三角形强化栽培模式下氮肥运筹对II优498产量及氮肥利用的影响

以大穗型杂交籼稻II优498为材料,在三角形强化栽培(triangle-planted system of rice intensification, TSRI)适宜的密度和秧龄条件下,研究施氮量和施肥比例对TSRI结实期叶面积、光合作用以及干物质积累与转运的影响,并探讨花前期物质积累转运与花后期光合生产在产量形成过程中的作用,同时探索既能提高产量又能减少氮肥损失的氮肥运筹措施。结果显示,TSRI下,除蜡熟期叶面积指数(leaf area index, LAI)外,施氮量和施肥比例对光合作用和LAI有显著运筹作用; 增施氮肥和氮肥后移可以显著提高齐穗期和蜡熟期剑叶净光合速率,LAI则随施氮量和氮肥后移程度增加多呈抛物线趋势。TSRI下施氮量和施肥比例共同提高总颖花数增加产量,而施氮量和施肥比例又各自通过提高千粒重和结实率来增加产量。TSRI下,花前干物质积累量、物质转运量、转运率与产量极显著正相关,施氮量为150 kg hm^-2, 穗肥占总施氮量的30%的处理在显著增大花前干物质积累量和籽粒灌浆期间向穗部的转运量实现高产的同时显著提高氮肥农学利用率和生理利用率,是TSRI平衡产量与氮肥利用率的最优氮肥运筹组合。     

灌溉方式和氮肥运筹对免耕厢沟栽培杂交稻氮素利用及产量的影响

【目的】免耕厢沟是四川重点推广的水稻栽培模式。研究该模式下不同灌溉方式和氮肥运筹对水稻干物质累积、转运和氮素利用效率等的影响,可为免耕厢沟水稻栽培水肥管理提供依据。【方法】 以杂交中稻F优498为试验材料,采用两因素裂区设计,主区为传统水层灌溉(W1)和干湿交替灌溉(W2)两种灌溉方式,副区为氮肥运筹模式,在总施氮量为150 kg/hm2条件下,设置基肥 ∶蘖肥 ∶穗肥分别为6 ∶2 ∶2(N1)、 4 ∶2 ∶4(N2)、 2 ∶2 ∶6(N3)等3种氮肥运筹模式,以不施氮(N0)为对照,研究免耕厢沟模式下,杂交稻在齐穗期、成熟期各处理下干物质氮素积累、茎鞘的干物质转运、产量及其构成因子以及氮素利用效率。【结果】 灌溉方式和氮肥运筹对水稻主要生育期干物质量和氮吸收、转运及产量具显著影响及互作效应。干湿交替灌溉能扩“库”增“源”,保证足够的穗数,提高干物质积累量;淹水灌溉无效分蘖较多,群体质量变差,对干物质积累、氮素吸收、产量造成不利影响。适宜的前氮后移能为水稻整个生育期提供比较平衡的氮素供应,促进氮素的吸收、 提高氮素积累、协调氮素分配;N2模式下氮素表观利用率达69%以上,氮肥的农学利用效率、表观利用率比N1(6 ∶2 ∶2)和N3(2 ∶2 ∶6)分别高4.50%~36.85%、 8.09%~28.54%,增产7.47% ~15.76%。合理的水氮管理显著提高各生育期的氮素积累量,促进齐穗后叶和茎鞘氮素向穗的运转量。【结论】 干湿交替灌溉(W2)和氮肥运筹4 ∶2 ∶4(N2)为本试验条件下的最优水氮运筹模式,其充分发挥了水氮耦合优势,促进齐穗后“源”(茎鞘、叶)氮素向“库”(穗)的运转,有利于高产群体构建,有效提高氮素利用率,提高水稻每穗实粒数和结实率,增产效果显著。     

