小麦秸秆还田后不同水稻品种对简化穗肥施用的响应及其成因

【目的】探讨小麦秸秆还田条件下不同水稻品种产量、颖花分化和退化、土壤微生物活性及碱解氮对简化穗肥施用响应的差异及其原因。【方法】以迟熟中粳南粳9108和中籼扬稻6号两个品种为试材,研究秸秆还田方式(全量还田和不还田)和简化穗肥处理(0﹕0,不施穗肥;2﹕0,全施促花肥;1﹕1,促花肥和保花肥各施一半;0﹕2,全施保花肥)互作条件下产量、颖花分化和退化等的差异及其相互关系。从秸秆腐解和养分释放、土壤微生物量和酶活性变化、土壤碱解氮含量等角度分析水稻颖花分化和退化的机制。【结果】(1)秸秆还田后,南粳9108和扬稻6号的产量分别平均增加4.2%和3.2%。穗肥处理中,两品种分别以2﹕0和1﹕1处理的产量最高;而秸秆不还田处理下,两品种产量均以1﹕1处理最高。在施氮量180—360 kg N·hm-2范围内穗肥处理的产量趋势一致;(2)秸秆还田后0—30 d为快速腐解期,秸秆中的碳和氮迅速释放,30d时土壤中的细菌、真菌和放线菌的数量平均增加179.2%,脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶的活性平均增加88.8%;40—60d秸秆腐解和碳氮释放速率变缓,微生物数量和酶活性迅速降低;60—90 d秸秆腐解和碳氮释放基本停滞,微生物数量和酶活性缓慢下降。秸秆还田后10—40 d,土壤碱解氮含量平均降低4.8%,50—90 d平均增加5.2%;(3)秸秆还田后,土壤碱解氮的增加使供试水稻的颖花分化数平均增加1.4%,颖花退化数平均降低12.3%,颖花现存数平均增加4.4%,每穗粒数(每穗颖花现存数)的增加是水稻增产的主要原因。南粳9108和扬稻6号2﹕0处理下颖花退化率秸秆还田较不还田处理分别降低23.5%和7.6%。南粳9108在2﹕0处理下的颖花分化数和退化数较1﹕1处理分别增加8.9和5.7朵/穗,扬稻6号分别增加6.8和11.6朵/穗。由于颖花分化数的增幅大于颖花退化数的增幅,故南粳9108的颖花现存数以2﹕0处理最多,而扬稻6号则以1﹕1处理最多。【结论】秸秆还田提高了水稻产量,全施促花肥南粳9108产量最高,扬稻6号则是促保均施处理的最高。产量提高的原因主要通过显著降低颖花退化率和退化数,增加每穗粒数实现的。南粳9108颖花退化率下降的幅度大于扬稻6号,是两个品种颖花现存数对不同穗肥处理响应差异的主要原因。

水稻大穗形成机理的研究Ⅰ．品种间每穗颖花分化数的差异及其与穗部性状的关系

１９８９～１９９０年在大田条件下，对杂交籼稻和常规籼、粳稻等１２个品种的颖花分化形成等穗部性状进行了观察。结果表明，不同品种每穗颖花分化数差异很大，组成上主要为２次分化颖花。１，２次颖花分化数分别主要取决于第１，２次枝梗分化数。不同品种每穗２次枝梗分化数、每个１次枝梗上２次枝梗分化数均主要决定于每穗１次枝梗分化数，故认为在品种间１次枝梗分化数是决定每穗颖花分化数的首要因子。

水稻大穗形成机理的研究（3）品种间每穗颖花现存数与颖花分化和抽穗期物质生产的关系

１９８９～１９９０年在大田条件下，对杂交籼稻和常规籼、粳稻等１２个品种每穗颖花现存数等穗部性状进行了观察，结果表明，不同品种每穗颖花现存数差异很大，其差异主要由２次颖花现存数的变化所致。每穗颖花现存数高的品种，２次颖花现存数的比例大。每穗１，２次颖花现存数分别主要决定于１，２次枝梗现存数。每穗颖花现存数随每穗颖花分化数的增加而提高，但颖花现存率却随之降低。每穗颖花现存数可分解为抽穗期单茎干物重和每克干物质形成现存颖花能力２个因素，只有两者同时提高，每穗颖花现存数才能大幅度地增加。

