气力式杂交稻精量穴直播排种器设计与试验

为实现杂交稻大田精量穴直播,解决杂交稻直播时因芽种流动性差和细长形状造成种箱中芽种架空或堵塞的问题,设计了一种气力式杂交稻精量穴直播排种器。阐述了其基本结构和工作原理,分析了梳种条对芽种的助吸作用;研究了充种区芽种的受力情况,建立了芽种不同姿态被吸附时吸室真空度方程。试验研究了有无梳种装置,排种盘转速以及排种盘群组吸孔直径、排种盘转速、吸室真空度3因素综合作用对排种性能的影响。试验结果表明:梳种条对芽种起到搅动、梳理作用,有利于提高排种器的充种性能;当排种盘转速为15 r/min,吸室真空度为3.5 k Pa,排种盘群组吸孔直径为1.6 mm时,气力式杂交稻排种器的排种性能最好,其合格率为86.5%。田间试验结果表明,排种器田间播种能够满足杂交稻大田精量旱穴直播的农艺要求。

两系杂交稻腋芽在母体与离体条件下的再生特性

以两系杂交稻培矮6 4S/E32、培两优5 0 0为材料,采用留高桩和节插两种试验方法,对两组合各节位腋芽的再生特性进行了研究。结果表明:(1)头季稻齐穗期中部腋芽较长,齐穗到齐穗后2 0d各节腋芽伸长速度均慢,齐穗后2 0d到成熟期伸长速度均加快,但上位芽更快。(2 )中高节位腋芽对母体营养物质的依赖性较低节位腋芽大,且其营养供应优先于低节位腋芽。(3)母体条件下腋芽再生力强弱,由遗传因素、母茎营养条件及生态条件等共同决定;只有将高桩再生稻试验与节插试验相结合,方可客观评价各节位腋芽决定于遗传因素的再生力强弱。(4)头季稻节间全氮含量与相应节位再生率的关系,齐穗期到齐穗后10d呈显著正相关,齐穗后2 0d和成熟期呈负相关或相关性较小;齐穗期节间可溶性糖+淀粉总量高不能提高再生率;齐穗后10d至成熟期,一般节间淀粉含量与再生率呈负相关,可溶性糖含量及可溶性糖+淀粉总量与再生率呈正相关。表明头季稻灌浆前期各节间的全氮含量是决定相应节位腋芽再生率高低的主导因素,而灌浆中后期可溶性糖含量高、淀粉含量低以及两者总量高时再生率高,起主导作用的是可溶性糖含量。

基于主成分分析的杂交稻芽种物理特性评价研究

杂交稻芽种物理特性研究评价与水稻机械化生产密切相关。为对杂交稻芽种物理特性进行系统研究及科学评价,该文以华南稻区常用的杂交稻芽种为试验样品,分别测定其含水率、千粒质量、滑动摩擦角、休止角α、休止角β、芽长、三轴算术平均粒径及硬度8个物理特性指标参数,并运用主成分分析法简化物理特性指标,构架科学的量化评价体系,得到每种样品的综合得分。结果表明,样品的各个物理特性指标参数差异明显,各物理特性指标之间存在不同程度的相关性。千粒质量与休止角α和休止角β呈显著正相关;三轴算术平均粒径与休止角α和休止角β呈显著正相关;休止角α与休止角β呈显著正相关;千粒质量与含水率、三轴算术平均粒径及滑动摩擦角呈正相关;含水率与芽长呈正相关;硬度与休止角α呈正相关;芽长与休止角α、休止角β和三轴算术平均粒径呈正相关。采用主成分分析法提取前3个主成分因子,累计贡献率达到80%以上,能够代表原来8个物理特性指标中的绝大部分信息,具有较好的代表性与客观性。结合试验结果初步确定9种杂交稻芽种样品物理特性的评价等级划分标准,对其做出了适当评价。采用聚类综合分析法对样品物理特性综合得分进行分析研究,9种杂交稻芽种被聚合为5类,各杂交稻芽种样品间物理特性有差异。本研究基于主成分分析法对杂交稻芽种物理特性进行评价,为杂交稻芽种物理特性的科学评价提供一种新思路,同时为水稻精密排种器作业参数的设计优化提供数据依据。

