江立庚[1]2003年在《水稻品种氮素吸收利用效率的生理生态特征及调控研究》文中认为提高水稻氮素利用效率是优质、高效、生态、安全作物生产急需解决的重要问题。选用氮素高效基因型和合理的氮肥调控是目前提高水稻氮素利用效率的有效途径。本研究在南方稻区生态条件下，以30个代表性籼型水稻品种(组合)为基础，系统研究了水稻氮素吸收、利用的基因型差异及氮肥运筹与高效硅肥对水稻氮素利用效率的影响，明确了水稻氮素利用效率的改良潜力、生理机制及栽培调控途径。 不同水稻品种的氮素吸收总量、氮素生产效率、氮素农艺效率、氮素运转效率、氮素收获指数和氮素回收效率存在显着或极显着的差异，水稻氮素吸收与利用效率具有较大的基因型潜力。不同类型品种的氮素吸收、利用效率不同，生育期较长的基因型具有较高的氮素吸收效率、氮素生产效率以及氮素农艺效率；杂交稻具有较高的氮素生产效率、氮素农艺效率、氮素回收效率和氮素收获指数。发现同一基因型的不同氮素吸收与利用效率指标及同一基因型同一氮素利用效率指标在早晚季的排序相差较大，因此提出了对氮素吸收与利用效率经标准化转换后进行排序的综合评价方法，并建立和采用吻合系数来评价各基因型早晚季氮素吸收与利用效率排序的吻合度。 提出了水稻植株N、P、K、Si积累平衡的评价指标—养分平衡指数和养分偏离系数，实现了对水稻体内养分平衡的定量表达，并分析了基因型氮素积累与N、P、K、Si积累及其平衡的关系。发现水稻基因型氮素积累量随磷、钾和硅素积累量的增加而极显着地增加，基因型氮素干物质生产效率随养分平衡指数增加而显着增加，随养分偏离系数增加而显着降低，但养分平衡指数和养分偏离系数与氮素积累量的相关不显着，表明养分平衡显着地影响水稻品种的氮素利用效率，但不影响品种对氮素的吸收。 解析了水稻总氮素积累与不同形态氮素积累及功能叶氮素积累的关系。水稻植株各形态氮素中，蛋白氮约占植株总氮素的74.27％～87.14％，水稻植株氮素含量和积累量与植株蛋白氮含量和积累量呈极显着的正相关。在各非结构性氮素形态中，叶片游离氨基酸、叶绿素含量与植株氮素含量和氮素干物质生产效率呈极显着或显着相关，而类胡萝卜素和叶鞘硝态氮与植株氮素吸收利用没有表现出明显的相关。水稻的氮素干物质生产效率还与各形态氮素的相对含量有关，抽穗前植株保持相对较高的游离氨基酸、叶绿素、类胡萝卜素和硝态氮含量，而抽穗后保持相对较低的含量有利于提高氮素利用效率。功能叶氮素积累特性对总氮素吸收利用产生重要影响，单个叶片氮素积累量在全生育期与总氮素吸收利用呈极显着或显着相关；幼穗分化期、抽穗期和灌浆期功能叶氮素分配比率分别与氮素积累量和氮素干物质生产效率呈极显着或显着相关；生育后期功能叶叶片和叶鞘氮素分配比与氮素干物质生产效率呈极显着或显着水稻品种氨素吸收利用效率的生理生态特征及调控研究负相关。 系统研究了肥料运筹对叁类水稻品种氮素利用的调控效应以探讨水稻高效利用氮素的优化调控技术。结果表明，增加施氮量提高了水稻各生育期植株总氮和蛋白氮含量、功能叶片总氮、游离氨基酸和叶绿素含量及叶鞘总氮含量。随氮素积累总量增加，氮素的生产效率和收获指数下降。相同施氮量条件下，植株总氮和蛋白氮含量、功能叶片总氮、游离氨基酸和叶绿素含量及叶鞘总氮含量抽穗前随穗肥比率增加而降低，抽穗后随穗肥比率增加而提高，因此增加稳肥比率提高了氮素回收效率、氮素积累总量和氮素运转效率，降低了氮素的生产效率。高效硅肥提高了叶片转氨酶和籽粒淀粉分支酶活性，从而促进了水稻对氮素的吸收，但是其氮素干物质生产效率却随氮素积累量的增加而降低。增加施氮量、增加穗肥比率和高效硅肥在促进水稻氮素吸收和降低氮素干物质生产效率上的效应表现一致。 阐明了氮素利用效率不同的叁类水稻品种的C、N代谢差异及其与氮素调控的关系。研究表明，八桂香籽粒淀粉积累能力最强，籽粒可溶性糖积累能力居中，叶鞘可溶性糖和淀粉及植株可溶性糖和淀粉积累能力最弱；金优253籽粒可溶性糖和淀粉、叶鞘可溶性糖和淀粉及植株可溶性糖积累能力居中，植株淀粉积累能力最强；两优培九籽粒可溶性糖、叶鞘可溶性糖和淀粉及植株可溶性糖积累能力最强，籽粒淀粉积累能力最弱，植株淀粉积累能力居中。叶片硝酸还原酶活性以八桂香最高，金优253次之，两优培九最低。灌浆期和成熟期籽粒平均Q酶活性以金优253最高，八桂香次之，两优培九最低。施氮量和穗肥比率对C、N代谢的影响因品种而异。高氮水平下，金优253植株、叶鞘和籽粒可溶性糖和淀粉积累量下降，两优培九植株、叶鞘可溶性糖和八桂香植株淀粉积累量增加，其余器官可溶性糖和淀粉积累量下降。增加施氮量提高了叁品种时鞘淀粉酶和叶片转氨酶、金优253和两优培九籽粒Q酶、八桂香和金优253叶片硝酸还原酶活性，但降低了八桂香籽粒Q酶和两优培九叶片硝酸还原酶活性。增加穗肥比率，八桂香和两优培九植株、金优253和两优培九叶鞘、八桂香和金优253籽粒可溶性糖及两优培九植株淀粉积累量增加，其余器官可溶性糖和淀粉积累量下降。增加穗肥?
