化肥优化减施对麦茬旱直播稻强、弱势粒食味与营养品质的影响

以常规施肥处理(F0,施N 350 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)135 kg/hm^(2)、K_(2)O 135 kg/hm^(2))为对照,研究不同化肥优化减施处理(F1:施N 280 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)108 kg/hm^(2)、K_(2)O 135 kg/hm^(2);F2:施N 210 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)81 kg/hm^(2)、K_(2)O 135 kg/hm^(2);F3:施N 140 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)54 kg/hm^(2)、K_(2)O 135 kg/hm^(2))对麦茬旱直播稻强、弱势粒食味与营养品质的影响,以期为直播稻优质高产施肥管理提供参考。结果表明,各化肥优化减施处理总体上均显著提高了直播稻强、弱势粒崩解值和峰值黏度,改善了食味品质,F1、F2、F3处理强势粒的崩解值分别比F0处理显著提高8.35%、7.65%、9.78%,F1、F3处理弱势粒的崩解值分别比F0处理显著提高13.25%、11.13%。各化肥优化减施处理总体上均显著降低了强、弱势粒中组氨酸、脯氨酸及锰含量,总体上均显著提高了强、弱势粒中酪氨酸、精氨酸、赖氨酸含量和弱势粒中铜、锌含量,另外,F1处理还显著提高弱势粒中铁含量,F2处理显著提高强势粒中铁、铜含量及强、弱势粒中钙含量。与F0处理相比,F1、F2、F3处理强势粒的酪氨酸含量分别显著提高100.28%、44.76%、41.08%,弱势粒的酪氨酸含量分别显著提高85.21%、61.64%、22.47%;F1、F2、F3处理强势粒的赖氨酸含量分别显著提高28.87%、27.32%、70.62%,F1和F3处理弱势粒的赖氨酸含量分别显著提高27.23%、39.44%;F1、F2、F3处理强势粒的精氨酸含量分别显著提高6.54%、11.84%、2.18%,弱势粒的精氨酸含量分别显著提高32.83%、33.59%、23.02%。与F0处理相比,F1处理弱势粒铁含量显著提高27.16%,F1、F2、F3处理弱势粒锌含量分别显著提高18.86%、6.56%、3.39%,F1、F2、F3处理弱势粒铜含量分别显著提高2.49%、2.95%、3.11%。综上,化肥优化减施在提高强、弱势粒食味品质的同时,可以改善营养品质,总体上以F1处理最优。

氮肥后移对直播稻农艺性状与产量的影响

提高氮肥利用效率是水稻氮肥高效减施的重要栽培措施之一。本研究通过减少基肥氮损耗,提高其利用效率,以期探明氮肥后移对旱直播水稻农艺性状及产量的影响。结果表明,随着氮肥的后移,直播稻穗长、一次枝梗数、穗实粒数、产量呈先增加后降低的变化趋势,基肥氮后移至1叶1心期施用,直播稻穗长、一次枝梗数、穗实粒数及产量均显著高于对照,分别比对照高8.50%、7.95%、11.00%和19.94%,伴随基肥氮继续后移,上述指标开始呈下降趋势;当氮后移至3叶1心期,上述指标降至最低水平。氮后移对株高、二次枝梗数、有效穗数、千粒质量等农艺性状无显著影响。与传统施肥模式相比,氮肥后移至1叶1心期施用能明显改善旱直播水稻农艺性状,提高产量,是一种较为合理的氮肥高效施用方式。

水肥调控措施对水稻养分吸收及稻谷产量的影响

为了明确秸秆还田条件下水肥调控措施对水稻养分吸收和稻谷产量的影响,采用大田试验和室内分析相结合的方法,研究秸秆还田后氮肥运筹和不同水层管理措施下水稻养分吸收、干物质积累及稻谷产量构成特征。结果表明,相同的水层管理条件下水稻吸氮量随基施氮肥量的提高先增大后减小,以基施氮肥量为40%时水稻吸氮量最高;氮肥施用比例对水稻磷、钾吸收无显著影响。相同的氮肥施用比例下,插秧后适时晾田显著提高水稻对氮、磷、钾养分的吸收量,以泡田后15 d晾田的效果最好。相同的水层管理措施下水稻干物质积累量随基施氮肥量的提高呈先增大后减小趋势,基施氮肥量为40%时水稻干物质积累量最高;相同的氮肥施用比例下,泡田后15 d晾田显著提高了水稻干物质的积累量。相同的水层管理措施下,水稻有效穗数随基施氮肥量的提高而增大,穗粒数、一次枝梗数、二次枝梗数和稻谷产量随基施氮肥量的增大而提高,至基施氮肥量为40%时最高,随后减小;相同的氮肥施用比例下,泡田后15 d晾田使稻谷产量各构成指标更加协调合理:显著提高水稻有效穗数、穗粒数、一次枝梗数、二次枝梗数和稻谷产量,同时降低了水稻结实率和千粒质量。因此,黄淮稻麦轮作区秸秆还田后最佳的氮肥施用方法为氮肥分基肥、返青肥、分蘖肥和穗肥4次施用,施肥量为施N 276 kg·hm^(-2),施用比例为4.0∶1.8∶2.1∶2.1;最佳的水层管理措施为泡田后15 d晾田。

