缓/控释肥对杂交水稻根系形态、生理特性和产量的影响

以杂交中稻F优498为试验材料,采用两因素裂区试验研究4种氮肥种类(尿素一道清、尿素常规运筹、硫包膜缓释肥、树脂包膜控释肥)在不同移栽秧龄施肥对水稻不同生育期根系形态及籽粒产量的影响。结果表明,在秧苗3叶1心、5叶1心移栽时水稻在结实期的总根长、根系体积和根系伤流强度比7叶1心移栽时高。与施用尿素相比,施用缓/控释肥显著增加了根干重、总根长、根系体积和根系伤流强度。在不同移栽秧龄下,施用缓/控释肥均能促进水稻根系生长并向土壤深层分布,保持根系活力。相关分析表明,水稻籽粒产量与抽穗后的根干重、总根长、根系表面积、伤流强度和10 cm以下的根系分布比例呈显著或极显著正相关。综合根系形态生理与产量表现,5叶1心移栽、施用树脂包膜控释肥,为本试验的最佳处理。

开花期低温胁迫对四川攀西稻区水稻开花结实的影响

以3种籼稻品种和3种粳稻品种为试验材料,利用人工气候室在开花期进行低温胁迫处理,研究了低温胁迫对攀西稻区籼、粳稻开花和结实及两者间关系的影响。结果表明,开花期低温胁迫下籼稻和粳稻的开花习性、花药和花粉特性和结实表现不同。常规粳稻开花对低温有较强的耐冷性。低温胁迫下籼稻品种(组合)花药体积、花药开裂率、可育花粉率、柱头着花粉数和柱头花粉萌发率较对照降低幅度均比粳稻品种(组合)大;籼稻品种(组合)各产量构成因素较对照降低幅度比粳稻品种(组合)大。相关分析表明,结实与水稻花药和花粉主要性状有密切关系。开花期低温胁迫影响花药和花粉发育成熟,使花药不能正常开裂、散粉不足,可育花粉率和柱头花粉萌发率降低,直接影响受精结实,成为结实率降低的主要原因之一。

四川稻作区优质稻生产气候生态条件适宜性评价及空间分布

开展特定区域适宜优质稻区域化种植的气候生态条件评价及空间分布格局的研究,可为我国不同稻作区稻米品质生态改良及宏观决策提供重要的理论依据。通过四川、云南、贵州、重庆多地不同生态区田间试验、气象资料的统计分析建立齐穗期与经度、纬度及海拔间的回归模型,以四川省稻作区为分析样区,利用地理信息系统(GIS)空间差值等方法,对四川省稻作区优质稻生产的气候生态条件适宜性及其空间分布格局进行研究。结果表明,四川省各稻作区优质稻生产均存在显著的区域特色,通过对影响不同生态区优质稻生产诸环境及气候生态因子的相对重要程度关系进行回归分析,明确了齐穗期与经度、纬度及海拔间的回归模型;并在研究区域范围内筛选了对优质稻生长发育及米质形成影响较大、且分布差异显著的气象因子:齐穗后灌浆结实期间30 d范围内的日均气温、日照百分率、天文辐射、水汽压等作为优质稻气候生态区划的评价指标,并构建了四川省稻作区优质水稻生态适宜性综合评价指标体系。以此为基础,进行了四川省稻作区优质稻生产的气候生态条件适宜性分级评价及其空间分布格局分析。结果表明:四川省稻作区适宜种植优质稻的区域主要分布在盆周边缘稻区的西北部、盆西平原稻区的西部及北部、川西南山地稻区除西部以外的大部分地区,盆周边缘稻区的西南部、东北部也有零星分布;较适宜种植优质稻的区域主要分布在盆周边缘稻区的北部、西南部,盆西平原稻区的东部、南部,盆中浅丘稻区的西北部、东北部,及川西南山地稻区的西部;除上述区域外皆不适宜种植优质稻。本研究可为科学规划四川省优化优质稻生产布局和结构,促进四川省优质稻高产、优质、高效发展提供科学依据。

机械旱直播方式促进水稻生长发育提高产量

为了明确机械旱直播模式下水稻的产量形成机制,以杂交籼稻(F优498)和常规粳稻(徐稻4号)为试材,通过一次浅旋耕机械旱直播(B1)、"调墒、两旋"机械旱直播(B2)2种机械旱直播处理,并以人工撒播(B3)处理为对照,研究其对直播水稻产量形成的影响及其生理特性。结果表明,品种与直播处理对水稻主要生育时期干物质累积、叶面积指数(leaf area index,LAI)、结实期剑叶净光合速率与保护酶活性、根系伤流强度、茎秆抗倒伏特性及产量均存在显著影响。不同直播处理下,F优498在产量及生长发育特性各指标上均显著高于徐稻4号。与B3相比,同一品种下机械旱直播各处理均能优化群体茎蘖数,提高成穗率,保证齐穗期适宜的LAI,提高了高效叶面积率,并有利于提高结实期群体光合产物的积累、剑叶净光合速率与保护酶活性、根系伤流量及茎秆抗倒伏能力,并在保证一定数量有效穗的前提下,显著提高穗粒数、结实率及千粒质量,是机械旱直播水稻高产的重要原因。不同机械旱直播处理下,B2比B1处理能进一步提高机直播水稻齐穗至成熟期干物质累积并延缓LAI的衰减、增强根系活力及茎秆的抗倒能力,提高了结实率及千粒质量,最终促进了产量的提高,为最佳的机械旱直播方式。

