旱稻二十一世纪新粮源

旱稻是在旱、干、湿地直播,一生旱长,勿须水层,全靠自然降雨或在此基础上仅辅以少量灌溉的稻作。其种植管理方式同小麦近似,耗水量仅是水稻的1/3～1/5,灌水量是水稻的1/4～1/10。旱稻也可育秧移栽作水稻栽培。

镰刀形谷(Oryza sativa L.)的粒形遗传及其演化初探

对不同地理区域、不同粒形的26个亲本、41个 F_1组合、9个 F_2群体的研究表明:①镰刀形谷粒属于隐性核遗传;②粒形受少数几个主基因及许多修饰基因控制。谷粒的镰刀形是由多个修饰基因逐步发生隐性突变积累而成,其中主要是粒长的突变;③西亚的镰刀谷的分化比东亚梗不是在时间上更晚就是在程度上更深;④宽大粒形也可能是后分化类型;⑤在东亚,粒形有随纬度升高而变短、宽的趋势。

丰产、优质旱稻及配套高效旱作技术

我国水资源贫乏,能源紧张,旱涝灾害频繁。水稻是耗水、耗能大户,且费工费时,水稻面积扩张已近极限,单产增长已趋于徘徊。到21世纪,随着人口膨胀及生活水平的提高对稻米的需求压力将越发加大,粮源供求形势不容乐观。培育水稻抗旱品种对我国具有重大的战略意义。 “旱稻”是适于旱地直播旱管的一种既古老又新兴的稻作,其种植管理方式同小麦相似,全生长期勿须水层管理,全靠自然降雨或在此基础上仅铺以少量灌溉,灌水量也仅是水稻的1/4～1/10。旱稻可育秧在水田或旱地移栽。过去农家旱稻老品种产量很低,人们只把它当“小杂粮”种植,如今已在我国大部分省区绝迹。 中国农业大学(原北京农业大学)

丰产、优质旱稻及配套高效旱作技术

我国水资源贫乏,能源紧张,旱涝灾害频繁。水稻是耗水、耗能大户,且费工费时,水稻面积扩张已近极限,单产增长已趋于徘徊。到21世纪,随着人口膨胀及生活水平的提高对稻米的需求压力将越发加大,粮源供求形势不容乐观。培育水稻抗旱品种对我国具有重大的战略意义。 “早稻”是适于旱地直播旱管的一种既古老又新兴的稻作,其种植管理方式同小麦相似,全生长期勿须水层管理,全靠自然降雨或在此基础上仅辅以少量灌溉,灌水量也仅是水稻的1/4～1/10。

北京地区旱稻作物需水与降水的耦合分析

基于4a的田间试验资料,采用农田水分平衡法确定了旱稻出苗后各生育阶段的需水量;利用1971年-2000年北京地区逐日降水资料,计算了旱稻各生育阶段在不同降水保证率下的降水量,并选取25%、50%、75%和95%保证率作为典型的湿润年、平水年、干旱年和极枯水年,进行旱稻各生育阶段降水与作物需水的耦合度分析和补灌量估算。结果表明:旱稻出苗后总需水量平均为596.1mm,需水强度平均为4.3mm/d,需水强度峰值出现在孕穗-抽穗阶段。4种降水年型下旱稻出苗后降水和旱稻需水的耦合度分别为0.82、0.71、0.50和0.39,所需的补灌量分别为106.6、171.1、296.0和363.9mm。

华北平原旱稻作物系数试验研究

该文依据2001～2004年4年田间试验资料，利用Penman—Monteith公式计算了北京地区旱稻出苗～成熟期间参考作物蒸散量，并利用农田水量平衡方程及土壤水分胁迫系数计算了作物实际蒸发蒸腾量，由此计算了旱稻各生育阶段的作物系数，并分析了旱稻作物系数变化规律。结果表明；北京地区旱稻出苗～成熟期间参考作物蒸散量平均为560．1mm；日平均孕穗～开花期最高为6．8mm／d，年际变化幅度很小。旱稻作物系数全生育期平均为1．07，在孕穗～开花期最大，为1．49，其次为开花～成熟阶段，平均为1．20，拔节～孕穗最小为0．87；在北京气候背景下，旱稻作物系数与出苗后天数和大于0℃积温具有较好的三次多项式关系。