杂交水稻腋芽再生特性

以培两优500和汕优63为供试材料,研究了其腋芽再生特性。与汕优63相比,培两优500腋芽萌发好,活芽率高,在头季稻后期茎部干物质积累和非结构碳水化合物含量表现出明显的优势。成熟期茎节各节位干物质量、可溶性糖含量和淀粉含量与活芽率呈显著正相关;齐穗后20d茎部SOD、POX酶活性均有所回升,至成熟期达最大,活性氧自由基清除能力强,腋芽萌发好;头季稻后期根系吸收面积和比表面积大,活力强,根系衰老缓慢,有利于腋芽萌发生长。

不同再生类型杂交稻腋芽在母体与离体条件下的再生特性差异

以培两优E32(高节位再生型)和培两优210(低节位再生型)为代表组合,研究了两种再生类型杂交稻的腋芽在母体与离体条件下的再生特性差异。结果表明,母体条件下,培两优E32腋芽再生率表现倒2节>倒3节>倒4节趋势,而培两优210表现相反;离体条件下,两组合各节位腋芽再生率均提高,并均以倒4节腋芽再生率最高;离体条件下再生稻株高与穗长均随节位下降而明显提高;母体与离体条件下两组合再生稻穗粒数均随节位下降而提高,但离体条件下的提高幅度更大;离体条件下再生稻穗粒数较母体条件下显著提高,且提高幅度随节位下降而增大,培两优210表现更为明显。可见,杂交稻腋芽再生率与穗粒数在去除母茎影响后均提高,但提高幅度在不同再生类型组合间及不同节位腋芽间存在差异。

杂交中稻抽穗后再生芽生长与头季稻茎鞘物质积累的关系

1993～1995年，以汕优63、K优3号和K优5号为材料，研究了杂交中稻抽穗后再生芽生长与头季稻茎鞘物质积累的关系。头季稻齐穗后15d内，叶片光合产物主要输送到穗部，以致再生芽生长缓慢．该期即使有较好的光照条件和氮素营养，对再生芽伸长也无作用；头季稻齐穗后20d，即穗部籽粒充实度达90％左右，叶片较多光合产物逐渐向茎鞘输入，再生芽生长开始加快，此期光照和施氮促进再生芽伸长的作用才表现。头季稻籽粒灌浆速率与再生芽伸长速率呈极显著负相关，头季稻穗部物质积累量和收获指数分别与再生芽长呈极显著负相关。头季稻生长后期叶片光合产物的输送方向是影响再生芽生长的主导因素。

促芽肥施用时期对杂交中稻再生力的影响

以K优 5号为材料 ,研究了促芽肥施用时期与杂交中稻再生力关系。结果表明 :促芽肥对再生芽生长的作用从头季稻齐穗后 10d左右开始显现 ;从头季稻齐穗至成熟 ,促芽肥施用时期越早越有利于提高再生力 ,以头季稻齐穗期施肥为佳 ,提早促芽肥施用时期对提高再生力的效果与母茎营养状况有关 ,当母茎营养状况过好或极差时 。

杂交中稻生育特性对再生芽发育和再生稻产量的影响

选用5个适合再生稻种植的杂交中稻组合,研究主季生育特性对再生芽发育的影响。结果表明:主季生育后期的光合生产能力和根系活力对再生芽的发育有明显影响。灌浆期间叶面积指数下降缓慢,乳熟期后茎鞘干物质再积累量高的组合再生芽发育快。茎倒1、2节位伤流量与再生芽发育显著相关,乳熟期和成熟期相关系数分别为0.78**和0.67*。再生季有效穗数与主季成穗率相关。

促芽肥与杂交中稻再生力关系及其作用机理

1991～1993年以2个杂交中稻品种为材料,研究了促芽肥与杂交中稻再生力关系及其作用机理。结果表明,促芽肥不能提高倒2、倒3节位活芽率,可提高倒4、5节位活芽率。再生稻活芽数、有效穗、产量及其穗粒结构分别与促芽肥施用量和母茎鞘干物重呈显著或极显著正相关。促芽肥提高再生力的作用,是通过施氮延缓了头季稻生长后期绿叶衰老速度,提高母茎叶片全氮含量及其净光合速率,增加叶片当时的光合产物向头季稻穗部输入比例,减少先前贮藏于母茎鞘中光合产物向穗部输入量,相对地提高了母茎鞘干物重而增强再生力。促芽肥对提高再生力的效果与母茎鞘干物重有关,当母茎鞘干物重过大或过小时,促芽肥的作用极小。