水稻大穗形成机理的研究（2）品种间每穗颖花退化数的差异及其与分化数和抽穗期物质生产的关系

１９８９～１９９０年，在大田条件下对杂交籼稻和常规籼、粳稻等１２个品种的每穗颖花退化数等穗部性状进行了观察。结果表明，水稻不同品种每穗颖花退化数差异很大（１０～１８４朵），颖花退化率变化在７．９０％～４２．０４％。依据退化颖花着生的不同枝梗位置可将其分为５种类型，颖花退化主要系伴随２次枝梗退化而发生。随着颖花分化数的增加，颖花退化数有显著的增加。２次枝梗退化数、退化率分别与抽穗期每个分化２次枝梗占有干重，全穗颖花退化数、退化率分别与抽穗期每个分化颖花占有干重呈显著或极显著线性负相关。品种内与品种间的表现趋势基本一致。

水稻大穗形成机理的研究——穗肥施用时期对每穗颖花分化、退化和现存数的影响

在盆栽条件下以武育粳２号、盐粳２号两粳稻品种为材料，系统分析了不同时期施用穗肥对每穗颖花分化数、退化数和现存数及其相互关系的影响。结果表明，（１）促进一、二次颖花分化作用最大的时期分别是抽穗前３６、３１ｄ，对全穗颖花分化数促进作用最大的时期为抽穗前３１ｄ；（２）抽穗前４６～６ｄ施用穗肥均可显著降低颖花退化率，以抽穗前１６～２１ｄ施用穗肥对颖花退化数、退化率的降低幅度最大。一、二次颖花退化数分别与一、二次枝梗退化数呈极显著线性正相关关系，ｒ分别为０．９９２８＊＊、０．９９３７＊＊；（３）抽穗前４６～１１ｄ施用穗肥可显著增加每穗颖花现存数，以抽穗前３１ｄ处理每穗颖花现存数的增加幅度最大。每穗颖花现存数与每穗颖花分化数呈极显著线性正相关关系（ｒ＝０．９１５４＊＊）；（４）不同时期施用穗肥对抽穗期单茎干物重影响较小，对每克干物质形成现存颖花能力影响较大。

水稻不同粒位籽粒的结实能力

供试品种为武育粳2号.设分蘖肥、促花肥、保花肥、粒肥及水分等处理,研究其对一、二次枝梗各粒位籽粒粒重和饱粒率的影响.结果表明:(1)施氮量、施肥时期、土壤水分状况对不同粒位籽粒饱粒率和粒重的影响程度不同;(2)在一次枝梗六个粒位中,第1粒的饱粒率既有最高的,也有最低的,还有处于2—5位的,其它粒位也是如此,二次枝梗籽粒亦有类似趋势;(3)二次枝梗各粒位籽粒的粒重顺序与开花早迟一致,一次枝梗籽粒除第二粒外,其它粒位籽粒的粒重顺序因栽培条件不同而变化.

水稻籽粒有关性状与粒重关系的初步探讨

成熟期测定武育粳2号不同比重籽粒的有关性状,分析其与粒重的关系。结果表明:(1)不同比重谷粒及其糙米的长、宽度差异较小,厚度、体积差异较大,千粒重极差达6.43g;谷壳的面积和体积差异较小,谷壳重及单位面积谷壳重差异较大;(2)粒重为谷粒体积与比重的乘积,随着谷粒体积的增大,其比重明显提高(r=0.9234),粒重极显著地增加(r=0.9880);(3)谷粒体积与糙米体积的大小关系密切(r=0.9128),随着单位面积谷壳重的提高,糙米的长、宽、厚、体积及重量均明显增加,而且出糙率亦显著提高。