ORYZA2000模型模拟北京地区旱稻的适应性初探

利用北京昌平2年旱稻田间试验结果,对ORYZA2000模型模拟旱稻生长发育的适应性做了初步研究。根据2003年旱稻田间试验结果,对模型进行调试,获得了旱稻的基本作物参数,包括旱稻不同生育阶段的发育速率、干物质分配系数、比叶面积、最大根深等。利用2002年的数据对模型模拟的生物量、叶面积和产量等结果进行了检验。结果表明,ORYZA2000能够比较准确地模拟旱稻的生物量、叶面积动态变化过程及最终产量,尤其是在模拟穗生物量方面具有较高的准确性。地上部总生物量、绿叶生物量、茎生物量、穗生物量、叶面积指数和产量的相对均方根误差NRMSE值分别为45%、35%、57%、37%、35%和23%。

应用ORYZA2000模型制定北京地区旱稻优化灌溉制度

通过优化灌溉提高水分利用效率,使有限的水资源发挥最大的效益,是推行节水农业的一个重要方面。在模型验证的基础上,利用ORYZA2000模型和多年气象资料,分析了北京地区不同降水年型条件下旱稻产量和水分利用效率与灌溉定额之间的关系,在此基础上制定不同降水年型和产量水平的北京地区旱稻优化灌溉制度。结果表明:当灌溉定额达到一定水平后,最高产量趋于不变。干旱和平水年型条件下旱稻均有较大的增产潜力,灌溉定额为300～500mm可增产约3000kg/hm2;丰水年型灌溉定额为250mm时可增产1000kg/hm2。70%、80%和90%产量潜力3个产量水平的最优灌溉制度分别需要保持根层土壤相对含水率在67%、73%和83%左右,灌水定额不宜过高,以50～60mm为宜。灌溉次数和灌溉定额随产量水平的提高而增加,并取决于实际的降水情况:干旱年型3个产量水平的灌溉次数为3～8次;平水年型为2～5次;丰水年型为1～5次。水分利用效率变化范围为0.92～1.28g/kg,受各年型降水量影响灌溉水水分利用效率变化在1.61～7.76g/kg之间,丰水年型的灌溉水水分利用效率高于平水年型和干旱年型。80%产量潜力水平时的水分利用效率最高,不同年型灌溉定额在98～239mm之间,灌溉次数为2～5次。

不同灌溉处理对旱稻根系生长及水分利用效率的影响

通过对不同灌溉处理下旱稻根系生长及水分利用效率的试验研究,结果表明:旱稻根系大部分根干重都集中在地表以下30cm内;不同灌水处理对根量及其分布有着显著不同的影响,灌水量越少,水分胁迫处理下的根系系统在30cm以下分布相对越多,中下层土壤中根系占的百分率越高;其中限量灌溉Ⅱ产量较充分灌溉处理减幅最小,穗粒数减幅也最小,农业水分利用效率最高,根冠比次高,增加了对土壤深层水的利用,减少了灌溉水的投入。在水资源缺乏的北京地区,是一种较为合理的灌溉方式。

基于ORYZA2000模型的北京地区旱稻适宜播种期分析

确定适宜播种期是制定合理的作物栽培管理方案的关键内容之一。在作物模型ORYZA2000有效性验证的基础上,以北京地区为例,利用该模型结合长期历史气候资料,对确定旱稻适宜播种期做了初步研究。结果表明:在不考虑水分因子条件下,北京地区旱稻297安全播期的范围较广,多年平均为3月26日—6月4日;受温度升高的影响,最早播期有提前趋势,而最晚播种期有延后趋势。在同一年份内,播期不同旱稻的产量也有一定的变化,呈现为先升高而后降低的趋势。播期过早或过晚导致生育期平均温度偏低是影响穗干物质累积且造成减产的主要原因,在适宜的播期范围内才能获得高产。以90%—100%当年最高产量潜力作为适宜播期的产量指标,确定北京地区旱稻297的适宜播期变化在5月11日—5月19日之间,相应的产量变化在6689—7257kg/hm2范围内。研究方法可为其他地区旱稻的播期研究提供借鉴。

