黑龙江省水稻株型演变及与品质相关性分析

为促进黑龙江省水稻优质育种工作,本研究选取53份黑龙江省2000~2016年审定推广的水稻品种,根据品种审定年份不同,对其株型及品质性状变化进行分析研究。结果表明,株型上的变化为:剑叶变宽,倒3叶变长变宽,倒2、3叶基角变小;株高变高,倒3节间变长、倒2节间变粗;穗长变短,粒数增多,粒重增加,二次枝梗结实率逐渐增高。品质性状上的变化为:加工品质及外观品质均得到一定程度改善,蛋白质含量降低,食味评分提高。倒2、3叶基角小,倒2、3节间较长,一、二次枝梗结实率高利于稻米品质改善。

栽培模式对寒地粳稻产量及养分吸收积累的影响

为探讨寒地粳稻高产与养分高效利用协调的栽培技术,以龙庆稻3号为试验材料,设置未施氮处理(N0)、当地农民栽培(对照,FP)、高产高效栽培(HYHE)和超高产栽培(SHY)4种栽培模式,分析不同栽培模式对水稻产量和养分吸收利用的影响。结果表明:高产高效栽培和超高产栽培两年的平均产量分别为8.58和11.73 t/hm^2,分别较对照提高13.19%和54.74%。与对照相比,在高产高效和超高产栽培模式下,水稻各器官及全株氮、磷、钾含量均显著提高,并在齐穗期保持了较高的全株氮素积累量,同时提高了全株氮、磷、钾素积累能力;在成熟期,植株各器官氮、磷、钾素积累量表现为穗部>茎鞘>叶片;高产高效和超高产栽培模式降低了氮、磷、钾素干物质和稻谷生产效率,不同栽培模式下的叶片和茎鞘氮素转运量、氮素表观转运率以及氮素转运贡献率和氮素收获指数均表现为:超高产栽培>高产高效栽培>当地农民高产栽培>未施氮空白对照。综上所述,高产高效和超高产栽培模式在保证水稻高产的同时,显著提高各器官及全株的氮、磷、钾含量以及氮、磷、钾的积累量,有利于寒地水稻养分的高效吸收与利用,从而获得高产高效。

氮肥运筹对寒地水稻产量及光合物质生产的影响

为探讨氮肥运筹对寒地水稻产量及光合物质生产的影响,以粳稻品种垦粳7号和垦粳8号为试验材料,于2017~2018年在大田条件下设置5种氮肥运筹方式:零氮空白处理T0、农民常规施氮T1(施氮量150 kg/hm^2,基肥∶追肥1∶追肥2=6∶3∶1)、平衡施氮T2(施氮量150 kg/hm^2,基肥∶蘖肥∶调节肥∶穗肥=4∶3∶1∶2)、减氮10%施肥T3(施氮量135 kg/hm^2,基肥∶蘖肥∶调节肥∶穗肥=4∶3∶1∶2)、调节氮肥前移T4(施氮量150kg/hm^2,基肥∶蘖肥∶调节肥∶穗肥=5∶3∶0∶2),其中以T1为对照,研究氮肥运筹对寒地水稻产量、干物质积累与转运、高效叶面积、光合势、群体生长率和净同化率的影响。结果表明:与T1相比,T2和T3的增产幅度分别为4.12%~12.79%和2.17%~7.11%,T4减产幅度为3.91%~17.32%;T2、T3改善了寒地水稻齐穗期至成熟期的群体结构,提高了群体干物质量、阶段干物质积累量以及叶、茎、鞘的物质输出量、输出率、转化率;此外,T2和T3也分别提高了齐穗期和灌浆盛期的高效叶面积以及拔节至成熟期群体叶面积指数,并使结实期叶面积衰减率分别显著降低了17.92%和28.92%;T2、T3和T4虽然降低了分蘖盛期至拔节期水稻光合物质生产,但拔节至成熟期的光合势、群体生长势和净同化率均高于T1。综上所述,平衡施氮方式和减氮施肥方式能有效地控制移栽至拔节期的物质生产,提高了齐穗期至成熟期光合生产和干物质转化效率,获得较高的群体质量,从而提高水稻产量。

