基于临界氮浓度的水稻氮素营养诊断研究

【目的】 依据水稻品种的氮素营养特征计算其氮营养指数 (NNI) 和氮素亏缺 (N_and) 值,可实现作物氮素状况的精确定量调控。本研究比较了杂交稻和常规稻在不同氮水平下的NNI和N_and值,为该诊断方法的精准使用提供依据。 【方法】 本研究选用超级杂交稻 (Y两优一号、超优千号) 和常规稻 (粤农丝苗、金农丝苗) 为对象进行田间试验。设施氮水平0、40、80、120、160、200、240 kg/hm2(分别以N0、N40、N80、N120、N160、N200、N240表示),分析测定了水稻移栽后15、30、45、60、75天和成熟期地上部干物质量及其氮浓度,构建临界氮浓度变化曲线,利用该曲线计算了不同品种在不同时期的临界氮浓度、氮营养指数和氮亏缺值。 【结果】 杂交稻地上部干物重在N0、N40、N80、N120、N160处理间差异显著,N200、N240处理间差异不显著,但显著高于其他处理;常规稻地上部干物质重在N0、N40、N80、N120处理间差异显著,N160、N200、N240处理间差异不显著,但显著高于N0、N40、N80、N120处理。水稻植株氮浓度均随着施氮水平的提高而增加,但随生育期的延长和地上部干物重的增加,水稻植株氮浓度均呈下降趋势。根据地上部干物质重与其氮浓度变化关系构建水稻临界氮浓度 (Nc) 变化曲线,杂交稻为N_c=3.36DM–0.31(R2=0.91),常规稻为N_c=2.96DM–0.25(R2=0.86)。基于临界氮浓度曲线,计算不同水稻品种的NNI和N_and,其中杂交稻和常规稻NNI变化范围分别为0.73～1.05和0.78～1.11,N_and变化范围分别为–9.8～117.8 kg/hm2和–25.4～90.3 kg/hm2。 【结论】 常规稻品种临界氮浓度高于相同生育期的杂交稻品种,但杂交稻的干物质量生产能力大于常规稻。在本试验条件下,依据N_and计算结果,杂交稻临界氮浓度下的氮素积累量大于常规稻,其中杂交稻和常规稻适宜施氮量分别为200 kg/hm2左右和160～200 kg/hm2。      

双季优质稻产量和品质形成对开放式主动增温的响应

目的 水稻是我国最重要的口粮作物。明确气候变暖对双季优质稻产量和稻米品质的影响对我国粮食安全至关重要。方法 采用稻田开放式远红外主动增温系统,早稻以金早47(常规籼稻)、两优287(杂交籼稻),晚稻以象牙香珍(常规籼稻)、万象优华占(杂交籼稻)和甬优5550(杂交粳稻)为材料,设置全生育期增温和全生育期不增温2个处理,分别测定双季优质稻的产量、产量构成和稻米品质。结果 与不增温相比,全生育期増温(1.3℃ ~1.6℃)对早晚籼稻产量影响不显著,但晚粳稻产量显著下降,降幅为10.2%,主要是因为其每穗粒数下降。全生育期增温降低了早晚稻株高;早稻生育期缩短了3~4 d,而晚稻生育期无明显变化。全生育期增温下,双季优质稻米垩白粒率和垩白度显著增加,早稻两优287出糙率和整精米率及晚粳甬优5550整精米率显著提高;同时,晚稻蛋白质含量提高,但晚粳直链淀粉含量降低,而早稻蛋白质和直链淀粉含量无明显变化;此外,稻米RVA谱特征值因季别和品种而异。结论 全生育期增温对优质晚粳稻产量影响大于籼稻,不利于外观品质的保优,但有利于改善优质稻米加工品质,对晚稻营养品质和食味品质的影响也大于早稻。     

不同干燥方式对水稻种子干燥速率及种子质量的影响

以甬优538种子为材料,研究了不同干燥方式对种子干燥速率及质量的影响。结果表明,干燥温度决定了干燥时间,50℃恒温烘干方式烘干种子和稻谷所需时间比袋式烘干和自然晾干方式显著缩短,由于鼓风作用,开始干燥前8 h袋式干燥方式稻谷水分散失最快;增温干燥提高了种子活力指数,对种子活力影响小,种子活力指数50℃恒温烘干方式较自然晾干、袋式普通烘干和袋式加热烘干分别提高26.3%、22.7%和14.2%,差异显著,袋式加热烘干活力指数较自然晾干和袋式普通烘干略有增加。试验明确袋式鼓风加热烘干方式能够有效缩短种子烘干时间,可以作为南方稻区小规模种子烘干方式。     