不同灌溉处理下旱稻光合生理特征及水分利用效率

在中国农业大学昌平实验站定点定位测定了充分灌溉、前期胁迫后期充分灌溉、前期充灌后期胁迫、全生育期胁迫4种灌溉处理下旱稻品种HD 297不同生育期内光合蒸腾等农田生理生态特征。结果表明:旱稻的光合速率日变化规律为,在旱稻生长前期,日变化曲线呈现“双峰”趋势,在作物生长后期,曲线呈现“单峰”变化趋势;旱稻的蒸腾速率日变化规律则在全生育期内均呈现“单峰”变化趋势,与温度日变化规律一致;旱稻的水分利用效率日变化规律呈“L”型,6∶00最高,随后急剧下降,到18∶00达到最低值。不同的灌溉处理只影响作物光合、蒸腾和水分利用效率值的大小,不改变其变化趋势。在4个灌溉处理中,前期胁迫后期充分灌水的处理产量水平的水分利用效率最高。

不同水分处理旱稻农田蒸散特征和水分利用效率

该文通过2001～2004年4年北京地区旱稻田间试验,利用农田水量平衡方法计算了旱稻农田蒸散量,用微型棵间蒸渗仪测定了不同土壤水分条件下农田土壤棵间蒸发,在此基础上分析了不同水分处理旱稻生长期间的农田蒸散特征、土壤棵间蒸发特征和水分利用效率。结果表明:北京地区旱稻出苗～成熟的农田蒸散量为574～630mm,年际间略有波动;日蒸散强度孕穗～抽穗期最高,平均为9.8mm/d,该阶段为旱稻需水关键期;在出苗～拔节期间土壤棵间蒸发量占农田蒸散量比例最大,在此生育阶段应采取适当措施降低土壤蒸发无效消耗,提高水分利用效率;限量灌溉处理中以前期适当胁迫,后期充分灌溉处理的水分利用效率最高。

旱稻矿质养分吸收与施肥效应

早稻和水稻的养分吸收规律不同。施氮肥可明显提高旱稻产量,并促进养分吸收;豆科植物与旱稻间套作会增加早稻的氮素养分吸收,对提高早稻产量有重要作用。热带酸性土壤缺磷是限制早稻产量的主要因素之一,施磷肥有显著的增产效果。早稻主要吸收Mehlich-1法浸提形态的磷,但基因型之间对磷的利用效率有明显差异。酸性土壤施入石灰能改善磷的有效性,促进旱稻对磷、钙和镁的吸收而提高产量;但石灰量的增加导致旱稻对钾、锌、铜、锰和铁的吸收减少。旱稻钾的营养和施肥研究结论不一,与各地土壤有效钾含量不同有关。其它元素中锌和硅的研究较多,硅肥和锌肥能提高旱稻产量。我国对旱稻矿质营养及施肥研究仍未引起重视,尤其对国内培育的新品种矿质营养的研究和当前旱稻的主栽区北方碱性土壤中旱稻对氮、磷、钾吸收利用的研究更为薄弱。

不同水分条件下旱稻水分利用效率的研究

田间试验研究不同水分条件下旱稻水分利用效率结果表明 ,“旱稻 50 2”、“津稻 3 0 5”拔节期和开花期净光合速率、蒸腾速率及水分利用效率日变化规律一致 ,叶片净光合速率和蒸腾速率均呈中间高、两头低变化趋势 ,水分利用效率均呈“L”型趋势。充分灌溉和水分胁迫处理“旱稻 50 2”叶片水分利用效率均大于“津稻 3 0 5”。“旱稻50 2”和“津稻 3 0 5”农业用水 (灌溉 +降水 )水分利用效率均低于灌溉水水分利用效率 ,2品种水分胁迫处理下灌溉水水分利用效率均高于充分灌溉处理 ,“津稻 3 0 5”农业用水和灌溉水水分利用效率均低于“旱稻 50 2”。

栽培稻叶片近红外光纤漫反射光谱的抗旱性鉴定分析

选用了来源于不同国家和地区的30个抗旱性强弱不同的栽培稻品种,其中有传统旱稻4个,改良旱稻18个,敏旱突变体材料2个,典型水稻4个,耐旱水稻2个,分别在水田和旱地下种植得到的叶片近红外漫反射光谱为对象,进行了抗旱性鉴定分析研究,结果表明:采用多个叶片测量得到的平均光谱数据,选择4500～7500cm-1作为有效的分析谱区,应用一阶导数和散射校正结合进行光谱预处理等方法,适合建立旱地种植下栽培稻叶片的旱地产量等模型。同时研究表明:孕穗中后期旱地叶片近红外光谱与旱地产量、抗旱指数之间建立模型的结果要优于孕穗前期,其模型交叉验证结果的相关系数可达0.8左右。而在水田种植条件下得到的叶片近红外光谱与水田产量、抗旱指数之间模型交叉验证结果相关性较弱,从叶片叶绿素、含水量等主要生理生化参数与产量、抗旱指数之间相关关系角度,对水旱田下两类模型的性能差异进行了农学解释。