车升国[2]2015年在《区域作物专用复合（混）肥料配方制定方法与应用》文中研究表明化肥由低浓度到高浓度、由单质肥到复合(混)肥、复合(混)肥由通用型走向专用化,是世界肥料发展的主要趋势。我国幅员辽阔,土壤、气候和作物类型复杂多样,农业经营以小农经济为主,规模小、耕地细碎化。因此,区域化、作物专用化是我国复合(混)肥料发展的重要方向。本文根据我国不同类型大田作物的区域分布特点,系统研究区域作物需肥规律、气候特性、土壤特点、施肥技术等因素,开展区域作物专用复合(混)肥料配方制定方法与应用研究。主要结果如下：(1)根据农田养分投入产出平衡原理,研究建立了“农田养分综合平衡法制定区域作物专用复合(混)肥料农艺配方的原理与方法”。该方法通过建立农田养分综合平衡施肥模型,确定区域作物氮磷钾施肥总量以及基肥和追肥比例,从而获得区域作物专用复合(混)肥料一次性施肥、基肥、追肥中氮磷钾配比,也即复合(混)肥料配方。通过施肥模型确定区域作物专用复合(混)肥料氮磷钾配比,使作物产量、作物吸收养分量、作物带出农田养分量、肥料养分损失率、养分环境输入量、土壤养分状况、气候生态等因素对区域作物专用复合(混)肥料配方制定的影响过程定量化。根据区域作物施肥量来确定作物专用复合(混)肥料配方,生产的作物专用复合(混)肥料可同时实现氮磷钾叁元素的精确投入。(2)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域小麦农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而获得区域小麦专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域小麦专用复合(混)肥料配方。我国小麦专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.40：0.31,基肥配方氮磷钾比例为1：0.65：0.51。不同区域小麦专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北春小麦区1：0.42：0.15、1：0.60：0.21；黄淮海冬小麦区1：0.45：0.40、1：0.79：0.70；黄土高原冬小麦区1：0.50：0.09、1：0.77：0.14；西北春小麦区1：0.47：0.47、1：0.80：0.81；新疆冬春麦兼播区1：0.27：0.25、1：0.65：0.59；华东冬小麦区1：0.42：0.38、1：0.61：0.54；中南冬小麦区1：0.24：0.28、1：0.35：0.43；西南冬小麦区1：0.34：0.26、1：0.57：0.43；青藏高原冬春麦兼播区1：0.62：0.70、1：1.04：1.17。(3)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域玉米农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域玉米专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域玉米专用复合(混)肥料配方。我国玉米专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.40：0.30,基肥配方氮磷钾比例为1：0.93：0.69。