高温影响水稻产量形成研究进展

全球气候变暖导致气温升高,极端高温出现频率增加,严重影响水稻产量。孕穗期、抽穗扬花期、灌浆结实期是水稻高温敏感时期。综述了水稻高温敏感期高温影响其产量形成的研究进展。高温影响花粉发育、花药开裂和颖花育性等, 也影响到同化物积累与转运、籽粒灌浆和淀粉合成等生理生化过程,最终导致结实率下降和产量降低。从现有研究看,结实率和籽粒产量是水稻耐热性鉴定的两个主要农艺指标。综合已有的研究,提出了遗传改良、肥水管理优化、人工辅助授粉和生长调节物质应用是减缓水稻高温伤害的可能措施。     

不同氮效率基因型水稻植株氨挥发速率及其与氮效率的关系

植物组织中氮素气态挥发损失可能与其氮效率密切相关。探讨不同氮效率基因型水稻地上部NH₃挥发特征及其与氮效率的关系,可为氮高效基因型的筛选提供理论依据和技术指标。本试验采用4个氮浓度进行盆栽液培,以扬稻6号、BG34-8、武育粳3号和珍汕97B等4个水稻品种为材料,研究水稻NH₃挥发速率(ammonia volatilization rate, AVR)与氮利用效率的关系。结果表明,各基因型的AVR在各生育期的变化趋势不完全相同,扬稻6号和武育粳3号在幼穗分化期最高,分别为11.0和10.4 mg N h^-1 pot^-1,而BG34-8和珍汕97B的AVR在孕穗期最高,分别为22.5和23.4 mg N h^-1 pot^-1;对相同的基因型,随培养液中氮浓度的增加,植株的AVR增大,氮低效基因型珍汕97B和武育粳3号的增幅大于氮高效基因型扬稻6号和BG34-8;在培养液中氮浓度较高时(80 mg N L^-1)植株地上部AVR与氮素积累量、氮素籽粒生产效率、氮肥农学利用率和氮肥生理利用率呈显著或极显著负相关 (r= -0.6768**、-0.6158*、-0.6667**、-0.8353**)。综上所述,水稻植株的AVR存在基因型差异,氮高效基因型的AVR较低;在高氮浓度液培条件下,较低的AVR可作为氮高效材料筛选指标。     

热带水稻光合特性及氮素光合效率的差异研究

在国际水稻研究所（IRRI）农场试验条件下,选用6个不同的热带水稻材料,其中包括2个常规籼稻、2个杂交籼稻和2个新株型稻（NPT）,研究氮肥农学利用率（AE）和氮素光合效率（PNUE）及其相关叶片参数的基因型差异,并探讨了它们之间的关系。结果表明,新株型稻的净光合速率(P_n)大于常规籼稻,杂交籼稻居中。各基因型间的气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)和Ci/Gs的差异趋势不同。不同基因型叶片的氮浓度（N%）和比叶重（SLW）存在一定的差异。常规籼稻的单位叶绿素的净光合速率（P_n/Chl）较NPT低,杂交籼稻为中间类型;叶片净光合速率和单位面积含氮量（Na）之间存在显著的正相关;本研究所选用的热带杂交籼稻的PFP（氮肥偏生产力）和AE比新株型稻和常规籼稻高,两者最低的均为常规籼稻。氮素光合效率与AE间存在显著正相关,表明后期的氮素光合效率对氮肥利用率具有一定的指示和预测作用,这对于判断水稻品种氮肥利用率将具有重要的应用价值。     

水稻生理生化特性对氮肥的反应及与氮利用效率的关系

选用水稻氮高效基因型IR72和9311及氮低效基因型Lemont和PECOS,采用土培方法,在5个施氮量（0、0.51、1.02、1.53、2.04 g N 钵^-1,分别相当于0、75、150、225、300 kg N hm^-2）处理下,研究了生理生化特性对氮肥的反应及与氮效率的关系。结果表明,在幼穗分化期,氮高效基因型水稻的可溶性蛋白含量相对低,而谷氨酰胺合成酶（GS）活性高;不同氮效率基因型间1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)含量的差异不大;两种氮效率基因型间的净光合速率（P_n）在幼穗分化期差异不明显。而在齐穗期,氮低效基因型的P_n比高效基因型的低28.66%左右;氮低效基因型在两个时期的单位叶绿素光合速率（P_n/Chl）比氮高效基因型分别低18.51%和29.67%左右。在成熟期,氮高效基因型干物质积累能力强,籽粒产量高。这些结果说明氮效率不同的基因型对氮肥的生理反应差异大。相关性分析表明,低氮水平时(0~1.53 g N 钵^-1), GS酶活性与收获时生物量呈显著或极显著正相关;氮肥偏生产力（PFP）、氮肥农学利用率（AE）及氮素生理利用率（NUEb）分别与GS活性、P_n/Chl和齐穗期的Pn呈显著正相关,而与可溶性蛋白含量、Rubisco含量显著负相关;氮肥吸收效率（RE）与这些生理指标没有显著相关。结果表明水稻光合特征及氮代谢与水稻氮效率间存在紧密的关系,GS活性和可溶性蛋白含量对评价水稻氮肥利用率具有重要的参考价值。     

