西南稻麦周年生产农业科技集成转化现状及展望

水稻和小麦是我国两大主要粮食作物,稻麦周年高产稳产对于保障我国粮食安全具有重大意义。本文系统阐述了西南稻麦周年生产中的主导品种、增产栽培技术、生产机械装备等农业科技集成转化现状,讨论了气象网格保障、长势监测、病虫害防治、智能灌溉、无人作业等新一代信息技术,深入分析了西南稻麦周年生产农业科技集成转化亟待解决的关键科学与技术问题。以崇州的新一代信息技术赋能稻麦周年生产科技示范基地为例,介绍了5G+、物联网、大数据、云计算等技术在西南稻麦周年生产中的具体应用及效果。最后,展望了西南稻麦周年生产农业科技的发展趋势,提出了西南稻麦周年生产农业科技集成转化的目标与实现路径。

硅磷配施对低磷土壤春玉米干物质积累、分配及产量的影响

以玉米品种‘正红2号’和‘正红115’为材料,通过2014年和2015年的田间小区定位试验,研究低磷土壤条件下,硅磷肥配施对玉米拔节期和吐丝期的净光合速率、蒸腾速率和叶面积指数,拔节期、吐丝期、灌浆期和成熟期干物质积累和分配,产量及产量构成因素的影响,探讨施硅及硅磷配施的增产效果。结果显示,与对照(不施磷肥和硅肥)相比,施磷、施硅和硅磷配施处理均可提高玉米拔节期和吐丝期的叶面积指数和净光合速率,增加拔节期、吐丝期、灌浆期和成熟期各生育阶段的干物质积累量,降低灌浆期和成熟期叶片的干物质分配比例和灌浆期茎鞘的干物质分配比例,提高籽粒干物质分配比例和收获指数,降低秃尖长度,增加穗长,最终提高穗粒数、千粒重和籽粒产量;其中施用磷肥增加或降低上述指标的效应明显大于施用硅肥,硅磷配施增加或降低上述指标的效应又明显大于单施磷肥或单施硅肥,硅和磷表现出明显的协同作用和配合效应。2014年和2015年玉米籽粒产量均与拔节期、吐丝期、灌浆期和成熟期干物质积累量呈显著正相关;与单施磷肥相比,硅磷配施处理分别增产1 288.57 kg·hm^(-2)(2014年)和1 313.61 kg·hm^(-2)(2015年),且2015年的增幅明显大于2014年,硅、磷表现出稳定的增产效应。综上所述,在四川丘陵低磷土壤条件下,合理进行硅磷肥配施,既能提高玉米生育前期物质生产能力和干物质积累量,又能改善生育后期干物质在玉米各器官中的分配,促进籽粒灌浆结实,最终提高籽粒产量。

氮磷钾减量配施硅肥对玉米养分吸收、利用及产量的影响

为研究氮、磷和钾减量条件下,增施硅肥对玉米氮、磷和钾养分吸收、利用及产量的影响,采用2因素裂区设计,主区为3种氮、磷和钾肥用量组合(F_(100)—常规用量,F_(80)—等比例减少20%和F(60)—等比例减少40%),副区为2种硅肥用量(SiO_2施用量分别为37.5和75 kg/hm^2,记为S_3和S_7。),测定玉米植株拔节期和成熟期的干物质积累量,氮、磷和钾的积累量,产量及产量构成。结果表明:与常规用量F100相比,F80和F60植株拔节期和成熟期的干物质、氮、磷和钾积累量显著降低,植株成熟期干物质、氮、钾、硅素在籽粒中的分配比例显著下降,穗粒数、行粒数和穗长均显著下降,秃尖长度增加20.96%~25.33%,减产10.77%~17.77%。F_(100)和F_(80)中,与S_3相比,S_7能显著提高植株拔节期、成熟期干物质积累,增加拔节期和成熟期植株氮、磷、钾和硅素积累量,提高磷素干物质生产效率、磷素籽粒生产效率及磷肥偏生产力以及籽粒产量。在处理F_(100)中,与S_3相比,S_7能提高成熟期籽粒中氮和钾的分配比例,显著降低成熟期茎秆中氮和钾的分配比例;在处理F_(80)中,与S_3相比,S_7能提高成熟期茎秆中磷和硅素的分配比例,降低成熟期籽粒中磷素的分配比例;在处理F_(60)中,与S_3相比,S_7能显著降低成熟期茎秆和籽粒中硅的分配比例。F_(100)和F_(80)中,与S_3相比,S_7能显著提高氮、磷和钾肥偏生产力。综上所述,氮、磷和钾肥减量会降低玉米植株关键生育阶段干物质积累量,以及氮、磷和钾素营养积累量,最终降低籽粒产量;氮、磷和钾常规用量或减施比例≤20%条件下,增施75 kg/hm^2硅肥能促进植株对氮、磷和钾素的吸收,增加干物质生产能力,优化成熟期干物质分配比例,增加籽粒产量,同步提高氮、磷和钾肥利用率。

