江苏省粮食生产碳排放时序特征及脱钩弹性分析

为探究江苏省粮食生产碳排放时序特征及其与粮食总产值之间的变化关系,采用排放因子法估算了粮食生产碳排放量,并通过Tapio脱钩模型分析了脱钩关系。结果表明:江苏省粮食生产碳排放量呈先降后升再降的趋势,在2003年取得最低值782.50万t,2020年总碳排放量为837.00万t,较2000年降低了1.20%。但2020年粮食产量较2000年提高了20.04%,说明生产单位粮食带来的碳排放量明显降低。各生产要素中,水稻种植和化肥投入产生的碳排放量最高,2020年碳排放占比分别为47.03%、30.04%。从碳排放结构来看,水稻种植的碳排放占比维持在45%左右,化肥和农药的碳排放量占比逐年下降,而农膜、农用柴油和土地翻耕则与之相反。从脱钩关系来看,2001—2003年虽表现为强脱钩,但粮食产量大幅下滑。2004年和2005年因粮食生产能力反弹呈扩张连接状态。2014年后连续表现为强脱钩,且粮食产量和产值逐年提升,是理想的脱钩类型。综上所述,江苏省2000—2020年粮食生产总碳排放量得到明显控制,粮食生产能力逐年攀升,粮食生产碳排放与粮食总产值脱钩状态理想,碳减排成效显著。

盐害和干旱影响水稻根系形态生理和产量形成及其机制研究进展

我国正大力开发利用沿海滩涂发展水稻生产,但受限于淡水资源和水利基础设施,在生产过程中盐害和干旱往往交织出现,极易遭受盐-旱复合胁迫,严重制约了沿海滩涂水稻高产稳产目标的实现。根系是植物感受盐害和干旱逆境的首要器官,也是最主要和最直接的受害部位。全面理解盐害、干旱及其复合胁迫对水稻根系形态、生理的影响及其与稻谷产量形成的内在关联,可为沿海滩涂水稻高产栽培提供科学支撑。本文概述了盐害、干旱和盐-旱复合胁迫对水稻根系形态结构、生理活性和产量形成的影响,从渗透调节、离子平衡、光合作用、抗氧化酶系统和内源激素等方面阐述其影响水稻根系生长发育和产量形成的作用机制,探讨了缓解水稻盐害、干旱胁迫的调控措施,最后对下一步深入开展盐-旱复合胁迫对水稻根系生长和产量形成的研究提出建议。

盐胁迫对水稻籽粒灌浆特性及产量形成的影响

以江苏沿海滩涂主栽常规粳稻南粳9108和淮稻5号为试材,研究不同盐胁迫处理包括对照(CK,盐浓度0)、中盐(medium-salinity stress,MS,盐浓度0.15%)和高盐(high-salinity stress,HS,盐浓度0.3%)对水稻籽粒灌浆及产量形成生理特性的影响。结果表明:(1)与对照相比,中盐和高盐胁迫均显著降低水稻产量,降幅分别为26.3%和57.7%(两品种平均);盐胁迫处理下,穗数、每穗粒数、结实率和千粒重均显著下降。(2)盐胁迫显著降低穗长、每穗强势粒和弱势粒籽粒数、结实率和千粒重,其中强势粒结实率和千粒重的降幅均低于弱势粒。(3)盐胁迫下,水稻植株抽穗期和成熟期干物重以及抽穗期至成熟期干物质积累量显著下降,但收获指数明显增加。此外,抽穗后15 d和30 d盐胁迫处理的叶片净光合速率和SPAD值均显著低于对照。(4)盐胁迫降低籽粒最大灌浆速率和平均灌浆速率,但达最大灌浆速率时间和有效灌浆天数有所增加;盐胁迫提高了强势粒和弱势粒有效灌浆天数,但平均灌浆速率显著下降,其中强势粒灌浆量的降幅低于弱势粒。(5)盐胁迫下,籽粒腺苷二磷酸焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合成酶(SSS)、颗粒型淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)活性显著下降,其中弱势粒的降幅高于强势粒。综上所述,盐胁迫下水稻强势粒和弱势粒灌浆天数有所增加,但籽粒灌浆速率及其淀粉合成关键酶活性显著下降,致使籽粒充实度、粒重和产量显著下降,其中盐胁迫对弱势粒抑制作用大于强势粒。

