水稻氮磷高效吸收与利用的特征及机制研究进展

水稻是我国主要的粮食作物,氮磷等化学肥料对于水稻产量形成具有重大作用。近年来我国水稻生产面临着产量增长迟缓、肥料及水分投入大、利用率低等问题,提高水稻对氮磷的高效吸收和利用,不仅是解决当前农业生产中面临的重大科学问题和技术难题的重要措施,也是构建农业面源污染防治体系、实现水稻可持续发展和绿色高效生产的重要途径。水稻氮磷高效吸收和利用涉及多个生理过程和信号通路,包括氮磷的吸收、转运、同化、再分配和发育响应等。然而,目前已经初步研究了这些生理过程,并通过优化栽培措施提高氮磷效率;近年来利用水稻丰富的种质资源和现代分子生物技术,鉴定了多个氮磷高效基因位点,揭示了其调控作用的分子机制,成功培育了一批氮磷高效的水稻品种,为氮磷高效育种改良提供了有效的手段。氮磷高效吸收、利用的生理过程和分子机制取得了一系列重要进展。然而,目前水稻氮、磷高效的调控网络和关键过程尚不明确,氮磷协同高效的机制也未确定。因此,氮磷高效利用需要从以下5个方面深入研究：(1)揭示水稻氮磷高效的形成网络机制与关键过程,进一步阐明如何实现氮磷高效;(2)探究氮、磷之间的协同机制,以降低肥料投入和减少环境污染;(3)分析氮磷高效利...     

水稻混合种植的抗逆增产研究进展

不同水稻品种混合种植是一种通过提高生物多样性来增加水稻抗性能力和产量及稻米品质的新型绿色栽培模式。综述了水稻混合种植的研究进展和应用情况,包括混合种植两种模式间栽和混栽之间的比较,分析其抗逆增产的作用机制,从品种选择、栽种比例、栽培方式和移栽密度等方面探讨了水稻混合种植的关键技术。总结了水稻混合种植在抗性、产量和稻米品质方面的应用情况,指出目前水稻混合种植的缺陷与不足,并提出了今后需要重点加强的研究方向。     

不同土壤表面结构对小麦生长发育及产量的影响

为明确不同土壤表面结构对小麦生长发育的影响,通过人工筛土配置8个等级（Ⅰ~Ⅷ）土壤表面结构,分析土壤表面结构对小麦生长发育及产量的影响。结果表明,在等级Ⅰ~Ⅲ的土壤表面结构下,密播时产量分别为6718.54、7375.04和8109.96kg/hm²,疏播时产量分别为5997.34、6822.02和7789.55kg/hm²,均匀播种时产量分别为7267.31、7933.88和8570.04kg/hm²,说明过密或过疏播种均不利于小麦产量的形成,均匀播种有利于小麦高产高效群体的构建,产量最高。在等级Ⅳ~Ⅷ的土壤表面结构下,密播有利于小麦高产,疏播条件下小麦产量最低。根系活力、总茎蘖数、叶面积指数、相对叶绿素含量（SPAD）和氮素积累量等指标在等级Ⅲ和Ⅳ的土壤表面结构下表现较好。根系总长度、株高和单株干物质重等指标在等级Ⅲ~Ⅳ的土壤表面结构下表现较好。与其他等级耕地表面结构相比,根活力、根系形态、群体质量指标和产量等数据表明等级Ⅲ~Ⅳ的耕地表面结构有利于小麦生长发育,同时为构建高产高效群体奠定基础。     

