基于高光谱的稻米品质估测模型的构建

通过测试不同试验条件下稻米品质及其高光谱数据,研究稻米中淀粉、蛋白质和胶稠度与高光谱数据特征之间的相关关系。结果表明:在不同施肥条件下,通过构建归一化指数(NDI,x)与稻米品质指标(y)的多种关系模型,比较模型预测的显著性,得出的多项式模型对稻米品质指标具有较高预测性,通用模型y=ax2+bx+c中的构成系数a、b、c因肥料水平差异取值不同;在不同品种条件下,通过比较波段比值指数(RI,x)与稻米品质指标(y)的相关系数,得出的最佳波段组合分别为x直链淀粉=R783nm/R634nm、x蛋白质=R829nm/R646nm和x胶稠度=R900nm/R670nm,推算出预测稻米品质指标的线性回归方程通用模型y=ax+b中的构成系数a、b因品种差异取值不同。这表明,运用高光谱方法估算稻米中的直链淀粉、蛋白质含量和胶稠度切实可行,可为稻米品质遥感监测提供依据。     

氮素供应对优质专用小麦品质的影响研究进展

小麦品质除受品种本身的遗传特性决定外,栽培措施和环境条件和影响至关重要。栽培措施中,以氮素对小麦营养品质和加工品质各项主要指标的调节作用最大。     

淮北地区机插超级粳稻产量形成及氮素吸收利用特征

为探究淮北地区不同氮肥水平下粳型超级稻产量形成及氮素吸收利用特征。在大田机插条件下,以常规中熟中粳超级稻和非超级稻(对照)为试材,设置3个氮肥水平即0、225、300 kg/hm2。从产量构成因素、干物质和氮素积累、茎蘖动态、叶面积指数等角度分析不同氮肥水平下粳型超级稻产量形成及氮素吸收利用特征。结果表明,随着氮肥施用量的增加超级稻平均产量呈增加趋势,对照产量则是先增加后减少。粳型超级稻最高产量平均值较对照最高产量平均值高10.98%。与对照相比,超级稻在3个氮肥水平下每穗粒数和群体颖花量高,结实率和千粒重与之相当;群体茎蘖移栽后早发快长,最终成穗率高;拔节前叶面积指数和光合势比对照低,拔节后比对照高,超级稻粒叶比在3个氮肥处理下均高于对照;拔节前,超级稻干物质积累量比对照低,而拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段干物质积累量分别比对照高7.77%和6.96%;植株氮素阶段积累量和植株阶段吸收速率,移栽至拔节、拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段超级稻均比对照高。淮北地区粳型超级稻籽粒产量在3个氮肥处理下均表现出明显的增产优势。超级稻移栽后叶面积指数、粒叶比和光合势较高,最终茎蘖成穗率高;穗型大,群体总颖花量高,穗后干物质积累量多;生育期相近的中熟中粳超级稻产量高于对照与其较强的氮素吸收特性有关。     

施硅量对甬优系列籼粳交超级稻产量及相关形态生理性状的影响

以籼粳交超级稻甬优12和甬优15为试材,比较研究了不同硅肥施用量(0、75、150、225、300 kg hm^-2)对甬优籼粳交超级稻产量及其形态生理特征的影响。结果表明: (1)甬优12和甬优15产量均随硅肥施用量的增加呈先增加后降低的趋势,且均以硅肥用量225 kg hm^-2处理的产量最高。产量构成因素穗数随硅肥施用量增加而递增,结实率和千粒重则随之递减。(2)甬优12和甬优15在拔节、抽穗和成熟期的茎蘖数均随硅肥施用量的增加而增加,茎蘖成穗率则呈先增加后降低的趋势,以225 kg hm^-2处理最高。(3)与对照(0 kg hm^-2)相比,施硅处理显著增加了拔节、抽穗和成熟期的干物重和叶面积指数,拔节至抽穗期、抽穗至成熟期的干物质积累量和光合势也随硅肥施用量增加而递增。(4)随硅肥施用量的增加,倒一、倒二、倒三叶的叶长和叶宽随之递增,倒一、倒二、倒三叶的叶基角和披垂度随之递减。此外,与对照(0 kg hm^-2)相比,施硅处理显著提高了茎、鞘干重及单位节间干重。文章还讨论了甬优籼粳交超级稻硅肥高效施用技术。     