长三角地区半糯粳稻外观品质的评价

【目的】由于半糯米具有云雾状半透明的外观特性,目前行业中缺乏行之有效的评价方法,因此,构建半糯米外观品质评价方法,并对半糯米外观品质进行等级分类,为半糯米产业的规范与发展提供技术支持。【方法】参照GB/T 15682—2008《粮油检验稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》,利用人工评价方式获取半糯粳稻的外观品质评分,同时,测定半糯米的各类外观指标,包括垩白、透明度、粒型、色空间相关指标。使用皮尔森相关性系数、最大相关性最小冗余性、竞争自适应重加权采样、交集特征选取方法分析垩白、透明度、粒型、色空间相关指标与半糯米外观感官评分的关系,筛选出能决定半糯米外观品质的核心指标用于构建半糯米外观评分估测模型,并进行验证。最后使用此模型估测长三角地区半糯米外观品质的整体情况并按照估测分数的优劣进行等级划分。【结果】通过比较4种模型的估测精度与稳定性,发现交集特征选取方法筛选出的垩白米透明度(X_(4))、整体透明度(X_(6))、垩白度(X_(9))、L*(X_(10))这4个指标构建的半糯米外观评分估测模型Y=5.68+0.17X_(4)+0.19X_(6)-0.03X_(9)-0.12X_(10)的准确度与稳定性最高,同时,此模型包含的指标数最少,其模型验证的决定系数(R^(2))为0.86,模拟均方根误差(RMSE)为0.32。在使用此模型估测长三角地区3个稻作区绝大部分半糯米的外观分后,发现长三角地区半糯米材料前20%、20%—50%、50%—90%、最后10%的外观评分范围分别是大于0.23、-0.48—0.23、-1.68—-0.48、小于-1.68,在实际应用中可以代表半糯米外观品质的4个等级:一级、二级、三级、等外。同时发现不同外观等级半糯米的粒型指标、垩白指标、透明度指标、色空间指标存在显著梯度差异,但其数值范围之间存在不同程度的交叉。【结论】利用垩白米透明度(X_(4))、整体透明度(X_(6))、垩白度(X_(9))、L*(X_(10))这4个指标可以建立有效的半糯米外观估测模型:Y=5.68+0.17X_(4)+0.19X_(6)-0.03X_(9)-0.12X_(10)。参照长三角地区半糯米各外观等级的外观评分范围,可以快速通过外观估测评分确定单个半糯米材料外观的优劣情况。通过外观估测模型对半糯米进行综合评价,有利于兼顾半糯米不同外观表型,能够准确反映半糯米外观的实际情况。

盐、干旱及其复合胁迫对水稻产量和品质形成影响的研究进展

滨海盐碱地水稻生产受限于淡水资源和水利基础设施,盐害和干旱往往交织出现,极易遭受盐−旱复合胁迫,严重制约了滨海盐碱地水稻丰产优质目标的实现。全面剖析盐、干旱胁迫及其复合胁迫对水稻产量和品质形成的影响及其生理机制,可为滨海盐碱地水稻高产与品质调优栽培提供科学支撑。本文概述了盐、干旱及其复合胁迫对水稻生长发育、产量形成和稻米品质的影响,从渗透调节、离子平衡、光合作用、抗氧化酶系统、内源激素、蔗糖-淀粉代谢关键酶活性和分子机制等方面阐述其影响水稻产量和品质形成的作用机制,从耐盐耐旱品种选育及栽培调控等方面提出了减轻水稻盐/干旱胁迫的调控措施,为今后深入开展水稻耐盐和干旱的研究提出建议。