不同水分条件下缓/控释氮肥对水稻干物质量和氮素吸收、运转及分配的影响

为探究缓/控释肥在不同水分条件下提高氮素利用率及增产机制。本研究以杂交中稻F优498为试验材料,在180 kg hm–2施氮量基础上,采用两因素裂区设计,主区设控灌、干湿交替灌溉、传统灌水灌溉3种水分管理方式,副区设尿素全部底施、尿素常规运筹、硫包膜缓释肥、树脂包膜控释肥4种氮肥种类,研究缓/控释肥和水分管理方式对水稻干物质量和氮素吸收、运转、分配和产量的影响及其互作效应。结果表明,缓/控释肥和水分管理方式对水稻主要生育期干物质量和氮吸收、转运、分配及产量具显著影响及互作效应,产量构成因素与氮素在结实期转运总量及其分配呈显著正相关。干湿交替灌溉和缓/控释肥均能提高干物质量、氮素吸收及产量并表现出显著互作效应,施用缓/控释肥氮素表观利用率达42%～53%,相较于尿素全部底施和传统的尿素常规运筹,氮肥偏生产力提高6%～23%,氮素农学利用率提高26%～71%,增产8%～19%。控灌条件下,缓/控释肥处理氮素有效性高,保证足穗、促进重穗;干湿交替灌溉条件下缓/控释肥处理能保持氮素的高效释放,有利于高产群体的形成,从而提高稻株氮素积累、协调氮素分配;淹水灌溉条件下,缓/控释肥处理无效分蘖减少,氮素入渗、淋溶降低,成穗率提高。综合产量与氮素吸收、运转的表现,干湿交替灌溉条件下施用缓控释肥为本试验最佳处理,能有效提高氮素利用率,促进高产形成。

水氮管理模式对不同氮效率水稻氮素利用特性及产量的影响

以高产氮高效品种(德香4103)和中产氮低效品种(宜香3724)为材料,通过"淹水灌溉+氮肥优化运筹(W1N1)"、"控制性交替灌溉+氮肥优化运筹(W2N1)"、"旱种+氮肥优化运筹(W3N2)"3种水氮管理模式处理,研究其对氮素利用及产量的影响及其生理特性,并探讨氮素利用及产量与生理响应间的关系。结果表明,氮效率品种间的差异与水氮管理模式对水稻氮素利用特征、灌溉水生产效率、生理特性及产量均存在显著影响;不同氮效率品种间在氮肥利用效率方面的差异明显高于水氮管理模式的调控效应;而水氮管理模式对灌溉水生产效率、总吸氮量、氮素干物质生产效率及稻谷生产效率的调控作用显著。W2N1相对于W1N1及W3N2水氮管理模式能促进不同氮效率水稻拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素的累积,提高功能叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性、光合速率(Pn)及根系活力,进而提高稻谷产量及氮肥利用率,且对中产氮低效品种的调控效应显著高于对高产氮高效品种,为本试验最佳的水氮管理模式。高产氮高效品种的平均总颖花数、拔节至抽穗期稻株氮累积量、功能叶GS活性、Pn及根系活力均显著高于氮低效品种,尤其结实期高产氮高效品种更有利于维持叶片及根系的代谢同化能力,利于氮素转运、再分配到籽粒中提高稻谷生产效率及氮肥利用效率,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。相关分析表明,水氮管理模式下不同氮效率水稻主要生育时期功能叶GS活性、Pn及根系活力与氮素利用及稻谷产量均存在显著或极显著的正相关;尤其以水稻抽穗期剑叶GS活性及根系活力与氮素利用及稻谷产量的正相关性最高。