不同区域玉米专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北春播玉米区1：0.65：0.52、1：1.39：1.11；黄淮海平原夏播玉米区1：0.37：0.18、1：0.62：0.30；北方春播玉米区1：0.45：0.08、1：1.73：0.32；西北灌溉玉米区1：0.39：0.36、1：0.95：0.86；南方丘陵玉米区1：0.27：0.40、1：0.50：0.73；西南玉米区1：0.41：0.29、1：1.22：0.87。(4)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域水稻农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域水稻专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域水稻专用复合(混)肥料配方。我国水稻专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.44：0.56,基肥配方氮磷钾比例为1：0.75：0.96。不同区域水稻专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北早熟单季稻区1：0.47：0.18、1：0.94：0.35；华北单季稻区1：0.35：0.28、1：0.61：0.50；长江中下游平原双单季稻区晚稻1：0.29：0.58、1：0.49：0.98,早稻1：0.34：0.37、1：0.57：0.63,单季稻1：0.53：0.95、1：0.92：1.63；江南丘陵平原双单季稻区晚稻1：0.42：0.75、1：0.63：1.12,早稻1：0.44：0.80、1：0.67：1.22,单季稻1：0.51：0.45、1：0.75：0.67；华南双季稻区晚稻1：0.33：0.50、1：0.61：0.92、早稻1：0.39：0.74、1：0.71：1.36；四川盆地单季稻区1：0.58：0.83、1：1.05：1.49；西北单季稻区1：0.53：0.30、1：0.90：0.52；西南高原单季稻区1：0.77：0.97、1：1.32：1.66。(5)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域马铃薯农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域马铃薯专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域马铃薯专用复合(混)肥料配方。我国马铃薯专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.31：0.89,基肥配方氮磷钾比例为1：0.54：1.59。不同区域马铃薯专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：北方一作区1：0.39：0.56、1：0.53：0.77；中原二作区1：0.39：0.58、1：1.10：1.62；南方二作区1：0.15：1.04、1：0.26：1.85；西南混合区1：0.47：1.55、1：0.79：2.60。(6)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域油菜农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域油菜专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域油菜专用复合(混)肥料配方。我国油菜专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.73：0.70,基肥配方氮磷钾比例为1：1.16：1.11。不同区域油菜专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：春油菜区1：0.70：0.55、1：0.80：0.63；长江下游冬油菜区1：0.50：0.24、1：0.86：0.40；长江中游冬油菜区1：0.60：0.56、1：1.13：1.07；长江上游冬油菜区1：1.00：1.20、1：1.20：2.34。