稻穗不同部位籽粒的结实能力

1988 1991年,在群体水培、大田及盆栽条件下,采用籼、粳水稻品种,分年度设计水分、氮肥、磷肥、遮光等39种处理,以改变根量、根系活力、颖花数、抽穗前贮藏碳水化合物的含量、抽穗后光合产物积累量及籽粒受容活性等,研究稻穗上、中、下部一、二次枝梗籽粒的结实能力。结果表明:同穗不同部位一、二次枝梗籽粒饱粒率均有上部>中部>下部(Ⅰ),上部>下部>中部(Ⅱ), 中部>上部>下部(Ⅲ),中部>下部>上部(Ⅳ),下部>中部>上部(Ⅴ),下部>上部>中部(Ⅵ)等六种类型;同穗不同部位一、二次枝梗籽粒千粒重均有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ等五种类型;证明迟开颖花的结实能力可优于早开颖花;认为通过栽培措施调节灌浆速度、灌浆持续时间和颖花根活量等就可调节不同部位籽粒的饱粒率和粒重,继而使不同部位籽粒的饱粒率和粒重在穗中的顺序发生变化。

不同类型水稻品种的发根规则与活力差异及其原因分析

在群体水培条件下，选用于茎伸长节间数分别为４（早稻），５（中稻），６（晚稻）个的代表品种９个及对原只６个伸长节间的品种进行播期和短日照处理，改变其伸长节间数，培育成４，５．６个３种类型，研究不同品种（处理）根系的发生和活力。结果表明：（１）主茎伸长节间数相同的品种具有类似的发根规则和根系构成（上层根率），伸长节间数不同的品种发根规则和根系构成差异很大；（２）结实期平均根系活力随伸长节间数的增加而下降；（３）改变品种的伸长节间数，其发根规则、根系构成及根系活力亦随之发生变化，其趋势与伸长节间数不同的品种间趋势一致。出上认为，根系的发根规则、根系构成、根系活力与品种的伸长节间数有关。依据上述结论，对不同类型水稻品种培育优质根系的侧重点进行了讨论。

施氮时期对扬稻6号根系生长及产量的影响

在盆栽条件下 ,设计基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥等 7个不同时期氮肥处理 ,研究其对扬稻 6号根系生长及产量的影响。结果表明 :①施用基肥、分蘖肥均能显著提高拔节期、倒 2叶期每株不定根数、不定根总长度和根干重 ;②在施氮量较少的情况下 ,无论是作为基肥 ,还是作为分蘖肥、促花肥施用 ,均能显著提高抽穗期的每株不定根数、不定根总长度和根干重 ,且施氮时期越早 ,促进作用越大 ;③在施用分蘖肥的基础上 ,施用促花肥能显著提高每株根干重 ,施用保花肥可促进不定根的伸长 ,增加每株不定根总长度 ;④产量随着每株根干重、每株不定根数、单位长度不定根重的提高而增加 ,相关系数分别为 0 .8386 、0 .715 9 、0 .5 5 47 。

施氮浓度对汕优63籽粒性状及粒重的影响

在水稻水培条件下于移栽至抽穗期 ,设计 8种施氮浓度 (0～ 4 9mg/kg) ,研究其对汕优 63谷壳大小、谷粒充实程度及粒重的影响。结果表明 :1处理间粒重极差达 4 .72 mg。与对照相比 ,降低施氮浓度有利于提高粒重 ,施氮浓度过高 ,粒重显著下降。 2降低施氮浓度能显著增加谷壳的长度、宽度及面积 ,增加施氮浓度可提高饱粒的充实程度。 3从谷壳大小及谷粒充实度来看 ,处理间粒重的差异主要是由谷壳大小所造成。 4不同施氮浓度条件下 ,谷壳宽度的变异大于谷壳长度 。

水稻籽粒受容活性及其控制——稻穗不同部位、粒位籽粒的粒重与饱粒率

在盆栽条件下，以盐粳２号为供试品种，设施氮量、施氮时期、水分、遮光、剪叶、剪穗等７８个处理，研究其对稻穗不同部位相同粒位籽粒、同枝梗不同粒位籽粒粒重和饱粒率的影响。结果表明：（１）稻穗不同部位１、２次枝梗的相同粒位所有籽粒（含饱、瘪、空粒）的粒重、饱粒重、饱粒率均有上部＞中部＞下部、上部＞下部＞中部、中部＞上部＞下部、中部＞下部＞上部、下部＞中部＞上部、下部＞上部＞中部等６种类型。（２）２次枝梗各粒位籽粒的粒重（所有籽粒重、饱粒重）、饱粒率在同枝梗内的顺序虽受栽培条件的影响，但主要决定于开花早迟，而１次枝梗各粒位籽粒的粒重。