不同控释期尿素与普通尿素配比对水稻产量及品质的影响

为在机插同步一次性侧深施肥条件下筛选出最佳控释期与缓速比组合,以达到提高杂交籼稻产量和改善品质的目的,为杂交籼稻高产优质轻简化生产提供科学依据。以杂交籼稻徽两优858为供试品种,设置2种不同释放期(60、100d)的控释尿素按照5种配比(10∶0、8∶2、6∶4、5∶5、4∶6)与普通尿素组合,同时设置普通尿素分施作为对照。结果表明,控释期为60d的各配比处理产量均高于控释期为100d的各配比处理,其中60d控释尿素6∶4的产量最高且与CK差异显著,100d控释尿素处理下配比为8∶2的产量最高;垩白粒率和垩白度在60d各配比处理下较CK显著降低,明显改善了稻米的外观品质;60d控释尿素处理的食味值均高于CK,直链淀粉含量显著提高6.50%~13.94%,60d各配比处理的峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度也均高于100d各配比处理。因此,杂交籼稻徽两优858在机插同步一次性侧深施肥条件下,释放期为60d的控释尿素与普通尿素采用6∶4的组配方式更利于提高产量和改善品质。

江淮优良食味高产中熟常规粳稻品种的特征

从103个中熟常规粳稻品种(品系)中,根据不同食味值和产量水平筛选出具有代表性的3种类型(味优高产、味优中产、味中高产),系统比较各类型品质和产量,以探究江淮优质食味与高产协同的品种特征。结果表明,味优高产类型品种加工品质与味中高产类型品种无显著差异。与味中高产类型相比,味优高产类型品种垩白粒率、垩白面积比、垩白度分别高82.06%、56.34%和93.28%,蛋白质含量、直链淀粉含量分别低14.21%、39.78%,胶稠度高8.73%,消减值和回复值分别低282.11%、37.88%。在产量方面,味优高产类型比味优中产类型高26.73%,其高产原因主要是具有较高的每穗粒数和结实率。与味优中产类型相比,味优高产类型单位面积穗数低22.26%,每穗粒数与结实率分别高42.12%、6.18%,成穗率高4.2%,抽穗期与成熟期叶面积指数分别高5.47%、16.94%,叶面积衰减率低7.25%,抽穗至成熟期干物质积累量和积累比例分别高24.07%和15.50%,着粒密度高40.33%。综上所述,味优高产类中熟常规粳稻的特征是,出糙率和整精米率都达国标1级;透明度由3级至5级不等;蛋白质含量在8%左右;直链淀粉含量在10%左右;胶稠度在75 mm以上; RVA谱消减值在-300 cP以下,回复值在600 cP以下。在产量方面其单位面积穗数310万穗hm–2左右,每穗粒数140个左右,抽穗后叶面积指数、干物质积累量与积累比例都能维持较高水平。

盐胁迫对水稻颖花形成及籽粒充实的影响

旨在探明盐胁迫对水稻颖花形成与籽粒充实性状的影响机制,本研究以江苏沿海滩涂大面积种植的常规粳稻南粳9108和盐稻12为试材,在盆栽条件下设置对照(check,CK,盐浓度0%)、中盐(medium-salinity stress,MS,盐浓度0.15%)和高盐(high-salinity stress,HS,盐浓度0.3%),分析盐胁迫对颖花分化与退化、花器官发育及籽粒充实的影响。结果表明,与对照相比,(1)盐胁迫下水稻产量显著下降,中盐和高盐胁迫下南粳9108产量降幅分别为18.7%和54.5%,盐稻12分别为24.3%和58.6%。(2)盐胁迫显著降低了每穗粒数,中盐和高盐胁迫下南粳9108每穗粒数较对照分别低8.6%和19.8%,盐稻12较对照分别低8.0%和25.9%。此外,中盐和高盐胁迫下南粳9108和盐稻12的结实率和粒重亦均显著低于对照。(3)盐胁迫下水稻颖花分化数与现存数下降,颖花退化数与退化率增加;盐胁迫降低了一次和二次枝粳颖花分化数和现存数,提高了一次和二次枝粳颖花退化数,二次枝粳颖花分化数和现存数的下降幅度和颖花退化数的增加幅度均高于一次枝粳。(4)盐胁迫下花药长度、宽度与体积降低,花药开裂率、花粉活力以及颖花长度与宽度呈类似趋势。本研究表明,盐胁迫抑制水稻颖花分化,促进颖花退化,导致每穗颖花数显著下降;影响花器官正常发育,并降低籽粒饱满度,使籽粒充实性状明显变劣。