秸秆配施氮素与腐植酸对玉米苗期系统抗性及土壤微生物的影响

作物秸秆还田后其腐解过程对土壤的理化特性及作物生长具有短期和长期的双重效应,采用秸秆还田配套措施缓解秸秆腐解对当季作物幼苗生长的不利影响,是提高作物秸秆还田技术效率的关键问题。本研究以秸秆腐解对作物系统抗性与土壤微生物影响为切入点,通过盆栽试验,研究玉米秸秆还田配施腐植酸及氮肥对土壤真菌、细菌和放线菌数量,以及玉米植株抗氧化系统和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化。结果表明:与不加入秸秆的对照比较,施用秸秆玉米抽雄期土壤放线菌、细菌和真菌的数量降低,从而影响了土壤微生物总量的增长。秸秆配施氮素或腐植酸降低了细菌、放线菌和真菌数量,因此,氮素或腐植酸配施秸秆处理拔节期的土壤微生物总量较只施用秸秆处理分别显著降低了29.3%和42.7%,两者同时配施处理的微生物总量显著降低了63.2%。施用秸秆使玉米拔节期超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性较不施用秸秆对照显著降低,超氧阴离子自由基(SAR)的积累导致丙二醛(MDA)含量显著增加和PAL活性的增强,秸秆配施氮肥导致SOD和POD活性的进一步降低和MDA含量的增加。施用秸秆对抽雄期玉米抗氧化系统的影响较小,但秸秆配施氮肥和腐植酸显著降低了POD活性。抽雄期施入秸秆处理的PAL活性较不施用秸秆对照降低了26.8%,但秸秆配施腐植酸或氮肥的PAL活性较只施秸秆处理分别显著提高了69.3%和60.1%,秸秆同时配施腐植酸和氮素处理的PAL活性较只施秸秆处理显著提高了76.2%。抽雄期只施用秸秆处理的植株干重较不施用秸秆对照降低了28.3%,秸秆配施腐植酸或氮肥处理的干重较只施用秸秆对照分别显著增加了24.4%和59.2%,秸秆同时配施腐植酸和氮素处理的干重较只施用秸秆处理显著增加了28.2%。因此,增施氮肥和腐植酸可以作为玉米连作下秸秆还田技术的配套措施。

解析玉米籽粒脱水的动力问题

玉米籽粒水分损失大致可以分为2个阶段。第一阶段,是与籽粒灌浆相关的发育失水,始于籽粒灌浆到生理成熟结束。籽粒灌浆过程中水分损失虽然是蒸发水分损失和籽粒干物质积累共同作用的结果,但是这一阶段籽粒脱水的主要动力来源于干物质向籽粒中沉积,主要受库源关系的调控。第二阶段,籽粒成熟之后的干燥脱水,在这一阶段籽粒水分损失完全通过种子表面蒸发进行,是一个物理过程,虽然与基因型有关,但是主要受环境因素的影响。

玉米低温响应NAC转录因子的分子特性分析

利用Illumina HiSeq技术,分别构建5℃和22℃处理下的两个玉米叶组织转录组。从转录组数据中共分离出38条低温响应NAC基因,包括6条膜结合转录因子;38条NAC中30条为上调,8条为下调。38条ZmNACs被分为12个亚族(NAC a-1),其中,7条上调低温响应ZmNACs属于逆境相关亚家族(Stress related/NAC-h)。同一亚家族内,蛋白结构域和内含子/外显子结构相对保守。不同ZmNAC基因的在不同组织部位和发育阶段的表达模式有很大变化。许多重要的非生物胁迫相关元件在38条ZmNACs的启动子中高度富集。