新型小麦种衣剂JML对迟播冬小麦苗期生长和碳、氮代谢相关基因表达的影响

为明确新型小麦种衣剂(JML)对迟播冬小麦幼苗生长及碳、氮代谢相关基因表达的影响,以扬麦23、扬麦24为试验材料,分析JML包衣处理后迟播冬小麦在种子活力、根系特征、干物质积累及碳、氮代谢相关基因表达等方面的变化特征。结果表明,JML处理后,扬麦23、扬麦24的发芽势和发芽率显著提高。茎叶与根器官中干物质积累增加,显著提高了植株氮积累量。根长、根表面积、根体积及根直径增加,与对照相比差异显著。JML处理提高了氮代谢中氮素吸收利用关键基因TaNRT1.1、TaNR、TaNIR、TaGS1、TaGS2等在幼苗植株中的表达水平,差异显著,但显著抑制了铵态氮转运蛋白基因TaAMT1.2的表达水平,促进了碳代谢中与光合作用密切相关的TaClpP、TaRBC、TaPSB基因的表达。因此,JML处理可以显著改善迟播冬小麦的种子活力,提高根系综合素质,增加苗期硝态氮的吸收转运、同化水平和叶片的碳同化能力,最终增加苗期植株干物质积累。

水稻籽粒受容活性及其控制Ⅴ．粳稻不同部位籽粒的结实能力

１９８９－１９９１年，在大田和盆栽条件下，采用武育粳２号、盐粳２号等粳稻品种，分年度设计遮光、氮肥、水分、施用淀粉等１８个处理，研究其对稻穗不同部位籽粒结实能力的影响。结果表明：（１）稻穗不同部位籽粒的结实率在全穗６个部位中的顺序与开花顺序并不一致，先开颖花的结实率既有高于迟开颖花的，也有低于迟开颖花的；（２）开花早迟与粒重大小有一定关系，但这种关系只有在灌浆物质受到限制时才能存在，若灌浆物质充足，迟开颖花的粒重可大于早开颖花，一次枝梗和二次枝梗籽粒表现基本一致；（３）平均灌浆速度与灌浆时间呈极显著负相关（ｒ＝－０．９４９４），由回归方程可导出最适灌浆速度。认为调节平均灌浆速度是提高不同部位籽粒结实能力的重要途径。

不同生育时期氮素供应水平对杂交水稻根系生长及其活力的影响

在群体水培条件下,以汕优63为供试材料,于生育前、中、后期设计不同氮素供应水平(18个处理),研究其对根原基分化数、不定根数、根重及其根系活力的影响。结果表明:(1)生育前期的单株根重随着氮素供应水平的提高而增加,10、13、14、15叶龄期的单株根重与不定根数均呈极显著正相关,与每条不定根重无显著相关,(2)主茎第10叶节的根原基分化数与10叶期的植株含氮率呈正相关(r=0.978^(**)),第10叶节根原基的发根率与13叶期的植株含氮率呈负相关(r=-0.969^(**)),与可溶性糖、非可溶性糖均呈正相关(r=0.784^(NS),r=0.946^(**)),(3)生育中期短期(12日)内增加氮素供应水平可提高根重,处理时间过长(21日以上)则使根重尤其是上层根重下降;但增加氮素供应水平可提高单位根重的活力;(4)生育后期氮素供应水平对单株根重影响很小,且因稻体内含氮水平不同而异。生育中期供氮水平低或适宜时,生育后期适量施氮则可明显提高根系活力,生育中期供氮水平过高时,生育后期施氮则不能提高根系活力。

