太湖地区稻田全生物降解地膜应用效果研究

为了了解全生物降解地膜在太湖地区稻田中的应用效果,设置3个处理,系统对比了各处理的水稻分蘖数、株高、产量、成本和土壤养分指标等。结果表明:全生物降解地膜处理提高了水稻无效分蘖数,导致水稻穗数增加,结实率降低,全生物降解地膜PLA处理和全生物降解地膜PBAT处理水稻实产较常规不覆膜对照分别降低0.12%和1.68%;全生物降解地膜处理显著抑制了稻田杂草,全生物降解地膜PLA处理和全生物降解地膜PBAT处理平均杂草抑制率分别达87.13%和89.18%;全生物降解地膜处理条件下,土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量有降低趋势;全生物降解地膜处理成本明显高于常规不覆膜对照。总体而言,全生物降解地膜在太湖地区常规水稻生产中并不适用,但考虑到其优秀的除草效果与环境友好特征,建议未来在有机稻种植过程中进行适当应用。

基于PARMS技术的稻瘟病抗性基因分子标记研究及其在江苏太湖稻区的应用

以江苏太湖稻区的206份水稻育种高代稳定材料为研究对象,基于PARMS技术开发并应用了针对抗稻瘟病基因(Pi2、Pib、Pita、Pik)的分子标记,通过对水稻材料的基因型进行鉴定,分析了稻瘟病抗性基因在太湖稻区的分布情况,并进一步探讨了抗性基因与田间诱发穗颈瘟抗病性表现的关系。结果表明,抗性基因Pib、Pita和Pik在供试材料中分布广泛,检出率分别为98.06%、85.44%和40.29%,而Pi2基因的检出率则较低,仅为26.70%。在抗性基因组合中,以“Pib+Pita”组合材料最多,占比84.47%;3个基因组合中以“Pib+Pita+Pik”的材料最多,占比34.47%。由田间抗病性鉴定结果可知,多基因聚合对稻瘟病的抵抗力明显增强,同时存在2个基因“Pib+Pita”的中抗级别以上材料48份,存在3个基因“Pi2+Pita+Pik”的中抗级别以上材料47份。相关性分析表明,Pib和Pik基因与穗颈瘟的抗性呈(极)显著正相关,而Pi2和Pita基因的相关性不显著。本研究结果对于制定江苏太湖地区更有效的稻瘟病防治策略,以及进一步研究抗病品种选育具有重要的理论意义和较大的应用价值。

太湖地区稻麦高产的氮肥适宜用量及其对地下水的影响

通过田间定位试验与土壤渗漏仪 (Lysimeter)模拟试验 ,研究太湖地区稻麦生产中氮肥过量施用带来氮肥利用率低与环境污染问题 ,探讨本区稻麦高产与减少氮肥淋洗的适宜氮肥用量。初步试验结果表明 ,氮肥适宜用量随着稻麦产量的提高而增加 ,本区两种主要土壤水稻、小麦高产的氮肥适宜用量(以N计 )分别为 2 2 5～ 2 70kghm- 2 与 1 80～ 2 2 5kghm- 2 ;适宜的氮肥用量使单位面积的有效穗数和每穗的结实颖花数均高 ,因而产量高。氮素的淋洗以NO- 3 N为主 ,主要发生在麦季与泡田插秧初期 ,其含量随着施氮量的增加而增加 ,每hm2 施N 2 2 5kg的模拟试验 ,麦季渗漏液的NO- 3 N浓度在 5 4～ 2 1 3mgL- 1,有60 %的样次超过污染标准 (NO- 3 N 1 0mgL- 1) ;田间试验 ,麦季施N量在 2 70～ 31 5kghm- 2 范围内 ,地下水NO- 3 N浓度在 1 9～ 1 1 0mgL- 1,有 2 0 %的样次接近 ,1 0 %的样次超过污染标准。长期NO- 3 N渗漏累积 ,势必对地下水构成潜在威胁。

太湖地区主栽高产水稻品种对土壤和肥料氮的利用特性研究

在太湖地区宜兴市采用^(15)N微区示踪试验,研究了太湖地区推广种植高产水稻武运粳23号(W23)和镇稻11号(Z11)及育种较早相对低产品种武育粳3号(W3)在不同供氮水平下齐穗期前后对土壤氮和肥料氮的吸收累积特性,土壤氮残留及其环境效应。结果表明:W23和Z11在N200(N,200 kg/hm^2)和N270(N,270 kg/hm^2)水平下整个生育期吸收累积3种类型氮量(总氮、土壤氮和肥料氮)均显著高于W3。不同水稻品种齐穗期前吸收累积3种类型氮量无显著差异,W23和Z11齐穗期之后对土壤氮和肥料氮的吸收能力均明显强于W3,特别是肥料氮,分别比W3高89.3%~134%和119%~157%;施氮量增加促进了W23和Z11齐穗期前对土壤氮的吸收,但对不同水稻品种齐穗期后对土壤氮和肥料氮的吸收无明显影响;不同水稻品种在两种供氮条件下的稻田土壤肥料氮残留(15N示踪),全氮、碱解氮、NH4+-N和NO3–-N均无明显差异;在同等施氮条件下,高产品种W23和Z11整个生育期稻田氮向环境的排放量低于W3,是相对环境友好型水稻品种。