晒田强度和穗肥运筹对三角形强化栽培水稻光合生产力和氮素利用的影响

以杂交中稻组合Ⅱ优498为材料,在三角形强化栽培(TSRI)条件下,研究3种晒田强度(0～20cm土壤相对含水量为80%±5%、60%±5%和40%±5%,分别记为W1、W2和W3)和3种穗肥运筹(晒田复水后第1、第8和第15天施用第1次氮素穗肥,分别记为S1、S2和S3)对灌浆结实期水稻光合生产和氮素利用的影响。结果表明,晒田程度和穗肥运筹对水稻光合生产、干物质积累、氮素积累、转运和利用和产量的影响存在显著互作效应,且晒田影响最为显著,氮素穗肥运筹次之。轻度晒田(W1)复水后第1天施用第1次氮素穗肥会降低抽穗后15d和30d的群体光合生产率和有效穗数,推迟至复水后第8天或第15天施用第1次氮素穗肥可以提高抽穗后15d和30d的群体光合生产率、收获指数和氮素稻谷生产效率;中度和重度晒田(W2和W3)复水后第1天或第8天施用第1次氮素穗肥可以提高孕穗期和齐穗期剑叶Pn和抽穗后15d和30d的群体光合生产率、干物质积累、籽粒产量及构成指标、稻株氮素积累与利用。经过分析比较得出,TSRI模式下W2S1为晒田强度和穗肥运筹的最优组合,产量达到10.96thm-2。

低磷胁迫下加硅对玉米苗期硅、磷营养及叶绿素荧光参数的影响

为研究硅对低磷胁迫下玉米苗期硅、磷吸收积累和叶绿素荧光参数的影响,采用砂培方式模拟低磷胁迫环境,以玉米品种正红2号和正红115为供试材料,设置3个磷浓度:重度低磷胁迫P1(0.01mmol/L)、中度低磷胁迫P2(0.1 mmol/L)和正常磷浓度P3(1 mmol/L),设置3个硅浓度:Si1(0 mmol/L)、Si2(0.75mmol/L)和Si3(1.5mmol/L),定苗培养28d,测定植株顶部往下第1全展叶叶绿素荧光参数、植株干物质重、硅和磷素含量和积累量。结果表明:(1)磷浓度从P3降低至P2和P1,2个玉米品种平均,单株干物质积累量、硅积累量、磷积累量分别下降34.73%,39.26%,29.10%,33.01%,81.81%,87.63%;同时降低叶片PSⅡ反应中心开放程度、减弱光能捕获和光能转换能力、降低电子传递效率,导致植株叶片热耗散能力明显增强。(2)硅浓度从Si1增加至Si2和Si3,2个玉米品种平均,单株干物质积累量、硅积累量、磷积累量分别提高21.54%,36.05%,120.08%,236.65%,39.81%,69.17%;同时增加叶片PSⅡ反应中心开放程度,提高光能捕获和光能转换效率,增加电子传递效率,加速利用过剩激发能。(3)玉米植株硅积累量和磷积累量呈显著正相关,并且Fv/Fm(XE)、Fv′/Fm′(XE′)、Fq′/Fm′(φPSⅡ)、ETR与植株硅积累量和磷积累量也呈显著正相关。(4)在P3和P2处理中,与Si1相比,Si2和Si3能明显提高正红2号和正红115植株硅、磷素积累量,提高叶片对光能的捕获、转化和传递效率,提高植株的干物质积累量;在重度低磷胁迫P1处理中施硅对玉米幼苗硅、磷营养和叶绿素荧光参数的改善作用十分微弱。综上所述,在非严重低磷胁迫条件下,外源加硅可以增强玉米对硅、磷的吸收和积累,提高叶片光合物质生产能力,加速消耗过剩的激发能,减轻光抑制。