叶面喷硒对不同籼·粳水稻品种稻米品质及硒含量的影响

[目的]研究叶面喷施硒肥对籼、粳水稻品种在秸秆还田与穗肥处理下籽粒产量和稻米品质的影响。[方法]对扬稻6号和南粳9108抽穗期水稻叶面喷施0.2%亚硒酸钠溶液,研究叶面喷硒对不同灿、粳水稻品种稻米品质及硒含量的影响。[结果]与不施硒处理相比,叶面喷硒处理扬稻6号和南粳9108水稻平均产量分别增加1.465%、3.54%,南粳9108增幅略大,秸秆不还田下的响应略大于秸秆还田;扬稻6号和南粳9108各处理平均整精米率分别提高1.62%、0.70%,扬稻6号的增幅略大于南粳9108;可小幅降低扬稻6号和南粳9018的垩白粒率和垩白度,对垩白粒率的降低效果稍大,对长宽比的影响更小;可小幅提高扬稻6号和南粳9018的直链淀粉含量、糊化温度和蛋白质含量,其中,扬稻6号糊化温度的增幅略大,南粳9108直链淀粉含量和蛋白质含量的增幅略大;扬稻6号和南粳9108稻米的崩解值分别提高2.61%、3.52%,消减值分别下降1.82%、0.82%;可极显著提高扬稻6号和南粳9018茎鞘、叶片、稻穗及精米中的硒含量,南粳9108精米硒含量增幅略大。硒处理后,2个品种精米硒含量均达到了安全的富硒米标准。[结论]叶面喷施硒肥可有效提高水稻精米中的硒含量,适度改善稻米的加工品质、外观品质和稻米淀粉黏滞性主要特征值。

栽培措施对水稻氮素吸收利用及稻田尾水氮磷含量的影响

为探讨在不同耕作模式下秸秆还田和肥料品种对水稻产量形成、氮素吸收利用、土壤养分含量及稻田尾水氮磷含量的影响,以南粳9108和金武软玉为供试材料,设计秸秆还田与肥料品种、秸秆还田与耕作方式、耕作方式与肥料品种3个互作试验。结果表明:与秸秆不还田处理相比,秸秆还田处理的水稻产量平均高5.57%,成穗率平均高6.11%,吸氮量、氮素籽粒生产效率、氮素收获指数、氮肥偏生产力和氮肥利用率分别高3.30%、2.16%、0.70%、5.46%和4.96%,土壤中全氮和速效氮含量分蘖期较低,分蘖期后较高,全生育期尾水中总氮、总磷含量分别平均提高4.83%、39.28%。与浅旋处理相比,深耕处理的水稻产量平均高9.75%,成穗率平均低0.62%,吸氮量、氮素籽粒生产效率、氮肥偏生产力和氮肥利用率分别高3.27%、6.33%、9.76%和1.52%,氮素收获指数低1.42%,土壤全氮和速效氮含量分别低0.27%和2.83%,全生育期尾水中总氮、总磷含量分别平均降低4.23%、12.71%。与速效肥处理相比,缓释肥处理的水稻产量平均低12.01%,成穗率平均低2.95%,氮素籽粒生产效率、氮素收获指数、氮肥偏生产力分别低13.89%、4.48%%、12.05%,吸氮量和氮肥利用率分别高1.92%和3.85%,土壤全氮含量高1.50%,土壤速效氮含量低2.83%,全生育期尾水中总氮、总磷含量分别平均降低6.31%、1.12%。还田深耕速效肥处理产量最高,氮肥利用率略低,尾水氮、磷含量较高;还田深耕缓释肥处理的产量略低,尾水氮磷含量最低,氮肥利用率最高。研究表明,采用秸秆还田+深耕+速效肥的方式有利于水稻产量的提高,采用秸秆不还田+深耕+缓释肥的方式可以提高氮肥利用率,减少稻田对环境中氮、磷的排放。

机插秧育苗配套措施对水稻秧苗素质、产量及氮素吸收利用的影响

为探明机插秧育苗配套措施对水稻秧苗素质、产量及氮素吸收利用的影响。以南粳9108为试验材料,以(未培肥)素土为床土,进行壮秧剂比较、秧田期施氮、播种量、秧龄和每穴苗数试验。结果表明:素土配施壮秧剂和秧田期施氮提升了秧苗素质,秧苗的叶龄、叶长、茎基宽和根数均显著增加,分别以育苗伴侣壮秧剂和壮秧剂+2次肥处理各指标最优;随着播种量的增加和秧龄的延长,秧苗素质显著趋劣,分别以75 g播种量和23 d秧龄处理最优;素土配施壮秧剂和秧田期施氮显著提高了水稻产量,壮秧剂处理和壮秧剂+2次肥处理分别平均增加13.16%和9.97%;随着播种量的增加和秧龄的延长,产量显著降低,以75 g播种量和23 d秧龄处理最高,分别增加2.84%~25.52%和5.57%~29.51%;每穴苗数以每穴5苗处理的产量最高。相关分析和通径分析表明,在适宜穗数的基础上,促进每穗粒数的增加是其产量增加的主要原因;素土配施壮秧剂显著提高了水稻植株的氮素积累量、转运量和转运率,并使氮素籽粒生产效率、氮肥偏生产力和氮肥利用率增加;秧田期施氮提高了氮素积累量和氮素利用指标;随着播种量的增加和秧龄的延长,氮素吸收、转运和利用显著降低,分别以75 g播种量和23 d秧龄处理最高;每穴5苗处理的氮素吸收利用指标均最高。相关分析表明,氮素吸收利用主要指标均与产量呈显著或极显著正相关。结论:机插秧干种子直接播种在素土+壮秧剂的床土上,播量75 g,秧田期施用2次肥料,秧龄≤23 d,有利于提升水稻秧苗素质,实现产量和氮素吸收利用的同步提高。

