植物生长调节剂对优质粳稻产量、品质与光合特性的影响

为探究植物生长调节剂对优质粳稻光合特性、产量与品质的影响,以绥粳18、垦稻12和三江6为试验材料,研究剑叶展开期喷施脱落酸(ABA)、6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)、己酸二乙氨基乙醇酯(DA-6)、亚精胺(Spd)、3-吲哚丁酸(IBA)、3,5-二硝基水杨酸(SA)、油菜素内酯(BL)、玉米素(ZT)、三十烷醇(TRIA)、茉莉酸甲酯(MeJA)和N6-呋喃甲基腺嘌呤(KT)对水稻产量、品质和光合特性的影响。结果表明:与对照(CK)相比,喷施BL提高了抽穗后水稻干物质积累和茎鞘物质转运能力,增加了每穗粒重、千粒重、结实率和粒叶比,两年平均增产7.61%;喷施6-BA有利于延长抽穗期至蜡熟期绿叶面积持续期,改善抽穗后光合特性,增加每穗粒数、每穗粒重、千粒重和粒叶比,两年平均增产6.40%;而喷施DA-6、ZT、ABA、Spd、IBA、SA和KT的增产效果存在品种和年份间稳定性差异。在品质上,喷施DA-6和ZT提高了精米率和整精米率,改善了稻米外观品质。综上,剑叶展开期喷施BL和6-BA有利于供试品种增产,而喷施DA-6和ZT则更有利于稳产或增产前提下提质。

不同产量水平寒地早粳稻品种的株型特征

为探明寒地早粳稻超高产株型特征,选用700~800 kg/667 m^(2)、600~700 kg/667 m^(2)、500~600 kg/667 m^(2)和400~500 kg/667 m^(2)4个产量水平的48个主栽品种和苗头品系,研究其穗型、叶片和茎秆特征的差异。结果表明,700~800 kg/667 m^(2)水平的早粳稻每穗干质量和着粒密度较高,剑叶、倒2叶和倒3叶叶基角及剑叶披垂度大,后4片叶的叶长序表现为倒2>倒3>倒4>剑叶,剑叶、倒2叶、倒3叶和倒4叶较宽,在合理范围内增加株高,但必须缩短倒4节间长度。相关分析表明,产量与每穗干质量、剑叶和倒2叶叶宽、倒3叶叶长和叶宽、倒4叶叶长和叶宽呈极显著正相关,与秆长、抽穗期和蜡熟期株高呈显著正相关。

基于深度学习和遥感数据的水稻种植面积提取

针对现有基于深度卷积神经网络进行水稻(Oryza sativa L.)遥感识别中样本采集工作量大、样本标注要求高及水稻感受野尺度选择难等问题,构建了一种基于像元和多尺度的深度卷积神经网络(DCNN)水稻遥感识别模型。首先,针对水稻种植分布特点,综合深度卷积神经网络方法的特点,设计了基于像元的DCNN提取模型;其次,将多尺度与DCNN相结合,构建多尺度DCNN模型,增加感受野的多尺度特性;最后,为了验证多尺度DCNN模型提取水稻的效果,以高分一号和高分二号卫星影像为数据源,选取传统机器学习SVM模型、语义分割D-Linknet模型、单一尺度DCNN模型进行分类精度对比分析。结果表明,本研究提出的多尺度DCNN模型的准确率、精确率、召回率、平衡F分数分别为97.75%、96.68%、99.08%、97.85%;与其他模型相比,多尺度DCNN模型结构简单、样本制作简便、识别精度高,具有较好的应用价值。

北方粳稻新株型超高产育种研究进展

以沈阳农业大学水稻研究所40多年来的研究成果为主,从籼粳稻杂交、新株型创造及新品种选育等方面综合评述了北方粳稻超高产育种理论与实践研究进展,讨论了水稻超高产有关的生理与遗传基础问题,指出新株型超高产育种是实现水稻单产第三次飞跃的重要途径。