晒田强度和氮素穗肥运筹对不同氮效率杂交稻产量及氮素利用的影响

以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,研究3种晒田强度(0-20cm土壤体积含水量为53.60%±5.00%、40.20%±5.00%和26.80%±5.00%,分别记为W1、W2和W3)和3种穗肥运筹(晒田复水后第1、8和15天施用氮素穗肥,分别记为N1、N2和N3)对水稻干物质生产和氮素积累、转运、利用及产量的影响。结果表明,适度晒田能提高水稻干物质积累和转运、氮素积累、转运和利用及产量;各晒田强度下,穗肥运筹对不同氮效率品种产量和氮肥利用率的影响存在差异,与氮低效品种相比,氮高效品种抽穗期干物质积累量更高,抽穗后物质转运能力更强、氮素转运和氮素利用效率更高,并且氮高效品种的产量平均比氮低效品种高1.12t/hm2。相关性分析表明,氮高效品种和氮低效品种的产量均与干物质积累、转运呈显著正相关,氮高效品种产量与茎秆氮素转运量显著正相关,氮低效品种产量与茎叶氮素转运量呈显著正相关。因此,氮高效品种采用晒田强度(W1)配合复水后15d施用氮素穗肥,氮低效品种采用晒田强度(W2)配合复水后8d施用氮素穗肥,均能提高其氮肥利用效率和稻谷产量。

硅磷肥配施提高四川春玉米的氮磷钾吸收和产量

【目的】通过2014年和2015年两年田间定位试验,研究低磷棕紫泥土上不同硅、磷肥料组合对土壤速效磷含量、植株氮、磷和钾吸收量和利用率、产量及产量构成的影响,为利用硅肥提高该地区肥料的效应提供依据。【方法】试验采用两因素裂区设计,品种为主区,设2个品种,即正红2号和正红115;肥料组合为副区,设4种硅、磷肥组合,即:不施用磷肥和硅肥对照、单施硅(Si_ O2)75 kg/hm^2、单施磷(P_2O5)60 kg/hm^2、P_2O5 60 kg/hm^2加Si_ O2 75 kg/hm^2,分别记为P_0Si_0、P_0Si_75、P_60Si_0和P_60Si_75。在拔节期、吐丝期和收获期取0—20cm和20—40 cm土壤土样,测定速效磷含量,取植株样品测定氮、磷、钾吸收量、产量。【结果】两个玉米品种收获期植株氮、磷和钾吸收量四个处理间差异均不显著,2014年正红2号产量明显高于正红115,2015年两品种间产量无显著差异。与对照相比,施硅、磷以及硅、磷肥配施均能提高0—20和20—40 cm土壤速效磷含量,提高玉米植株氮、磷、钾吸收量及籽粒产量,其中以硅、磷配施处理的效果最佳。在吐丝期、收获期,植株氮、磷和钾吸收量与土壤速效磷含量呈显著正相关,植株氮、磷和钾吸收量之间亦相互呈显著正相关;此外,籽粒产量与吐丝期和收获期玉米植株氮、磷和钾吸收量之间均呈显著正相关。与单施磷肥相比,硅、磷肥配施处理氮、磷和钾肥的吸收效率和偏生产力(两年平均)分别提高13.30%和10.25%、24.77%和10.25%、8.58%和10.25%,同时两品种2014年和2015年平均产量分别提高8.34%和12.12%。【结论】低磷棕紫泥土条件下,硅、磷肥配施能显著改善土壤供磷能力,增加玉米植株对氮、磷和钾养分吸收量,提高氮、磷和钾肥利用效率及籽粒产量。