(7)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域棉花农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域棉花专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域棉花专用复合(混)肥料配方。我国棉花专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.37：0.65,基肥配方氮磷钾比例为1：0.67：1.17。不同区域棉花专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：黄河流域棉区1：0.45：0.94、1：0.84：1.76；西北内陆棉区1：0.44：0.44、1：0.74：0.73；长江流域棉区1：0.24：0.65、1：0.45：1.20。(8)根据农田士壤养分综合平衡施肥模型,确定区域花生农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域花生专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域花生专用复合(混)肥料配方。我国花生专用复合(混)肥料配方全国一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.35：0.85,基肥配方氮磷钾比例为1：0.48：1.10。不同区域花生专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北花生区1：0.22：0.69、1：0.35：1.11；黄河流域花生区1：0.59：0.86、1：0.76：1.10；长江流域花生区1：0.31：0.90、1：0.48：1.40；东南沿海花生区1：0.35：1.07、1：0.78：2.41。(9)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域大豆农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域大豆专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域大豆专用复合(混)肥料配方。我国大豆专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.43：0.52,基肥配方氮磷钾比例为1：0.43：0.52。不同区域大豆专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：北方春大豆区1：0.43：0.33、1：0.43：0.33；黄河流域夏大豆区1：0.6：0.72、1：0.73：0.87；长江流域夏大豆区1：0.48：0.79、1：0.48：0.79；南方多熟制大豆区1：0.60：1.07、1：0.60：1.07。
褚光[3]2016年在《不同水分、养分利用效率水稻品种的根系特征及其调控技术》文中进行了进一步梳理水稻是我国最大的粮食作物。随着人口的增长和经济的发展,需要不断增加粮食产量。但另一方面,随着产量的增加,需要加大水肥资源的投入,在生产上往往出现高产、水肥利用效率低的情况。如何实现高产与水肥利用效率的协同提高,这是生产上亟待解决的问题,也是国内外研究的一个热点。植物根系既是水分和养分吸收的主要器官,又是多种激素、有机酸和氨基酸合成的重要场所,其形态和生理对地上部的生长发育、产量形成、水分和养分吸收利用均有重要作用。与地上部相比,人们对水稻根系形态生理性状及其与水分养分利用的关系了解较少。本研究分析了不同水稻品种根系形态生理的差异及其与水分养分吸收利用的关系,探讨了通过调控水稻根系形态生理、提高水分养分吸收利用效率的栽培技术。主要结果如下：1.不同水分利用效率水稻品种的根系特征及其与水分利用效率的关系节水抗旱稻品种旱优8号(杂交粳稻)和非节水抗旱稻品种陵香优18(杂交粳稻)种植于大田,自移栽后10d至成熟设置常规灌溉(CI,保持水层)和重干湿交替灌溉(AWSD)2种灌溉模式。