水稻黄绿叶突变体ygl209的遗传分析与目标基因精细定位

水稻叶色突变体是研究高等植物光合作用、叶绿体发育和叶绿素代谢的重要材料。从水稻转基因育种材料中国91与镇稻88的BC4F3后代中分离到稳定遗传的粳型黄绿叶突变体ygl209,与野生型亲本镇稻88相比,突变体ygl209在苗期、分蘖期及抽穗期叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均显著降低,其中叶绿素b降幅最大;其他农艺性状中抽穗期、株高、有效穗数、主茎穗总粒数、结实率和千粒重无显著变化。遗传分析表明,ygl209的黄绿叶突变性状由1对核隐性基因控制。应用(ygl209/9311)F2、F3分离群体,将ygl209的叶色突变基因定位于第1染色体着丝粒附近571.6 kb的染色体区段内。对区段内与叶绿体发育有关的基因LOC_Os01g31110序列测定,ygl209突变体中LOC_Os01g31110基因的编码区1390位(位于第5外显子)上碱基由C转换成G,使编码蛋白序列由丙氨酸(Ala)变成了甘氨酸(Gly),推测LOC_Os01g31110即为ygl209的候选基因。

水稻窄叶突变体zy103突变基因鉴定

为通过叶形相关基因定位与克隆解析水稻叶形变异的分子机制,本研究以籼稻品种9311与粳稻品种豫粳6号的杂交F7株系中发现的窄叶突变体zy103为试验材料,应用(zy103/9311) F2、F3分离群体对窄叶基因进行精细定位及候选基因预测。表型分析表明,突变体zy103出现全生育期叶片变窄微卷、株高及结实率降低、成熟种子弯曲变形等变异表型。遗传分析和基因定位结果表明,突变体zy103受1对隐性核基因控制,该基因被定位于第12号染色体195. 4 kb的区间内,此区间内共预测了28个编码基因。对区间内与水稻叶形态建成相关的Os CSLD4(LOC_Os12g36890. 1)基因进行测序,结果表明,突变体中Os CSLD4基因的编码区第2外显子第3 472~第3 479处有8个核苷酸(TGTGCCAC)缺失,造成移码突变,导致原编码蛋白第Ⅶ和第Ⅷ跨膜区保守功能结构域丢失,推测Os CSLD4是引起突变体zy103窄叶突变的目的基因。本研究结果为解析水稻窄叶形成的分子机理和水稻理想株型育种奠定了一定的理论基础。

水稻抽穗期QTL qHD3的精细定位

为鉴定和定位水稻抽穗期基因（QTLs）,以受体相同而供体不同的2个单片段代换系为材料,使用单片段代换系之间杂交发展的衍生分离群体（F3和F4）,对水稻抽穗期QTL-qHD3展开遗传和精细定位研究。在作图群体中,早抽穗和晚抽穗植株数符合3∶1的分离比,早抽穗表现为显性。应用S1-27和D19随机群体（266和879个单株）将qHD3初步定位于第3染色体短臂SSR标记RM14314和RM569之间,遗传距离分别为0.3-0.4和2.0-2.2 cM。应用D19分离群体的6680个单株对qHD3进行精细定位,经重组分析,最终将qHD3定位在RM14314和RM14320之间约62.4 kb的染色体区间,该染色体区间共发现7个可表达的基因克隆,其中OsMADS50可能与qHD3等位。该研究结果为qHD3基因克隆及功能分析提供了理论依据。

2010—2018年黄淮稻区国审水稻品种的基本特性分析

品种更新对水稻单产提升、品质改良、抗性提高均具有重要作用。本研究分析了2010—2018年我国黄淮稻区审定水稻品种,结果发现参加北方稻区国家黄淮粳稻品种区域试验并通过审定的品种共48个,其中常规稻47个、杂交稻1个。这些品种以中晚熟少蘖大穗型为主,产量随年度呈显著上升趋势,平均每年提高85.4 kg·hm^(-2),穗粒数平均每年提高2.3粒,结实率平均每年提高0.3%。品质分析表明,糙米率、整精米率、直链淀粉含量、碱消值、胶稠度及透明度均表现相对较好,但垩白粒率和垩白度表现较差,且垩白度还随年度呈显著上升趋势,说明垩白度是制约黄淮稻区稻米品质提升的主要因素。黄淮稻区审定品种的稻瘟病抗性较弱,以中抗和中感为主,抗性品种较少。近年来,审定品种的苗叶瘟抗性有所增强,而穗颈瘟抗性却逐渐减弱,稻瘟病抗性育种研究还需进一步加强。

