高产味优粳稻分蘖特性及其与群体生产力的关系

以高产优质粳稻品种南粳5718和中产优质粳稻品种常农粳10号为参试材料,比较研究不同基因型品种分蘖发生与成穗特性的蘖位差异,明确高产味优基因型品种的优势叶位。结果表明,高产味优基因型与中产味优基因型在水稻分蘖发生与成穗特性上存在明显差异。与中产味优基因型相比,高产味优基因型一次和二次分蘖发生率与成穗率高,单株与群体成穗数多,花后各蘖位光合特性好,促进了库容充实,最终产量较高,南粳5718产量较常农粳10号显著提高7.7%,较多的有效穗数是其产量优势形成的重要基础。与常农粳10号相比,南粳5718拔节期群体穗数较低,但抽穗期和成熟期则较高。南粳5718和常农粳10号分蘖发生与成穗的优势叶位较为一致,一次分蘖中以4/0、5/0和6/0为主,二次分蘖则以1/4和1/5为主。南粳5718单株成穗数、一次和二次分蘖成穗个数显著高于常农粳10号。不同蘖位对单株成穗数和群体产量的贡献率均表现为一次分蘖>主茎>二次分蘖。南粳5718和常农粳10号产量差异主要体现在一次分蘖和二次分蘖上,南粳5718在花后30 d一次分蘖和二次分蘖剑叶的光合速率和叶绿素含量均显著高于常农粳10号。     

基于图像和改进U-net模型的小麦赤霉病穗识别

为了快速、有效地监测小麦赤霉病的发生情况,利用数码相机对人工接种赤霉病菌的小麦田进行RGB图像获取,在图像预处理基础上,利用深度学习网络U-net来对人工标记好的发病麦穗图像进行训练。通过深度学习数据集的构建与测试,建立了基于RGB图像和改进U-net网络模型的小麦赤霉病识别与监测模型,并对模型识别结果进行了验证。结果表明,U-net可以很好地提取图像波段信息,但对于比较复杂的麦穗图像,在使用Keras方法进行图像语义分割时,需要对U-net网络结构进行改进,即在下采样部分加入Dropout层。与人工标记结果相比,模型识别结果的一致性较好,具有较高的监测精度。该模型平均精度为0.969 4,损失函数值为0.075 9,平均交并比MIoU为0.799。上述结果说明改进的U-net模型可以很好地识别和监测小麦图像中的发病麦穗,并在发病麦穗的分割上具有很好的效果     

外源物质对水稻盐胁迫缓解效应研究进展

盐胁迫是影响水稻生长发育和产量的主要非生物因素之一,外源物质能有效缓解盐对水稻的毒害作用并增加水稻产量。本文主要综述了不同外源物质(生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、褪黑素、水杨酸、多胺、油菜素类固醇、茉莉酸类外源生长调节物质以及钙、硅离子类外源物)对盐胁迫下水稻生长的不同调控机理及其缓解效应,并进一步对外源物质在水稻耐盐上的利用与研究工作进行了展望,以期为改善盐渍土环境下水稻的生长发育以及提高产量和品质提供理论依据。     

水稻根系特征与稻米品质的关系研究进展

水稻根系是吸收水分和养分的重要部位,同时也是合成和分泌多种植物激素、有机酸和氨基酸等营养物质的主要器官,其形态和生理特征对产量和品质有重要影响。本文综述了水稻根系形态与生理特征研究进展,分析了主要根系特征及化学信号与稻米品质的关系,并讨论了目前研究存在的问题和未来研究方向。     

高产高效水稻冠层光能利用特征研究进展

通过挖掘作物的生物学潜力,而非过分依赖水肥的大量投入,是实现作物产量和资源利用效率协同提高（高产高效）的重要途径。水稻产量主要来自抽穗后的光合作用,因此要实现水稻的高产高效,提高冠层光能利用率（RUE）具有重要意义。本文综述了水稻高产高效的叶面积和冠层光能利用特征以及物质积累与运转特点,分析了目前存在的问题和对未来研究的展望。     