施肥水平对不同氮效率水稻氮素利用特征及产量的影响

【目的】研究不同施肥水平下不同氮效率杂交水稻产量差异与氮素吸收和利用的关系,以期为水稻品种改良和高产高效栽培技术提供依据。【方法】以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,通过设置低肥(75 kg N·hm^(-2),37.5 kg P_2O_5·hm^(-2),75 kg K_2O·hm^(-2),记为N_1P_1K_1)、中肥(150 kg N·hm^(-2),75 kg P_2O_5·hm^(-2),150 kg K_2O·hm^(-2),记为N_2P_2K_2)、高肥(225 kg N·hm^(-2),112.5 kg P_2O_5·hm^(-2),225 kg K_2O·hm^(-2),记为N_3P_3K_3)3种施肥水平,并在各施肥水平下均增设一不施氮处理,研究其对不同氮效率水稻产量和氮素利用效率的影响及其结实期氮素吸收、转运和分配特性。【结果】品种与施肥水平对杂交稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积、转运、分配,以及氮素利用特征和产量均存在显著影响;品种对氮肥回收利用率、千粒重,以及总颖花数的影响均不同程度的高于施肥水平的调控效应;施肥水平对主要生育时期及各生育阶段氮素的累积,结实期叶片和茎鞘氮的运转,以及产量调控作用显著。N_2P_2K_2相对于N_1P_1K_1处理能促进不同氮效率水稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积,提高氮收获指数,促进结实期叶片和茎鞘中氮素的运转,进而显著提高稻谷产量及氮肥利用效率,且N_2P_2K_2均显著高于同品种下其他的肥料施用处理,为本试验最佳的氮磷钾肥施用模式;N_3P_3K_3处理易造成结实期叶片及茎鞘中氮滞留量增加,氮转运贡献率显著降低,导致产量及氮肥利用效率显著降低。氮高效品种具有总颖花数、结实率高的特征,其主要生育时期氮素累积量,氮素干物质生产效率,氮素稻谷生产效率及氮素收获指数等均显著高于氮低效品种,但千粒重并不是氮高效品种所独有的特征;此外,氮高效品种结实期更有利于叶片与茎鞘氮素的运转及穗部氮素的累积,尤其氮高效品种具有较高的茎鞘氮素转运率,其与氮肥生理利用率、回收利用率及农艺利用率均存在显著正相关性(r=0.699*—0.743*),是导致不同氮效率品种氮肥利用效率、产量差异的重要因子,可作为氮效率及品种鉴选的评价指标,也可以以进一步提高抽穗至成熟期氮高效水稻品种茎鞘氮素运转率,作为实现水稻高产与氮高效利用协调统一的另一重要途径。【结论】本试验条件下,氮高效品种具备的结实期茎鞘高氮素转运、高总颖花数及结实率是优于氮低效品种而形成产量差异的主要因素,N_2P_2K2_为氮高效品种配套的最优氮磷钾肥施用模式。提高抽穗期至成熟期氮累积量,促进叶片与茎鞘氮运转量,尤其应提高茎鞘氮素运转率,可实现高产与氮高效利用的同步提高。

氮肥后移对不同氮效率水稻花后碳氮代谢的影响

以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,利用^(13)C和^(15)N双同位素示踪技术和生理生化分析方法,采用盆栽及大田试验,在施氮量180 kg hm^(–2)条件下,设置3种氮肥运筹方式,基肥∶蘖肥∶穗肥比例分别为5∶3∶2(N_1)、3∶3∶4(N_2)、3∶1∶6(N_3),以及不施氮(N_0)处理;研究其对不同氮效率水稻花后氮碳代谢的影响,并探讨氮肥后移下花后光合同化物及氮素累积、转运、分配的共性响应机制及其与产量的关系。结果表明,品种、氮肥运筹对花后氮素利用特征、光合同化物分配、生理特性及产量均存在显著影响。氮高效品种与氮肥后移量占总施氮量的40%、氮素穗肥运筹以倒四、倒二叶龄期等量追施相配套(N_2处理),能促进花后氮素累积,提高剑叶光合速率和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶、谷氨酰胺合成酶等碳氮代谢关键酶活性,促进叶片、茎鞘、根系、穗各营养器官光合同化物及氮素累积与转运,进而提高产量及氮肥利用率,为本试验氮高效品种配套的氮肥运筹优化模式。花后不同氮肥运筹下,氮高效品种光合同化物、氮素的累积与转运,分别较氮低效品种高7.78~12.75 mg ^(13)C株^(–1)、15.14~18.78mg ^(15)N株^(–1);且叶片转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ^(13)C株^(–1)、2.21~4.55 mg ^(15)N株^(–1),茎鞘转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ^(13)C株^(–1)、0.05~1.14 mg ^(15)N株^(–1);而穗部氮高效与氮低效品种^(13)C同化物分别增加31.04~44.68 mg ^(13)C株^(–1)(占^(13)C总量的42.04%~46.38%)、24.94~34.26 mg ^(13)C株^(–1)(占^(13)C总量的36.45%~41.36%),^(15)N则分别增加35.56~46.58 mg ^(15)N株^(–1)(占^(15)N总量的61.82%~82.93%)、27.37~31.57 mg ^(15)N株^(–1)(占^(15)N总量的58.04%~68.31%)。氮高效品种花后具有强光合碳同化、氮素的协同吸收转运特征,以及碳氮代谢能力,来满足籽粒灌浆期对光合同化物及氮素的利用,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。此外,从花后不同器官碳氮比(C/N)变化值综合两品种高产及氮肥高效利用来看,N_2处理下,齐穗至成熟期叶片、穗部C/N提高幅度与该时期茎鞘、根系C/N降低幅度一致,据此可将C/N作为水稻高产及氮肥高效利用同步提高的评价指标,这具有重要的参考价值。

