优质籼稻剑叶SPAD值与稻米品质相关性研究

【目的】为揭示优质籼稻关键生育时期剑叶SPAD值与稻米品质性状间的关系,为今后的优质籼稻育种和生产提供理论依据。【方法】以优质籼稻美香占2号、黄华占和五山丝苗等12个品种(系)为研究材料,测定各品种(系)的稻米品质性状、蒸煮食味品质、淀粉RVA谱和始穗期、齐穗期、乳熟期、蜡熟期、黄熟期的剑叶SPAD值,并对5个时期剑叶SPAD值与品质性状进行相关性分析。【结果】籼稻蜡熟期和黄熟期剑叶SPAD值与稻米食味值均呈极显著正相关,与稻米蛋白质含量均呈极显著负相关,与稻米淀粉峰值黏度和崩解值呈显著或极显著正相关。【结论】籼稻黄熟期剑叶SPAD值与稻米食味值和蛋白质含量的相关性比蜡熟期高。黄熟期剑叶SPAD值越高,稻米蛋白质含量越低,食味品质越好。通过黄熟期剑叶SPAD值可以预测籼稻食味值和蛋白质含量。黄熟期剑叶SPAD值(x)与稻米食味值(y)的直线拟合方程为y=0.0901x+65.76,决定系数R~2=0.687;与蛋白质含量(y)的直线拟合方程为y=-0.098x+9.217,决定系数R~2=0.602。

粳稻剑叶不同发育时期SPAD值遗传效应分析

利用3个粳稻BT型不育系和6个粳型恢复系,配制不完全双列杂交组合,采用加性-显性-上位性遗传模型,分析在不同发育时期剑叶SPAD值的遗传效应。结果表明:不同亲本剑叶SPAD值存在着较大的差异,同一亲本在不同的发育时期SPAD值也存在着较大的差异。条件遗传方差分析,剑叶SPAD值差异的形成,主要是由剑叶发育前期和中期决定的,叶绿素的发育过程在不同时段分别受基因的显性效应及加×加上位性效应的影响。

赣东北不同施肥模式下晚稻剑叶的SPAD值变化及其与产量的关系

[目的]明确双季稻田晚稻季合理的施肥措施。[方法]分析CK、NPK、NPK+Ca、NPK+St、NPK+PM、NPK+Ca+St+PM处理下水稻剑叶特征、SPAD值和产量的变化规律以及不同时期SPAD值与产量的关系。[结果]不同处理间,NPK+Ca+St+PM处理的剑叶叶长和叶面积均表现出明显优势,与CK相比,NPK+St、NPK+PM、NPK+Ca+St+PM处理的剑叶叶长分别增加26.4%、23.8%和47.6%;叶面积分别提高48.1%、45.3%和72.3%。而NPK和NPK+Ca处理的剑叶叶长和叶面积与CK间无显著差异。各种施肥措施在抽穗期和齐穗期的SPAD值均高于不施肥处理,各处理SPAD值由高到低依次为NPK+Ca+St+PM、NPK+St、NPK+PM、NPK、NPK+Ca、CK。与CK相比,NPK、NPK+Ca、NPK+St、NPK+PM、NPK+Ca+St+PM的晚稻产量分别增加了15.6%、35.4%、47.9%、73.9%和86.5%。移栽后82、89和96 d的SPAD值与水稻产量存在显著的线性关系(P<0.05),其相关系数R2均在0.83左右。[结论]氮磷钾配施石灰、秸秆、猪粪可以显著增加水稻剑叶SPAD值和产量。水稻剑叶SPAD值可以用来表征产量变化,特别是灌浆中后期(82、89、96d)的剑叶SPAD值。

禾谷缢管蚜侵染量及危害历期对小麦旗叶SPAD及千粒重的影响

禾谷缢管蚜是西南麦区的第一大害虫。在小麦抽穗期采用大田罩网接蚜方式,研究了禾谷缢管蚜不同侵染量和危害历期对旗叶SPAD和千粒重的影响。结果表明μ2头/茎的初始蚜量,从抽穗期侵染至乳熟期,旗叶SPAD值降幅较对照处理增加41.2%,千粒重降低15.8%,随着初始蚜量的增加,旗叶SPAD值和千粒重降幅增大。在起始蚜量5头/茎条件下,随着侵染时间的延长,蚜虫对旗叶危害增加,千粒重降幅增大,连续侵染14d时,千粒重降幅12.3%,侵染28～56d,千粒重降幅21.8%～48.0%。蚜虫防治时除考虑单茎蚜量外,还需考虑蚜虫繁殖速度,以确定蚜虫最佳防治时间。