中籼水稻品种改良过程中米质和根系特征对灌溉方式的响应

【目的】研究不同灌溉方式下中籼水稻品种的稻米品质与根系特征。【方法】以江苏省近80年来各阶段具有代表性的中籼水稻品种为试验材料,全生育期设置干湿交替灌溉(AWD)和常规灌溉(CI)处理。在矮秆、半矮秆常规稻和半矮秆杂交稻中各选择2个水分利用效率(WUE)存在明显差异的品种进行稻米品质和根系特征分析。【结果】无论是在AWD还是CI下,各类型品种的产量和WUE均随品种改良逐渐提高。与CI相比,AWD显著增加了产量和水分利用效率。在AWD下,各类型品种(矮秆品种、半矮秆品种、半矮秆杂交稻)的产量分别为6.96 t/hm²、8.71 t/hm²和10.14 t/hm²,WUE分别为1.30 kg/m³、1.62 kg/m³和1.91 kg/m³。各类型品种的精米率、整精米率、蛋白质含量、淀粉溶解度与膨胀度、根干质量、根冠比、根系氧化力、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积、根系伤流液中玉米素和玉米素核苷以及脱落酸含量随品种改良显著提高。与CI相比,AWD改善了稻米的加工和外观品质及根系形态生理特征,提高了稻米淀粉的峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和崩解值,降低了淀粉的消减值和相对结晶度。相关分析表明,产量、WUE及稻米品质均与根系生长密切相关。【结论】现代半矮秆品种尤其杂交稻在全生育期干湿交替灌溉条件下可获得较高的产量和水分利用效率以及较优的稻米品质,这与根系形态和生理特征的改善密切相关。     

增密减氮提高夏玉米产量和氮素利用效率

  【目的】  适宜密植是获得高产的关键栽培因子,氮肥高效施用是农业绿色可持续发展的重要环节。探讨不同密度和施氮量组合对夏玉米产量及氮素吸收利用的影响,以期为夏玉米的高产高效栽培提供理论与技术支撑。  【方法】  本研究以‘江玉877’为供试品种,在江苏省宿迁市、盐城市和扬州市3个试验点进行试验,设置60000株/hm2 (D1)、82500株/hm2 (D2) 2个种植密度及不施氮 (N0)、常规肥N 300 kg/hm2 (N1)、常规肥N 225 kg/hm2 (N2)、缓释肥一次性基施N 225 kg/hm2 (N3) 4个施氮方式。研究夏玉米产量、干物质及氮素积累与分配、氮素利用率对不同密度和施氮方式组合的响应。  【结果】  不同种植密度条件下,4个施氮方式对夏玉米产量及氮素吸收利用具有显著影响。相同施氮量下,2个种植密度单株籽粒产量表现为D2 < D1,但群体产量表现为D2 > D1。D1种植密度下,N1和N3的平均群体产量比N2分别提高11.3%和10.9%,D2种植密度下比N2分别提高7.4%和9.0%,且相同密度条件下N1和N3的群体产量差异不显著。宿迁点D2N3的群体产量 (9214 kg/hm2) 在所有处理中最高。群体氮素积累量和转运量D2高于D1。D1种植密度下,N3和N1处理的群体干物质和氮素积累总量差异不显著,均显著高于N2处理;D2种植密度下N3处理的群体干物质积累总量显著高于N1处理,群体氮素积累总量差异不显著。各施氮处理的玉米收益在D2种植密度下均显著高于D1种植密度下,D2N3组合在所有处理中收益最高。  【结论】  综合3个试验点产量与氮素吸收利用的结果,在82500 株/hm2种植密度下结合缓释肥N 225 kg/hm2一次性基施,可协同提高江苏省夏玉米产量和氮素利用率,同时降低生产成本,提高玉米种植收益。     

吐丝后不同阶段干旱胁迫对糯玉米子粒产量和淀粉品质的影响

以苏玉糯5号和渝糯7号为材料,试验对照和干旱处理下土壤相对含水量分别为75％和55％,干旱胁迫时间分别为子粒建成期和灌浆充实期,研究结实期不同阶段(子粒建成期和灌浆充实期)干旱胁迫对糯玉米子粒产量和淀粉品质的影响.结果表明,结实期干旱胁迫显著降低子粒产量,且降幅子粒建成期大于灌浆充实期.干旱胁迫下淀粉含量显著降低,总蛋...     