太湖流域粳稻地方品种食味品质分析

为了充分利用太湖流域优质的粳稻种质资源,选取161份太湖流域粳稻地方品种(系)为试验材料,对其10个食味性状进行分析评价。结果表明,太湖流域不同水稻品种(系)的食味品质间存在极显著差异。不同品种的稻米RVA谱曲线特征值与直链淀粉含量、蛋白质含量、脂肪酸含量间均存在一定的相关性;崩解值和消减值2个指标不仅可以反映RVA谱曲线的基本特征,同时又可以反映稻米食味品质的优劣。低直链淀粉含量的水稻品种的RVA谱仍存在较大的差异。随着脂肪酸含量的增加,峰值黏度、热浆黏度、崩解值均极显著下降(P<0.01);而消减值则随着脂肪酸含量的增加而极显著提高(P<0.01)。因此,从RVA谱曲线特征值看,本试验选用的太湖流域水稻地方品种(系)的部分稻米食味品质优良,可作为优质高产的种质资源进行利用。

太湖地区晚粳地方种稻米RVA谱特征多样性分析

利用20世纪50年代征集的368份太湖地区晚粳稻地方种资源材料,系统测定与分析了其稻米RVA谱特征并对其多样性进行了测算。结果表明,这些种质资源的稻米RVA谱曲线特征分化明显,种质间差异极显著,呈现从籼性到糯性连续变化的特征,形成4种特征类群。绝大多数种质(约51.9%)RVA谱的消减值在300～1000cP,属于典型的粳稻品种,为A类型;少量种质(如大红稻、早日黄稻、上海青、苏州青、慢红谷等)具有糯性淀粉RVA谱特征,为C类型;一些种质(如金谷黄、慢白稻、粗营洋晚稻、细叠谷、立更青)表现典型的籼稻淀粉RVA谱特征(D类型);部分种质具有优质的RVA谱特征,即消减为负值(如天下第一种、大青种、黄谷大稻头、摇矮子、余山种等),表明种质的淀粉性质存在明显的差异。各特征值的表型遗传多样性指数均大于1,其中崩解值的遗传多样性指数达2.04。RVA谱各特征值间显著相关,并可用崩解值、消减值2个指标来简化定量描述稻米RVA谱的特征。

太湖流域水稻地方种的稻米品质RVA谱多样性

对494份太湖地区晚粳稻、糯稻、早籼稻地方种材料的稻米品质RVA谱特征进行测定与分析,结果表明:这些种质资源的稻米品质RVA谱曲线特征分化明显,种质间RVA特征值均有极显著差异,呈现出从籼性到糯性连续变化的特征,形成不同的特征类群。大多数种质(51.9%)的RVA谱的消减值在300～1 000cp,属于典型的粳稻品种;少量种质(1.4%)具有糯性淀粉RVA谱特征;一些种质(9.8%)表现出为典型的籼稻淀粉RVA谱特征;部分种质(38.0%)具有优质的RVA谱特征,即消减值为负值,表明种质的淀粉性质存在明显的差异。各特征值的表型遗传多样性指数均大于1,其中崩解值的遗传多样性指数达2.04。RVA谱各特征值间显著相关,并可用崩解值、消减值2个指标来简化定量描述稻米RVA谱的特征。

太湖流域晚粳稻地方种资源的表型遗传多样性

对368份太湖地区晚粳稻地方种材料的植株及品质性状进行分析与测定，结果表明种质问的性状均有极显著差异。植株形态及穗粒特性中，株高的变化从120．5～160．5cm，每穗总粒数变化在69．9～144．0粒／穗，千粒重的极差达10．7g。在品质性状上，整精米率变化在50．05％～77．05％间，垩白率、垩白度平均48．31％、5．36％，直链淀粉含量、蛋白质含量分别变化在12．8％～25．8％、7．55％～14．55％，平均分别为17．5％、9．42％，总体加工、蒸煮品质较优，外观品质较差。不同级分的种质资源数量的分布总体上亦呈正态分布的特征，如株高主要集中在137cm左右，占41．7％，每穗总粒数主要分布在92．3～110．0粒／穗间，占57．2％，千粒重主要在27．0～28．0g间，占41．7％。种质材料的植株及品质性状均具有较高的遗传多样性，穗粒性状、品质性状、植株形态性状的遗传多样性指数分别为2．02、1．87、1．54。种质资源材料中共有15个大穗型种质，穗粒数超过了140粒／穗，如天下第一种、千斤稻、晚慢种等，还有一些穗粒数低于70粒／穗的小穗型品种，如白叠谷、硬头颈、绿种等，直链淀粉含量≤15％的种质有22个，如来自吴江的田鸡青、野凤凰，也有一些高直链淀粉含量的种质材料，如矮土种、红芒种、木樨球和野稻。优质加工、外观品质的种质资源数量较少，吴江的晚洋稻、野凤凰两个材料属于低直链淀粉含量并且加工、外观品质为优质的种质资源。

