高。此外,籼粳杂交稻在拔节至抽穗期以及抽穗至成熟期的光合势显著高于另外3种类型品种。较多的每穗粒数、较长的灌浆期天数以及较高的日产量、生育后期(抽穗至成熟期)较强的光合物质生产能力是籼粳杂交稻氮肥群体最高生产力形成的重要原因和基础。     

覆膜直播与常规手栽种植方式对水稻光合物质生产特征的影响

为了探讨水稻在覆膜直播和常规手栽2种不同种植方式下干物质以及光合生产特征,以早熟型杂交籼稻安优136、香早优2017,迟熟型杂交籼稻金优785、Ⅱ优838这2种类型4个水稻品种为试验材料,对覆膜直播湿润栽培和常规手栽水作栽培2种种植模式下水稻的干物质积累、转运、分配及叶面积、群体生长率、光合势、净同化率等方面进行了比较试验。结果显示:在2种不同种植方式下主要生育期(孕穗期、抽穗期、蜡熟期、成熟期)单株茎干物质量、群体干物质量,以及各主要生育阶段群体干物质积累量,单株叶、茎、鞘干物质的表观输出量、输出率、转化率均表现为覆膜直播高于常规手栽。迟熟型品种的干物质量和群体干物质积累量占成熟期总干物质积累量的比例都略高于早熟型品种。叶、鞘干物质比例在孕穗期达到最大值,成熟期降为最低;茎干物质比例在抽穗期达到最高,蜡熟期降为最低,之后又会出现一个短暂的回升,所以茎干物质表观输出量、输出率以及转化率都表现为负值。2种不同种植方式下,在光合生产上,叶面积指数、光合势、净同化率都表现为覆膜直播比常规手栽高,由于覆膜直播后期灌浆速度较快,造成衰减率也同样表现为覆膜直播略高于常规手栽。说明不同种植方式下水稻干物质和光合生产均有各自的特征。     

机插密度与施氮量对超级杂交籼稻‘准两优527’源库特性的影响

为探明不同机插密度与施氮量下超级杂交籼稻源库特性。在机插条件下,于2012年以超级杂交籼稻‘准两优527’为供试材料,研究密度与施氮量对超级杂交籼稻源库特性的影响。结果表明,随着施氮量的增加,移栽—孕穗和抽穗—成熟阶段的作物生长率以及群体总作物生长率、抽穗期叶面积指数、光合势、拔节—抽穗阶段叶面积比率均有增加的趋势,拔节—孕穗阶段的叶源总量值、总颖花量和总库容量亦有相同规律,而高效叶面积率、有效叶面积率和粒叶比刚好相反,但当施氮量超过150 kg/hm2时,孕穗—抽穗阶段的作物生长率和净同化率以及叶源总量值、单茎茎鞘重、叶绿素相对含量、冠层光合有效辐射截获率有下降的趋势。随着机插密度的降低,拔节—抽穗阶段的作物生长率和总作物生长率、孕穗期的叶绿素相对含量、高效叶面积率和有效叶面积率均呈增加趋势,拔节—孕穗阶段的光合势和净同化率及叶源总量值、总颖花量和总库容量亦增加,而抽穗—成熟阶段的作物生长率、孕穗—抽穗阶段的净同化率刚好相反,但当机插密度低于20.83万穴/hm2后,最大叶面积指数、孕穗—抽穗阶段的叶源总量值、冠层光合有效辐射截获率、抽穗期的叶绿素相对含量、拔节期的单茎茎鞘重和粒叶比随密度降低呈降低趋势。实粒数/叶面积与饱粒千粒重呈显著负相关,而与结实率呈显著正相关;最大群体叶面积指数、总颖花数、千粒重、总库容量与产量呈显著正相关。由此得出,提高氮肥施用量,降低机插密度,能够改善超级杂交籼稻‘准两优527’的源库质量,但过量施氮,机插密度太高或太低,反而会造成源库质量下降,导致产量下降。     