不同氮效率水稻根系形态和氮素吸收利用与产量的关系

【目的】探究不同氮效率水稻根系形态和氮素吸收利用与产量关系的规律,明确水稻高产根系形态特征,提出相应的水氮优化管理措施。【方法】2013年以氮高效品种川农优498和氮低效品种川优6203为试验材料,进行不同穗肥运筹比例的裂区试验;2014年以相同试验材料进行穴苗数和促花肥、保花肥配比的裂裂区试验;2015年以氮高效品种德香4103和氮低效品种宜香3724为试验材料,进行水分管理方式和氮肥施用模式的裂裂区试验;分别以上述3个大田试验获得的产量、根系形态及氮素吸收利用相关指标为样本,通过计算方差膨胀因子诊断变量间存在的多重共线性关系。在多重共线性严重的情况下,运用岭回归分析研究根系形态、氮素吸收利用和产量三者之间的关系。基于这些关系在年度间的重演性,确定其中普遍存在的共性规律。【结果】(1)氮高效品种拔节期、抽穗期及成熟期的氮素积累量、氮素干物质生产效率和干物重与产量岭回归方程的决定系数范围分别为0.0219—0.3961、0.0452—0.1379和0.0914—0.6694,氮低效品种分别为0.0084—0.6190、0.1224—0.4341和0.0818—0.4881,产量与氮素吸收利用的关系年度间重演性较差,无明显共性规律;以根干重、不定根数量、长度、表面积、体积、粗分枝根长度、表面积、体积以及细分枝根长度、表面积、体积11项根系形态指标为自变量,氮素积累量、氮素干物质生产效率和干物重三者分别为因变量进行岭回归分析,氮高效品种的回归方程决定系数范围分别为0.0527—0.2728、0.0653—0.3139和0.0714—0.3158,氮低效品种分别为0.0607—0.5040、0.0555—0.4411和0.0724—0.5449,氮素吸收利用与根系形态的关系规律年度间存在较大差异;2013—2015年,氮高效和氮低效品种抽穗期根系形态与产量岭回归方程的决定系数均超过0.8,P<0.001,表明抽穗期根系形态对产量具有显著影响是共性规律。(2)在以抽穗期根系形态指标为自变量,产量为因变量的岭回归方程中,氮高效品种的粗分枝根长度标准回归系数最高,对产量影响最大;对氮低效品种而言,细分枝根表面积的增加对产量提高最有利。(3)常规施氮量(150 kg·hm^(-2))下,优化施肥模式为穗肥占比40%,且保花肥的比例达到或超过50%,其结合交替灌溉,有利于优化根系形态;SPAD指导施肥模式下,施氮量较优化施肥减少(由150 kg·hm^(-2)降为120 kg·hm^(-2)),采用常规灌溉比交替灌溉更有利于根系形态优化。【结论】水稻抽穗期根系形态与产量关系极为密切,合理的水氮管理措施能够优化根系形态提高产量。常规灌溉结合SPAD指导施肥或交替灌溉结合优化施肥均有利于氮高效品种抽穗期粗分枝根长度的增长和氮低效品种细分枝根表面积的增大,最终提高产量。

机械旱直播方式对水稻氮磷钾吸收转运及分配的影响

为了明确机械旱直播模式下水稻主要生育时期氮、磷、钾素吸收利用特征,以杂交籼稻(F优498)和常规粳稻(徐稻4号)为试材,通过免耕机械旱直播(B1)、"调墒、两旋"机械旱直播(B_2)2种机械旱直播处理,并以人工撒播(B_3)处理为对照,研究其对直播稻养分吸收、转运、分配及产量的影响,并探讨不同生育阶段养分累积及转运间的相互关系。结果表明,品种及直播方式对水稻主要生育时期氮素和钾素的累积、转运、分配及最终产量均存在显著的调控作用;且直播处理下各生育阶段氮、磷、钾养分间吸收与转运存在显著的协同效应,对促进抽穗至成熟期各养分向籽粒的转运和提高产量影响显著;但直播处理下水稻对磷素的吸收和转运与氮、钾素间的协同性降低。不同直播处理下,F优498在产量及各生育时期养分吸收、转运各指标整体上均显著高于徐稻4号。与B_3相比,同一品种下机械旱直播各处理均能不同程度地提高主要生育时期养分的累积,促进抽穗至成熟叶片和茎鞘中养分转运,尤其能显著提高杂交稻抽穗至成熟叶片氮素、钾素转运率,进而显著促进抽穗至成熟氮素、钾素转运贡献率,提升籽粒中氮素、钾素所占稻株氮素及钾素累积总量的比例,发挥出氮素和钾素协同吸收与利用的耦合效应,是机械旱直播水稻高产的重要原因。不同机械旱直播处理下,B_2比B_1处理能进一步不同程度地提高机械旱直播水稻抽穗至成熟期养分的累积,促进叶片和茎鞘养分的转运,利于抽穗至成熟茎鞘中钾素的累积,最终促进了产量的提高,为最佳的机械旱直播方式。

