北方直立穗型粳稻抗倒性的研究

【目的】培育抗倒能力强的水稻品种是实现水稻高产优质所面对的重要课题。本研究旨在探讨北方直立穗型粳稻抗倒性,为提高北方粳稻抗倒性,实现水稻高产优质提供一定的理论依据。【方法】以12个不同穗颈弯曲度的北方粳稻品种为试材,于齐穗后30d,研究了直立穗型与弯曲穗型粳稻地上部分各节间抗倒伏能力的差异,并通过对茎秆抗折力与茎秆形态性状、茎秆解剖结构和茎秆化学成分进行相关分析,研究了直立穗型粳稻抗倒的茎秆形态特点与生理基础。【结果】直立穗型粳稻穗下第1节间(N1)、第2节间(N2)、第3节间(N3)和第4节间(N4)的弯曲力矩与弯曲穗型品种差异不显著,但N1、N2、N3的抗折力却显著提高,从而使N1、N2、N3的倒伏指数显著或极显著低于弯曲穗型粳稻,说明中上部节间抗倒能力明显增强。进一步分析直立穗型与弯曲穗型粳稻茎秆解剖结构、化学成分以及它们与茎秆抗折力的相关性后发现,直立穗型粳稻N1、N2、N3抗折力强的主要原因是:(1)茎壁厚度和茎壁面积增大,节间抗折的物理性状明显提高;(2)大小维管束数目多,大小维管束、韧皮部、木质部面积增大,节间内部组织的结构明显改善;(3)纤维素含量高,支持细胞壁结构的物质含量多。【结论】茎壁厚度、茎壁面积、维管束性状及纤维素含量可以作为选育抗倒伏品种的主要参考指标。就北方粳稻而言,培育直立穗型品种,更容易获得抗倒性强的品种。

东北三省水稻产量和品质及其与穗部性状关系的初步研究

以2004年辽宁、吉林、黑龙江3省水稻区域试验品种(品系)为试材,在栽培管理水平高、有代表性的沈阳、公主岭、佳木斯区试点,研究穗部性状及其与产量和品质关系的结果表明,3省各自产量及其构成因素的品种间差异均达到极显著水平,辽宁产量极显著高于另两省,后两省间差异不显著;辽宁穗数和每穗粒数分别极显著低于和高于另两省,其他产量构成因素省份间差异不显著;除一次枝梗结实率外,3省各自穗部性状的品种间差异都达到显著或极显著水平;辽宁穗部性状特点一是穗长较另两省短2cm左右,接近显著水平,着粒密度极显著高于另两省,二是一次枝梗数和一次枝梗粒数极显著高于另两省;糙米率是吉林>辽宁>黑龙江,精米率是吉林>辽宁、黑龙江,整精米率有黑龙江>吉林>辽宁的趋势,长宽比是辽宁、黑龙江>吉林,垩白率是吉林>辽宁、黑龙江,食味值是黑龙江>吉林>辽宁;每穗粒数及其密切相关的着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗粒数、二次粒率与加工品质均呈负相关趋势,而结实率及其组成部分一、二次枝梗结实率与加工品质均呈正相关趋势,食味值与穗部性状的关系也表现类似趋势。

水稻齐穗期冠层温度分异及其相关特性的研究

在晴昼有水层、晴昼无水层和夜间有水层等不同条件下,通过对水稻不同品种(系)齐穗期茎、叶表面温度和气孔、最终产量等性状的观测,研究了水稻冠层温度的分异及其相关特性。结果表明:不同基因型品种存在着较为明显的温度分异现象,在不同天气和土壤水分状态下,水稻冠温均表现为差异显著的3种类型—暖温型、冷温型和中间型。在晴昼有水层条件下,暖温型与冷温型冠温相差幅度为0.1～2.3℃;在晴昼无水层情况下,冠温相差幅度为0～6.7℃,在夜间有水层条件下,冠温相差幅度为0～1.4℃。总体上看,有水层的冠温普遍低于无水层的冠温,夜间的冠温均低于白昼的冠温。与冷温型水稻相比,暖温型水稻的气孔长度和气孔宽度较大,而气孔密度较小,蒸腾速率较低,中间型水稻介于两者之间。暖温型材料产量高于冷温型材料,但没达到显著差异,且各产量构成因素差异没有明显规律。冷温型水稻糙米率、精米率和直链淀粉含量较高,垩白度和垩白率较低,碾米品质和外观品质较优,但其他稻米品质差异没有明显规律性。