侧深施氮对机械直播水稻产量及氮素利用的影响

为探究侧深施肥对川西平原区机械直播水稻产量形成和氮素利用的影响,本研究以常规籼稻黄华占为试验材料,采用单因素随机区组试验设计,研究不施氮肥(N0)、尿素2次撒施(TF)、尿素1次撒施(UB)、尿素侧深施(UM)、尿素和缓释尿素混合侧深施(SRUM)对机械直播水稻干物质积累,氮素积累、转运、分配,产量形成及氮素利用的影响。结果表明,直播水稻干物质积累、氮素吸收总量、氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率和产量均表现为SRUM>UM>TF>UB>N0。SRUM和UM茎叶氮素表观转移量、茎叶转移的氮对籽粒氮的贡献率均显著高于其他处理。SRUM茎叶干物质转运量显著高于UB和UM,增幅分别为28.97%和4.17%。SRUM和UM有效穗数显著高于其他处理,处理间差异达显著水平(P<0.05),产量分别较UB增长8.00%和12.95%。与TF相比,UM、SRUM氮肥吸收利用率分别提高11.35%、46.94%,氮肥农学利用率分别提高7.22%、25.88%。相比其他施氮处理,SRUM能够显著提高直播水稻的有效穗数、干物质积累量、氮素吸收总量、茎叶氮素表观转移量和茎叶干物质转运量,同步提高产量和氮肥利用率。可见,SRUM既能减少机械直播水稻的施肥次数,又能增产增效,值得大面积推广应用。本研究为川西平原直播稻的轻简化生产提供了参考。

晒田强度和穗期氮素运筹对不同氮效率水稻根系、叶片生长及产量的影响

为研究晒田强度和穗期氮素运筹对不同氮效率水稻生育中后期根系、叶片生长与产量形成的关系,以德香4103(氮高效品种)和宜香3724(氮低效品种)为材料,设置3种晒田强度:W_1,0—20cm土壤体积含水量为(53.60±5.00)%;W_2,0—20cm土壤体积含水量为(40.20±5.00)%;W_3,0—20cm土壤体积含水量为(26.80±5.00)%和3种穗期氮素运筹:N_1,晒田复水后第1天施用穗肥;N_2,晒田复水后第8天施用穗肥;N_3,晒田复水后第15天施用穗肥。测定水稻抽穗期和齐穗后15天的根系形态特征、根系干重、叶面积指数、剑叶光合速率、叶片干重、产量及产量构成。结果表明:(1)德香4103稻谷产量比宜香3724平均高11.57%。(2)两类品种的产量均与抽穗期LAI和叶片干重呈显著正相关,其中德香4103产量与抽穗期和齐穗后15天单株根重和根冠比呈显著正相关,宜香3724产量与抽穗期和齐穗后15天的单株根重呈显著正相关。(3)德香4103氮肥生理利用率与抽穗期单株根重和叶面积指数、齐穗后15天单株根长呈显著正相关,宜香3724氮肥生理利用率与齐穗后15天单株根重呈显著正相关。(4)W_1和W_2处理中,施氮处理N_2和N_3氮高效品种和氮低效品种抽穗期总根长和根表面积无显著差异,氮高效品种齐穗后15天的总根长小于氮低效品种;W_3处理中,N_1和N_2中抽穗期氮低效品种单株总根长和单株根表面积大于氮高效品种,氮高效品种和氮低效品种齐穗后15天根重和根冠比无显著差异。(5)氮低效品种成熟期的叶片干重和LAI均高于氮高效品种,抽穗期至成熟期氮高效品种的叶面积衰减率大于氮低效品种。(6)氮高效品种德香4103采用W_1N_3处理,能增加抽穗至成熟期总根长,降低叶面积衰减速率,提高抽穗后叶片光合速率,提高稻谷产量;而氮低效品种宜香3724以W_2N_2为最佳处理。综上所述,晒田程度和穗期氮素运筹能够显著影响不同氮效率水稻品种生育中后期的根系和叶片特征。通过优化晒田程度和穗期氮素运筹组合,为两类品种构建合理的根系指标和叶片体系,促进根系对氮素养分的吸收,提高灌浆结实期叶片物质生产和转运能力,最终提高稻谷产量。

四川丘陵区水稻机械化生产现状与对策建议

四川丘陵区稻田细碎化、坡多路陡、水平分布落差大、弯曲多、泥脚过深,且配套基础设施差,农机作业难度高,严重制约着水稻机械化的发展。本文从地理条件和种植规模、种植效益和机械作业积极性、种粮主体现状和发展思维局限性、技术推广和社会化服务体系、特色适配农机具装备研发等方面剖析丘陵区水稻机械化生产现状,并提出对策建议,旨在为四川丘陵区水稻全程实现机械化寻找更加高效的发展路径。