大气CO2浓度升高和施肥对粳稻产量和稻米营养品质的影响--FACE研究

利用稻田FACE(Free Air CO2 Enrichment)系统平台,以武运粳23为供试材料,设置裂区试验,研究不同肥料处理下大气CO2浓度升高对常规粳稻产量性状和营养品质的影响。主区为CO2浓度,设置环境CO2浓度(Ambient)和高CO2浓度(增200μmol/mol)2个水平;裂区为施肥量,设置常规施肥和不施肥2个水平。结果表明,与Ambient相比,高CO2浓度环境下武运粳23籽粒产量略增,但未达显著水平;与常规施肥处理相比,不施肥处理显著减产(-34.0%),这主要是有效穗数大幅减少所致。大气CO2浓度升高使稻米蛋白质、K、P和S浓度显著下降,分别下降6.6%、6.7%、10.5%和11.7%,而Fe浓度显著上升(+12.6%)。与常规施肥相比,不施肥使稻米蛋白质、K、P、S、Mn浓度显著下降(最大降幅为26.1%),但植酸浓度显著增加(7.4%)。从单位土地面积上收获稻米营养组分的累积量看,大气CO2浓度升高对稻米营养组分累积量无显著影响(Ca除外),但不施肥处理使稻米除Ca外所有测定指标的累积量均显著下降(最大降幅达51.3%)。方差分析表明,CO2与肥料处理对稻米K、Mg、P、S、Zn、Fe浓度和Fe含量均有不同程度的交互作用。以上数据表明,高CO2浓度环境下武运粳23产量略有增加,但稻米矿质元素浓度呈一致下降趋势(除Cu、Fe外);不施肥使籽粒产量和元素累积量均大幅下降,但植酸浓度显著增加;CO2与肥料处理对部分稻米矿质元素浓度和累积量有显著的交互作用。

水稻花后叶面锌和尿素配施对稻米锌营养的影响

为研究水稻花后单独叶面施锌及配施尿素对不同品种糙米和精米锌含量及生物有效性的影响及其原因,以11个种子锌含量不同的水稻品种为试验材料,于开花期、花后6 d和12 d叶面分别喷施0.5%ZnSO_(4)(ZnSO_(4))和0.5%ZnSO_(4)+1%尿素(ZnSO_(4)-Urea),同期喷施等量清水作为对照,测定各品种成熟期糙米和精米的锌营养指标及花后剑叶气孔相关性状。结果表明:与精米相比,糙米的锌含量、植酸含量和植酸与锌摩尔比平均分别极显著增加31%、222%和151%。ZnSO_(4)、ZnSO_(4)-Urea处理使糙米锌含量较对照分别极显著增加28.2%和31.5%,精米锌含量分别极显著增加22.2%和27.6%。ZnSO_(4)、ZnSO_(4)-Urea处理对糙米、精米植酸含量均没有影响,但植酸与锌摩尔比均极显著降低,其中糙米两处理下均降低24.3%,精米则分别降低17.2%、20.3%。锌处理与品种或部位的互作对稻米锌含量有极显著影响,锌处理与部位的互作对植酸与锌摩尔比亦有极显著影响。相关分析表明,糙米及精米锌含量在叶面施锌后的增幅与开花期气孔导度均呈极显著正相关,而与稻米本身的锌含量呈显著负相关。由此可知,花后叶面施锌处理使稻米锌营养水平明显增加,增幅总体表现为籼稻大于粳稻,糙米大于精米,叶面锌肥与尿素配施效果更好;水稻种子锌水平低及其叶片气孔导度大均有利于叶面锌肥的吸收。

氮素穗肥对粳米淀粉特性和结构的影响及其与食用特征的关系

为研究氮素穗肥对粳米淀粉理化特性和精细结构的影响,明确粳米食用特征与淀粉特性和结构的关系,以南粳9108和南粳0212为供试材料,在相同基蘖肥用量下设置3个穗肥施氮水平(0、45和135 kg N hm^(-2)),测定了不同处理下粳米的淀粉特性及其结构,分析了其与食用特征间的关系。施用氮素穗肥降低了粳米食味值,高氮下差异显著。硬度、弹性、黏性和平衡性的绝对值与总蛋白含量均随穗肥施氮量的增加而提高,表观直链淀粉含量则与之相反。在淀粉特性和结构方面,增施氮素穗肥提高了淀粉溶解度、膨胀势、糊化焓、小淀粉颗粒占比、相对结晶度、红外比值(1045/1022 cm^(-1)),降低了淀粉回生焓、回生度、大淀粉颗粒占比、淀粉平均直径和红外比值(1022/995 cm^(-1)),高氮影响更趋明显。施用氮素穗肥降低了表观直链淀粉含量,提高了淀粉表层的有序性和结晶区稳定性,淀粉粒径变小,进而阻碍了淀粉膨胀和糊化,米饭硬度升高,食用口感变差。适量施用氮素穗肥可实现粳稻优质丰产协同。