籼粳杂交稻甬优2640钵苗机插超高产群体若干特征探讨

选用大穗型籼粳杂交稻甬优2640,以国家粮食丰产科技工程实施基地江苏东海、兴化和海安6.4、6.8和7.3 hm2连片超高产攻关方为依托,对籼粳杂交稻钵苗机插超高产群体(13.5 t hm–2左右)和高产群体(12.0 t hm–2左右)系统比较研究,旨在阐明秸秆还田条件下钵苗机插水稻超高产产量构成及其群体特征。结果表明,与高产群体相比,籼粳杂交稻钵苗机插超高产群体表现穗型大、粒数多和群体颖花量高,有效穗数、结实率和千粒重相当;群体茎蘖数生育前期稳步增长,有效分蘖临界叶龄期达适宜穗数,拔节期高峰苗数量少,拔节之后缓慢消减,最终成穗率高;群体叶面积指数有效分蘖临界叶龄期和拔节期较小,孕穗期达最大值(8.5左右),此后平稳减少,成熟期仍保持3.5以上;群体干物质积累量有效分蘖临界叶龄期和拔节期相当,拔节后积累较快,孕穗期、抽穗期和成熟期显著或极显著增高,且生育中、后期干物质积累比例高;群体氮素积累、群体光合势、群体生长率和净同化率表现为"前小,中高,后强"。说明水稻钵苗机插超高产群体生育中、后期具有较强的光合物质生产力和较高的氮素积累量。本文还探讨了秸秆还田条件下水稻钵苗机插超高产栽培关键技术。     

张杂谷干物质积累及光合特性的研究

以张杂谷3号、张杂谷5号和冀张谷5号为试验材料,对其群体干物质积累和光合作用日变化进行了系统的研究。结果表明,在生育中期张杂谷3号和张杂谷5号的净光合速率与蒸腾速率成正相关且均高于冀张谷5号。而在这一时期干物质的累积量也明显高于冀张谷5号。在生育后期张杂谷3号、张杂谷5号光合能力强,叶面积衰减率、净同化率、光合势、群体生长率、茎鞘物质的偷出与运转协调(实粒/叶、粒重/叶)均高,故其干物质累积量高。张杂谷3号和张杂谷5号在抽穗一成熟期的干物质累积量较冀张谷5号分别高出28.5%和38.3%,差异极显著。     

大穗型水稻的物质生产特性与产量能力的研究

通过3年试验,研究分析了大穗型水稻在杂优栽培方法下的产量差异;产量与干物质生产、茎鞘物质运转率的相关性;结实率依每亩颖花数、抽穗期单位叶面积负担颖花数、每颖花灌浆物质量而变化的复回归分析;光合速率的差异及其与产量的相关性;产量与群体净同化率的相关性;叶面积与净同化率在抽穗前与抽穗后对干物质生产的贡献;以及影响茎鞘物质运转率的若干因素。     

