生物质炭输入对稻田土壤理化特性和温室气体排放及水稻产量影响研究进展

水稻是我国最主要的粮食作物,稻田也是温室气体甲烷和氧化亚氮的主要排放源。生物质炭因其具有较强的稳定性、吸附性和pH值高等特性,在改良土壤、提高作物产量等领域得到广泛应用。同时,生物质炭能够对稻田土壤微生物产生影响,直接或间接影响稻田温室气体的排放。本文总结了生物质炭对稻田土壤理化特性、温室气体排放及水稻产量的影响,提出了未来的研究方向,以期为水稻的高效生产及稻田温室气体减排提供理论与实践依据。

水稻大穗形成及其调控的研究进展

水稻每穗粒数是构成产量的关键因素,现代高产水稻品种多表现为穗大粒多。增加每穗粒数、促进大穗形成是提高水稻产量的重要途径。本文概述了水稻每穗粒数形成与幼穗发育的关系,并结合作者相关研究,从水稻穗型的遗传调控、营养状况与氮肥管理、水分、温光条件和内源激素等方面分析了其对每穗粒数形成的影响。从根系形态生理与幼穗发育、水肥管理和温光条件以及植物激素间的相互作用调节颖花分化与退化的生理和分子机制等方面提出了未来加强水稻大穗形成研究的重点,以期为大穗高产水稻品种选育和栽培调控提供依据。

穗肥施氮量对不同穗型超级稻品种产量的影响及其机制

施用氮素穗肥是水稻增产的一项重要管理措施,但其用量对不同穗型超级稻品种的增产效应及其机制尚不明确。本研究选用3个穗型(以每穗粒数表示)差异较大的超级稻品种南粳9108(小穗型)、扬两优6号(中穗型)和甬优1540(大穗型)为材料,在基蘖肥用量相同(162 kg N hm^(-2))的情况下,研究了0、54、108、162和216 kg km^(-2)五种穗肥施氮量对上述水稻品种产量的影响,并观察了其对颖花分化退化及抽穗后相关形态生理指标的调控效应。结果表明:(1)在0~216 kg hm^(-2)穗肥施氮量范围内,随施氮量增加,水稻每穗粒数均逐渐增加,结实率和粒重逐渐降低,且穗肥施氮量越高结实率和千粒重下降越明显。南粳9108、扬两优6号和甬优1540三个水稻品种在穗肥施氮量分别为162~216、108~162和54~108 kg hm^(-2)时产量最高。依据产量与穗肥施氮量曲线方程计算出上述3个品种高产最适穗肥施氮量分别为177.6~182.0、134.3~136.3和109.9~125.7 kg hm^(-2)。(2)总体而言,穗型大的品种产量高,穗型小的品种穗肥增产效应大。施用穗肥后小穗型品种二次颖花分化数和现存数增加幅度大是其增产效应高于中、大穗型品种的主要原因。(3)3个水稻品种在高产的穗肥施氮量条件下,高效叶面积率、粒叶比(颖花/叶、实粒/叶和粒重/叶)、非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate,NSC)转运量、糖花比、抽穗后0~40 d根系氧化力、颖花根活量和籽粒与根系玉米素(zeatin,Z)和玉米素核苷(zeatin riboside,ZR)含量高。相关分析表明,不同穗型超级稻品种产量与以上指标基本呈显著或极显著正相关关系。上述结果表明,穗肥施氮量应根据穗型大小进行调节。适宜的穗肥施氮量有助于在较高总颖花量的前提下,保持抽穗后较高的高效叶面积率、粒叶比、NSC转运量、糖花比、根系氧化力、颖花根活量和籽粒与根系中Z+ZR含量,这有利于维持较高的结实率和粒重,从而提高水稻产量。