播期对南方优质晚粳稻产量及稻米品质的调控效应研究

近年来,"籼改粳"在江西等南方双季稻区发展较快,关于双季晚粳稻高产品种及其配套栽培技术的研究也有了较多的报道,但关于优质晚粳稻产量及品质的播期调控效应仍不清楚。本研究以南方优质晚粳稻品种甬优1538为材料,通过开展分期播种试验,研究了不同播期对优质晚粳稻产量和米质变化的影响。结果表明,随着播期的推迟,甬优1538的有效穗数呈增加趋势,每穗粒数和千粒重先增后降,而结实率呈现降低趋势,最终产量呈先增后降的趋势,以播期为6月25日时产量最高。随着播期的推迟,甬优1538的加工品质、外观品质及蒸煮与食味品质均变劣,而营养品质变化趋势因指标而异,峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度和崩解值呈逐渐降低趋势,而回复值和消减值呈逐渐增加趋势。可见,在南方双季稻区晚粳生产中,适当早播有利于同步实现高产和优质。     

盐碱地耕作和洗盐方式对水稻生长及产量的影响

在盐碱地种植水稻的关键是降低土壤盐碱含量。采用大田试验,研究了大田耕作方式及洗盐方式对水稻生长及产量的影响。结果表明,冬耕能显著降低大田耕作层的土壤电导率,冬耕结合洗盐的方式效果更好。与不冬耕处理相比,冬耕处理水稻叶片黄叶率显著降低,叶面积指数、干物质及氮积累量显著增加。不同耕作方式下,洗盐均能降低土壤电导率,改善水稻生长状况,提高产量。在冬耕条件下,洗盐2次和洗盐1次的处理间差异不显著。不冬耕条件下,洗盐2次和洗盐1次的处理,除了黄熟期生物量和产量差异不显著外,其他水稻生长参数差异均达显著水平。与不冬耕处理相比,冬耕显著提高了水稻的产量,增产达66.7%。     

直播早籼稻品种苗期耐冷性鉴定与筛选

直播早稻易遭受低温危害,造成烂秧死苗。为降低低温冷害对直播早稻生产的威胁,以18个江西推广的早籼稻品种为材料,进行苗期低温(5.0℃)处理,筛选适合大规模推广种植的早籼稻耐冷性品种。结果表明,低温胁迫处理后,不同生长指标较正常温度(CK)均有所下降,其中存活率、地上部干重、根数、根系体积、叶面积的变异系数较大,变异系数依次为根系体积存活率≥倒三叶叶面积根数倒一叶叶面积≥倒二叶叶面积地上部干重;因子分析表明,存活率及地上部干重最能代表早稻幼苗对低温的响应状况,可作为苗期耐冷性鉴定的评价指标;利用隶属函数法和聚类分析获得耐冷性较强的早稻品种6个,中等耐冷性品种6个,耐冷性较弱品种6个。     

水稻器官形态和干物质积累对穗分化不同时期高温的响应

为明确水稻穗分化期高温对生长发育所造成的影响,以耐热籼稻黄华占和热敏感籼稻丰两优6号为材料,利用人工气候箱在穗分化期进行40℃(10:00-15:00)高温处理,以人工气候箱32℃适温处理为参考,室外环境温度为对照(CK),研究枝梗-颖花分化期(Ⅰ期)和花粉母细胞形成-减数分裂期(Ⅱ期)高温胁迫对水稻器官形态及干物质积累的影响。结果表明:1)Ⅰ期高温抑制幼穗分化,使穗分化期延长2.5~8.8 d;Ⅱ期高温阻碍水稻抽穗,导致穗分化期延长6.8~7.1 d,显著缩短上部茎节,降低抽穗度,其中热敏感品种降幅大于耐热品种;2)穗分化期高温处理显著降低每穗颖花数和颖花大小,颖花数下降原因在不同处理时期间存在差异,Ⅰ期高温减少颖花分化数;而Ⅱ期高温显著加速颖花退化,两个品种退化幅度均达50%以上,并显著降低了花药大小和颖花受精率,热敏感品种丰两优6号受高温影响要大于耐热品种;3)高温对叶片生长有促进作用,Ⅱ期高温处理表现尤为明显,两个时期高温处理对上3叶净光合速率和水稻单茎干物质积累没有显著影响。Ⅰ期高温不同部位间干物质积累无显著差异,而Ⅱ期高温显著降低茎鞘和穗部干物质积累,但高温导致高节位分枝发生,积累了一部分干物质,整体上单茎干物质积累量并没有显著下降。     