优质丰产杂交籼稻品种机直播产量构成及其群体质量研究

【目的】本研究旨在明确适宜平原(崇州)与丘陵(三台)稻区机直播优质杂交籼稻高产品种群体质量的共性特征,构建规范化的机直播优质杂交籼稻高产品种的鉴选方法和评价标准,以及为杂交籼稻机械化直播配套技术的融合提供理论及实践依据。【方法】两生态区以29个品种为试材,采用人工模拟精量穴直播(以下简称机直播),研究机直播对平原与丘陵稻区不同产量水平的优质杂交籼稻群体质量特征及产量的影响,并探讨机直播优质杂交籼稻群体质量特征与产量间的关系。【结果】依据两生态区各品种的平均籽粒产量聚类分析,将两生态区供试品种分为高产、中产、低产3种类型。其中,三台高产类型品种占17.24%,中产、低产类型品种占82.76%;崇州高产类型品种占10.34%,中产、低产类型品种占89.66%。与中产、低产类型品种相比,两生态区高产类型品种的共性特征为分蘖能力强、有效穗数多、结实率高,拔节期后叶面积指数(LAI)大,干物质累积量高;结实期顶3叶叶长、叶位、叶张角、株高及其顶部截获光能优势明显。相关分析表明,机直播条件下,除群体透光率、顶3叶叶张角、分蘖盛期LAI及干物质累积量外,各群体质量指标与籽粒产量均呈显著或极显著正相关(r=0.37~*~0.90^(**)),尤其是齐穗期高效LAI率、成熟期干物质累积量及其收获指数与产量的相关性。【结论】机直播条件下,高产类型品种能够获得较高的有效穗数和每穗实粒数,并协同提高结实率,实现生育后期群体干物质的高增长,从而获得较高产量。

水氮管理对不同氮效率水稻根系性状、氮素吸收利用及产量的影响

【目的】探究水氮管理措施对不同氮效率水稻根系构型、氮素吸收利用和产量形成的影响,以及根系性状特征与氮素吸收利用和产量关系。【方法】试验采用三因素裂裂区设计,主区为2个不同氮效率水稻品种德香4103(氮高效型)和宜香3724(氮低效型),裂区设置"常规灌溉"和"控制性交替灌溉"2种水分管理方式,裂裂区为SPAD指导施肥、优化施肥以及农民习惯施肥3种施氮模式,运用岭回归分析方法探究根系构型与氮素吸收利用和产量的关系。【结果】水稻抽穗期根系性状、产量、每穗粒数、千粒重及总颖花量均存在显著的基因型差异。氮高效品种德香4103每穗粒数多,群体库容量大,产量较氮低效品种宜香3724高0.24%~11.31%;控制性交替灌溉有利于水稻千粒重的增长,常规灌溉则对水稻有效穗数、每穗粒数及群体颖花量提高更为有利;SPAD指导施肥和优化施肥处理能够提高水稻有效穗数和每穗粒数,扩大群体颖花量以保证其对农民习惯施肥的产量优势;由于水氮互作效应的存在,控制性交替灌溉下施氮处理与空白处理水稻千粒重的差距比常规灌溉的大幅降低,使得控制性交替灌溉下施用氮肥的增产效果更佳。德香4103的氮肥生理利用率较宜香3724平均高8.69%,常规灌溉下水稻氮积累量较高,控制性交替灌溉下氮肥回收率、农学利用率、生理利用率均较优;与农民习惯施肥处理相比,SPAD指导施肥与优化施肥模式更有利于水稻氮素吸收利用效率的提高。拔节期、抽穗期和成熟期水稻根系构型与产量岭回归方程的决定系数范围为0.4198~0.9028,其中,抽穗期根系性状与产量关系最为密切,氮高效和氮低效品种的决定系数均超过0.9。在拔节期,水稻细分枝根长对产量影响最大;在抽穗期,氮高效和氮低效品种存在差异,前者是粗分枝根长,后者是细分枝根表面积对产量影响最大;在成熟期,不定根长与产量关系最为密切。水稻抽穗期根系构型对氮积累量变化的解释程度较高,岭回归方程决定系数均接近0.7。就水氮管理措施而言,氮高效和氮低效水稻均应采用常规灌溉配套SPAD指导施肥或控制性交替灌溉结合优化施肥来实现产量的提高。【结论】水稻抽穗期根系构型与产量、氮积累量关系密切,采用合理的水氮管理措施能够实现水稻产量和氮素吸收利用效率的同步提高。