臭氧胁迫对稻米淀粉热力学特征值影响及其强弱势粒间差异

地表臭氧浓度增高情形下水稻减产,米质呈变劣趋势,但稻米热力学特征值的变化及其与生长季、品种以及籽粒着生部位的关系均不清楚。本研究利用自然光气体熏蒸平台,以8个水稻品种为材料,设置高臭氧浓度为100nL·L^-1,对照浓度为9nL·L^-1。连续两年系统研究了高臭氧浓度熏蒸对成熟稻穗不同部位糙米热力学特性(DSC)的影响。与对照相比,臭氧胁迫使稻米热焓值极显著下降4.15%,但对糊化起始温度、糊化峰值温度、糊化终止温度、DSC曲线峰宽和峰高均无显著影响;2017年度稻米热焓值、糊化峰值温度、糊化起始温度和峰高极显著大于2016年,但DSC曲线峰宽表现相反;稻米所有6个DSC特征值的品种间差异均达极显著水平。从稻穗不同位置看,所有测定参数均表现为稻穗上部>中部>下部,除糊化起始温度外差异均达极显著水平。方差分析表明,臭氧×年度对热焓值、糊化峰值温度和糊化终止温度的影响均达显著或极显著水平,臭氧×品种对糊化峰值温度、糊化终止温度、DSC曲线峰宽和峰高均有极显著影响,而臭氧×部位仅对DSC曲线峰宽有显著影响。以上数据表明,稻米淀粉DSC热力学参数因生长季、供试品种以及籽粒着生部位而异,臭氧胁迫环境下稻穗不同部位稻米的热焓值总体上均呈下降趋势,表现为更易糊化的特点。

稻茬小麦氮高效品种产量构成和群体质量特征

在稻麦两熟条件下,将2016-2017和2017-2018年江苏扬州参试的24个和江苏睢宁参试的23个小麦品种按氮肥表观利用率(NUR)划分为高效(NUR≥50%)、中效(NUR 40%~50%)和低效(NUR≤40%)品种类型,比较其产量、产量构成因素和群体质量指标的差异,为稻茬小麦品种选用和大面积高产高效生产提供参考。结果表明,两年度在扬州均表现出高效的品种为扬麦25和宁麦21,在睢宁为淮麦35。扬州和睢宁氮高效品种产量分别高于6500 kg hm^-2和7000 kg hm^-2,均显著高于其他类型。与氮中效和氮低效品种相比,氮高效品种具有较高的穗数,穗粒数和千粒重品种类型间差异不显著。不同品种间产量和穗数与NUR均呈线性正相关。氮高效品种具有较高的孕穗期和开花期茎蘖数,分蘖成穗率,乳熟期叶面积指数,孕穗期、开花期和成熟期干物质积累量,花后干物质积累量和成熟期各营养器官干物质积累量。不同氮效率品种类型间花前干物质转运量和收获指数差异不显著。相关性分析表明,两地不同品种类型间孕穗期和开花期茎蘖数、乳熟期LAI、主要生育时期干物质积累量、花后和成熟期各营养器官干物质积累量均与氮肥表观利用率呈极显著线性正相关。表明稻茬小麦氮高效品种生育早期表现出较强分蘖能力,且生育后期具有较高叶面积指数和光合生产能力,可用于灌浆的花后同化物质较多。本研究初步提出成熟期干物质积累量16,000~20,000 kg hm^-2和花后干物质积量4100~6700 kg hm^-2可作为稻茬小麦高产高效品种的筛选指标。