籼、粳超级稻品种根系形态及若干生理特征的差异

为阐明籼、粳超级稻根系干物质积累与分布特征和主要形态生理性状指标的差异及其与产量形成的关系,以当地主体且具有代表性的2个超级杂交籼稻组合和2个常规粳型超级稻品种为试验材料,对麦稻两熟制条件下籼、粳超级稻单茎和群体根干重、总根长、根数、根体积、根系吸收面积、发根力、抽穗后根系伤流强度及根冠比、每条根长、根直径、根密度、颖花根流量、抽穗期根系在土层中的分布和产量构成等方面进行了系统的比较研究。结果表明：(1)整个生育期,粳稻的根冠比、每条根长、发根数、发根体积、发根干重及颖花根流量、穗数、群体颖花量、结实率和实收产量均高于籼稻,而根直径、每穗粒数和千粒重低于籼稻,其中根冠比、每条根长、颖花根流量、穗数、每穗粒数、结实率和实收产量差异达显著或极显著水平;(2)粳稻抽穗前(含抽穗期)单茎根干重、总根长、根数、根体积和根系总吸收表面积及根密度均低于籼稻,但差异不显著,而成熟期这6个指标粳稻均显著或极显著高于籼稻;(3)粳稻拔节前单茎活跃吸收表面积和活跃吸收表面积比均小于籼稻,而拔节后(含拔节期)两者差异趋势与之相反,差异显著或极显著;(4)除拔节期群体根干重、拔节期和抽穗期群体根数外,其他群体形态生理特征指标粳稻均显著或极显著高于籼稻;(5)无论是单茎还是群体,粳稻抽穗后0~35 d根系伤流量均显著或极显著高于籼稻;(6)粳稻0~10 cm土层根系干重所占比例极显著低于籼稻,10 cm以下土层根系干重占根系总干重的比例极显著高于籼稻,粳稻扎根更深,进一步强化了植株抗倒防早衰能力。与超级杂交籼稻相比,常规粳型超级稻抽穗后根系生长优势不断加大,特别是群体生长优势,成熟期粳稻所有根系形态生理特征指标均优于籼稻,是粳稻高产形成的重要原因和保障。     

秸秆全量还田与氮肥运筹对机插粳稻产量及氮素吸收利用的影响

以常规粳稻南粳5055、南粳46为材料,在总施纯氮量为300 kg hm–2条件下,设置9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6共6种基蘖肥与穗肥比例,探讨秸秆全量还田条件下不同氮肥运筹对机插粳稻产量及氮素吸收利用特征的影响。结果表明,与秸秆不还田相比,秸秆全量还田具有显著的增产效应,南粳5055、南粳46平均增产5.04%、4.64%;随着基蘖氮肥占总施氮量比例的下降,秸秆全量还田机插粳稻产量呈先增后减的趋势,基蘖氮肥与穗氮肥比例为7∶3时,水稻产量最高。相同氮肥运筹模式下,秸秆全量还田处理水稻拔节期及移栽至拔节阶段的群体干物质积累量均低于秸秆不还田处理,抽穗期、成熟期及拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的群体干物质积累量则高于秸秆不还田处理。氮肥运筹间表现为随基蘖氮肥占总施氮量比例的下降,拔节期及移栽至拔节阶段的群体干物质积累量下降,而抽穗期、成熟期及拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的群体干物质积累量呈现先增后减的趋势。当基蘖氮肥与穗氮肥比例为7∶3时,秸秆全量还田条件下的水稻群体干物质积累量最高,经济系数也最高。秸秆全量还田水稻拔节前的氮素积累量低于秸秆不还田处理,拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的氮素积累量则高于秸秆不还田处理,秸秆全量还田处理的氮肥表观利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均高于秸秆不还田处理。不同氮肥运筹间表现为随基蘖肥占总施氮量比例的下降,氮肥表观利用率、氮肥农学利用率、氮肥生理利用率及氮肥偏生产力均呈现先增后减的趋势,当基蘖氮肥与穗氮肥运筹比例为7∶3时最高。     

钵苗机插密度对不同类型水稻产量及光合物质生产特性的影响

在南方稻区大面积应用的常规粳稻、杂交粳稻、杂交籼稻中各选2个代表性品种为材料,根据钵苗机插不同穴距设置高、中、低3种密度处理,并以常规塑盘毯状育苗机插为对照,比较研究钵苗机插不同密度对水稻光合物质生产及产量的影响。结果表明,钵苗机插水稻各生育期茎蘖数随栽插密度的降低而减小,剑叶叶绿素含量及光合特征参数变化则呈相反趋势。单茎干物重、茎叶转运及净同化率均以低密度最大,中密度次之,高密度最低。常规粳稻抽穗后干物质积累量、群体生长率和光合势等指标随密度的降低极显著减小,成熟期群体干物重高密度平均较中、低密度分别高3.0%和7.6%,高、中密度的最终产量分别较对照增产11.8%和8.9%,低密度与CK无显著差异。杂交稻各群体生长指标以中密度最大,高密度实产介于中、低密度之间,杂交籼稻高密度处理与低密度相当,显著低于中密度。     