5%调环酸钙水悬浮剂在水稻生产上的应用研究

通过田间试验研究植物生长调节剂5%调环酸钙水悬浮剂对水稻株型和产量的影响。结果表明,在水稻拔节前7d喷施5%调环酸钙水悬浮剂,能够缩短基部节间长度,有效降低株高,协调穗粒结构,进而实现抗倒、增产的效果,其适宜剂量为150~450 g/hm2。     

籼粳杂交稻枝梗和颖花形成的播期效应

【目的】探讨播期对不同籼粳杂交稻穗粒数形成规律的影响。【方法】以杂交稻偏粳型中熟中粳甬优8号、偏籼型迟熟中粳甬优15号、中熟晚籼钱优2号和常规品种迟熟中粳浙粳88为材料,通过分期播种研究不同类型水稻枝梗和颖花分化与退化的特性及其与籼粳性成分的关系。【结果】籼粳杂交稻甬优8号及甬优15号每穗总颖花分化数均显著高于籼稻钱优2号和粳稻浙粳88;甬优品种的一次枝梗及颖花分化数显著高于籼、粳稻,二次枝梗和颖花分化数以偏籼型品种甬优15号和钱优2号较高,而甬优8号二次颖花分化数与钱优2号的基本持平。随播期推迟,每穗总颖花分化数显著降低,尤为二次颖花分化数,而一次颖花分化数以适期播种最高。甬优8号和钱优2号总颖花分化数以早播显著高于适期播种和迟期播种,甬优15号则以适期播种最高,适期播种能显著提高籼粳杂交稻品种甬优8号和甬优15号的一次颖花现存数,主要体现在稻穗中上部与穗基部、顶部,这与其较高的一次枝梗分化能力有关。不同播期间,各类型品种稻穗不同部位一次枝梗上的二次枝梗分化数从穗基部到穗顶部总体呈下降趋势,而二次枝梗和颖花现存数、二次颖花分化数总体呈现“先升后降”的趋势。其中甬优8号不同部位一次枝梗上二次枝梗和颖花现存数的早播优势主要体现在穗中上部位,钱优2号早播的优势为稻穗中下部,甬优15号适期播种的优势主要体现在穗顶部,而浙粳88迟播的影响主要体现在稻穗基部。相关分析表明,各类型品种粳性成分与稻穗总颖花分化数及一次、二次枝梗和颖花分化数均呈极显著抛物线关系,相关系数分别为0.8172、0.9416、0.9004、0.8718和0.7988。【结论】与籼、粳稻相比,籼粳杂交稻具有较多的枝梗数和颖花数。推迟播期,降低每穗颖花分化数和二次枝梗分化数;早播有利于中熟品种颖花和二次枝梗的形成,而适期播种对迟熟品种的效应较好。不同播期下各类型品种粳性成分与稻穗枝梗和颖花呈极显著相关。     

秸秆还田条件下不同水分管理对双季稻田综合温室效应的影响

以南方红壤区双季稻-紫云英为研究对象,利用静态箱-气相色谱法分别分析包括绿肥和稻草等秸秆还田条件下不同水分管理对稻田CH4和N2O排放、水稻产量以及综合温室效应(GWP)的影响。试验设持续淹水(F)、中期烤田(F-D-F)和间歇灌溉(F-D-F-M)处理。结果表明,秸秆还田条件下双季稻田周年CH4排放量介于208.3kg/hm2(F-D-F-M处理)和678.2kg/hm2(F处理)之间,其中,晚稻生长季占周年CH4排放量的60.6%~71.7%。F处理周年CH4排放量显著高于F-D-F和F-D-F-M处理(P0.05)。秸秆还田条件下双季稻田周年N2O排放量为4.75~8.19kg/hm2。与F处理相比,F-D-F-M处理周年N2O排放通量显著增加(60.9%);而F和F-D-F处理之间没有显著差异。早稻和晚稻各处理产量分别为7.76~8.02t/hm2和7.22~8.69t/hm2。秸秆还田条件下,双季稻单位面积GWP和单位产量GWP分别为7648.8~18471.8kg/hm2和0.48~1.12 kg/kg,其中F-D-F和F-D-F-M处理分别显著低于F处理(P0.05)。因此,在秸秆还田条件下采用中期烤田和间歇灌溉替代持续淹水,可以同步实现双季稻高产和减轻农业生产对气候的潜在影响。