北方超级粳稻根系生理、叶片光合性能特点及其相互关系

以北方粳型超级稻代表品种沈农265和沈农606为试材,秋光和辽粳294为对照,采用盆栽试验,在不同生育时期测定根系伤流速度、根系吸收面积、单株根系氧化力和叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。结果表明,沈农265和沈农606在整个生育期内根系吸收面积、单株根系氧化力和伤流速度都显著地高于对照品种,特别是在生育后期,根系衰老缓慢,生理活性强。在灌浆结实期,两个品种的叶绿素含量和光合速率与对照品种差异显著,光合特性下降速度明显慢于对照品种。说明超级粳稻沈农265和沈农606具有明显的根系生理优势和叶片光合优势,灌浆结实期根系生理活性与叶片叶绿素含量呈显著正相关。

东北三省水稻品质性状比较研究

以2002-2007年辽宁、吉林和黑龙江三省水稻区域试验参试材料为试材,统一取样测定主要品质指标,分析品质性状的省份间差异、变化及其相互关系。结果表明,东北三省水稻碾磨品质普遍较高,其中吉林省参试品种糙米率和精米率最高,辽宁省参试品种整精米率最高;对于垩白粒率和垩白度,辽宁省与吉林省相差不大,但都显著高于黑龙江省;长宽比吉林>辽宁>黑龙江;蛋白质含量辽宁>吉林>黑龙江,直链淀粉含量则相反,但辽宁与吉林之间差异没有达到显著水平;胶稠度辽宁>黑龙江>吉林。近年来黑龙江和吉林水稻整精米率、黑龙江糙米率有所降低。粒长、长宽比与糙米率、精米率呈极显著负相关,垩白粒率、垩白度与精米率、整精米率和长宽比呈极显著负相关。因此,在水稻育种和栽培中,辽宁和吉林应主攻降低垩白粒率和垩白度,黑龙江和吉林应注意防止整精米率降低,黑龙江还要注重提高糙米率。

几个不同穗型水稻品种籽粒灌浆特性的研究

为了揭示直立大穗型水稻品种穗上不同粒位籽粒的灌浆特性,以沈农265等5个不同穗型水稻品种为材料进行田间试验,用Richards方程W=A/(1+Be-bt)1/N对不同粒位籽粒的灌浆过程进行统计回归分析。结果表明,不同穗型品种不同粒位籽粒灌浆特性存在较大差异,直立穗型品种沈农265差异最大,相对一次枝梗籽粒和上部二次枝梗籽粒而言,中下部二次枝梗籽粒灌浆峰值低且达到峰值的时间晚,但是达到峰值后下降缓慢,因此籽粒增重曲线接近直线,最终粒重也与其他粒位接近。可见尽管供试的直立大穗型品种不同粒位籽粒灌浆存在比较激烈的竞争,但是中部和下部二次枝梗籽粒完全可以正常充实。

田间配置方式对水稻群体生态环境及物质生产的影响

比较研究育苗、移栽和田间分布方式的结果表明 :不同栽培方式对产量的影响均未达到显著水平 ,钵盘育苗、有序排列、摆秧有分别比软盘育苗、无序排列、插秧增产的趋势 ;育苗方式主要影响移栽后的缓苗和茎蘖数目的下降 ,钵育秧苗缓苗快 ,分蘖发生早 ,后期下降缓慢 ;分布方式主要影响后期茎蘖数目的下降 ,有序分布群体生育后期茎蘖动态平稳 ,下降缓慢 ;移栽方式主要影响生育前期的茎蘖动态 ,摆秧有利于分蘖的早生快发 ;有序排列群体风速和CO2 浓度较高 ,有利于提高结实期物质生产能力。

水稻株型性状与稻曲病发病程度关系的研究

以54个对稻曲病抗感程度不同的3种穗型粳稻品种(系)为材料,对田间稻曲病自然发病情况进行调查,计算发病率、严重度和损失率。分析稻曲病与株高、剑叶长、剑叶角等株型性状及穗长、颈穗弯曲度、着粒密度等穗部性状的关系。结果表明,稻曲病的发生存在着显著的品种间差异,直立穗型品种的发病率最高,并且显著高于弯曲穗型和半直立穗型,弯曲穗型品种的发病率略高于半直立穗型,但二者差异未达到显著水平。稻曲病的发生与株型特点并无必然的联系,而与穗部性状有较密切的关系,相关性大小为每穗粒数>二次枝梗粒数>二次枝梗数>着粒密度>二次粒率。同时还与单位面积穗数有一定联系。每穗粒数较多,尤其是二次枝梗上粒数较多是稻曲病发病率高的根本原因,穗型的直弯并不是影响稻曲病发病率的主要原因。