孕穗期施硅对高温下扬花灌浆期水稻干物质转运及产量的影响

为探明硅对高温逆境下水稻产量形成的调控效应,以圣稻19为试验材料,通过大田增温试验研究了孕穗期叶面施硅对高温下扬花灌浆期水稻干物质转运与产量的影响。结果表明,与不施硅相比,施硅显著提高了高温逆境下水稻叶片干物质输出量、输出率、转化率,对茎鞘干物质的输出转化无显著影响;减弱了自然温度下水稻叶片干物质的转化率。高温或自然温度下,施硅均显著提高了水稻库容量;高温逆境下,施硅显著增加了水稻结实率与产量,但显著降低了千粒重;自然温度下,显著提高了水稻结实率、千粒重与产量。施硅后叶片输出转化效率与结实率的增加是弥补高温下水稻产量损失的主要因素。本研究结果为完善水稻耐热栽培调控技术提供了有益参考。

叶面施硅对水稻干物质生产及产量的影响

为探索硅对水稻干物质生产及产量形成的影响效应,本试验以常规粳稻品种圣稻14为材料,研究拔节期叶面喷施硅肥对水稻灌浆期剑叶SPAD值、干物质重及产量构成因素的影响。结果表明:叶面施硅可显著提高水稻剑叶SPAD值及叶片、茎鞘、穗的干物质重,产量也得到显著提高。

插秧密度对不同秧龄机插水稻食味与营养品质的影响

本试验研究了秧龄(25、30、35 d)与插秧密度(3苗/穴、6苗/穴)对机插秧水稻食味品质与营养品质的影响。结果显示,随着秧龄增大,稻米RVA谱的崩解值、蛋白质与大部分氨基酸的含量呈降低趋势,消减值呈增大趋势,表明延迟插秧能导致水稻食味品质降低;提高插秧密度显著降低秧龄25 d机插秧稻米RVA谱的崩解值,对30、35 d秧龄机插秧稻米RVA谱的崩解值无明显影响;提高插秧密度显著降低了35 d秧龄机插秧稻米的蛋白质与大部分氨基酸含量,表明机插秧水稻若要获得优良食味与营养品质,秧龄需控制在30 d以内,且插秧密度不宜过大;提高插秧密度对秧龄30 d以上机插秧稻米的食味品质无明显改善作用,但降低了营养品质。

硅肥对高温逆境下稻米品质的影响

为了探明硅肥对高温逆境下稻米品质的调控效应,本试验以常规粳稻品种圣稻19为试材,就施硅对高温逆境下水稻糙米率、食味品质及营养品质的影响进行了研究。结果表明,施硅降低了高温逆境下的水稻糙米率,不利于稻米食味品质的改善,提高了稻米营养品质。因此,单纯施用硅肥不能有效改善高温逆境对稻米品质的负面影响,生产中应运用综合栽培技术改善高温逆境下的稻米品质。

条播方式下不同播种量对水稻产量的影响

探讨条播方式下,播种量对水稻生育期与产量性状的影响。结果表明:减少播种量,水稻始穗期、齐穗期、成熟期均有所提前;播种量对水稻有效穗数、每穗实粒数、产量均无显著影响,对千粒质量影响显著(P<0.05);在15 kg/667 m2播种量下,水稻千粒质量与产量最高。建议条播稻播种量控制在15 kg/667 m2以下,既节省生产成本,又利于水稻成熟和产量提高。

减量播种对直播稻品质的影响

为探明减量播种对直播稻品质的影响效应,在田间设置5个播种量,分别为142.5、120.0、97.5、75.0、52.5 kg/hm^2,研究减量播种对直播稻糙米率、蛋白质含量、直链淀粉含量、食味值及稻米RVA谱(淀粉黏滞性谱)特征参数的影响。结果表明:减量播种对直播稻糙米率、稻米食味值、淀粉RVA谱特征值均产生了影响,播种量为97.5 kg/hm^2处理下的糙米率最高(83.65%),稻米的食味得分最高(85分),RVA谱特征值的崩解值最大(141.6 RVU),消减值最低(126.5 RVU)。因此,播种量为97.5 kg/hm^2条件下稻米食味品质最佳。