淮北地区水稻品种氮肥群体最高生产力及氮素吸收利用特性

以淮北地区有代表性的34个中熟中粳品种为试材,设置7个氮肥水平(0、150、187.5、225、262.5、300、337.5 kg hm^-2),得出各品种在这7个氮肥水平下出现的最高产量,将该最高产量定义为氮肥群体最高生产力。在此基础上,按氮肥群体最高生产力高低将品种划分为4个等级,即顶层水平( ≥10.50 t hm^-2)、高层水平(9.75~10.50 t hm^-2)、中层水平(9.00~9.75 t hm^-2)和底层水平( ≤9.00 t hm^-2),比较研究不同氮肥群体最高生产力等级品种的产量及其构成因素、群体光合物质生产和氮素吸收利用差异。结果表明,所有品种的氮肥群体最高生产力均出现在225、262.5、300 kg hm^-2三个氮肥水平,不同氮肥群体生产力差异极显著;随着生产力水平的提高,单位面积穗数先增加后降低,每穗粒数与群体颖花量显著增加,结实率显著下降;茎蘖成穗率、叶面积指数、光合势、有效叶面积率、高效叶面积率、粒叶比、总干物质积累量均以顶层水平最高,底层水平最低;移栽至拔节阶段的氮素积累比例表现为底层>中层>高层>顶层水平,拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段表现为顶层>高层>中层>底层水平;移栽至拔节、拔节至抽穗及抽穗至成熟阶段的氮素吸收速率以顶层最高,顶层水平较底层水平分别高36.59%、34.36%和51.85%;随着氮肥群体生产力等级的提高,氮素吸收利用率和百千克籽粒吸氮量均提高;中熟中粳稻品种有氮低效型、氮中效型、氮较高效型和氮高效型,武运粳27、中稻1号、宁粳4号、连粳7号为高产氮高效品种。     

两个超级杂交水稻品种物质生产的特性

定量分析超级杂交水稻若干群体指标的动态特征,以期为其高产栽培提供依据。于2011年和2012年在大田条件下,以超级杂交水稻准两优527、Q优6号和对照品种II优838为试材,通过连续测定干物质和叶面积,建立了水稻群体干物质和相对叶面积指数动态模型,进而以群体干物质和相对叶面积指数模型为基础,分析了超级杂交水稻作物生长率、相对生长率、光合势、净同化率、叶面积比率动态变化特征。结果表明,超级杂交水稻快增期的干物质积累量及其占总生物量的比例均高于对照。作物生长率(CGR)随移栽后时间呈先升高后下降的单峰曲线变化,其快增期的CGR较大。与对照相比,超级杂交水稻相对生长率(RGR)表现出上升快、峰值大、下降快的特点。准两优527在移栽后23 d至成熟期高于对照,Q优6号的RGR在移栽后43 d以前低于对照,移栽后43 d至113 d高于对照,两者在移栽后113 d至成熟期的RGR相差不大。不同水稻净同化率(NAR)随移栽后时间呈先上升后下降的单峰曲线变化,最大NAR出现在移栽后43~53 d。总光合势与快增期光合势及与快增期绿叶面积持续时间均呈极显著正相关。2个超级杂交水稻叶面积比率(LAR)在移栽后23 d至43 d迅速下降,移栽后43 d至73 d缓慢下降,移栽后73 d至成熟期快速下降,其快增期的LAR较大。     