东北三省水稻籽粒充实率及其与产量和品质的关系研究

以2005年辽宁、吉林、黑龙江3省水稻区域试验品种(品系)为材料,在栽培管理水平高、有代表性的沈阳、公主岭、五常区试点,研究了东北不同地区水稻籽粒充实率的差异,充实率与产量、穗部性状、品质、淀粉RVA谱特征值的关系。结果表明3省籽粒充实率以黑龙江最高,辽宁和吉林差异不显著;饱谷千粒重是吉林>黑龙江>辽宁,相互差异显著;受精粒千粒重是吉林和黑龙江极显著高于辽宁,吉林与黑龙江差异不显著;饱粒率和结实率是辽宁、黑龙江>吉林;充实率与产量正相关不显著,与着粒密度、二次枝梗数、二次枝梗粒数和二次粒率显著或极显著负相关,与穗型指数、一次枝梗结实率和二次枝梗结实率显著或极显著正相关;与碾磨品质和外观品质关系密切,对其有正面影响。RVA谱特征是黑龙江峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度、回复值、消减值和起浆温度最大,辽宁崩解值最大,吉林峰值粘度时间最大,并且充实率与RVA谱特征值关系密切。

东北地区水稻产量和品质演进特征研究

以东北地区近40年生产上应用的18个代表性品种为材料,依据育成年代分为2000年以来、上世纪90年代、80年代和70年代(本文所指70、80、90年代均为20世纪),研究产量及其构成因素、穗部性状和品质的变化特性。结果表明,随着品种改良,产量均呈增加趋势,平均每个年代增长0.841 t/hm2,平均增长率为11.6%,主要是由于总颖花量的增加,其关键在于每穗粒数的增加。随年代演进,结实率逐步提高,近3个年代千粒重差异不显著,但极显著低于70年代。由70年代至90年代,出糙率、精米率和整精米率分别提高1.5%、7.1%、25.9%,而近年来育成的品种出糙率显著下降,精米率和整精米率无显著变化。粒长和长宽比随年代演进呈增加趋势,白度、垩白度、蛋白质含量下降,直链淀粉含量略有增加,食味品质明显改善。

北方粳稻不同品种产量及其与穗部性状相关性研究

研究北方超级稻沈农265和沈农6014的产量及其与穗部性状相关性的结果表明,沈农265和沈农6014产量水平较高。其中沈农265比对照品种辽粳294和辽粳371分别增产7.96%和14.16%,与二者的产量差异均达到了显著水平;沈农6014比对照品种辽粳294和辽粳371分别增产9.50%和15.80%,与它们的产量差异也达到了显著水平。虽然沈农265和沈农6014的千粒重和穗数较低,但可以通过保证较高的每穗粒数来获得高产。结实率与一次枝梗数、一次枝梗粒数、一次枝梗结实率、一次枝梗着粒密度、二次枝梗结实率、二次枝梗着粒密度呈显著或极显著的正相关。产量与着粒密度呈显著的正相关,而结实率与着粒密度的相关性不显著,表明遗传改良已经克服了着粒密度对结实性的不利影响,提高千粒重是超高产品种进一步高产的重要途径。

水稻穗分化期不同土壤水势叶温及生理性状变化

以水稻开粳1号为材料,研究不同土壤水势梯度下不同胁迫时间及复水处理对叶片温度、叶片生理指标的影响。结果表明,在白天不同测定时间内,各土壤水分胁迫下,随土壤水势的降低,叶片温度升高,但在试验处理梯度内,叶温均低于气温,各处理复水7 d后叶温基本相同,且仍低于气温;在控水期间叶绿体色素含量降低,复水7 d后叶绿体色素含量增加,轻度水分胁迫(-0.02～-0.05MPa)处理高于控水14 d水平,重度水分胁迫(-0.06～-0.08MPa)高于控水7 d水平,表现为补偿现象,15∶00时叶温与叶绿素a呈极显著负相关;丙二醛(MDA)含量在轻度水分胁迫下先降低,复水后升高,但仍与控水初期水平相当,在重度水分胁迫下先升高,复水后降低,但仍高于控水初期,13∶00时丙二醛含量与叶温呈极显著正相关,14∶00时呈显著正相关。