剪叶、粘叶处理对水稻剑叶主脉两侧SPAD值及籽粒产量的影响

为了比较水稻剑叶主脉两侧(光滑侧、粗糙侧)对籽粒产量贡献的差异,以杂交水稻Q优6号和准两优527为材料,在3种施氮水平(0 kg/hm2、150 kg/hm2、300 kg/hm2)下,采用剪叶、粘叶的方法设置5种处理(距叶枕2cm剪断光滑侧,距叶枕2 cm剪断粗糙侧,粘光滑侧叶长中间部10 cm段,粘粗糙侧叶长中间部10 cm段和空白对照),分析相同条件下处理间的籽粒总质量、粒重叶长比、千粒重、结实率以及SPAD值变化等情况。结果表明,处理光滑侧的籽粒总质量较处理粗糙侧的低,但相同品种同一施氮水平下各处理间的籽粒总质量、千粒重、每穗粒数、结实率无显著差异。Q优6号、准两优527剑叶粒重叶长比分别为1.00～1.20 g/cm和0.90～1.00 g/cm;剑叶一侧进行剪叶和粘叶处理后Q优6号粒重叶长比有所下降,准两优527粒重叶长比有所上升。粗糙侧SPAD值环比增长率绝对值较光滑侧高,处理光滑侧较处理粗糙侧具有更高的SPAD值变化。整体比较,水稻剑叶光滑侧对籽粒产量的贡献高于粗糙侧。

基于高光谱数据的晚籼稻品种剑叶SPAD值估测

本研究测定了长江中下游不同晚籼稻品种的剑叶SPAD值及反射光谱数据,分析了原始光谱及其变换数据与SPAD值的相关关系,建立了不同晚籼稻品种剑叶SPAD值估测模型,并采用平均偏差率对模型精度进行品种间验证。结果表明,水稻剑叶SPAD值与原始光谱的敏感波段位于710~720 nm之间,与一阶微分光谱的敏感波段为690~700 nm,各光谱参数中以红边幅值(Dr)的相关性最好,相关系数达0.6~0.8;在回归模型类型的选取上,指数模型和二次曲线模型的估测效果较优;715 nm处的原始光谱反射率建立的指数模型y=85.512e~(-2.392x)的估测效果最好,进行品种间验证的平均偏差率最小,仅为5.01%。说明以单一晚籼稻品种叶片光谱参数建立的模型在品种间具有一定的适用性。

不同小麦品种产量和氮、磷利用效率差异的生理机制

为探讨陕西关中地区不同小麦品种产量以及氮、磷利用效率差异的生理机制,于2018-2020年在陕西省杨凌区开展了2个施肥水平(不施肥-CK、施氮、磷肥-NP)和15个小麦品种,共计30个处理的大田试验。两年小麦的产量范围分别为1928~4590 kg·hm^(-2)和2537~8473 kg·hm^(-2),小麦品种和施肥均显著影响小麦产量,品种和施肥也存在显著的交互作用。两年试验结果均表现为NP高产-CK高产的品种有‘伟隆123’‘伟隆121’‘中麦895’。品种和施肥也显著影响氮、磷利用效率,二者交互作用也显著。第一年NP氮高效-CK氮高效品种为‘伟隆123’,第二年为‘伟隆169’‘伟隆121’‘漯麦8号’‘小偃58’‘西农979’和‘伟隆158’。两年结果均表现为NP磷高效-CK磷高效品种为‘伟隆169’和‘伟隆123’。高产小麦品种主要与花期叶面积指数和地上部生物量高、花后旗叶SPAD(叶绿素相对含量)变化速率快,促进花前可溶性糖转运有关。氮利用效率高的小麦品种花期叶面积指数和旗叶碳氮比大,花后旗叶碳氮比变化速率快、可溶性糖转运量大。磷利用效率较高的小麦品种花期叶面积指数高、可溶性糖转运量大和花期地上部生物量大。综合考虑小麦产量与氮、磷利用效率,在试验环境条件下供试品种‘伟隆123’为高产和氮、磷高效品种。

FACE条件下冬小麦的光合适应

利用开放式CO2浓度升高(Free Air Carbon dioxide Enrichment)系统平台,于冬小麦开花期、乳熟期对旗叶进行气体交换测量,根据光合模型计算光合参数,研究550μL.L-1CO2对冬小麦旗叶光合能力的影响。结果表明,无论是在冬小麦开花期还是乳熟期,FACE圈内的小麦叶片在短时间高CO2浓度下初始出现的光合速率增强逐渐减弱或消失,即FACE圈内的小麦叶片表现出对高CO2浓度的光合适应现象。低氮、常规施氮水平下均发现了小麦旗叶的光合适应现象,但是光合适应现象与施氮量没有显著的线性关系。另外,研究发现,FACE系统中,冬小麦旗叶的SPAD值和叶绿素含量降低,这可能是导致FACE系统中小麦叶片出现光合适应现象的原因。

高产杂交水稻主要光合生理特征的研究

[目的]探讨高产杂交水稻的高光效特性。[方法]以高产水稻组合K优52和对照品种汕优63为材料,围绕剑叶光合速率、光能的转化及碳同化等特性,比较2种水稻抽穗后的叶色值(SPAD)及净光合速率(Pn)的差异。[结果]K优52的光合速率在剑叶抽出之初略低于对照,展开后7～14d与对照相当,全展开14d后超过对照,尤其在21～35d显著高于对照;随着水稻灌浆、结实至成熟,2种水稻的叶片也随之衰老,净光合速率下降,但K优52下降速率缓慢,其剑叶净光合速率高值持续期能维持在25d左右,而对照维持在21d左右,与对照相比具有优势;2种水稻的叶片叶绿素含量的变化与光合速率变化类似。[结论]K优52灌浆结实期的净光合速率优势可能是其高产形成的主要原因。