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。     

施氮量对稻季氨挥发特点与氮素利用的影响

 在砂土和黏土两种土壤类型上,研究了施氮量对田面水NH4+ N浓度、氨挥发损失量、水稻产量、氮肥利用效率和土壤剖面氮素含量的影响。施氮后田面水NH4+ N浓度和氨挥发量都随着施氮量的增加而增加,且在施氮后1~3 d达到峰值,黏土要低于砂土;氨挥发损失量为分蘖肥时期＞倒4叶穗肥期＞基肥时期＞倒2叶穗肥期;黏土上稻季氨挥发总损失量为10.49~87.06 kg/hm2,占施氮量的10.92％~21.76％;砂土上稻季氨挥发总损失量为11.32~102.43 kg/hm2,占施氮量的11.32％~25.61％;施氮后氨挥发峰值和田面水铵态氮峰值同步出现,以分蘖肥时期最大,两者比值范围为23.76％~3365％;随着施氮量的增加,水稻产量增加,氮素积累量也增加,而氮肥利用效率降低;黏土上的水稻产量和氮素积累量要略高于砂土上的;土壤氮素含量在土壤深度40~50 cm处最低,相应各层土壤氮素含量随着施氮量的增加而提高,黏土要高于砂土。从氨挥发损失的角度来看,当施氮量超过250 kg/hm2时,氨挥发损失总量将跃增; 而从水稻获得高产的角度来看,施氮量应为300 kg/hm2左右,因此,试验条件下水稻高产且环境安全的适宜施氮量为250~300 kg/hm2。     

不同基因型水稻苗期对1，2，4-三氯苯胁迫的生理响应

利用沙培试验,研究了6种浓度(0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 mmol kg^-1沙)的1,2,4-三氯苯(TCB)对两水稻品种香粳20-18(耐性基因型)和泗阳1382(敏感基因型)种子发芽率、发芽指数、幼苗生物量以及叶片和根系的蛋白质含量、丙二醛含量(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性等生理指标的影响。结果表明,TCB胁迫下,水稻种子发芽率和发芽指数变化不明显,幼苗的生物量显著下降,香粳20-18下降幅度比泗阳1382小;随TCB胁迫程度的增强,香粳20-18叶片和根系可溶性蛋白质含量呈增加的趋势,泗阳1382叶片蛋白质含量显著下降,高浓度TCB胁迫下其根系蛋白质含量显著下降;两个基因型叶片的O₂^?产生速率先降后升,香粳20-18根系的O₂^?产生速率先降后升,高浓度TCB胁迫下显著高于对照,而泗阳1382与对照差异不显著;香粳20-18叶片SOD活性随TCB胁迫程度的增强呈上升趋势,低浓度TCB胁迫下就开始显著高于对照,根系SOD活性显著增强,而泗阳1382叶片和根系SOD活性与对照差异不显著;香粳20-18叶片POD活性先升后降,根系POD活性显著高于对照,而泗阳1382叶片和根系POD活性均显著下降;香粳20-18叶片CAT活性高于或显著高于对照,泗阳1382低于或显著低于对照;两个基因型叶片的MDA含量先降后升,高浓度TCB胁迫下MDA含量显著高于对照,根系MDA含量均随TCB胁迫程度的增强而显著增加。总之,生物量降低幅度小、叶片和根系的蛋白质含量高、抗氧化酶系统清除活性氧的能力强、MDA含量低是耐性基因型的主要生理特征。     