旱稻农田土壤水分变化特征研究

试验研究旱稻不同灌溉处理土壤水分变化特征结果表明,不同供水条件下农田土壤水分变化的主要层次均为80cm以上,120cm以下土层土壤水分处于相对稳定状态,且维持在相对较高水平;供水较多时旱稻水分耗散量、耗水强度也较大,而相同供水条件下旱稻水分耗散量和耗水强度又小于水稻对照;相同灌溉处理旱稻产量和水分利用效率均高于水稻对照;而充足供水有利于旱稻根系在0～20cm表层发育,但不利于其根系在下层生长,而W2可促使根系下扎,更充分利用下层水分.

华北地区旱稻产量适应性及耗水特征分析

本研究利用2001-2002年的试验结果,分析了北京昌平旱稻的产量及产量构成要素、水分利用效率和耗水特征。结果表明：在水分输入为300-522 mm条件下,北京地区“旱稻297”和“旱稻502”的产量水平分别为3 876-5 289 kg.hm^-2、3 977-5 664 kg.hm^-2,灌溉水的水分利用效率分别为1.01-1.29 g.kg^-1、1.03-1.33 g.kg^-1,同一品种不同水分处理之间存在差异。“旱稻502”的产量和水分利用效率均高于“旱稻297”,表明“旱稻502”更适宜在北京地区种植。对产量分析可以看出,在损失7.9%-29.8%产量前提下,水分利用效率可以提高1.9%-27.7%,其中前期限量灌溉处理的水分利用效率提高幅度最大,为3.6%-23.1%,而产量仅降低7.9%-15.5%。表明前期限量后期充分灌溉处理为北京地区气候条件下的旱稻节水灌溉模式。同时利用北京地区昌平气象站1951-2005年的气侯资料,分析了旱稻生长季内的降水特点,根据person-Ⅲ分布法确定了旱稻生长季内的3种降水年型,并分析了不同降水年型下旱稻生长季内的降水与作物需水的耦合度。结果表明：旱稻在正常年和干旱年型下生长季内各生育阶段均需灌溉水补充,而湿润年型只需在开花-成熟阶段适当补充灌溉。

旱稻系列新品种及栽培要点

北京农业大学北方稻作室,新推出适于我国不同区域种植的高产、优质旱稻系列新品种和相配套的栽培技术,使旱稻生产成本投入减少20%～40%,直接经济效益提高10%～20%,总效益在30%以上。早稻2号全生长期可持续忍耐高温干旱天气,苗期粘重土1个月左右,沙壤土半月左右;孕、抽穗。

栽培稻叶结构、水分生理与抗旱性关系研究

增强栽培稻品种的抗旱性是稻作节水生产的重要途径。稻作种质资源抗旱相关指标的研究是改良稻作品种抗旱性的重要依据。选择抗旱性差异明显的四种类型稻作种质,采用三种干旱胁迫方式,对孕穗期植株叶片的叶肉厚、中脉粗、叶片相对含水量及叶片保水率进行了考察,分析稻作种质在三种处理下各性状相互之间的内在关联及其与品种抗旱性的关系;结果表明叶肉厚、中脉粗、叶片相对含水量及叶片保水率在干旱胁迫下均表现为旱稻类型高于水稻类型。轻度干旱下的叶肉厚与成熟期生物量抗旱指数DRIm2-B极显著相关,与孕穗期生物量抗旱指数DRIm2-H显著性相关。重度干旱下的中脉粗与DRIm2-B极显著相关,重度干旱下的叶片保水率与重度干旱产量抗旱指数DRIm2-Y显著相关,中脉粗和叶片相对含水量在四种种质类型中差异不明显;孕穗期叶肉厚和叶片保水率可分别作为稻作种质抗旱性研究和评价的两个指标。

杂交旱稻新组合皖旱优1号的选育及应用

皖旱优1号是由N422S与恢复系R8272配组育成的粳型杂交旱稻组合。该组合分蘖力强,丰产性、稳产性和适应性好,抗旱性强,中抗稻瘟病和胡麻斑病,米质较好。2004年通过国家农作物品种审定委员会审定。介绍了皖旱优1号的选育过程、主要特性、旱作栽培技术和制种技术。