超绿水稻色素含量及其光合特性研究

[目的]研究超绿水稻叶片叶绿素含量及其光合特性。[方法]以超绿水稻沈农19-6为研究对象,以叶色淡绿的沈农12-5、沈农07-015和叶色正常的丰锦、沈农265水稻品种作为对照,测定各品种水稻的叶绿素含量,分析其光合特性。[结果]结果表明,在不同生育时期,超绿水稻叶片的叶绿素含量都极显著高于其他品种。类胡萝卜素含量的变化规律与叶绿素含量的变化规律基本一致,即具有较高叶绿素含量的同时也具有较高的类胡萝卜素含量。整个生育期,超绿水稻叶片均保持较高的叶绿素a、叶绿素b含量,而其比值则较小;超绿水稻叶片的净光合速率没有因叶绿素含量较高而显著提高,但气孔导度和蒸腾速率始终维持在较高的水平,且在成熟期显著高于其他品种。[结论]该研究结果为进一步研究和推广应用超绿水稻奠定基础。

施氮条件下不同株型水稻品种的土壤硝化-反硝化研究

以穗型直立的紧凑型水稻品种沈农07425和穗型弯曲的松散型水稻品种秋光为材料，在不同氮素水平下研究两种侏型品种的土壤硝化-反硝化作用强度。结果表明，施氮条件下不同株型品种的土壤硝化作用强度存在差异，紧凑型沈农07425施氮处理的硝化作用强度随施氮量增加而增强，最大值为齐穗期高氮处理．分别较低氮、中氮处理及PK和CK处理高18-87％、16．53％、60．29％和56．60％；而松散型秋光施氮处理以分蘖期低氮的硝化作用强度最大，较中氮、高氮处理高13．32％和3．05％，但比PK和CK处理小21．27％和27.37％。施氮条件下紧凑型沈农07425与松散型秋光的反硝化作用强度表现一致．施氮水平越高，反硝化强度越大。齐穗期反硝化作用强度最大，此时两品种施氮处理的反硝化作用强度分别比PK和CK处理高24．20％～63．04％和50．29％～77．90％。相关分析说明，不论紧凑型品种还是松散型品种，为减少硝化-反硝化氮素损失，应强调在拔节期追肥，

直立穗基因对水稻源、库、流有关性状影响的研究

以1对近等基因系及其亲本为材料,研究了直立穗型基因对水稻源、库、流及相关性状的影响,结果表明:带有直立穗基因的水稻品种与不带直立穗基因的品种产量差异显著,亲本之间辽粳5号产量显著大于丰锦,近等基因系间带有直立穗型基因的品种显著大于不带直立穗基因的品种。带有直立穗型基因的品种库容量大,干物质生产能力强,流畅,茎秆的干物质输出率和转换率高,另外直立穗型基因除了使穗型直立外,还具有使穗长变短、叶型直立,进而使群体的环境条件优越,产量较高。

东北三省水稻穗上不同部位碾磨及外观品质的比较研究

为明确中国东北地区水稻品种品质的特点,以2007年辽宁、吉林、黑龙江三省水稻区域试验品种(品系)为试材,在栽培管理水平高、有代表性的沈阳、公主岭、五常区试点,对三省穗上不同部位碾磨及外观品质进行比较。结果表明,辽宁省品种糙米率和整精米率均居于三省之首;辽宁省品种精米率较高,略高于黑龙江和吉林,但三省之间差异不显著;粒长和长宽比呈现黑龙江>辽宁>吉林的趋势;吉林白度高于辽宁,显著高于黑龙江;垩白度和垩白率均为吉林略高于辽宁,二省均极显著高于黑龙江。