结果表明,在CI下,2个供试品种的产量、水分利用效率、根系形态生理(根系生物量与根系氧化力)均无显着性差异。而在AWSD下,旱优8号的根系分布深,根干重、根长密度、根系氧化力、根系吸收表面积与根系活跃吸收表面积、根系与叶片中Z+ZR含量、灌浆期籽粒中蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉合酶的活性均要显着高于陵香优18。与CI相比,AWSD降低了陵香优18的产量,但对旱优8号产量则无显着影响。在AWSD下,旱优8号产量与水分利用效率分别较陵香优18提高9.2-13.4%与9.0-13.7%。相关分析表明,根干重与地上部干物重呈极显着正相关关系,根系氧化力、根系中Z+ZR含量与剑叶净光合速率、叶片中Z+ZR含量、灌浆期籽粒中蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉合酶的活性也呈极显着正相关关系。说明较好的根系性能是节水抗旱稻在AWSD下获得高产与水分高效利用的重要生理基础。2.不同氮肥利用效率水稻品种的根系特征及其与氮素吸收利用的关系以粳稻品种云氮3号、连粳7号、武运粳24与甬优2640(杂交粳稻)为材料,观察同一施氮水平(200 kg hm-2)下不同水稻品种的氮素吸收利用的差异及其与根系形态生理的关系。结果表明,在4个品种中,大穗型杂交粳稻品种甬优2640获得最高的产量与氮肥利用效率,云氮3号产量与氮肥利用效率最低。整个生育期较大的10-20cm根层根系生物量、较大的根系吸收表面积与根系活跃吸收表面、较高的叶面积指数、较高的叶片中氮代谢酶活性、抽穗期根尖细胞中较多的线粒体、高尔基体等细胞器以及灌浆期较高的根系氧化力、根系与叶片中Z+ZR的含量以及剑叶净光合速率等是甬优2640获得高产与氮肥高效利用的重要生理原因。3.轻干湿交替灌溉对水稻根系与地上部生长发育的影响以3个水稻品种武运粳24号(粳稻),扬两优6号(两系杂交籼稻)与甬优2640(杂交粳稻)为材料,种植于大田。自移栽后7 d至成熟期设置2种灌溉模式：常规灌溉(CI,保持水层)和轻干湿交替灌溉(AWMD),观察这2种灌溉模式对水稻根系与地上部生长发育的影响。结果表明：与CI相比,AWMD显着提高了水稻产量与水分利用效率,3个供试品种产量分别提高了5.34%、5.85%和6.62%,水分利用效率(产量/灌溉水量)分别提高了28.9%、25.3%和27.6%。产量与水分利用效率的提高主要得益于灌浆期较高的根系氧化力、根系伤流液强度、根系与叶片中Z+ZR的含量、剑叶净光合速率、籽粒中较高的蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉合酶活性、较大的深层(10-20 cm)根系生物量、较高的分蘖成穗率与叶面积指数。表明全生育期轻干湿交替灌溉可以改善水稻根系和地上部植株的生理功能,进而提高产量与水分利用效率。4.施氮量与灌溉模式的交互作用对水稻产量与根系形态生理的影响以杂交粳稻甬优2640为材料,种植于大田。设置常规灌溉(CI)和轻干湿交替灌溉(AWMD)2种灌溉模式以及低氮(LN,120kghm-2).中氮(MN,240 kg hm-2)以及高氮(HN,360 kg hm-2)3种施氮水平,观察其对根系形态生理及水分和氮肥利用效率的影响。结果表明,灌溉方式与施氮量存在明显的互作效应。AWMD+MN组合的产量、水分和氮肥利用效率最高。AWMD+MN组合显着提高了整个生育期水稻根系生物量,特别是10-20cm根层根系生物量,并提高了灌浆期根系氧化力、根系总吸收表面积与根系活跃吸收表面积、根系与叶片中Z+ZR含量、剑叶净光合速率以及籽粒中蔗糖合酶与腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性。说明AWMD与MN的协同作用改善了根系与地上部生长,进而提高产量、水分和氮肥利用效率。5.改良技术栽培对水稻根系形态生理性状和水分养分利用效率的影响杂交粳稻常优5号种植于大田,设置3种栽培模式：不施用氮肥(0N)、当地高产栽培(对照)与改良技术栽培。改良技术栽培改良了3种栽培技术：1.增加栽插密度；2.