水氮管理对不同氮效率水稻根系性状、氮素吸收利用及产量的影响

【目的】探究水氮管理措施对不同氮效率水稻根系构型、氮素吸收利用和产量形成的影响,以及根系性状特征与氮素吸收利用和产量关系。【方法】试验采用三因素裂裂区设计,主区为2个不同氮效率水稻品种德香4103(氮高效型)和宜香3724(氮低效型),裂区设置"常规灌溉"和"控制性交替灌溉"2种水分管理方式,裂裂区为SPAD指导施肥、优化施肥以及农民习惯施肥3种施氮模式,运用岭回归分析方法探究根系构型与氮素吸收利用和产量的关系。【结果】水稻抽穗期根系性状、产量、每穗粒数、千粒重及总颖花量均存在显著的基因型差异。氮高效品种德香4103每穗粒数多,群体库容量大,产量较氮低效品种宜香3724高0.24%~11.31%;控制性交替灌溉有利于水稻千粒重的增长,常规灌溉则对水稻有效穗数、每穗粒数及群体颖花量提高更为有利;SPAD指导施肥和优化施肥处理能够提高水稻有效穗数和每穗粒数,扩大群体颖花量以保证其对农民习惯施肥的产量优势;由于水氮互作效应的存在,控制性交替灌溉下施氮处理与空白处理水稻千粒重的差距比常规灌溉的大幅降低,使得控制性交替灌溉下施用氮肥的增产效果更佳。德香4103的氮肥生理利用率较宜香3724平均高8.69%,常规灌溉下水稻氮积累量较高,控制性交替灌溉下氮肥回收率、农学利用率、生理利用率均较优;与农民习惯施肥处理相比,SPAD指导施肥与优化施肥模式更有利于水稻氮素吸收利用效率的提高。拔节期、抽穗期和成熟期水稻根系构型与产量岭回归方程的决定系数范围为0.4198~0.9028,其中,抽穗期根系性状与产量关系最为密切,氮高效和氮低效品种的决定系数均超过0.9。在拔节期,水稻细分枝根长对产量影响最大;在抽穗期,氮高效和氮低效品种存在差异,前者是粗分枝根长,后者是细分枝根表面积对产量影响最大;在成熟期,不定根长与产量关系最为密切。水稻抽穗期根系构型对氮积累量变化的解释程度较高,岭回归方程决定系数均接近0.7。就水氮管理措施而言,氮高效和氮低效水稻均应采用常规灌溉配套SPAD指导施肥或控制性交替灌溉结合优化施肥来实现产量的提高。【结论】水稻抽穗期根系构型与产量、氮积累量关系密切,采用合理的水氮管理措施能够实现水稻产量和氮素吸收利用效率的同步提高。     

播种量与氮肥运筹对直播杂交籼稻抗倒伏潜力及产量的影响

以早熟杂交稻组合446A/518为试验材料,研究播种量和氮肥运筹方式对直播水稻抗倒伏能力及产量的影响,并探讨茎秆理化性质与植株倒伏指数之间的关系.结果表明,播种量和氮肥运筹方式对水稻节间茎秆理化性质、抗倒伏能力及产量均有显著影响.随着播种量的增加,植株的抗倒伏能力有一定的降低,而氮肥运筹方式对水稻节间倒伏指数的影响差异较大.当播种量小于22.5 kg/hm2时,穗肥比例的增加会加大植株倒伏的风险,而当播种量增加到30.0 kg/hm2时,增加穗肥比例有利于提高植株的抗倒伏能力,可能与其基部节间变短、扁平率及空腔面积变小、折断弯矩变大、纤维素和木质素含量较高有关.相关分析表明,在不同播种量和氮肥运筹方式下水稻茎秆理化性质与植株的抗倒伏能力显著或极显著相关.总之,在播种量为22.5 kg/hm2,底肥、蘖肥、穗肥比例为5∶2∶3时直播稻的产量相对较高,且抗倒伏能力较好,为本试验的最佳处理.     

Effects of Polyamines on Plants under Salt Stress

盐胁迫能导致植物生长减弱、失绿、萎蔫甚至死亡,是世界范围内的一种非生物胁迫。导致植物出现上述情况的原因在于盐胁迫导致的离子毒害和渗透胁迫。这两方面的胁迫会影响植物的代谢过程,活性氧清除,膜脂过氧化和光合机构的损伤。因此探索提高植物盐胁迫下的产量及适应性的方法是农业生产的一个重要方面。多胺类物质参与众多的植物生理过程,对于植物生物与非生物逆境也有重要作用。盐胁迫下多胺能调节多种酶的活性并且能够与光合机构结合,缓解盐胁迫对光合作用的影响。在分子水平上,多胺能够调节多胺相关基因表达量的改变。关于多胺缓解盐胁迫下植物受损害的研究已取得许多进展,但仍然有许多问题没有解决。该综述主要介绍多胺在植物抗盐胁迫的生理和分子生物学上的作用。     