不同株型水稻品种对氮肥的敏感性研究

以穗型直立的紧凑型水稻品种沈农07425和穗型弯曲的松散型水稻品种秋光为试材,在不同施氮水平下,研究粳稻品种地上部对氮肥的敏感性。结果表明:增施氮肥对两水稻品种株高、分蘖数、叶绿素含量(SPAD值)和单株叶面积均起促进作用。沈农07425和秋光株高的施氮增加率为10.81%～25.72%和0.63%～15.69%,分蘖的施氮增加率为46.27%～79.92%和17.39%～54.17%,单株叶面积的施氮增加率为12.71%～278.41%和22.34%～259.82%。除分蘖期CK处理的SPAD值较大外,其他时期沈农07425的SPAD值的施氮增加率为13.29%～101.86%,秋光SPAD值的施氮增加率为9.08%～63.74%。表明地上部性状对氮肥的响应程度品种间差异较大,穗型直立的紧凑型水稻品种沈农07425较为敏感,适于高氮条件下种植。

中国辽宁省杂草稻遗传多样性及群体分化研究

杂草稻是指在稻田间或周边作为杂草类型而伴随栽培稻生长的水稻植株,现已严重发生于中国辽宁省。2003—2005年对中国辽宁稻区的杂草稻进行了初步的考察、收集和整理,对其植物学特性进行了初步研究;利用收集到的部分杂草稻、栽培稻和野生稻,采用SSR分子标记方法对其遗传多样性和群体分化进行了初步研究。发现杂草稻植物学特性变异较大。SSR分子标记结果表明,中国辽宁杂草稻具有较高的遗传多样性,30对SSR引物中有26对在杂草稻中扩增出多态产物,多态性位点所占比例为86.67%,Shannon多样性指数平均为0.762。杂草稻群体的基因分化系数(GST)平均为0.843,杂草稻群体间的遗传分化较大,遗传差异明显。中国辽宁杂草稻与当地粳型栽培稻血缘关系很近,与籼稻和野生稻的遗传关系较远,很可能起源于当地栽培稻品种,是栽培稻种个体间自然杂交、回复突变等产生的退化类型,远距离种子调运促进了它的进一步扩散。

用SSR标记评估东北三省水稻推广品种的遗传多样性

利用53个SSR标记和24个表型性状分析东北三省107个水稻推广品种,探讨东北水稻推广品种群体遗传多样性及不同育成年代、省份间的遗传多样性和互补性。结果表明,表型遗传多样性高于DNA水平,年代间表型与微卫星标记的遗传多样性具有较高的相似性,而地区间无明显相似性。东北水稻推广品种遗传多样性比较狭窄,随着时间推移增加的新等位基因多于消失的旧等位基因数。三省水稻推广品种遗传多样性呈现黑龙江>吉林>辽宁的趋势,但由于地区间频繁引种,东北水稻品种在区域上的遗传分化已不明显,其差异主要来源于品种间的基因型差异。不同省份存在较多的互补等位变异,最多的在黑龙江和辽宁之间。不同省份和不同年代间分别拥有各自特有和特缺的等位变异。参试品种可分为5个类群,每一类群均有两个以上年代(省份)品种分布。

不同氮肥施用模式下北方粳型超级稻物质生产特性分析

以北方粳型超级稻品种沈农265为试材,分析了4种不同施氮模式的群体叶蘖建成动态、物质生产特性及产量构成特点,探讨了不同施氮模式下物质生产特性对产量形成的影响。结果表明,各施氮模式均表现14.5kg667m-2施氮水平产量显著高于12.5kg667m-2施氮水平的产量,且14.5kg667m-2施氮水平各施氮模式增产都是因为增加了穗外因素(穗数、单位面积颖花数和单位面积实粒数),降低了穗内因素(穗重、千粒重、结实率、每穗总粒数和每穗实粒数)。在相同施氮总量下,"三段五次"和"稳前、攻中、优后"施氮模式产量显著高于"一头轰"和"长效一次性"施氮模式,但"三段五次"模式以提高单位面积穗数、单位面积实粒数等穗外因素来增产,而"稳前、攻中、优后"模式以增加穗重、千粒重等穗内因素来获得高产,前两者产量都显著高于后两者,主要是因为前两者抽穗后新增同化产物(同化物直接供应量)和抽穗前营养器官储存物质的二次利用量(同化物间接供应量)均高,营养器官的物质输出率和对产量的贡献率均高。此外,在2种施氮水平下,前两者的氮肥农学利用率、氮肥表观利用率和单位土地面积上的总吸氮量均显著高于其他施氮模式。在14.5kg667m-2施氮水平下,前两施氮模式都获得了超高产量(>11thm-2)。