高产栽培条件下种植方式对不同生育类型粳稻米质的影响

【目的】探讨不同种植方式水稻高产栽培条件下稻米品质的变化规律。【方法】以早熟晚粳、迟熟中粳和中熟中粳3种类型水稻品种(含常规粳稻和杂交粳稻)为材料,比较研究高产栽培条件下手栽、机插、直播3种种植方式水稻的加工品质、外观品质、蒸煮食味品质、营养品质和RVA谱特征值的差异,并对米质性状与灌浆结实期的温光条件进行相关分析。【结果】(1)糙米率在不同种植方式间没有明显差异,精米率和整精米率早熟晚粳手栽>机插>直播,迟熟中粳和中熟中粳机插>手栽>直播;(2)垩白率手栽>机插>直播,垩白大小机插>手栽>直播,垩白度早熟晚粳和常规迟熟中粳手栽>机插>直播,中熟中粳和杂交迟熟中粳机插>手栽>直播;(3)直链淀粉含量直播>机插>手栽,胶稠度手栽>机插>直播;(4)蛋白质含量手栽与机插基本相当,直播略低,且除中熟中粳外与手栽和机插的差异不显著;(5)峰值黏度、热浆黏度和崩解值手栽>机插>直播,回复值直播>机插>手栽,峰值时间不同种植方式间没有明显差异,最终黏度早熟晚粳和常规迟熟中粳手栽>机插>直播,中熟中粳和杂交迟熟中粳直播>机插>手栽,糊化温度早熟晚粳和常规迟熟中粳直播>机插>手栽,中熟中粳和杂交迟熟中粳手栽>机插>直播。【结论】与手栽和机插相比,直播外观品质略优,加工品质、蒸煮食味品质和营养品质变劣;手栽与机插间加工品质和外观品质的优劣因品种类型而异,蒸煮食味品质手栽优于机插,营养品质大体相当。因此,选择合理的种植方式,并配套适宜的水稻品种类型,有利于获得优良的稻米品质。

不同株型粳稻品种的冠层特征和物质生产关系的研究

对不同株型粳稻品种的冠层特征与群体物质生产和产量的关系进行了研究。结果表明,品种的株型不同,对肥力的反应不同,冠层发展动态和干物质生产速度亦有明显差异。表现为随着肥力水平的提高,不同株型品种间抽穗前叶面积增长速度的差异减小,抽穗后叶面积衰减速度的差异增大。抽穗期的LAI与抽穗后群体干物质生产速度和产量之间呈二次曲线回归关系,获得最高产量的最适LAI与获得最大干物质生产速度的最适LAI基本上是一致的。抽穗后群体干物质生产速度与产量之间亦呈现出极显著的正相关。

北方粳型超级稻育种的理论与方法

以沈阳农业大学水稻研究所近20年来从事超级稻育种研究所取得的成果为主线,从基本理论、育种技术及新品种选育等方面,综合评述了北方粳型超级稻育种的理论与方法,并讨论了与粳型超级稻有关的生理和遗传问题,指出开发推广超级稻是提高北方粳稻综合生产能力、实现北方水稻生产跨越式发展的重要途径。

双季晚稻甬优系列籼粳杂交稻超高产结构与群体形成特征

【目的】研究双季稻区晚稻季条件下,甬优系列籼粳杂交稻超高产结构与群体形成特征,以期为双季晚稻甬优系列籼粳杂交稻超高产栽培提供理论依据。【方法】以籼粳杂交稻有代表性的品种甬优538、甬优2640、甬优1538、甬优1540为试验材料,通过栽培措施的调控,形成超高产(≥10.50 t·hm-2)和高产(9.75 t·hm-2≤产量<10.50 t·hm-2)群体,对产量及其结构、茎蘖动态、叶面积动态与组成、光合势、干物质积累、群体生长速率等方面进行系统比较研究。【结果】与高产群体相比,超高产群体表现穗数足、穗型大、群体颖花量多(50 000×104颖花/hm2以上)的显著特点,但结实率和千粒重略降低,差异不显著;群体茎蘖于生育前期稳步增长,至有效分蘖临界叶龄期达适宜穗数,高峰苗出现在拔节期,数量少,成穗率高(>75%),此后群体下降平缓,至抽穗期达适宜穗数;群体叶面积指数前期增长相对较缓慢,最大值出现在孕穗期,为8.1左右,此后下降缓慢,抽穗期叶面积指数、有效叶面积率、高效叶面积率及粒叶比均极显著高于高产群体,成熟期叶面积指数仍保持在3.5以上;群体光合势生育前期较小,中后期较大,总光合势为580×104m2·d·hm-2以上,抽穗期至成熟期的光合势占总光合势的50.0%以上;群体拔节前干物质积累速度相对较缓,拔节后干物质积累速度较快,至抽穗期群体生物量为10.0 t·hm-2左右,抽穗后积累量亦高,至成熟期干物重达19.0 t·hm-2左右;有效分蘖临界叶龄期之前,超高产群体群体生长率较高产群体大,有效分蘖临界叶龄期至拔节期,超高产群体生长平稳,群体生长率较高产群体小,拔节以后,群体生长率极显著高于高产群体。【结论】超高产群体起点质量高,栽后分蘖早生快发,群体生长优势明显,特别是生育中后期光合生产能力强,物质积累多。超高产栽培水稻适宜产量构成应以足量穗数与较大穗型协调产出足够的群体颖花量,同时保持较高的结实率和千粒重。