丘陵区水稻无人机精量直播技术要点及展望

丘陵区稻田大小形状不一、水平分布落差大,不利于大中型机械进行水稻直播作业。水稻无人机精量直播作为一项新兴的轻简化种植技术正快速发展。本文从机型选择、品种选择、稻田耕整、浸种包衣、精量播种、肥水管理、杂草和病虫害防控、适时收获等方面阐述了丘陵区水稻无人机精量直播技术的要点,以期为该技术在四川丘陵区推广应用提供技术支撑。

播种方式对直播杂交籼稻生长及产量形成的影响

四川省杂交稻直播生产正处在快速发展阶段,探究播种方式对直播杂交籼稻生长及产量形成的影响,旨为优化杂交籼稻机械化精量直播技术提供支撑。采用单因素完全随机设计,设置3种播种方式:人工撒播、无人机条播、机械穴播,研究播种方式对直播杂交籼稻出苗质量、秧苗形态和干重、分蘖动态及产量的影响。机械穴播较人工撒播、无人机条播成苗率分别提高11.05%和14.01%,出苗整齐度分别提高27.17%和24.93%,秧苗根重增加27.03%和27.64%,秧苗地上部干重增加10.88%和17.61%,籽粒产量明显增加。机械化精量穴直播是充分发挥直播杂交籼稻高产的有效途径;无人机条播实现秧苗成行有序生长,兼顾高产高效,劳动强度更低,值得大面积推广。

侧深施氮对机插水稻产量形成及氮素利用的影响

【目的】水稻机插同步侧深施肥是一项新兴的技术,正在迅速发展。深入探究不同类型氮肥机械侧深施用对机插水稻产量及氮素利用效率的影响,有利于提高水稻机械化种植水平,为机插水稻节本增效提供理论依据。【方法】2017年和2018年开展大田试验,采用完全随机区组试验设计,设置5种施氮处理,即不施氮肥(N0)、尿素撒施(CUB)、尿素机械侧深施(CUM)、控释尿素撒施(CRUB)和控释尿素机械侧深施(CRUM),测定水稻物质生产特性、氮素积累分配、氮素利用效率、产量及产量构成因素。【结果】2年各施氮处理对水稻产量形成、氮素利用的影响基本一致。与尿素相比,控释尿素可以显著提高水稻干物质积累量、氮素积累量、氮肥利用率以及稻谷产量;2017年成熟期干物质积累量和氮素积累量、氮肥吸收利用率(NRE)、氮肥农学效率(NAE)和稻谷产量分别增加3.22%、17.50%、46.00%、17.79%和3.72%,2018年相应增幅分别为8.77%、13.27%、32.07%、12.74%和3.32%。与人工撒施相比,机械侧深施可以显著提高氮肥利用率,2017年NRE和NAE分别增加17.91%-43.14%和19.61%-37.39%;2018年NRE和NAE分别增加53.80%-54.10%和21.11%-35.11%。与人工撒施相比,机械侧深施肥处理的产量分别增加4.46%-6.95%(2017年)、5.55%-8.11%(2018年);增产的主要原因是其具有更多有效穗数和颖花总量。齐穗至成熟期,CRUM处理茎叶鞘氮素积累量和茎叶氮素表观转移量(TNT)均显著高于其他施氮处理。此外,在穗分化期和齐穗期,相比其他施氮处理,CRUM处理的氮素积累量、SPAD值、干物质积累量均显著增加。【结论】控释尿素机械侧深施(CRUM)是一种能提高机插水稻产量和氮素利用的有效施肥方法。