盐胁迫下粳稻品种南粳9108分蘖特性及其与群体生产力的关系

旨在明确盐胁迫下水稻分蘖发生与成穗规律及其优势叶位,为沿海滩涂水稻高产栽培的分蘖合理利用与调控提供依据。以江苏沿海滩涂大面积种植的常规粳稻南粳9108为试材,设置对照(盐浓度0)、中盐(盐浓度0.15%)和高盐(盐浓度0.3%)环境,比较研究盐逆境下水稻分蘖发生与成穗特性及其对群体产量的贡献。结果表明,对照、中盐和高盐处理的两年平均产量(t hm–2)分别为9.7、7.4和4.2;中盐和高盐处理的穗数、每穗粒数、结实率和千粒重均显著低于对照。与对照相比,中盐和高盐处理下拔节、抽穗和成熟期群体茎蘖数和成穗率均较低。对照的分蘖利用以一次分蘖和二次分蘖为主,一次分蘖发生在第3至第7叶位,第4至第6叶位是分蘖发生与成穗的优势叶位,二次分蘖则以1/4和1/5蘖位优势较强;盐胁迫的分蘖利用以一次分蘖为主,第4至第6叶位是分蘖发生与成穗的优势叶位。盐胁迫下各蘖位的穗长、每穗粒数、着粒密度、一次枝粳数及粒数、二次枝粳数及粒数均低于对照。与对照相比,盐胁迫下水稻单株成穗数少、个体和群体生长协调性差、穗型小,最终单株和群体产量低。

水培条件下水稻全生育期耐盐筛选鉴定

通过分析水稻在盐胁迫和对照情况下的农艺性状表型差异,筛选出耐盐性强的水稻,为盐碱地的开发利用提供优良种质资源。本研究是水稻全生育期水培耐盐筛选,主要是对国内120份水稻品种进行耐盐性筛选,设置0、1.5‰、3‰、4.5‰和6‰5个盐浓度梯度,在成熟期时分别测定各个水稻品种的株高、主茎茎粗、根长、倒1叶长、倒1叶宽、倒2叶长、倒2叶宽、绿叶数、主茎穗长、茎干重、叶干重、穗干重、根干重、地上部干重、根冠比、穗数、穗粒数、千粒重、结实率和理论产量。首先利用四分位差法确定本研究的最佳筛选盐浓度;其次对最佳筛选盐浓度下的各个耐盐系数进行主成分分析,在主成分分析基础上通过模糊函数法得到隶属函数值和综合评价值(D值),用D值和各个品种的耐盐系数值进行逐步回归分析和相关分析,最后对各个水稻品种的D值用欧式距离和ward法进行系统聚类分析。结果表明6‰盐浓度是最佳筛选盐浓度,系统聚类分析结果表明在欧式距离为3.5处分类得到11个耐盐性极强的水稻品种,19个耐盐性强的水稻品种,24个耐盐性中等的水稻品种,45个耐盐性弱的水稻品种,21个耐盐性极弱的水稻品种。通过测定盐浓度为6‰时水稻成熟期倒1叶长、倒1叶宽、主茎穗长、地上部干重和主茎茎粗,利用回归方程可快速鉴定水稻的耐盐性大小。通过筛选得到的高耐盐水稻种质资源可以为进一步挖掘耐盐基因和培育水稻耐盐新品种奠定基础。