晒田强度和穗期氮素运筹对不同氮效率水稻根系、叶片生长及产量的影响

为研究晒田强度和穗期氮素运筹对不同氮效率水稻生育中后期根系、叶片生长与产量形成的关系,以德香4103(氮高效品种)和宜香3724(氮低效品种)为材料,设置3种晒田强度:W_1,0—20cm土壤体积含水量为(53.60±5.00)%;W_2,0—20cm土壤体积含水量为(40.20±5.00)%;W_3,0—20cm土壤体积含水量为(26.80±5.00)%和3种穗期氮素运筹:N_1,晒田复水后第1天施用穗肥;N_2,晒田复水后第8天施用穗肥;N_3,晒田复水后第15天施用穗肥。测定水稻抽穗期和齐穗后15天的根系形态特征、根系干重、叶面积指数、剑叶光合速率、叶片干重、产量及产量构成。结果表明:(1)德香4103稻谷产量比宜香3724平均高11.57%。(2)两类品种的产量均与抽穗期LAI和叶片干重呈显著正相关,其中德香4103产量与抽穗期和齐穗后15天单株根重和根冠比呈显著正相关,宜香3724产量与抽穗期和齐穗后15天的单株根重呈显著正相关。(3)德香4103氮肥生理利用率与抽穗期单株根重和叶面积指数、齐穗后15天单株根长呈显著正相关,宜香3724氮肥生理利用率与齐穗后15天单株根重呈显著正相关。(4)W_1和W_2处理中,施氮处理N_2和N_3氮高效品种和氮低效品种抽穗期总根长和根表面积无显著差异,氮高效品种齐穗后15天的总根长小于氮低效品种;W_3处理中,N_1和N_2中抽穗期氮低效品种单株总根长和单株根表面积大于氮高效品种,氮高效品种和氮低效品种齐穗后15天根重和根冠比无显著差异。(5)氮低效品种成熟期的叶片干重和LAI均高于氮高效品种,抽穗期至成熟期氮高效品种的叶面积衰减率大于氮低效品种。(6)氮高效品种德香4103采用W_1N_3处理,能增加抽穗至成熟期总根长,降低叶面积衰减速率,提高抽穗后叶片光合速率,提高稻谷产量;而氮低效品种宜香3724以W_2N_2为最佳处理。综上所述,晒田程度和穗期氮素运筹能够显著影响不同氮效率水稻品种生育中后期的根系和叶片特征。通过优化晒田程度和穗期氮素运筹组合,为两类品种构建合理的根系指标和叶片体系,促进根系对氮素养分的吸收,提高灌浆结实期叶片物质生产和转运能力,最终提高稻谷产量。     

常规氮肥与缓释氮肥配施对不同株距机插杂交稻磷素吸收、转运及分配特征的影响

在前期研究确定总氮用量180 kg hm^–2下, 缓释氮肥与常规氮肥7∶3配施比例可获得机插稻高产的基础上, 研究缓释氮肥配施和不同株距下机插杂交稻磷素积累、分配与利用特征及其与产量的关系。采用二因素裂区设计, 设3种机插株距(行距均为30 cm) 16、18及20 cm和4个缓释氮肥用量(36、66、96和126 kg hm–2)与常规氮肥(均为54 kg hm^–2)配施处理。结果表明, 缓释氮肥用量对机插稻主要生育时期磷素积累量、各生育阶段磷素吸收量及吸收速率、结实期茎鞘磷素转运量及转运率和叶片磷素转运率及贡献率均有显著影响。在株距为18 cm, 群体密度为18.52万穴 hm^–2, 缓释氮肥(96 kg hm^–2)与常规氮肥(54 kg hm^–2)配施总量为150 kg hm–2时, 可有效提高机插稻对磷素的吸收, 促进结实期茎鞘、叶片磷素向穗部的转运及分配, 能充分发挥本区域机插杂交籼稻的优势, 产量可达11 463.8 kg hm–2, 为本试验的最佳肥密运筹处理。株距为16 cm, 群体密度(20.84万穴 hm^–2)相对较大, 施氮总量为180 kg hm^–2时, 群体吸收的磷总量较高, 进一步促进了植株体内磷素的吸收转运及分配, 有利于产量提高, 但从节本增效的角度考虑, 以缓释氮肥配施量150 kg hm^–2为宜; 株距增加到20 cm施氮总量在180 kg hm^–2下, 群体(16.67万穴 hm–2)较小, 吸收磷素的绝对量少, 茎鞘、叶片中的磷素向穗部转运量多, 穗部磷素积累量增加, 产量增加。相关分析表明, 株距与缓释氮肥配施量耦合下, 尤其以齐穗期至成熟期茎鞘磷素转运量与产量相关性较高(r = 0.72**), 更有利于产量的提高。     

四川不同稻作生态区安全播种期变化及其空间分布

以四川省6个稻作生态区为研究对象,通过对1960-2011年各稻区131个气象站监测的逐日日平均气温资料进行分析,研究各稻作区不同安全保证率下最早安全播期的变化情况及其空间分布格局,并探讨各稻作区的安全播期在不同年份间的变化趋势及其与四川气温演变的关系。结果表明,盆南丘陵稻区和川西南山地稻区安全播期最早,平均在3月17-19日,盆东丘陵稻区和盆中浅丘稻区次之,平均在3月26-28日,盆周边缘稻区和盆西平原稻区最迟,平均在3月30-31日。各稻作区的最早播期随着安全保证率的下降,均有不同程度的提前,安全保证率由100%降至90%,播期提前幅度最大,为11～14d。海拔和纬度的差异是导致川西南山地稻区和盆周边缘稻区安全播期变幅较大的主要原因,实际生产中应根据各稻作区安全播期的空间分布格局,合理、及时地指导当地水稻播种及生产。此外,安全播期的变化与气温的演变密切相关,1960-2011年四川各稻作区安全播期整体呈先延迟后显著提前的趋势,尤其在1981-1990年安全播期有所延迟,而在2001-2011年均显著提前。     