稻田综合种养对长江中下游地区水稻产量和稻米品质影响的文献研究

基于已发表的文献数据,综述了长江中下游地区不同稻田综合种养模式对水稻产量形成和稻米品质的影响,并探讨其影响机理。41%的样本量数据表明,稻田综合种养的水稻产量高于水稻单作,而59%的样本量呈相反趋势;稻田综合种养的水稻穂数和穗粒数普遍减少,而结实率和千粒重增加。在长江中下游地区,相比于水稻单作,稻田综合种养稻米的加工、外观、蒸煮和食味品质在一定程度上得到改善。其中,糙米率、精米率和整精米率极显著提高0.72%～2.74%,胶稠度增加2.11%,垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量和稻米蛋白质含量则分别下降13.78%、11.76%、3.01%和6.67%。     

氮肥管理对稻虾共作模式水稻产量和抗倒伏特性的影响

通过设置不同稻作模式(水稻单作、稻虾共作)和氮肥管理(不施氮、常规施氮、减氮)两因素交互试验,研究氮肥管理对稻虾共作模式水稻产量及抗倒伏特性的影响。结果表明,稻虾共作模式下常规施氮和减氮处理的水稻产量分别为7 539 kg/hm²和7 328 kg/hm²,比水稻单作模式降低29.4%～32.3%,这主要是由于试验当年水稻移栽后连续降雨导致缓苗不利所致,也与深水淹灌下水稻有效穂数、每穗粒数和千粒重下降有关。相比水稻单作,稻虾共作模式下水稻茎秆的株高、穂颈高、重心高、弯曲力矩和倒伏指数平均增加12.9%、17.9%、8.0%、20.9%和33.5%,第2节间茎壁厚、抗折力和折断弯矩平均降低38.7%、16.8%和16.6%。在稻虾共作模式中,与常规施氮处理相比,减氮处理仅减产2.9%,水稻茎秆抗折力增加13.5%、倒伏指数降低1.8%。相关分析表明,茎壁厚度与倒伏指数呈极显著负相关(p<0.01),株高和弯曲力矩与抗折力呈显著负相关(p<0.05)。稻虾共作模式可保证水稻稳产,氮肥减施有助于提高该模式下水稻抗倒伏能力,降低倒伏风险。     

主要节水灌溉方式对水稻根系形态生理的影响

水稻是耗水第一大作物。发展节水栽培对稻田水分高效利用和缓解我国水资源短缺具有重要意义。水稻根系是吸收水分和养分的重要器官，也是多种激素、氨基酸和有机酸合成的重要部位。水分管理措施的改变会直接或间接引起根系生长发育发生改变，从而影响水稻地上部生长发育和产量形成。本文综述了干湿交替灌溉、控制灌溉和覆盖旱种对水稻根系形态和生理特性的影响，提出了今后节水灌溉下水稻根系的研究重点，以期为改善水稻根系形态生理和高产节水栽培提供理论依据。     

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...     

臭氧胁迫对稻米淀粉热力学特征值影响及其强弱势粒间差异

地表臭氧浓度增高情形下水稻减产,米质呈变劣趋势,但稻米热力学特征值的变化及其与生长季、品种以及籽粒着生部位的关系均不清楚。本研究利用自然光气体熏蒸平台,以8个水稻品种为材料,设置高臭氧浓度为100 nL·L^-1,对照浓度为9 nL·L^-1。连续两年系统研究了高臭氧浓度熏蒸对成熟稻穗不同部位糙米热力学特性（DSC）的影响。与对照相比,臭氧胁迫使稻米热焓值极显著下降4.15%,但对糊化起始温度、糊化峰值温度、糊化终止温度、DSC曲线峰宽和峰高均无显著影响;2017年度稻米热焓值、糊化峰值温度、糊化起始温度和峰高极显著大于2016年,但DSC曲线峰宽表现相反;稻米所有6个DSC特征值的品种间差异均达极显著水平。从稻穗不同位置看,所有测定参数均表现为稻穗上部 > 中部 > 下部,除糊化起始温度外差异均达极显著水平。方差分析表明,臭氧×年度对热焓值、糊化峰值温度和糊化终止温度的影响均达显著或极显著水平,臭氧×品种对糊化峰值温度、糊化终止温度、DSC曲线峰宽和峰高均有极显著影响,而臭氧×部位仅对DSC曲线峰宽有显著影响。以上数据表明,稻米淀粉DSC热力学参数因生长季、供试品种以及籽粒着生部位而异,臭氧胁迫环境下稻穗不同部位稻米的热焓值总体上均呈下降趋势,表现为更易糊化的特点。