缓释尿素与普通尿素不同配比对玉米氮代谢酶和氮素利用的影响

为解决我国西南地区玉米氮肥一次性施用问题,以普通尿素和包膜缓释尿素为供试材料,设置5种普通尿素与缓释尿素配比试验处理,分别为100%缓释尿素（CRU100）,75%缓释尿素＋25%普通尿素（CRU75）,50%缓释尿素＋50%普通尿素（CRU50）,25%缓释尿素＋75%普通尿素（CRU25）和100%普通尿素（CRU0）,以不施氮肥（CK1）和常规施肥（CK2,普通尿素60%基施＋40%大喇叭口期追施）为对照,研究氮肥一次底施下缓释尿素与普通尿素不同配比对玉米氮代谢关键酶、干物质积累、氮积累及氮素利用的影响。结果表明：（1）施氮显著提高了玉米叶片氮代谢关键酶（谷氨酸合成酶GOGAT和谷氨酰胺合成酶GS）活性,与常规施肥相比,普通尿素与缓释尿素配施可提高叶片GOGAT和GS活性,其中以CRU50和CRU75的缓释尿素比例处理最好。（2） CRU50和CRU75的缓释尿素比例可改善吐丝前、后物质积累和氮素积累,显著提高成熟期物质积累量和氮素积累量。（3）随缓释尿素比例增加,玉米穗粒数、千粒重和产量及氮收获指数均呈先升后降的趋势；掺施缓释尿素处理产量较常规施肥处理平均增产4．46%,其中CRU50和CRU75处理产量最高,收获指数和氮肥表观利用率显著高于其它处理。因此,普通尿素掺混50%-75%比例的缓释尿素进行一次底施,既能增加玉米产量,又可实现氮素的高效利用。

连作栽培对露地草莓根际土壤真菌群落结构的影响

【目的】草莓作为主要经济作物之一,在我国长期保持着大规模的种植水平,根据种植模式不同可分为设施草莓和露地草莓。由于露地草莓的常年连作栽培,连作障碍发生严重,阻碍了露地草莓生产的可持续发展。【方法】本文以"甜查理(Sweet Charlie)"为供试草莓品种,运用Illumina高通量测序技术研究非连作栽培露地草莓(S0_Fu)、连作栽培未发生连作障碍露地草莓(S1_Fu)和发生连作障碍露地草莓(S2_Fu)的根际土壤的真菌群落结构。【结果】S0_Fu的真菌种群丰度和多样性明显高于S1_Fu和S2_Fu,且发生连作障碍比未发生连作障碍的根际土真菌丰度和多样性降低效应更为明显。此外,关键的有益真菌(粘红酵母Rhodotorula glutinis、无梗囊霉Acaulosporaceae sp.)等种群大幅下降,而病原真菌数量(棒孢拟盘多毛孢Neopestalotiopsis clavispora)显著增多,这是导致露地草莓连作障碍发生的土壤微生物(真菌类)关键因子。【结论】该研究结果为今后改善连作土壤生态环境、治理露地草莓连作障碍提供了理论基础。

灌溉方式和施氮量对直播稻氮素和水分利用的影响

为研究不同灌溉方式和施氮量对直播稻的光合生产、干物质积累、氮素利用、水分利用和稻谷产量的影响,采用裂区试验设计,主区因素为品种:‘德香4103’和‘金农丝苗’,副区因素为3种灌溉方式:浅水灌溉、轻干湿交替灌溉和重干湿交替灌溉,副副区因素为4个施氮量:0 kg(N)·hm^(-2)、120 kg(N)·hm^(-2)、180 kg(N)·hm^(-2)、240kg(N)·hm^(-2),分析测定直播稻的干物质积累量、氮素积累量和利用率、水分利用率和产量等指标。结果表明:灌溉方式和施氮量对直播稻氮素利用和产量形成的影响存在显著的互作效应。与浅水灌溉相比,轻干湿交替灌溉处理下‘德香4103’和‘金农丝苗’抽穗期剑叶净光合速率、拔节—抽穗期干物质积累量、结实期茎叶氮素转运量、成熟期籽粒中氮素积累量、氮素农艺效率和氮肥回收效率显著增加;抽穗期叶面积指数、拔节前干物质积累量、成熟期茎叶氮素积累量显著降低。施氮量对‘德香4103’和‘金农丝苗’氮素积累量、氮素利用效率、产量的影响存在差异。浅水灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高31.79%~48.77%和29.72%~45.36%;施氮量超过180 kg·hm^(-2)后,‘德香4103’的产量显著下降,而‘金农丝苗’相应指标却无显著变化。轻干湿交替灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高32.58%~61.10%和36.49%~48.45%;施氮量超过180 kg·hm^(-2)后‘德香4103’的产量无显著变化,氮肥回收效率、氮素农艺效率均显著下降,‘金农丝苗’的产量和干物质积累量无显著变化,成熟期氮素积累量显著提高。重干湿交替灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高37.01%~42.88%和30.11%~42.63%;施氮量超过180 kg·hm^(-2)后,‘德香4103’和‘金农丝苗’的产量无显著变化;但‘德香4103’成熟期氮素积累量显著增加,‘金农丝苗’氮素积累量却无显著增加,两个品种氮素农艺效率均显著降低。综上所述,轻干湿交替灌溉更适合于直播稻高产、节水、高效栽培,其中‘德香4103’产量在轻干湿交替灌溉下施纯氮240 kg·hm^(-2)处理最高,‘金农丝苗’产量在轻干湿交替灌溉下施纯氮180 kg·hm^(-2)处理最高。