优化氮肥管理；3.轻干湿交替灌溉。结果表明,与当地高产栽培相比,改良技术栽培产量增加17.6-18.5%,氮肥农学利用率提高67.0-69.6%,水分利用效率提高26.7-28.3%。改良技术栽培获取高产与水分养分高效利用的原因主要在于较大的产量库容和根系生物量、较高的分蘖成穗率、较长的绿叶面积持续期,抽穗期根尖细胞中较多的线粒体、高尔基体、淀粉体等细胞器、灌浆期较高的根系氧化力、根系吸收表面积与根系活跃吸收表面积、根系伤流液强度、根系与叶片中较高的细胞分裂素含量以及籽粒中蔗糖合酶以及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性。6.纳米碳对水稻根系性状与氮素吸收利用的影响杂交粳稻甬优2640种植于大田。设置4个纳米碳施用量处理：C0,不施纳米碳；C1,施用纳米碳684 Lhm-2;C2,施用纳米碳1026 Lhm-2;C3,施用纳米碳1710 L hm-2,观察了不同纳米碳施用量对水稻根系形态生理与氮肥吸收利用的影响。结果表明：施用纳米碳可以显着提高水稻产量,以C2处理产量最高,但C2处理与C3处理的产量无显着差异。施用纳米碳可以有效提高整个生育期地上部干物重与根干重,提高灌浆期水稻根系氧化力、根系吸收表面积与根系活跃吸收表面积、根系与叶片中Z+ZR含量、剑叶净光合速率以及籽粒中蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性。表明纳米碳可以促进根系和地上部生长,每公顷施用纳米碳1026 L可以获得高产与氮肥高效利用。综上,根系形态生理与水稻产量及水分养分吸收利用有密切的关系；较深的根系分布、较大的根长密度、较高的根系细胞分裂素(Z+ZR)含量和较强的根系氧化力是水稻高产与水分或养分高效利用品种的重要根系性状；采用轻于湿交替灌溉、综合栽培管理模式或施用纳米碳等措施可以改善水稻根系性状和地上部植株的生理功能,进而提高产量和水分养分利用效率。
程建峰[4]2005年在《水稻高效氮素营养的种质鉴定及生理基础》文中研究说明大量施用氮肥一直是水稻高产稳产的重要措施，但较低的氮肥利用效率，引起稻作的经济和生态效益下降，影响种植业可持续发展。因此，明确水稻氮素营养效率的基因型差异，鉴定与评价水稻种质的氮素营养效率，阐明水稻氮素高效利用的生理基础是提高水稻氮素营养效率急需解决的重要课题。本研究以不同水稻基因型为材料，在盆栽和大田条件下系统评价了水稻苗期和全生育期氮素营养效率的基因型差异，筛选出氮素吸收效率(NAE)、氮素利用效率(NUE)和氮素收获指数(NHI)差异的基因型，建立了水稻氮素营养效率鉴定与评价的方法；并进一步以氮素营养效率有显着差异的水稻基因型为材料，明晰了不同氮素营养效率水稻干物质和氮素积累转运的规律，阐明了水稻高效氮素吸收、利用和分配的生理基础。主要研究结果如下： 1．明确了盆栽条件下水稻种质苗期NAE和NuE的基因型差异。水稻苗期NAE和NUE存在显着基因型差异，且NAE的基因型差异大于NUE。不同水稻种质苗期NAE和NUE的种质分布基本遵循正态曲线，低、高效种质较少，中效种质众多。依据水稻苗期NAE和NUE的正态离差，将供试水稻苗期氮素营养效率分为8类，以中效组合最多，极少存在两个均低或均高的种质。水稻苗期NAE与NUE呈极显着负相关。本试验土壤肥力水平下，鉴定水稻苗期NAE的最佳施N水平为20mg／kgN，间接选择指标为倒3叶SPAD值和总干重／株；鉴定与评价水稻种质苗期NUE的最佳施N水平为60mg／kgN，间接选择指标为倒3叶SPAD值。 2．鉴定了大田水稻种质全生育期NAE、NUE和NHI的基因型差异。水稻全生育期NAE、NUE和NHI存在显着基因型差异。常规籼稻、常规粳稻和籼型杂交稻间NAE、NUE和NHI无显着差异，但籼型杂交稻氮素营养效率的变异程度小于常规籼稻和常规粳稻。不同类型水稻全生育期氮素营养效率的种质频数分布近似于正态曲线，低、高效种质较少，中效种质众多。根据NAE、NUE和NHI的正态离差，供试水稻种质氮素营养效率分为13类，以中效组合最多，基本上不存在两个氮素营养效率指标同低或同高的种质。水稻全生育期NAE与NUE、NAE与NHI呈极显着负相关，NUE与NHI无显着相关。 3．建立了水稻全生育期氮素营养效率的鉴定与评价方法。不同水稻种质的NAE和NUE差异以拔节期最大，可作为水稻NAE和NUE鉴定与评价的最佳时期。鉴定与评价水稻NAE的最适土壤有效氮含量为0.139gN／kg土，间接选择指标为拔节期单