水稻籼粳杂种人工种子制备的研究

从二个水稻籼粳杂种幼穗来源的愈伤组织上,分化出大量不定芽。在2,4-D0.2mg/L、BAP2mg/L的MS培养基上,亚优2号不定芽增殖率可达3.5。无菌条件下,以不定芽作材料制备的人工种子发芽率最高可达60.0％,最低也可达15.0％。使用麦芽糖代替蔗糖,以及用较大的不定芽都可提高人工种子发芽率。

不同杂交稻组合再生特性的比较

为了筛选再生力强、丰产性好、适应性广的杂交稻优良组合 ,对 6个不同熟期的杂交水稻组合在同一栽培条件下比较其再生特性 ,结果表明 ,生育期较长 ,头季后期干物质生产量高 ,可溶性糖含量高的组合再生力强 ;各组合头季稻产量间差异不显著 ;由于各组合再生力不同 ,腋芽萌发有很大差异 ,再生季产量差异显著 ,培矮 6 4S/ E32 ,培两优 5 0 0再生季产量分别比对照汕优 6 3增产 2 6 .19% ,2 3.81% ,达极显著差异水平 .因而培矮 6 4S/ E32 ,培两优5 0 0可作为湖南地区蓄留再生稻品种 .

再生稻促芽肥高效施用量与头季稻齐穗期库源结构关系

以杂交中稻组合II优602为材料,通过头季稻不同施氮量塑造施促芽肥当时植株营养状况的差异,在此基础上分别设再生稻促芽肥施用量处理,探明了再生稻促芽肥高效施用量与头季稻齐穗期库源结构关系。结果表明,再生稻促芽肥高效施用量分别与头季稻齐穗期剑叶的SPAD值、单位颖花绿叶占有量呈显著负相关关系,预测出了在头季稻齐穗期剑叶不同的SPAD值、单位颖花绿叶占有量下,再生稻促芽肥的高效施用量;当头季稻齐穗期剑叶的SPAD值高于47.39,单位颖花绿叶鲜重占有量高于27.53mg.粒-1,单位颖花绿叶干重占有量高于1.05 mg.粒-1时,均可分别作为不施促芽肥的苗情诊断指标。

母体与离体条件下两系杂交水稻不同节位腋芽的内源激素含量差异

以培两优210和培两优E32为材料,研究了留穗母体、去穗母体与离体条件下两系杂交稻不同节位腋芽的内源激素含量差异。结果表明：腋芽GA与IAA含量随留桩高度降低而提高,且低位芽提高幅度较高位芽大;与留桩40cm处理相比,离体扦插后9d,高位芽与低位芽GA和IAA含量均提高;离体条件下GA与IAA含量均表现高位芽大于低位芽,而母体条件下多以低位芽较高;扦插后9-15d,高位芽与低位芽CTK含量均降低,但两个时期均表现低位芽大于高位芽的趋势;与留穗处理相比,去穗处理腋芽GA含量提高,且留桩越低提高幅度越大,腋芽IAA含量变化在不同品种、不同留桩高度及不同时期间有差异。

4PU-30对杂交水稻后期叶片衰老及再生芽萌发的影响研究

试验研究 4PU 30对杂交水稻后期叶片衰老及再生芽萌发的影响结果表明 ,水稻齐穗 5d喷施 4PU 30可缓解叶片叶绿素分解 ,增强超氧化物歧化酶活性 ,降低芮二醛含量和细胞渗透率 ,有效延缓叶片衰老。 4PU 30可提高水稻根系活力 ,促进再生芽生长 。