普通、控释尿素配比对玉米物质积累及产量的影响

以普通尿素和包膜控释尿素为供试材料,设置5种普通尿素与控释尿素配比处理,分别为CRU0—100%普通尿素,CRU1—75%普通尿素+25%控释尿素,CRU2—50%普通尿素+50%控释尿素,CRU3—25%普通尿素+75%控释尿素和CRU4—100%控释尿素,以CK1—不施氮肥和CK2—常规施氮(普通尿素60%基施+40%大喇叭口期追施)为对照,研究控释尿素与普通尿素配施对玉米农艺性状、干物质积累分配及产量的影响。结果表明:(1)施氮显著提高了玉米株高、穗位高和叶面积,与常规施氮处理相比,普通、控释尿素配施可提高株高、穗位高、茎粗和叶面积,其中75%控释尿素处理提高显著。(2)与常规施氮处理相比,普通、控释尿素配施处理促进吐丝期干物质积累,最终增加成熟期总干物质量,其中以CRU2和CRU3处理最好。(3)与常规施氮处理相比,普通、控释尿素配施处理的干物质在叶片和茎秆中的分配比例均较低,而籽粒的分配比例较高,以CRU3处理比例最高。(4)随控释尿素比例增加,玉米产量、千粒重、穗粒数、穗长和穗粗均呈先升后降的趋势;25%,50%,75%,100%的控释尿素比例处理产量较常规施氮处理分别增产3.70%,8.83%,11.23%,5.43%。因此,普通尿素掺混75%比例的控释尿素进行一次底施,既能满足玉米植株生长需求,提高干物质积累,优化干物质分配,又可促进增产。

水稻芽期抗旱性综合评价及鉴定指标鉴选

以蒸馏水处理为空白对照,将20份水稻品种种子用浓度为20%PEG-6000(聚乙二醇)的溶液处理,测定整个发芽周期内的发芽势、发芽率、根芽长、干物质变化及相关生理指标,并应用多种统计方法进行抗旱性分析、综合评价,探讨芽期抗旱性鉴定方法及指标。结果表明:干旱胁迫降低了绝大部分品种发芽势、发芽率、根芽长、根芽干质量、SOD活性等,对根芽长、物质消耗的抑制作用较萌发相关指标更强;提高了剩余种子干质量、POD、CAT、MDA、β-淀粉酶、可溶性糖、脯氨酸等;除根数和可溶性糖在品种与干旱胁迫互作间、根芽比在干旱胁迫间、脯氨酸在品种间差异不显著外,所有指标在干旱胁迫间、品种间及干旱胁迫和品种互作间差异达显著水平。应用改进的分级法、隶属函数法、主成分法分别进行抗旱性综合评价,3种综合评价指标间均极显著正相关,其中以分级系数和隶属函数综合值评价结果优于主成分法。聚类分析表明,20个品种芽期干旱胁迫下可分为5个不同抗旱性类群,其中‘冈优99’抗旱性很强,‘德香4923’‘内6优138’‘川香优6号’‘川优6203’抗旱性较强。储藏物质转化率、活力指数、萌发抗旱系数、芽长、芽干质量与各综合指标显著相关性,且与萌发相关单项指标显著相关。综合分析表明,储藏物质转化率可作为水稻芽期抗旱性首选指标,活力指数、萌发抗旱系数、芽长、芽干质量可以作为备选指标,而分级系数、隶属函数综合值可作为抗旱性精确鉴定的综合指标。改进的分级法进行综合评价应用效果较好,可作为综合评价法适用。此外,综合评价法可较好评价参试品种芽期抗旱性强弱,且以分级法、隶属函数法综合评价法较优。