不同水稻品种干物质积累与产量性状的相关研究

为了探讨黑龙江省南部稻区不同水稻品种干物质积累与产量性状的相互关系,选用了该稻区不同时期主栽的6个品种为试验材料,通过田间小区对比试验进行研究,结果表明：不同水稻品种干物质积累总的趋势是前期低、后期高、中期次之;不同水稻品种抽穗前、抽穗后干物质积累量比例不同,抽穗后干物质积累量明显高于抽穗前干物质积累量;干物质积累量由高到低的品种为‘松粳9号’、‘松粳3号’、‘松粳2号’、‘松粳6号’、‘五优稻1号’、‘藤系138’;产量由高到低的品种为‘松粳9号’、‘松粳3号’、‘松粳6号’、‘松粳2号’、‘五优稻1号’、‘藤系138’;拔节至齐穗期和齐穗至成熟期干物质积累量与产量呈显著正相关;抽穗前干物质积累量与每穗粒数、千粒重呈极显著正相关;抽穗后干物质积累量与产量呈显著正相关;总干物质积累量与产量呈极显著正相关;成穗率与产量呈极显著正相关,结实率与产量呈显著正相关。合理提高拔节至成熟期干物质积累量有利于提高本稻区水稻产量。     

水稻高产氮高效型品种的物质积累与转运特性

选用低产氮低效型、高产氮中效型和高产氮高效型具有代表性的6个粳稻品种,在各自最适氮素水平下,研究了干物质积累与转运特性的差异及其与氮效率的关系。结果表明,较之低产类型品种,高产类型品种物质生产总量提高20.29%,差异达显著水平。其中在够苗前、拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的干物质积累量和群体生长率分别提高15.05%、27.04%、24.75%和15.05%、28.38%、23.00%,够苗至拔节阶段则互有高低。同为高产类型品种,因氮利用率的差异物质积累与转运特性不同。较之高产氮中效型,高产氮高效型品种各生育时期的单位面积茎蘖数均呈下降趋势,其中够苗、拔节、抽穗和成熟期平均分别降低5.76%、11.61%、7.01%和5.70%,差异均达显著水平,而成穗率显著提高。各生育时期的干物质积累量均有所下降,其中,够苗、拔节、抽穗和成熟期分别降低12.18%、10.54%、8.29%和5.01%,收获指数却显著提高。抽穗至成熟阶段的干物质积累率提高5.40%,群体生长率提高5.19%。说明抽穗前适当控制群体生长,抽穗后保持较高的群体生长水平及较高的收获指数是高产氮高效型品种的重要物质生产特性。     

光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响

大田条件下以超级粳稻南粳44和宁粳3号为材料,设置2种氮肥水平(N10:150 kg hm–2,N20:300 kg hm–2)和3种遮光处理(L1:不遮光,L2:抽穗前遮光20 d,L3:抽穗后遮光20 d),研究光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响。结果表明,较之L1,L2不仅减少了有效穗数和每穗粒数,导致总颖花量下降,降幅达24.81%~35.63%,而且还显著降低了抽穗期茎蘖数和叶面积指数,降幅达2.90%~6.44%和19.02%~27.17%,导致抽穗至成熟阶段的光合势、干物质积累量显著下降,最终产量显著下降,降幅达27.23%~35.26%。较之L1,L3主要影响了抽穗至成熟阶段的光合物质积累,导致结实率和千粒重显著下降,降幅达1.49%~4.48%和5.54%~9.17%,最终产量显著下降,降幅达10.91%~18.47%。L2条件下,随着氮肥水平增加,抽穗期茎蘖数与叶面积指数均显著增加,导致抽穗至成熟阶段光合势、干物质积累显著增加,最终有效穗数、每穗粒数、总颖花量以及产量显著提高。L3条件下,随着氮肥水平增加,抽穗至成熟阶段的光合物质积累显著提高,其中茎叶干物质向穗部转运量显著增加,转运率和贡献率也进一步提高,最终产量显著提高。由此可见氮肥施用能部分弥补因弱光逆境对超级粳稻物质生产及其产量的影响。     