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。

田间增温1.5℃对高纬度粳稻产量和品质的影响

【背景】水稻是我国最重要的口粮作物。东北稻区不仅是我国高纬度优质粳稻的重要产区,约占我国粳稻总产50%以上;也是我国气候变暖最明显区域,近半个世纪来该区年平均气温上升了1.1℃。【目的】研究气候变暖情境下东北稻区水稻产量和品质的变化,为保障我国优质粳稻生产提供参考依据。【方法】结合田间开放式远红外增温装置,设置全生育期增温1.5℃和不增温处理,分析田间开放式增温1.5℃对高纬度粳稻生育期、产量及产量构成、加工品质、外观品质、营养品质和蒸煮品质的影响。【结果】与不增温相比,2017年和2018年增温处理的水稻全生育期天数分别减少了6—7 d和4—5 d,主要表现在抽穗前天数缩短;增温处理下龙稻5号和龙稻18两年平均产量分别提高了5.8%和14.4%,其主要得益于单位面积的有效穗数增加;增温显著降低了籽粒中直链淀粉含量,但对糙米率、精米率、整精米率和蛋白质含量影响不大;增温有增加水稻淀粉峰值黏度、热浆黏度和最终黏度,降低淀粉消减值的趋势,但对回生值无显著影响。【结论】基于高纬度稻区较低的背景温度,增温1.5℃对水稻产量和稻米蒸煮品质具有一定的促进作用,但未来增温幅度升高将会加大该稻区稻米品质变化的不确定性。

双季杂交晚粳稻超高产形成特征

本研究旨在明确传统双季晚籼稻地区双季杂交晚粳稻超高产产量构成及其群体特征,阐明双季杂交晚粳稻超高产形成规律。以江西省上高县6.77 hm2连片双季杂交晚粳稻高产攻关示范方为依托,选用杂交粳稻甬优8号为材料,对中产(8.25～9.75 t hm–2)、高产(9.75～10.50 t hm–2)和超高产(>10.50 t hm–2)3个产量水平群体的产量构成及群体特征进行系统比较研究。结果表明,与中产、高产水平群体相比,超高产水平群体表现穗数足、穗型大、群体颖花量多(50 000×104 hm-2以上)的显著特点,但结实率和千粒重略低,差异不显著;群体茎蘖动态上,群体起点较高,可及时够苗;够苗后增长平缓,高峰苗数量较少、下降平缓,成穗率高(78.0%左右)。群体叶面积指数前期增长较缓,最大值出现在孕穗期,为8.0左右,此后下降缓慢,成熟期仍保持3.5以上;群体光合势生育前期较小,中、后期较大,抽穗至成熟期光合势为300×104 m2 d hm-2以上,总光合势为560×104 m2 d hm-2以上。拔节前干物质量积累速度较慢,拔节后积累速度较快,至抽穗期群体干物质量为10.5 t hm-2左右,抽穗后积累量亦高,成熟期干物质量达19.0 t hm-2左右,后期茎鞘物质转运率大于14.0%。超高产群体根量多、活力较强;植株吸氮能力强、成熟期氮素累积量高,氮素利用率40%以上。根据双季杂交晚粳稻超高产形成特征,我们探讨了培育双季晚粳稻超高产群体的关键栽培技术。