不同机械化耕播模式对冬小麦幼苗质量和产量的影响

该研究选用不同小麦耕播复式作业机械,并以传统耕播机械及人工撒播种植为对照,进行不同机械化耕播模式对小麦幼苗生长和产量的影响研究,以期为小麦高产高效机械化栽培提供理论与实践依据。研究结果表明,LCB-10型小麦精确施肥旋耕播种机复合作业模式(模式2)与双轴分层切削施肥播种镇压开沟复式作业模式(模式1)的作业效率、植被覆盖率和出苗率高,越冬初期的幼苗叶面积与干物质积累量均较大,越冬苗体健壮度高,群体穗数与总粒数多,产量高,经济效益好,适宜大面积推广。其中模式2与模式1的作业效率比其他模式分别高0%~260%、100%~620%,2 a出苗率平均高6.77%~20.60%、6.13%~19.87%,2 a产量平均分别达9894.38和9689.64 kg/hm^(2),分别比其他模式高23.84%~42.90%、21.28%~39.94%,2 a经济效益平均分别比其他模式高51.54%~112.68%、46.94%~106.23%;模式2的播种深度较深,出苗均匀度不高,而模式1的露籽率相对较高;2BFG-10(6)230旋耕智能施肥播种机复合作业模式(模式4)的植被覆盖率高于模式3(LCB-10型小麦精确施肥旋耕播种机少免耕机条播模式)与模式6(传统浅旋耕整与人工撒播模式),出苗率与出苗均匀度高于模式3、模式5(传统机械施肥旋耕撒播模式)与模式6,露籽率少于模式5与模式6,群体干物质积累量较高,成熟期群体穗数、总粒数、产量与经济效益也均显著高于模式3、模式5与模式6,其中2 a产量平均高7.01%~15.39%,经济效益高14.23%~40.35%,也较适宜大面积推广应用。模式6由于大量使用人工,人工成本高于机械费用,虽播深适宜,但作业效率低,露籽率高,出苗均匀度差,幼苗单株分蘖数少,成熟期穗数少,穗型小,产量与经济效益最低,不适合小麦规模化丰产高效生产。

高产高效型半冬性小麦品种的产量构成、氮素积累转运和籽粒品质特征分析

为给半冬性小麦优质、高产、高效协同生产提供理论依据,在江苏睢宁连续3个小麦生长季,以22个半冬性品种为材料进行大田试验。根据籽粒产量和氮肥利用效率,通过系统聚类将品种分为高产高效(HH)、中产中效(MM)和低产低效(LL)3个类型,研究其产量构成、氮素吸收与利用和籽粒品质间差异。结果表明,3个年度HH籽粒产量和氮肥利用效率均显著高于MM和LL。HH实现高产是由于具有显著高的总结实粒数,即穗数和穗粒数的协同增加;实现高效得益于高的氮肥吸收效率和氮肥生理利用效率。HH高的氮肥吸收效率是由于花前氮素积累量的提高,有助于更多的氮素向籽粒转运,进而提升籽粒氮素积累量。分析指示,在一定范围内籽粒产量和总结实粒数可与单粒氮素积累量协同提升;当籽粒产量高于9.5 t hm^(-2)或总结实粒数高于2.2×10^(8)hm^(-2),单粒氮素积累有下降趋势。蛋白质、湿面筋含量和沉降值表现为HH类型均显著高于MM和LL。综上所述,高产高效型半冬性小麦品种具有高的总结实粒数、氮素吸收与转运量以及籽粒氮素积累的特征,且因单粒氮素积累量提升,改善了籽粒中蛋白相关品质。

甬优籼粳杂交稻栽后地上部干物质积累动态与特征分析

2015—2016年,以甬优籼粳杂交稻(甬优1540和甬优4540,全生育期天数169~171 d),常规粳稻(镇稻13号和武运粳30,全生育期天数159~160 d)和杂交籼稻(两优培九和扬两优6号,全生育期天数140~141 d)为试材,比较分析不同类型品种栽后地上部干物质积累特征及其差异。甬优籼粳杂交稻2年平均产量为12.4 t hm^–2,较常规粳稻和杂交籼稻分别增产7.8%和23.3%,差异显著。与常规粳稻和杂交籼稻相比,甬优籼粳杂交稻穗数、结实率和千粒重较低,每穗粒数则较高;籼粳杂交稻成熟期干物质积累量较高,收获指数较低。成熟期茎鞘和叶部干物重及其所占比例均呈籼粳杂交稻>常规粳稻>杂交籼稻;穗部干物重以籼粳杂交稻最高、杂交籼稻最低,穗部干重所占比例则呈相反趋势。甬优籼粳杂交稻、常规粳稻和杂交籼稻栽后地上部干物质积累动态均以Gompertz方程拟合效果较好。不同类型品种栽后地上部干物质积累速率均呈先升后降的单峰曲线变化趋势,籼粳杂交稻、常规粳稻和杂交籼稻最大干物质积累速率出现的时间分别在栽后61~62、64~66和63~64 d。籼粳杂交稻栽后最大干物质积累速率较常规粳稻和杂交籼稻分别高17.7%和17.3%。与常规粳稻和杂交籼稻相比,籼粳杂交稻在渐增期、快增期和缓增期阶段平均干物质积累速率均较高;渐增期和快增期阶段的干物质积累天数较低,缓增期阶段的干物质积累天数则较高。籼粳杂交稻在渐增期、快增期和缓增期阶段的干物质积累量均高于常规粳稻和杂交籼稻。本研究建立了符合不同类型水稻栽后地上部干物质积累动态特征的Gompertz方程;与常规粳稻和杂交籼稻相比,籼粳杂交稻在渐增期、快增期和缓增期阶段的干物质积累量均具优势,渐增期和快增期较高的干物质积累量主要由于此阶段较高的干物质积累速率,缓增期较高的干物质积累量是由于较高的干物质积累天数和积累速率。