双季杂交晚粳稻超高产形成特征

本研究旨在明确传统双季晚籼稻地区双季杂交晚粳稻超高产产量构成及其群体特征,阐明双季杂交晚粳稻超高产形成规律。以江西省上高县6.77 hm²连片双季杂交晚粳稻高产攻关示范方为依托,选用杂交粳稻甬优8号为材料,对中产(8.25~9.75 t hm^-2)、高产(9.75~10.50 t hm^-2)和超高产(>10.50 t hm^-2) 3个产量水平群体的产量构成及群体特征进行系统比较研究。结果表明,与中产、高产水平群体相比,超高产水平群体表现穗数足、穗型大、群体颖花量多(50 000×10⁴ hm⁻²以上)的显著特点,但结实率和千粒重略低,差异不显著;群体茎蘖动态上,群体起点较高,可及时够苗;够苗后增长平缓,高峰苗数量较少、下降平缓,成穗率高(78.0%左右)。群体叶面积指数前期增长较缓,最大值出现在孕穗期,为8.0左右,此后下降缓慢,成熟期仍保持3.5以上;群体光合势生育前期较小,中、后期较大,抽穗至成熟期光合势为300×10⁴ m² d hm⁻²以上,总光合势为560×10⁴ m² d hm⁻²以上。拔节前干物质量积累速度较慢,拔节后积累速度较快,至抽穗期群体生物量为10.5 t hm⁻²左右,抽穗后积累量亦高,成熟期干物重达19.0 t hm⁻²左右,后期茎鞘物质转运率大于14.0%。超高产群体根量多、活力较强;植株吸氮能力强、成熟期氮素累积量高,氮素利用率40%以上。根据双季杂交晚粳稻超高产形成特征,我们探讨了培育双季晚粳稻超高产群体的关键栽培技术。     

淮北地区机械化种植方式对不同生育类型优质食味粳稻产量及品质的影响

为探明淮北地区不同机械化种植方式对优质食味粳稻产量及品质的影响, 以中熟中粳品种南粳2728和南粳505, 迟熟中粳品种南粳9108和南粳3818为材料, 研究毯苗机插和机械直播两种种植方式对水稻产量及其构成因素、茎蘖动态、叶面积指数、干物质积累及比例、加工品质、外观品质、蒸煮食味品质、营养品质和RVA谱特征值的影响。结果表明, 相同品种, 与机械直播比, 毯苗机插产量显著提高, 因为毯苗机插条件下群体结构合理, 穗数适宜, 茎蘖成穗率高, 中后期叶面积指数大, 叶面积衰减率低, 从而其抽穗后干物质积累量和比例高。毯苗机插种植方式下的糙米率、精米率和整精米率分别增加2.3%~3.1%、1.2%~2.7%和1.8%~3.2%, 但垩白有所增加。同时营养和蒸煮食味品质中的蛋白质含量提高而直链淀粉含量降低, 胶稠度变长, 增加了淀粉RVA谱特征值中峰值黏度、热浆黏度、崩解值, 减小消减值, 除南粳2728外, 最终黏度也均提高。相同种植方式下, 与迟熟中粳比, 中熟中粳产量极显著提高, 是因为其抽穗期和成熟期提前, 灌浆结实期日均温度、抽穗后30 d日均温度平均分别提高1.07°C和1.18°C, 所以其各生育期叶面积指数高, 结实期叶面积衰减率低, 抽穗至成熟期干物质积累量和比例高。中熟中粳精米率和整精米率显著提高, 垩白有所提高, 蛋白质含量提高, 直链淀粉含量降低1.5%~5.1%, 胶稠度变长7.0~16.7 mm, 峰值黏度和崩解值提高, 最终黏度和消减值降低。因此, 淮北地区选择中熟中粳优质食味粳稻品种并配套毯苗机插方式是实现粳稻优质、高产和温光资源高效利用最佳生产模式。