硒对不同水稻幼苗镉胁迫的缓解作用及其对矿质营养的影响

采用水培试验,研究3μmol/L Se(亚硒酸钠)对杂交籼稻品种宜香2115(籽粒低Cd积累)和川谷优2348(籽粒高Cd积累)幼苗在不同浓度(0、0.1和1mmol/L)Cd胁迫下的缓解作用。结果表明:加Se显著增加了不同浓度Cd胁迫下2个水稻品种幼苗的生物量、叶绿素a含量,但川谷优2348叶绿素b含量下降;加Se可增加2个水稻品种体内抗氧化物质(抗坏血酸和谷胱甘肽)含量,且川谷优2348的2种抗氧化物质含量均高于宜香2115,表现出品种间差异;在1mmol/L Cd胁迫下,Se主要通过促进川谷优2348合成更多的抗坏血酸和谷胱甘肽来提高对Cd的耐受性,而宜香2115主要通过Se促进植物螯合肽的合成来降低Cd的毒害;加Se能使幼苗维持较高的根部活力,从而降低遭受Cd胁迫伤害的程度;随着Cd胁迫程度增加,2个水稻品种幼苗地上部Cd含量显著上升,加Se可直接抑制2个水稻品种对Cd的吸收;在Cd胁迫下,Se能降低2个水稻品种地上部Ca、Zn含量,但对Cu、Mn含量变化的影响存在品种间差异,而Se对2个水稻品种根部矿质元素含量影响表现一致,即在Cd胁迫下根部Ca、Cu含量增加,Mn、Zn含量减少。

灌溉方式与秸秆覆盖优化施氮模式对秸秆腐熟特征及水稻氮素利用的影响

以杂交籼稻‘F优498’为试验材料,研究不同灌溉方式[淹水灌溉（CK）、干湿交替灌溉、旱作]下氮肥运筹与秸秆覆盖优化管理模式（麦秆覆盖优化施氮模式、油菜秆覆盖优化施氮模式以及无秸秆覆盖优化施氮模式）对水稻根系生长、各时期氮素积累以及产量的影响,探讨各灌溉方式下秸秆腐熟及氮素释放规律,明确秸秆腐熟与氮素释放规律对水稻生长的影响及其相关关系。结果表明,淹水灌溉和干湿交替灌溉均较旱作有效地协调各时期水稻地上部、地下部生长,促进各时期氮素吸收利用,提高稻谷产量;而水分生产效率则以旱作为最优,干湿交替灌溉次之,但差异不显著。麦秆、油菜秆的腐熟与氮素释放效率最高峰均出现在移栽后30 d,但腐熟量与氮素释放量受灌溉方式与秸秆种类的影响;油菜秆腐熟量显著高于麦秆,旱作明显高于干湿交替与淹水灌溉;氮素释放量则以麦秆为最优。秸秆覆盖优化管理模式也对水稻各生长指标具有显著影响;淹水及干湿交替灌溉下,麦秆覆盖氮肥运筹优化管理模式有效协调水稻植株各时期的生长,促进氮素吸收利用,最终实现产量的增加;油菜秆覆盖氮肥运筹优化管理模式则在整个生育期均对水稻生长表现轻微抑制效应;而旱作模式下麦秆、油菜秆优化施氮模式覆盖均呈现显著的促进作用,其中油菜秆覆盖优势明显,可作为生产中水资源不足的情况下参考。秸秆腐熟量及氮素释放量与水稻根干重、氮素吸收利用以及产量的相关性分析表明,移栽后30 d秸秆腐熟量与稻谷产量、氮素吸收均呈显著的负相关关系（r=？0.27＊~？0.29＊）,而齐穗期、成熟期氮素释放量与产量及氮素吸收均呈显著的正相关关系（r=0.31＊~0.59＊＊）;同时,秸秆的腐熟量与氮素释放对水稻根冠比影响较大,其中以齐穗期最为显著（r=？0.27＊~0.42＊＊）。协调水稻各时期秸秆腐熟量及氮素释放,特别是移栽后30 d氮素释放量是保证实现水稻高产、高效的重要措施之一。

剪根处理对不同秧龄杂交稻幼苗生长及生理特性的影响

以超级杂交稻F优498为材料,采用旱育秧方式育苗,设置不同秧龄（25d和40d）和幼苗伤根处理（整株根系剪去1/3、2/3、全部,以不剪根为对照）,进行水培试验,研究根系损伤后（0~48h和1~29d）的生理响应、物质积累、根系形态及氮素吸收特性。结果表明,剪根后不同秧龄秧苗受影响的程度及反应速度不同,秧苗地上部脯氨酸和可溶性糖含量均出现了明显峰值,伤根程度越大,峰值越高,到达峰值的时间越早;25d秧龄的幼苗在剪根后的生理抗性及恢复能力均明显强于40d秧龄的幼苗。从剪根程度来看,不同秧龄下,剪根1/3处理对幼苗生长有一定促进作用,25d秧龄,剪根1/3处理在处理后22d,根系长度、根系表面积、地上部、根系干质量以及根冠比均大于对照,同时该处理氮素积累显著高于对照;40d秧龄,整个生育期根系表面积均随剪根程度的增大而减小,剪根1/3处理在处理后22d,根冠比显著大于对照,处理后29d,地上部、根系干质量、根系长度、氮素积累量以及含氮率均大于对照,而伤根程度较大不仅会导致水稻幼苗根系生长受阻,同时会严重抑制根系对养分的吸收,从而影响水稻幼苗的生长发育。