不同施氮量下籼/粳杂交稻甬优2640产量和氮素吸收利用的特点

旨在探明在不同施氮量下籼/粳杂交稻产量、氮素吸收利用及损失的特点。2018—2019年籼/粳杂交稻品种甬优2640和常规粳稻品种连粳7号(对照品种1)和常规籼稻品种扬稻6号(对照品种2)种植于大田,设置6种施氮量(0、100、200、300、400和500 kg hm^-2)处理和¹⁵N示踪微区试验。3个供试品种的产量均随施氮量的增加呈现先增加后降低的趋势,甬优2640在施氮量为400 kg hm^-2时产量最高,连粳7号和扬稻6号均在施氮量为300 kg hm^-2时产量最高。在相同施氮量下,甬优2640的产量高于对照品种。¹⁵N示踪试验表明,适量增加施氮量(甬优2640≤400 kg hm^-2、连粳7号和扬稻6号≤300 kg hm^-2),可以增加成熟期植株和穗中肥料氮积累量、土壤中的残留量、肥料氮对植株地上部氮积累量的贡献率、肥料氮的损失量和损失率,降低土壤氮对植株地上部氮积累量的贡献率、肥料氮的植株吸收利用率和在土壤的残留率。在相同...     

我国水稻田稗属杂草种类分布特点：以9个省级行政区73个样点调查数据为例

【目的】明确我国水稻田发生危害的稗属(Echinocloa spp.)杂草种类分布特点。【方法】2015年至2018年间的9月至11月，在东北、华东、华南、西北、西南水稻产区依据《中国植物志》英文修订版的分类鉴定标准，于水稻收割前采用七级目测法调查了73个地点共525块稻田稗属杂草的发生情况。【结果】共发现8种稗属杂草，其中无芒稗(E. crusgalli var. mitis)的发生频度最大(55.43%)，其次是硬稃稗(E. glabrescens, 47.28%)、稗原变种(E. crusgalli var. crusgalli，40.40%)、西来稗(E. crusgalli var. zelayensis，24.09%)；长芒稗(E. caudate)、水田稗(E. oryzoides)、孔雀稗(E. cruspavonis)、光头稗(E. colona)的频度较低。东北地区稻田稗属杂草以水田稗为单优势种；华东地区稻田稗属杂草呈现共优势的格局，硬稃稗、无芒稗危害最重，西来稗、稗原变种发生量也较大；华南地区稻田以稗原变种为单优势种；西北地区稻田无芒稗和稗原变种为优势种；西南地区稻田无芒稗占优势，稗原变 种危害频繁。在这8种水稻田常见稗属杂草中，无芒稗的生态位宽度值最大(35.2)，其次是硬稃稗(23.6)、西来稗(18.2)和稗原变种(16.3)。无芒稗、硬稃稗、西来稗相互之间的生态位重叠值较高，稗原变种与孔雀稗、光头稗、长芒稗的重叠值也较高。【结论】我国不同地区具有不同的稻田稗属杂草种类分布格局，其背后的机理亟待研究阐明。     

双季稻秸秆还田与减施氮肥对水稻产量和品质的影响

【目的】研究双季稻稻作区秸秆还田与减施氮肥对水稻产量和品质的影响,为水稻高产、高效施肥与秸秆资源综合利用提供一定的理论依据和技术支撑,指导当地农户在生产实践中运用该成果。【方法】2018—2019年在江西进行了2年试验,均设置6个处理,分别为JN100、JN50、JN30、JN10、JN0和CK。供试早稻品种为潭两优39,每667 m²氮肥施用量(纯N)分别为0,6,8.4,10.8,12 kg,以秸秆不还田10.8 kg施N量作为对照;晚稻品种为甬优538,每667 m²氮肥施用量分别为0,9,14.4,16.2,18 kg,以秸秆不还田16.2 kg施N量作为对照。氮肥施肥比例为m(基肥)∶m(分蘖肥)∶m(穗肥)=5∶2∶3,磷、钾肥每667 m²施用量早稻分别为6 kg(P₂O₅)和6 kg(K₂O),晚稻分别为9 kg(P₂O₅)和9 kg(K₂O),磷肥全部作为基肥施用,钾肥基肥...