硅、磷配施对玉米苗期生长及氮磷钾积累的影响

以‘正红2号’和‘正红115’玉米为材料,采用砂培方式,设置3个纯磷水平[1.0 mmol·L^(-1)(正常磷水平,P_(1.0))、0.1 mmol·L^(-1)(中度缺磷,P_(0.1))和0.01 mmol·L^(-1)(重度缺磷,P_(0.01))]和3个纯硅水平[1.5 mmol·L^(-1)(Si_(1.5))、0.75mmol·L^(-1)(Si_(0.75))和0 mmol·L^(-1)(Si_0)],通过对玉米苗期干物质、叶面积、根系形态和氮磷钾含量的测定分析,研究硅、磷配施对玉米苗期根系生长、各器官干物质及氮、磷和钾养分积累与利用的影响,为磷、硅肥合理配施提供理论依据。结果表明:缺磷抑制玉米苗期生长,降低根长、根体积、根表面积和叶面积,减少磷和氮、钾的吸收以及干物质积累量,这种效应随磷浓度的降低而增强;玉米通过提高根冠比,增加磷、氮在根系中的分配率,提高氮、磷、钾的干物质生产效率来适应低磷环境;低磷胁迫对‘正红115’根系生长和磷吸收积累量的影响大于‘正红2号’,但‘正红115’在低磷条件下大幅度提高磷在根系中的分配率。在正常磷(P_(1.0))条件下加硅可促进玉米根系生长,增加磷和氮、钾积累量,提高其在地上部分配率,增加叶面积和干物质积累量;在中度缺磷(P_(0.1))条件下加硅也可增加玉米的磷和氮、钾积累量,促进根系和地上部生长,缓解低磷胁迫;在重度缺磷(P_(0.01))条件下,增施硅对玉米根系生长和干物质积累无显著的改善作用,但会增加根系中磷、钾素积累量。由此表明,硅和磷存在显著的协同作用和配合效应,生产上硅和磷应配施。

水稻近等基因导入系芽期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

为筛选水稻抗旱性鉴定指标并科学鉴定水稻抗旱性,本研究以蒸馏水为对照,采用质量体积比为5%、10%、15%、20%的PEG-6000溶液处理6份川香29B近等基因导入系进行芽期抗旱鉴定,研究模拟干旱对水稻育种材料芽期种子萌发的影响,并探讨芽期抗旱性鉴定指标及筛选抗旱材料。结果表明,轻度水分胁迫对种子发芽抑制作用较小,部分材料表现出促进效应;重度水分胁迫对种子发芽抑制作用明显;对发芽势抑制作用强于发芽率,根长、根干重、剩余种子干重、根芽比在水分胁迫下表现出增长效应,水分胁迫对种子萌发过程中芽的抑制作用强于根,并阻碍了物质的转运利用。相关性分析表明,储藏物质转化率抗旱系数与发芽指数抗旱系数等8个指标呈显著或极显著相关,总体而言,芽长抗旱系数与其他指标抗旱系数相关性强于根长抗旱系数。应用隶属函数法进行抗旱性综合评价,5818(川香29B/ASOMINORI//29B///29B)、川香29B、5819(川香29B/ASOMINDRI//29B///29B)(分别记作C2、C6、C3)综合D值排前三名,综合评价抗旱性较强。在20%PEG-6000溶液处理下,将D值与各指标抗旱系数进行相关性分析,活力指数抗旱系数、根长抗旱系数、储藏物质转化率抗旱系数与D值相关系数分别为0.84、0.78、0.85。综上,储藏物质转化率抗旱系数、活力指数抗旱系数与多数指标抗旱系数显著相关,且与D值显著正相关,储藏物质转化率可作为芽期抗旱性鉴定一级指标,活力指数和D值可作为鉴定二级指标,应用于水稻材料、品种等于芽期进行快速、准确抗旱性鉴定。应用隶属函数法筛选得到抗旱性较强的材料为C2、C6、C3,可进一步应用于抗旱育种,以选育抗旱性品种,并进一步开展抗旱研究。