孙园园[5]2010年在《水分胁迫和氮素形态对不同基因型水稻生长和氮素吸收的影响及其生理机制》文中提出水分和氮素营养是影响水稻生长发育、养分吸收以及产量形成的两个关键因素。目前,节水稻作、提高氮肥利用效率已成为农业生产研究的热点。随着水稻节水管理措施的实施,各种土壤生态环境发生变化,导致土壤硝态氮含量显着增加,进而改变了土壤中铵态氮和硝态氮这两种矿质氮源的比例,可能使硝态氮成为水稻最重要的氮源形态。因此,开展水分胁迫条件及不同形态氮素对水稻生长发育、氮代谢生理、氮素吸收及利用影响的系统性研究具有重要意义。本研究以不同基因型代表性稻种(冈优527、扬稻6号、中旱3号、农垦57)为材料,采用水培、盆钵土培、微区试验,进行不同水分胁迫程度和不同氮素形态的处理,分析了水分胁迫及氮素形态对不同基因型水稻生长发育、氮素吸收及产量形成的影响及其生理机制。主要结果如下：1.种子引发对水分胁迫下不同基因型稻种萌发及幼苗生理特性的影响不同基因型稻种经水引发及聚乙二醇(PEG)渗透胁迫引发处理均能降低稻种丙二醛(MDA)含量,促进可溶性总糖的降解,加快稻种内部糖代谢进程,提高稻种内部相溶性溶质脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白质(SP)含量,也有利于提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,引发效果较为明显。且适度的PEG引发稻种的效果明显好于水引发处理,杂交籼稻在PEG浓度为20%的条件下引发效果最优,而常规粳型水稻在PEG浓度为10%-15%的引发条件下效果较好,但超出最高PEG引发浓度的阀值,会对稻种产生迫害,影响其正常萌发。引发处理后的稻种对不同程度水分胁迫程度的响应表明,适当强度的引发处理后,在水分胁迫下利于激发稻种物质代谢、利于各水稻品种的萌发、幼苗形态指标及保护性酶等生理指标相对于其他水分胁迫均有显着提高,而严重的水分胁迫环境下均不利于稻种的萌发；表明了引发处理虽能提高水分胁迫条件下种子活力,但稻种激发自身对外界萌发环境的协调能力也是有限的,且不同品种间也存在明显差异,籼稻优于粳稻。2.水分胁迫对水稻苗期生长的影响适度水分胁迫(PEG≤5%、水势≥-0.05 MPa)不影响氨基酸态氮(AA-N)、可溶性蛋白含量以及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、和谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)及谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)活性；但对硝态氮的吸收和积累有一定刺激作用,并显着降低幼苗净光合速率和干物质累积。相关分析表明,净光合速率的降低对茎叶干物质累积的影响明显大于水稻体内通过代谢抵御外界不良环境的正效应,导致茎叶干物质积累降低。当高水分胁迫强度(PEG≥10%、水势≤-0.15 MPa),不同氮素形态的含量、氮代谢关键酶以及净光合速率显着降低；而且根器官对水分胁迫的敏感程度明显大于叶片。表明水稻幼苗中不同氮素形态的含量、氮代谢关键酶以及净光合速率与水分胁迫强度密切相关；同时也表明了水分胁迫通过对一些氮代谢关键酶--NR、GS、GOGAT、GDH、GOT和GPT活性的影响进而影响氮代谢过程,且氮代谢关键酶活性的强弱与幼苗体内不同形态的氮含量、吸氮量、干物质累积及根系活力等均存在显着相关性。3.适度水分胁迫下增硝营养对不同基因型水稻苗期生长及生理特性的影响正常水分供应条件下,适当的提高硝态氮肥的比例(铵硝配比为50：50),不影响各营养器官中AA-N、可溶性蛋白含量、净光合速率、氮素吸收以及NR、GS、GOGAT、和GDH、GOT及GPT活性,并能促进水稻叶及根中硝态氮含量增加,但硝态氮肥比例>50%,会导致各生理及代谢指标的显着降低,均不利于不同基因型水稻的生长；而适度的水分胁迫下,适当增加硝态氮比例(铵硝配比为50：50)相对于非水分胁迫、纯铵态氮肥处理,更有利于提高功能叶净光合速率、各种氮代谢酶活性,促进渗透调节物质和氮素的积累,能发挥以水促肥的优势,进而促进水稻的生长。