灌溉方式对黄淮稻区优质粳米品质的影响

为探明不同水深处理对优质稻米的影响,研究了湿润、浅水、深水3种灌溉方式对优质粳稻(圣稻14、圣稻2572、圣稻18)籽粒外观、稻米直链淀粉、蛋白质含量及淀粉RVA谱的影响,分析了稻米品质与理化指标之间的关系.结果表明:浅水灌溉下籽粒面积、周长、粒长、稻米蛋白质含量显著高于其他灌溉方式,垩白率和垩白度的表现相反;RVA谱的最高黏度和热浆黏度值以湿润灌溉最高,深水灌溉最低,最终黏度值以深水灌溉最低;不同品种RVA谱的崩解值、消减值、回复值及稻米直链淀粉含量对3种灌溉方式的响应存在明显的基因型差异.圣稻14以湿润灌溉的食味品质最好,圣稻18则以深水灌溉最好.相关分析表明,稻米RVA谱特征值与稻米外观指标及蛋白质含量之间存在显著的相关性.回归与通径分析表明,粒型是影响崩解值与消减值的主要因子,而稻米蛋白质与直链淀粉含量是影响回复值的主要因子.

冷水灌溉对水稻扬花期遭受短时高温危害的缓解效果

以灌溉水的温度处理(冷水初始温度20.0℃、常温水初始温度27.7℃)为主区,以气温处理(高温38.0℃、自然气温32.0℃)为副区,进行裂区实验设计,开展田间实验,探索高温与自然气温下水稻体温的变化特征及冷水灌溉和常温水灌溉对水稻剑叶、穗及节间温度的影响规律。结果表明:与自然气温相比,高温条件下水稻剑叶、穗及节间温度分别显著提高5.9℃、5.7℃和0.9℃。高温条件下使用两种温度的水灌溉时,冷水灌溉(LHT)处理的水温升高更快、升温幅度更大,10:00-15:00升温幅度达6.0℃;而常温水灌溉的水温变化缓慢,从10:00的27.7℃升至15:00的30.0℃,升温仅2.3℃。可见,高温条件下灌溉冷水比常温水吸收更多的热量。因此,高温条件下,与常温水灌溉处理相比,冷水灌溉处理使水稻剑叶、穗及节间温度显著降低了1.5℃、1.3℃和1.6℃,增大了气-叶温差、气-穗温差及气-节间温差。高温条件下,冷水灌溉能有效降低水稻体温,起到良好的避热效果,因此可以考虑作为缓解高温热害的一种技术手段。

主要栽培管理措施与黄淮区水稻黑条矮缩病发生的关系

为探明栽培管理措施与黄淮区水稻黑条矮缩病发生的关系,采用田间实地调查法研究了灌水、施氮、落谷密度和防虫网处理对水稻黑条矮缩病发生的影响,并对黄淮区主要水稻品种进行抗(耐)病筛选。结果表明,秧田期减小落谷量和施氮量,发病率最高可分别降低78.5%和77.7%;水稻抽穗前采用浅湿灌溉与深水处理相比,发病率最高可降低70.3%;秧田期防虫网处理与无防虫网相比,发病率最高可降低87.6%;分蘖期不施氮肥处理较过量施氮发病率最高可降低83.5%。黄淮区主要品种抗(耐)病性存在显著差异,抗病和产量性状都较好的品种为新稻20和苏秀10号,而金粳18可能对该病具有较强的耐害性。因此,在黄淮稻区,采用浅湿灌溉方式,适当减少施氮量和落谷量,秧田期采用防虫网处理,并选择抗(耐)病品种,可减轻黑条矮缩病对水稻生产的危害。

山东省稻瘟病病菌无毒基因鉴定及分析

为了明确山东省稻瘟病病菌无毒基因类型及在不同地区分布情况,根据已经公布的AVR1-CO39、AVR-Pita、ACE1、AvrPia、AvrPii、AvrPik、AvrPiz-t、AvrPi98个无毒基因引物,通过PCR扩增的方法,对2018年在山东水稻主产区收集分离的123个稻瘟病菌单孢菌株进行了无毒基因类型鉴定和分析。试验结果表明,无毒基因ACE1、AvrPiz-t、AvrPi9出现频率都为100%;无毒基因AVR1-CO39、AVR-Pita、AvrPia出现频率分别为87.80%、90.24%、10.57%;无毒基因AvrPii、AvrPik出现频率都为0。根据基因对基因假说,可以在山东稻区选育和推广携带抗病基因Pi-33、Piz-t、Pi-9、Pi-CO39、Pi-ta的水稻品种来减轻稻瘟病为害,而抗病基因Pi-a、Pi-i、Pi-k不适合在山东稻区使用。