氮高效水稻主要源库性状的基本特点及其调控

【目的】本研究皆在阐明氮高效水稻源库性状的基本特点。【方法】在大田条件下,于2012-2014年设计了两个试验。2012年和2013年,以染色体单片段代换系遗传群体114个水稻株系为供试材料,依据成熟期吸氮量和产量两个性状将114个株系群体分为6种不同氮效率类型。2014年,在前2两年试验的基础上,以筛选出的氮高效株系(L68)和氮低效株系(L2)为供试材料,研究施氮量对两种氮效率水稻株系产量、源库性状的影响。【结果】1)114个株系群体成熟期吸氮量和产量差异均较大,吸氮量变幅为11.53~27.66 g/m^2,产量变幅为311.74~763.35 kg/666.7 m^2,随着吸氮量的增加,产量呈上升趋势。产量类型与吸氮量类型并不完全一致,高吸氮量是高产的重要基础,但产量还可能受到其他因素的影响;2)氮高效水稻抽穗期叶面积系数(包括有效叶面积、高效叶面积、总叶面积)、成熟期叶面积系数均显著大于氮低效水稻,叶面积构成因子中氮高效水稻绿叶质量明显高于氮低效水稻,但比叶重不同氮效率品种间差异较小;3)氮高效水稻单位面积库容量、单位面积颖花量显著高于氮低效水稻,氮高效水稻单位干质量、单位叶面积和单位氮素库容量大,库容形成能力强;4)氮高效水稻单位叶面积颖花数、单位叶面积籽粒产量大,结实期净同化率高,氮高效水稻"流"畅,叶片光合能力强;5)综合分析表明,库容量对氮素高效吸收影响较大。提高单位氮素库容量有助于提高单位面积库容量。不同施氮水平下,氮高效水稻叶面积系数、库容量、吸氮量和产量均明显高于氮低效水稻,叶面积系数在低氮水平下两者差异最大,其他3个指标以低、中氮差异较大。【结论】氮高效水稻源库指标均优于其他类型,且这一优势在不同施氮量亦是如此。

栽培条件对水稻粒重的影响及其原因分析

应用3个水稻品种,设计氮、磷肥处理37个,从籽粒着生部位、谷粒体积、比重、灌浆过程、灌浆物质供应水平以及根系活力等方面,对不同栽培条件下饱粒千粒重的差异及其原因进行了探讨。(1)不同处理间全穗饱粒千粒重的极差汕优63为3.91g,Koganemasari为5.43g,9004为7.62g;(2)稻穗不同部位饱粒千粒重的提高幅度为下部枝梗籽粒大于中部枝梗籽粒,中部枝梗籽粒大于上部枝梗籽粒,一、二次枝梗趋势一致;(3)饱粒千粒重与谷壳重、谷粒体积呈极显著线性正相关,品种间表现一致,粒重与谷粒比重的关系因品种而异;(4)主要灌浆期灌浆速率越大,饱粒千粒重越高,主要灌浆期的持续时间越长,饱粒千粒重越低;(5)单位面积颖花量与饱粒千粒重呈极显著线性负相关,每朵颖花所占有灌浆物质量与饱粒千粒重呈极显著正相关;(6)提高结实期颖花根活量能显著提高饱粒千粒重,其中迟开花的下部枝梗籽粒饱粒千粒重的提高幅度明显大于早开花的上、中部枝梗籽粒,一、二次枝梗趋势一致。