适度水分胁迫下增硝对不同基因型水稻苗期生长及生理特性的影响

以不同基因型代表性稻种（冈优527、扬稻6号、中旱3号、农垦57）为材料,采用水培试验,进行不同水分胁迫程度和不同氮素形态的处理,分析了水分胁迫及氮素形态对不同基因型水稻生长发育的影响及其生理机制。研究结果表明:正常水分供应条件下,适当地提高硝态氮肥的比例（铵硝配比为50∶50）,不影响各营养器官净光合速率(Pn),并能促进水稻叶及根中硝态氮含量增加,但硝态氮肥比例>50%,会导致各生理及代谢指标的显著降低,不利于不同基因型水稻的生长;而适度的水分胁迫下,适当增加硝态氮比例（铵硝配比50∶50）相对于非水分胁迫、纯铵态氮肥处理,更有利于提高功能叶Pn,促进渗透调节物质的积累,能发挥以水促肥的优势,进而促进水稻的生长。此外,不同基因型水稻生长在适度水分胁迫下对增硝营养的响应程度差异显著,籼稻与粳稻相比,杂交籼稻和常规籼稻相比,常规粳型旱稻与常规粳型水稻相比,前者在净光合速率、氮素吸收利用上均表现出更为明显的优势,同品种耐旱性规律一致。     

氮肥缓速配施对机插杂交稻氮素利用特征的影响

【目的】探索在西南稻区,钵苗机插和氮肥缓速配施能否发挥杂交籼稻的大穗优势获得高产,以及钵苗机插杂交稻在氮肥缓速配施下的氮素吸收利用特征,为我国杂交水稻育插秧节肥丰产技术的应用提供理论和实践依据。【方法】本试验采用二因素裂区设计,主区为钵苗机插和毯苗机插2种机插方式,分别记为M₁和M₂;副区为4种氮肥管理模式,分别是N₁（100%缓释肥一次基施）,N₂（70%缓释肥+30%尿素一次基施（缓速基施））和N₃（70%缓释肥做基肥+30%尿素做穗肥（缓基速追））,其中,施肥处理的总施氮量均为150 kg·hm^-2,另设一个不施氮肥的处理作为对照,记为N₀;以F优498为试验材料,以毯苗机插和缓释肥一次基施为参照,研究钵苗机插和氮肥缓速配施下的杂交籼稻氮素吸收利用特征。【结果】与毯苗机插相比,钵苗机插杂交籼稻拔节至抽穗阶段的氮素吸收速率显著加快了0.49—1.33 kg·hm^-2·d^-1,抽穗至成熟阶段的茎叶氮素转运量、转运率以及氮素转运对穗部的贡献率均显著提高,抽穗期和成熟期植株的氮素吸收量分别显著提高了12.63%和5.20%;干物质、稻谷生产效率和氮素收获指数分别提高了8.19—11.39、0.66—5.72和5.41—6.42个百分点;氮肥农学利用率、生理利用率和偏生产力平均分别提高了12.62%、11.94%和8.69%,有效穗数和每穗粒数也显著提高,2016年和2017年的平均产量分别提高了1 042.4 kg·hm^-2和722.3 kg·hm^-2（增产幅度分别达到10.30%和7.2%）。在钵苗机插下,与缓释肥一次性基施相比,缓速基施降低了抽穗期和成熟期的氮素积累量,加快了播种至拔节阶段的氮素吸收速率和积累量,但拔节至抽穗阶段显著降低,造成氮肥回收利用率和生理利用率明显降低,此外,它还降低了每穗粒数和单位面积颖花数,导致2年的平均产量下降了3.66%;而缓基速追在抽穗期和成熟期氮素积累量分别提高了2.34%和1.80%,拔节至抽穗阶段氮素吸收速率和吸收量分别提高了0.60 kg·hm^-2·d^-1和18.01 kg·hm^-2,氮肥回收利用率提高了2.84个百分点,农学利用率、生理利用率和偏生产力分别提高了12.54%、7.91%和52.55%,其每穗粒数和单位面积颖花数也得到了显著提高,最终产量显著提高了4.61%。【结论】 钵苗机插杂交籼稻在氮素利用效率方面比毯苗具有明显优势,而且采用“缓基速追”的施肥方式,能进一步提升钵苗机插杂交籼稻氮素的吸收与转运能力,进而提高了产量。