基于SSR标记的太湖稻区常规粳稻DNA指纹图谱构建及遗传相似性分析

【目的】构建太湖稻区粳稻（Oryza sativa L.Subsp.Japonica）DNA指纹图谱,分析粳稻品种间的遗传相似性,为其育种和种子纯度鉴定提供参考。【方法】以19份太湖地区优质常规粳稻品种为材料,利用分布于水稻12条染色体上的24对SSR引物构建其DNA指纹图谱,并分析其遗传相似性。【结果】24对引物在19份粳稻品种中共检测到99个等位基因,每对SSR引物检测到等位基因1~7个,平均为4.1个。筛选获得能完全区分19份粳稻材料的4对核心引物（RM190、RM18、RM297、RM5414）,其在19份粳稻中可扩增获得22个多态性片段;以RM190和RM18区分鉴别粳稻材料的能力最强,可以区别鉴定6个粳稻品种,RM297和RM5414仅能鉴别2个粳稻品种,RM297能鉴别常农粳5号和宁9103,RM5414能区分南粳47和常粳10-9。19份粳稻品种间的遗传相似系数变幅为0.408~0.857,平均为0.605,遗传相似系数在0.500~0.700的材料占81.87%。UPGMA聚类分析结果显示,在遗传相似系数0.550处,19份粳稻材料可聚为两大类群;在遗传相似系数0.620和0.570处,两大类群均可分为两个亚群。【结论】太湖地区常规粳稻品种遗传背景相似度高,遗传多样性不够丰富,有待进一步加强引进和利用新的基因资源,创新水稻育种材料。

用原状土柱研究太湖地区稻麦轮作农田养分淋溶量

采用原状模拟土柱，对太湖地区不同施肥水平下稻麦轮作农田NH4^＋-N、NO3^--N和TP的淋溶量进行了研究。初步结果表明：麦田NH4^＋-N、No3^--N和TP的淋溶量分别为0．36～0．64、2．74～16．42和0．05～0．19kg／hm。，各占化肥施用量的0．2％～0．4％、4．8％～8．1％和0．2％～0．7％；稻田NH4^＋-N、NO3^＋--N和TP的淋溶量分别为0．36～1．04、0．86～3．01和0．24～1，17kg／hm^2，各占化肥施用量的0．2％～0A％、0．6％～1．7％和0．8％～8．2％。猪粪能增加养分淋溶量，尤其显著促进了P素向下迁移；秸秆减少麦季土壤无机N的淋溶损失。

太湖地区种植结构及农田氮磷流失负荷变化

太湖地区是我国农业最发达区域,近年来随着经济利益的驱动,太湖地区稻田改为果园、菜地、茶园现象突出,该地区种植结构的变化趋势和分布特征以及种植结构改变前后的氮(N)、磷(P)肥投入量、径流流失负荷量尚缺乏研究。本研究基于农业统计年鉴和文献调研数据,通过2002—2017年太湖地区主要城市(常州、无锡、苏州、湖州)果菜茶和水稻种植面积、N和P养分投入量、农田N和P流失负荷研究分析,为该地区农业面源污染防治和治理提供科学依据。得出如下结论:2002—2017年太湖地区果菜茶种植面积显著增加,尤其是果园(增加2.852×104hm2)和茶园(增加1.892×104hm2),而稻田种植面积下降显著(下降1.985×105hm2);2002—2010年间种植结构变化速率远高于2010—2017年,且果菜茶种植面积增加主要集中在武进、南浔、宜兴、苏州市区、长兴等临湖地区。2002—2017年太湖地区N、P肥投入量分别降低25.26%和9.59%, N流失量显著下降34.66%, P流失量仅下降1.84%。现今太湖地区稻田、果园、菜园和茶园的N流失负荷分别为10 200t、670 t和10 100 t、250 t, P流失负荷估算量分别为290 t、400 t、3 000 t和50 t。随着种植结构的改变,太湖地区稻田种植体系已不是农田N、P流失的最大来源,果菜茶来源的N、P流失总和已排在第一位,成为了目前农田N、P流失的优先控制对象。建议下一阶段太湖地区农业面源污染防治应侧重于优化果菜茶与水稻种植结构,同时强化P污染防治技术研究,最终实现太湖地区种植业的清洁可持续发展。