不同株型水稻叶倾角群体分布的模拟

 以株型因子为参数,建立了不同株型品种水稻叶倾角分布模型。对该模型进行验证,模拟值与实测值的1∶1回归直线的R2和RMSE分别为0.9472和3.93%。用本模型对3种株型、6个冠层高度和7个生长期的水稻冠层叶倾角分布的模拟结果表明,3种株型水稻叶倾角分布不同,紧凑株型的两优培九叶倾角较大,叶片挺立;松散株型的汕优63叶倾角最小,叶片披垂;中间型两优Y06介于两者中间,与实际观察结果一致。同一品种7个生长期叶倾角分布不同,从分蘖期到孕穗期,冠层叶倾角逐渐变大,叶片逐渐挺立;从孕穗期到成熟期,两优培九叶倾角变化不明显,汕优63和两优Y06则逐渐变小,叶片逐渐披散,其中,汕优63尤为明显。同一品种相同生长期的 6个冠层高度叶倾角分布不同,随着冠层高度增加,3个品种的分层LAI均减小,两优培九叶倾角变化不大,汕优63逐渐增大,两优Y06逐渐减小。试验证明该模型具有良好实用性。     

不同栽培方式对水稻产量和物质生产特征影响

以武运粳24号和南粳44为材料,对钵苗机栽、精确点抛和毯苗机插3种栽培方式水稻的产量、干物质积累、茎蘖动态、LAI等进行比较研究。结果表明,不同栽培方式间水稻产量存在显著差异,钵苗机栽、精确点抛产量极显著高于毯苗机插,钵苗机栽显著高于精确点抛,产量差异主要来源于每穗粒数;物质生产上,移栽至N-n期钵苗机栽和精确点抛物质积累量多于毯苗机插,无效分蘖期毯苗机插物质积累量较多,至拔节期不同栽培方式干物质量相当,拔节至抽穗期、抽穗至成熟期钵苗机栽、精确点抛水稻物质积累量极显著高于毯苗机插,钵苗机栽显著高于精确点抛。说明与毯苗机插相比,钵苗机栽、精确点抛水稻全生育期干物质积累(除无效分蘖期)都具有一定优势,特别是生育中、后期光合能力强,物质积累多,LAI较大,叶片不早衰,结实率和千粒重较高,且钵苗机栽优于精确点抛。     

不同种植方式对超级稻植株抗倒伏能力的影响

 【目的】倒伏是水稻“高产、优质、高效、生态、安全”综合生产目标的限制因素之一。本研究旨在探讨不同种植方式超级稻的抗倒伏能力,为合理选用种植方式,实现“十字”综合目标提供理论依据。【方法】长江下游稻-麦两熟制条件下,以超级稻品种淮稻9号和Ⅲ优98为材料,设置旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式,以倒伏指数作为衡量植株抗倒伏能力的指标,在齐穗后25 d,研究不同种植方式水稻基部第1节间（N1）、第2节间（N2）、第3节间（N3）、第4节间（N4）抗倒伏能力和主要物理性状的差异,并对倒伏指数、抗折力与茎秆主要物理性状进行相关分析。【结果】不同种植方式水稻抗倒伏能力差异极显著,手栽稻倒伏指数最小,抗倒伏能力最强,直播稻倒伏指数最大,抗倒伏能力最差,机插稻居于二者之间。抗折力的大小是不同种植方式水稻倒伏指数差异的主要原因,N1、N2、N3、N4节间的抗折力与株高、重心高度、茎秆粗度、茎壁厚度、茎秆干重、叶鞘干重、单位节间干重、节间基部至穗顶的长度和鲜重及弯曲力矩呈显著或极显著正相关,与相对重心高度和节间长度呈显著或极显著负相关。与机插稻和直播稻相比,手栽稻基部节间抗折力大、倒伏指数小的主要原因是:（1）株高的增加是节间数增多、穗长及穗下2个节间变长所致,而茎秆基部易于发生倒伏的2—3个节间长度反而比机插稻和直播稻短;（2）基部各节间粗度和茎壁厚度均有明显增加,且茎、鞘干重大,单位节间干重极显著增加,茎秆的充实度好。【结论】不同种植方式水稻茎秆主要物理性状优化组合不同,基部节间短而粗,茎壁厚度大,茎秆充实程度好,是手栽稻抗折力大、倒伏指数小、抗倒伏能力强的直接原因。