不同氮效率水稻苗期对氮素水平及水分胁迫的响应

本试验利用两种不同氮效率杂交稻品种(氮高效品种德香4103和氮低效品种宜香3724),采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫,比较分析不同氮素浓度(N0、N1、N2分别为0、2.5、5 mmol/L)和不同水分胁迫(P0、P1、P2分别为0、5%、10%)条件下,不同氮效率杂交稻苗期在生理指标和农艺性状上表现的差异。结果表明,在不施氮水平,各品种的生理指标、农艺性状明显低于施氮水平,且两品种的光合色素、可溶性糖、脯氨酸含量、氮积累量、苗高和茎粗随水分胁迫程度的增加呈递减趋势;在施氮水平,随水分胁迫程度的增加,德香4103的光合色素、可溶性糖含量(除N2水平下降低)增加,脯氨酸含量先减后增,苗高和茎粗降低,干物质和氮积累量在N1水平下降,N2水平先减后增;宜香3724的可溶性糖含量(除N1水平下降)增加,干物质和氮积累总量先减后增,其余均与德香4103表现一致。复水处理后,均表现为不同程度的升高或降低,即不同程度的补偿效应;且从水分胁迫处理到复水处理后,两品种表现出来的氮素总量积累与干物质积累量呈一定的正相关关系。由以上可以看出不同氮效率品种对不同水氮的反应不同,表现出不同程度的水氮协同作用,也得出N高效品种德香4103比N低效品种宜香3724有更强的适应氮、水胁迫的能力。

孕穗期和抽穗期弱光胁迫对2个杂交稻组合生理特性及产量的影响

本试验对孕穗期和抽穗期弱光胁迫及不同弱光胁迫时长条件下,杂交稻组合‘冈优527’和‘内香优31’的一些生理特性及产量表现进行了研究。结果表明,弱光胁迫导致‘冈优527’和‘内香优31’的干物质积累和产量显著降低,对‘内香优31’的影响大于‘冈优527’,抽穗期遮光的影响大于孕穗期,遮光14 d的处理大于7 d处理。弱光胁迫导致产量下降的途径各不相同,总粒数和结实率均有不同程度的下降是主要因素,千粒重受弱光影响较小;弱光胁迫下的叶面积显著增加而剑叶Pn值显著下降,且抽穗期的影响更大,胁迫时间越长,变化幅度越大,对‘内香优31’的影响大于‘冈优527’;弱光胁迫下Chla和Chlb含量增加,Chla/b的比值减小,对低光效组合的影响较大,在孕穗期影响大于抽穗期;在弱光胁迫下,POD酶活性和可溶性糖含量有所降低,而SOD酶活性及MDA、Pro含量均显著提高,且与品种、胁迫时期和时长密切相关。

秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响

【目的】在我国稻-麦、稻-油等多熟制区域,富含氮素的小麦、油菜等水稻前茬作物秸秆被大量弃置、焚烧,造成极大浪费和环境污染,与此同时,稻季氮肥投入量却在逐年增加,因此在水稻生产中研究秸秆覆盖与氮肥配合施用的理论与技术,对实现秸秆还田与减少氮肥用量具有重要意义。本试验研究油菜、小麦2种秸秆覆盖方式下,3种不同的氮肥运筹方式对杂交稻主要生育时期根系生长、氮素吸收利用特征及产量的影响,并探讨其根系生长与氮素利用及产量间的关系,以期寻求最佳的秸秆还田与氮肥运筹搭配模式。【方法】本试验以杂交稻F优498为材料,采用两因素裂区试验设计,主区为小麦秸秆覆盖(S1)、油菜秸秆覆盖(S2)和无秸秆覆盖(S0);副区为氮肥运筹模式,在135 kg/hm2总施氮量条件下,设置基肥∶蘖肥∶穗肥为5∶3∶2(N1);基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶3∶4(N2);基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶1∶6(N3)3种氮肥运筹模式,以不施氮肥(N0)为对照。研究各处理杂交稻在移栽后20 d、移栽后30 d、齐穗期和成熟期根系生长及形态、各生育期的干物质与氮素积累,水稻茎鞘的干物质转运、产量及其构成因子以及各时期氮素积累及利用效率,同时对各生育时期根系生长与氮素利用及产量间的关系进行分析。【结果】结果表明,小麦秸秆覆盖均可有效促进杂交稻各生育时期的根系生长、改善根系形态、增加各时期的干物质与氮素积累,提高氮肥的利用效率及稻米产量。在不同种类秸秆覆盖下,基肥∶蘖肥∶穗肥(倒4叶龄期施入)为3∶3∶4(N2)时,可及时地对杂交水稻主要生育时期的根系生长进行调控,有效促进抽穗至成熟期的干物质积累与转运率,提高水稻主要生育时期的氮素积累及氮肥利用效率,显著增加稻谷产量,为本试验中最优的氮肥管理模式;而氮肥后移比例过高(基肥∶分蘖肥∶穗肥运筹比例为3∶1∶6),会限制齐穗期根系的生长,导致稻谷产量及氮肥利用效率降低。相关性分析表明,秸秆覆盖与氮肥运筹下主要生育时期根干重、根体积、总根长与产量及氮素吸收利用均存在显著或极显著的正相关(r=0.38*0.78**),尤其以齐穗期的根体积与总根长、根干重与氮素累积、产量及氮素回收利用率的相关性最好。【结论】小麦秸秆、油菜秸秆覆盖能够有效促进杂交稻根系的生长,增加干物质与氮素积累,提高氮肥利用效率,且小麦秸秆覆盖效果更显著。秸秆覆盖条件下,氮肥运筹以基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶3∶4时的水稻根系生长旺盛,物质生产能力强,氮肥利用效率最高。因此,小麦秸秆覆盖与基肥∶蘖肥∶穗肥以3∶3∶4的比例配合的水稻的产量最高,为最优组合。