缓释氮肥配施尿素对迟播小麦产量形成及氮素利用的影响

为建立稻茬迟播小麦树脂包膜缓释氮肥高效施肥模式与技术,以冬小麦品种扬麦23为材料,以43%树脂包膜缓释氮肥(PCU,含氮43%)和尿素(U,含氮46%)为氮肥,设置“一次性基施”(A)与“一基一追”(B)2种施肥模式,共形成100%树脂包膜缓释氮肥基施(A1)、80%树脂包膜缓释氮肥+20%尿素基施(A2)、60%树脂包膜缓释氮肥+40%尿素基施(A3)、80%树脂包膜缓释氮肥基施+20%尿素返青期追施(B1)、80%树脂包膜缓释氮肥基施+20%尿素拔节期追施(B2)、60%树脂包膜缓释氮肥基施+40%尿素返青期追施(B3)、60%树脂包膜缓释氮肥基施+40%尿素拔节期追施(B4)等7个施肥处理,分析了缓释氮肥与尿素配施对迟播小麦产量及其构成、茎蘖动态、干物质积累、叶面积指数、SPAD值、氮素利用效率等指标的影响。结果表明,一次性基施模式处理(A1~A3)的小麦产量显著低于常规施肥(CK,基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥=5∶1∶2∶2);“一基一追”两次施肥模式处理(B1~B4)的产量显著高于CK,泰州与扬州两地分别平均增产5.77%和5.64%,其中B4处理产量最高,分别为8796.80和7848.18kg·hm,分别比CK高8.30%和9.05%;与CK相比,“一基一追”两次施肥模式处理的生育中、后期叶面积指数和干物质积累量、乳熟期旗叶SPAD值、全生育期吸氮总量与氮素利用效率、净效益均不同程度地提高;不同施肥处理中,B4处理氮素各利用指标表现最优,其中氮素积累总量及经济净效益平均达到266.83kg·hm和11992.96元·hm。综上,“60%树脂包膜缓释氮肥基施+40%尿素拔节期追施”是稻茬迟播小麦树脂包膜缓释氮肥高产高效施肥方式。

不同基因型小麦品种倒春寒抗性分析及其评价

倒春寒是限制我国黄淮和长江中下游冬麦区小麦高产稳产的重要因素。为了明确黄淮和长江中下游冬麦区24个主栽或近年来审定的小麦品种倒春寒抗性强弱,在拔节期利用人工气候室进行冷冻胁迫处理(两种强度:L1,-4℃/1 d;L2,-2℃/2 d),对这些品种叶片受冻指数、幼穗冻伤率、产量等指标进行调查,以鉴选抗倒春寒的小麦品种,同时对品种倒春寒抗性(叶片受冻指数和幼穗冻伤率)与品种冬春性、越冬期抗寒性(叶片受冻指数)和农艺性状(如茎长、茎粗、SPAD等)的关系进行了分析。结果表明,各品种叶片受冻指数、幼穗冻伤率及产量降幅在L1和L2下的表现有所不同。在L1和L2下,淮麦20、江麦816和济麦22的叶片受冻指数、幼穗冻伤率和主茎产量降幅整体上表现较低;而连麦8号、淮麦20、柳麦618和镇麦12的产量降幅表现较低。虽然小麦品种倒春寒抗性、冬春性和越冬期抗寒性间存在密切关系,但单个品种的三者之间并无必然关联。拔节期农艺指标难以反映小麦品种的倒春寒抗性。