促芽肥施用量对杂交中稻再生力的影响与组合间源库结构的关系

为研究杂交中稻组合间再生稻高产对促芽肥需求量的差异性。以25个杂交中稻组合为材料，通过促芽肥施用量与剪穗叶处理，研究了促芽肥施用量对杂交中稻再生力的影响。头季稻齐穗期组合间着粒数与单茎的叶重、茎鞘干物重呈极显著正相关，与叶粒比和茎粒比呈极显著负相关。头季稻着粒数越多的组合，其满足头季稻高产后剩余的光合产物量越少；头季稻着粒数较高的品种蓄留再生稻高产需要施用的促芽肥量更高。但当头季稻剩余的光合产物量过多或过少时施促芽肥对再生稻都没有显著增产作用。着粒数130～160粒的组合，以每公顷施促芽肥150kg尿素为宜；着粒数170～200粒的组合，以每公顷施促芽肥300kg尿素为佳；着粒数210—2．50粒的组合，每公顷施尿素应高于300kg，但其具体施用量尚有待进一步研究。再生稻高产的促芽肥需求量与头季稻组合间着粒数呈极显著正相关关系。

促芽肥对杂交中稻再生力的作用与头季稻品种间着粒数的关系

以 1 9个杂交中稻品种为材料 ,研究了促芽肥对杂交中稻再生力的作用与头季稻品种间着粒数的关系。结果表明 :头季稻品种间着粒数与其单位颖花的绿叶面积占有量呈极显著负相关关系 ,而头季稻品种着粒数越多 ,其光合产物满足头季稻高产的养分需要后剩余量越少 ;头季稻着粒数较高的品种蓄留再生稻 ,要求促芽肥施用时期提早 ,施用量也更高。

4PU-30对水稻后期衰老和再生芽萌发的影响

以汕优 149为材料 ,研究了 4 PU- 30对杂交水稻后期衰老和再生芽的影响。结果表明 ,在齐穗后 10 d喷 4 PU- 30能显著提高叶片叶绿素含量 ,减少脂质过氧化产物丙二醛 (MDA)的积累 ,降低细胞膜透性 ,使叶片 SOD酶活性下降变慢。同时 ,4 PU- 30能增强水稻根系活力 ,增加头季产量和茎秆物质积累量 ,分别比对照提高 3.3%和 4 .15% ,促进再生芽生长 ,提高活芽率 ,对下部节位芽的作用尤为显著。

稻株内源iPA和GAs变化与再生芽的关系

采用中国农业大学提供的植物激素ELISA方法,研究了杂交水稻中后期各器官中内源激素iPA和GAs的变化及其与再生芽萌发生长的相关性。结果表明,内源激素iPA,GAs变化与再生芽萌发生长关系密切;头季稻齐穗后5 d至19 d植株内源激素iPA,尤其是GAs的含量较低,而稻穗中内源激素含量水平相对较高,再生芽生长缓慢或处于休眠状态;齐穗19 d以后,随着稻穗中内源激素含量水平的降低,稻株叶、鞘和茎、芽中内源促进类激素iPA,GAs含量水平的增加,再生芽萌发、伸长的速度相应加快;齐稳后19 d下部节茎中iPA,GAs含量水平高于上部节茎,低位芽长于高位芽;齐穗后26 d,33 d上部节位茎、芽的内源iPA,GAs整体含量高于下部节位,上位芽生长速度快于下位芽。表明在一定条件下提高内源激素的整体含量,能打破再生芽的休眠,促进其萌发生长。

杂交水稻再生芽萌发生长与植株内源细胞分裂素含量变化的关系

采用植物激素ELISA方法 ,研究了杂交水稻各器官内源细胞分裂素 (iPA)的变化及其与再生芽萌发生长的关系。结果表明 ,头季稻齐穗后 5～ 19d稻株叶和叶鞘中内源激素iPA的含量较低 ,再生芽生长缓慢或处于休眠状态 ;齐穗 19d以后 ,内源激素iPA含量增加 ,再生芽萌发、伸长的速度也相应加快。前期 (齐穗后 19d)下部节位茎中iPA含量高于上部节位 ,低位芽长于高位芽 ;后期 (齐穗后 33d)上部节位茎、芽的iPA含量高于下部节位 ,上位芽生长速度则快于下位芽。可见 。