云南滇西高原粳稻区白叶枯病菌遗传多样性初探

用IS-PCR和rep-PCR法分析了17个采自云南滇西高原粳稻区的水稻白叶枯病菌(Xanthomonasoryzaepv.O-ryzae)和7个其他地区的水稻白叶枯病菌的群体遗传多样性。用2个适合中国水稻白叶枯病菌的引物J3和ERIC对这24个菌系基因组DNA进行PCR扩增反应,J3引物有14条条带,ERIC引物有13条条带,2个引物呈现18种谱型。用PHYLIPVersion3.6软件UPGMA聚类分析法分析白叶枯病菌系之间的遗传距离,可将24个病原菌分为4簇,3个来自菲律宾的白叶枯病菌与中国的菌系距离较远,云南高原粳稻区分离的菌系十分复杂,4个簇中都有,但主要集中在2个簇中,共有14个菌系。

耐盐碱优质多抗超高产粳稻津原89的选育及应用

津原89系天津市原种场选育的集优质、高产、耐盐碱、多抗于一体的常规粳稻品种。该品种于2015年通过天津市品种审定,适合在京津唐及山东沿黄稻区作一季春稻种植,2019年成为京津冀稻区主栽品种。

高原粳稻品种在云南籼稻种植区的生态适应性分析

为研究高原粳稻品种在云南籼稻种植区的生态适应性,以杂交籼稻宜香725为对照品种,选用6个优质高产抗病耐寒的高原粳稻品种为试验材料,比较各品种生育期、农艺性状、经济性状、产量、抗病性等特征特性。结果表明,高原粳稻在该地籼稻区均能正常安全成熟,生育期与对照品种相当或略短于对照,产量与生育期呈显著正相关。各粳稻品种的生育期为155~161d,产量为6939.0~10374.0kg/hm^2,其中云粳39号的生育进程与对照品种同步,生育期161d,产量最高,极显著高于对照,且综合性状好,抗逆性较强,可见云粳39号较适宜于该地籼稻区示范推广种植。楚粳28号和云粳26号的产量分别为9738.0和9676.5kg/hm^2,略低于对照籼稻品种,在当地生产上有一定的应用价值。

水稻超高产育种研究进展

超高产水稻育种是当前稻作科学中的一个热点研究领域。本文综述报道开展水稻超高产育种的由来 ,超高产水稻的概念 ,国内外水稻超高产育种的现状以及水稻超高产育种突破途径等。并就水稻超高产育种与米质、抗性和地域性等问题作了讨论 。

云南高海拔粳稻区白叶枯病菌致病力差异分析

云南高海拔粳稻区白叶枯病危害日益严重,为了探明该区域白叶枯病菌致病力差异,对白叶枯病进行有效防控。利用15个水稻白叶枯病菌鉴别品种,对采集自海拔1800 m以上稻区11个水稻品种上的32份菌株进行致病力研究。结果发现,致病力最强的菌株是楚雄州的CX28-3和CX30-1,致病率为73.33%;最弱的是大理州剑川县的JC12-2,致病率为0。在高海拔粳稻区,菌株的致病力分化与采集地的海拔高度无关,却与地理距离、采集品种的推广面积有关;而菌株的致病型频率与其采集地的海拔、经纬度、采集品种的推广面积的相关性均不显著。鉴别品种毫糯扬(含新基因)、IRBB14(Xa14)、IRBB4(Xa4)和Tetep(Xa2,Xa16)对所有参试菌株表现为高抗或抗。因此,这些品种内所含的抗性基因值得在云南高原粳稻育种和生产中应用,特别是云南地方稻种毫糯扬,更应加强其新抗病基因的定位和克隆,以为品种选育提供新的抗原。