不同秧龄下机插方式与密度对杂交稻光合生产及产量的影响

【目的】探究不同秧龄下机插方式与密度对杂交稻光合生产及产量的影响,为水稻机插秧配套技术的应用提供理论和实践依据,【方法】以超级杂交稻F优498为材料,采用两因素裂区试验设计,在25 d和40 d秧龄下,设置"钵苗机插+高密度(M_1D_1)"、"钵苗机插+中密度(M_1D_2)"、"钵苗机插+低密度(M_1D_3)"、"毯苗机插+高密度(M_2D_4)"、"毯苗机插+中密度(M_2D_5)"、"毯苗机插+低密度(M_2D_6)"6种机插方式与密度的处理开展试验。【结果】秧龄与插秧方式和密度对水稻主要生育期光合生产及最终产量均存在显著的调控作用,且互作效应显著。同一机插方式及密度处理下,机插25 d秧龄水稻的秧苗素质、群体茎蘖数、叶面积指数(LAI)、单茎叶片和茎鞘表观转运量及转运率、单茎和群体干物质量、阶段干物质积累量、群体生长率、光合势、抽穗后净同化率以及产量均明显优于40 d秧龄处理。同一秧龄和机插方式下,水稻群体茎蘖数、各时期LAI和衰减率、群体干物质量、光合势以及抽穗前干物质积累量、群体生长率、净同化率均表现出随密度的增加而增加的趋势;而抽穗后物质积累量、群体生长率、净同化率在25 d秧龄下钵苗机插均表现为随着密度的增加呈现先增加后降低的趋势,以M_1D_2处理最优,而毯苗机插则表现为随着密度的降低而降低的趋势,且钵苗机插各指标较毯苗优势明显。25 d秧龄下,钵苗机插行距33 cm、配套株距14.5~15.5 cm,因群体总颖花数、结实率的优势,产量显著高于其余处理,其中又以行距33 cm、株距15.5 cm最能充分发挥其杂交籼稻株型的优势,提高光合物质生产,产量最高可达到12.74 t/hm^2,是本研究最佳组合;而毯苗机插随秧龄增大以及栽插密度的降低,群体质量指标恶化,有效穗数不同程度降低,产量并不高。

缓控释氮肥对机插稻氮素利用特征及产量的影响

为探究缓控释氮肥提高机插稻氮素利用效率及增产机制,以早籼中熟常规稻中嘉早17和中籼迟熟三系杂交稻川谷优7329为材料,在150kg/hm2施氮量基础上,采用二因素裂区设计,品种为主区,副区设尿素一次性基施、尿素常规运筹、硫包膜缓控释氮肥、硝化抑制剂包膜缓控释氮肥、2种树脂包膜缓控释肥共6种氮肥处理,探究缓控释氮肥和品种对机插稻干物质量和氮素吸收、转运、利用效率及产量的影响及其互作效应。结果表明,品种间差异与氮肥管理对机插稻物质质量、氮素吸收利用及产量的影响均达到显著水平,且互作效应显著。相对于常规尿素运筹,树脂包膜缓控释氮肥能促进机插稻结实期干物质的积累、氮素的吸收及转运,穗部氮积累量提高51.83%,氮肥农学利用率提高18.71%,氮肥表观利用率提高57.97%,氮肥偏生产力及产量提高5.54%,树脂包膜氮肥对中籼迟熟杂交稻稻株氮素积累及氮素利用效率作用显著,为本试验最优的机插稻配套缓控释氮肥;而硫包膜及抑制剂包膜缓控释氮肥增产、增效均不同程度低于常规施肥,但对机插稻各器官氮素的转运有一定促进作用。此外,生育期长的中籼迟熟杂交稻不同生育时期的氮素积累量、氮转运量及最终产量均显著高于生育期短的早籼中熟常规稻。综合产量与氮素吸收、转运的表现,选用中籼迟熟杂交稻,施用加阳树脂包膜缓控释氮肥,能有效提升机插杂交稻氮素的吸收利用,促进高产形成。