氮肥对水稻节间和叶鞘非结构性碳水化合物积累转运特征的影响

以两优培九和扬稻6号为材料进行盆栽试验,研究低氮(N1)和高氮(N2)处理下水稻主茎上部3个节间和叶鞘非结构性碳水化合物(NSC)的积累转运特征及对氮肥用量的响应。结果表明:1)与N2处理相比,N1处理总体上显著促进灌浆早期两优培九倒2、倒3节间和叶鞘NSC的转运,对扬稻6号的影响差异不明显;N1处理显著增加了扬稻6号上部3个节间及叶鞘和两优培九倒3节间及叶鞘NSC表观转运量,也增加了两品种上部3个节间及叶鞘的NSC(总)表观贡献率。2)两个氮肥处理下,供试品种的叶鞘(两优培九倒3叶鞘除外)NSC转运量和表观贡献率大于节间。3)两优培九倒2、倒3节间及叶鞘NSC表观转运量和贡献率、上部3节间及叶鞘的NSC总转运量与总表观贡献率在两个氮肥处理下均高于扬稻6号。4)N1处理下,两优培九和扬稻6号倒2、倒3节间及叶鞘的转运量分别占总转运量的92%和75%,贡献率分别占91%和76%;而N2处理下两优培九倒2、倒3节间及叶鞘的转运量占90%,扬稻6号倒2、倒3节间则无输出。本研究表明水稻上部3个节间和叶鞘的NSC(总)转运量品种间存在差异,并受施氮量和节/叶位的影响。在水稻高产和减氮栽培中,通过选用适宜品种和优化氮肥管理,增加花前茎鞘NSC积累和花后NSC再分配,对提高水稻产量潜力和氮效率,特别是对花后逆境和减氮条件下产量稳定具有重要意义。     

实时实地氮肥管理对不同杂交水稻氮肥利用率的影响

 【目的】探讨两系和三系杂交水稻在实时实地氮肥管理模式下对氮素的吸收和氮肥利用率的差异。【方法】试验于2004和2005年在大田条件下,以两优培九、汕优63为材料比较研究了实时实地氮肥管理模式下不同叶绿素仪（SPAD）预设阈值对其吸氮特性与氮肥利用率的影响。【结果】水稻叶片叶色存在基因型差异,汕优63顶叶的SPAD值比两优培九平均低1.7～2.0个数值单位。在实时氮肥管理模式下,施氮量与SPAD预设阈值呈指数相关关系。对于汕优63而言,Nrate=0.9956 e0.132 SPAD （r2=0.8338**）,对于两优培九则为Nrate=0.1565 e0.173 SPAD（r2=0.9508**）。在SPAD预设阈值介于36～40的范围内,若要保持两个品种同一时期顶叶的SPAD值相同,汕优63比两优培九需要多施用氮肥37.3 kg N•ha-1。【结论】在实时实地氮肥管理模式下,当氮肥平均用量接近160 kg N•ha-1时,两优培九的吸氮能力、氮肥吸收利用率和氮素籽粒生产效率与汕优63相当;其氮素干物质生产效率、氮肥农学利用率高于汕优63;其氮素收获指数低于汕优63。此外,两优培九比汕优63表现出较高的耐肥抗倒伏能力。     

发根力作为栽培稻品种苗期抗旱性鉴定指标的研究

 栽培稻抗旱育种过程中，对不同材料苗期进行抗旱性鉴定可对众多的种质资源或育种过程中大量的早代材料进行抗旱性的初步、简单快速鉴定，从而可以提高选择效率，加快抗旱育种进程。因此，鉴定指标的选择尤为关键。本研究表明，在25%（w/v）PEG条件下，新根总长、新根数、新根干重等3个发根力指标的降幅与不同栽培稻品种苗期的抗旱性均呈极显著负相关，且该指标测定简便、快速准确，可用于大量材料苗期的抗旱性鉴定。