半弯曲重穗大粒型粳稻理想株型育种

通过对国内外优质高产水稻品种的株型分析,针对弯曲穗型和直立穗型存在的问题,确定了半弯曲重穗大粒型粳稻的育种技术路线,以此为指导培育出优质抗逆超高产品种津原89。其根系发达、光能利用率高,同时具备了直立穗型品种叶片直立、抗倒伏、高产和弯曲穗型品种穗大、灌浆快、品质优等优异性状,较好解决了水稻优质、抗逆、超高产难以兼顾的技术难题。生产田普遍产量达800 kg/667 m2左右、百亩片产量达930 kg/667 m2、盐碱较重稻田产量达700~760 kg/667 m2。半弯曲重穗大粒型粳稻品种后代具有遗传力强、育种稳定快的特点,创新了粳稻育种技术体系和优异性状连锁的种质资源,实现了粳稻理想株型育种的新突破。

耕作与植物生长调节剂对优质粳稻产量及光合特性的影响

为探明耕作方式与植物生长调节剂(Plant Growth Regulators,PGRs)对连续旋耕稻田优质粳稻光合特性和产量的影响,解决或缓解不合理耕作带来的产量形成不利问题,该研究于2018-2019年在大田条件下以绥粳18、垦稻12和三江6为试验材料,在连续旋耕稻田上设置深耕(Deep Tillage,DT)与旋耕(Rotary Tillage,RT)2种耕作处理,于剑叶展叶期分别喷施己酸二乙氨基乙醇酯(Diethylaminoethylcaproate,DA-6),6-苄氨基腺嘌呤(6-benzylaminoadenine,6-BA)和亚精胺(Spermidine,Spd)3种PGRs,并设置清水对照,研究深耕与PGRs对优质粳稻生育中后期产量形成及光合物质生产特性的调控效应。结果表明:与RT相比,DT处理增加了生物量和茎鞘物质转运能力,提高了齐穗期和蜡熟期叶片叶绿素相对含量(Soil and Plant Analyzer Development,SPAD)和净光合速率,增加了齐穗后叶面积指数和群体生长速率,延长了齐穗后绿叶面积持续时间,增加了每平方米有效穗数、每穗粒质量、千粒质量、收获指数及籽粒产量,其中两年产量增幅5.15%~14.54%(P<0.05)。不同PGRs作用下,与CK相比,喷施6-BA能够提高齐穗后净光合速率和SPAD值,增加结实率、收获指数、每穗粒数及粒质量,实现两年产量增幅4.93%~13.88%(P<0.05)。在互作效应上,耕作与PGRs互作对收获指数和产量存在显著影响,其中DT+6-BA处理产量最高,该处理增产途径是在较高有效穗数前提下,增加了齐穗后绿叶面积持续时间,提高了齐穗后生物量、粒叶比、净光合速率和SPAD值,促进齐穗后高光效群体的形成,提高了穗粒数和收获指数,增加了籽粒产量,其次是DT+DA-6处理;而RT+6-BA处理较清水对照下的RT处理两年增产8.83%~13.88%(P<0.05)。综上所述,在连续旋耕稻田上采用1次深耕耕作方式和叶面喷施6-BA有利于提高优质粳稻光合物质生产能力和增加产量,可以作为提高本区域优质粳稻高产高效栽培的一种可持续耕作制度和有效栽培措施。

种植密度对超级杂交中稻产量和群体质量的影响

以超级稻两优0293、GDS/RB207为材料,研究了4种密度对水稻高产栽培产量、产量结构及其叶面积组成的影响。结果表明:在低密度下群体产量随密度的增加而迅速提高;由适宜密度达到最高点后,进一步增大密度,产量便开始下降。叶面积LAI随密度的增大而增大,而有效、高效叶面积率随密度的增大而减少。其中两优0293、GDS/RB207适宜密度分别为8000株/667m2(27cm×25cm)、10000株/667m(225cm×26.5cm)能获得高产。

滇型杂交粳稻滇杂32适宜栽插密度初探

在云南温暖粳稻区的牟定县和温凉粳稻区的大理市,通过对优质抗病滇型杂交粳稻滇杂32不同栽插密度进行试验,试验结果分析表明:滇杂32在温暖粳稻区的栽插密度以30.0万丛(穴)/hm2、2苗/丛产量最高,不同栽插密度之间产量差异达极显著水平;在温凉粳稻区的栽插密度以45.0万丛/hm2、2苗/丛产量最高,不同栽插密度之间产量差异达极显著水平。