此外,不同基因型水稻生长在适度水分胁迫下对增硝营养的响应程度差异显着,籼稻与粳稻相比,杂交籼稻和常规籼稻相比,常规粳型早稻与常规粳型水稻相比,前者在对硝态氮的吸收、各种氮代谢酶活性、净光合速率、氮素吸收利用上均表现出更为明显的优势,同品种耐旱性规律一致。4.不同形态氮肥下结实期水分胁迫对水稻生理特性及产量的影响结实期适度土壤水势(Ψsoil=-25 kPa)处理下,铵硝配比50：50处理较纯铵态氮处理产量增加显着,适当增加硝态氮比例可缓解土壤水分不足所造成的对产量的不利影响。各铵硝配比处理下,穗长、一、二次枝梗数及着粒密度随水分胁迫程度的增加均呈先增后降的趋势,且在-25 kPa土水势时最大,二次枝梗数的下降受土壤水势影响最大,因此,适度的水分胁迫下,在确保增加穗长和保持适宜一次枝梗数的基础上,结合适宜的铵硝配比50：50,可增加二次枝梗数,提高高效叶面积率及着粒密度,提高增产潜能。此外,在土壤水势0 kPa--25 kPa适当增加硝态氮肥比例,有利于促进结实期茎鞘物质转运、提高净光合速率、伤流强度、抗衰老酶活性,还有利于促进稻株氮累积量的提高,但与纯铵态氮处理间未达到显着水平,与纯硝态氮处理间均达到显着水平,而Ψsoil≤-50 kPa增硝的优势减弱,相反增加铵态氮肥的比例(本试验铵硝配比100：0处理)更有利于缓解剑叶净光合速率、抗衰老酶活性的显着降低。5.不同基因型水稻对氮素形态及结实期适度水分胁迫的反应各处理因子对产量及产量构成的影响因素中,不同基因型对其影响最强,氮素形态次之,结实期土壤水势最小。两因素互作对其的交互作用中,不同基因型和氮素形态间的交互作用对其影响最大。不同基因型品种、结实期土壤水势和氮素形态叁因素交互作用只对产量存在极显着的交互效应。适度的水分胁迫(Ψsoil=-25 kPa)和适当的增加硝态氮肥比例(铵硝配比为50：50),均有利于不同基因型水稻对铵态氮肥及硝态氮肥的协同吸收与利用,缓解由于水分胁迫所造成的不利影响,能显着促进产量的提高；但也不能过多的提高硝态氮肥的比例,其结果可能抑制水稻对铵态氮肥的吸收,加重水分和氮肥的双重胁迫,导致减产。不同水氮处理下,各品种产量表现为杂交籼稻>常规籼稻,常规粳型水稻>常规粳型早稻(分蘖能力差,有效穗较少)。此外,不同基因型水稻生长在适度土壤水势胁迫下对不同形态氮肥的响应程度差异显着,铵硝配比≥50%处理下,籼稻与粳稻相比,杂交籼稻和常规籼稻相比,常规粳型旱稻与常规粳型水稻,前者在收获指数、氮吸收及利用效率、各种氮代谢酶活性、净光合速率、茎鞘贮藏同化物的运转及提高抗衰老酶活性等方面上均表现出一定的优势,但在适度土壤水势胁迫下,铵硝配比<50%的处理,杂交籼稻和常规粳型旱稻为抵御外界不良生长环境,其体内在对各氮代谢酶及抗衰老酶活性的调控能力上较其他品种更具有优势。
孙东宝[6]2017年在《北方旱作区作物产量和水肥利用特征与提升途径》文中提出北方旱作区是我国重要的粮食生产基地,在保障国家粮食安全中有着重要地位,但该区域粮食生产面临着干旱缺水和土壤供肥不足等资源条件限制,导致作物产量低而不稳。虽然在过去的多年中作物产量大幅提升,但是该区域旱地小麦、玉米产量和水肥利用特征、提升空间及其主要驱动因素仍不清楚。本研究对我国北方旱作区1970-2015年开展的田间试验进行了系统研究和整合分析,获得如下主要结论:(1)探明了北方旱作区旱地小麦、玉米产量和水肥利用效率的变化特征。1980-2015年北方旱作区旱地小麦和玉米的产量平均为3902 kg/ha和7785 kg/ha,WUE平均为11.6 kg/ha.mm和19.1 kg/ha.mm,NUE平均为30.7%和35.1%。1980s至今,小麦、玉米的产量和WUE大幅提高。与1980s相比,2011-2015年小麦和玉米的产量分别提高了 60.2%和54.5%,WUE分别提高了 37.0%和70.5%。1980-2015年,小麦和玉米NUE呈先升高后降低的趋势,分别在2000s和1990s达到最高。小麦产量和WUE随着区域降水量的增加显着提高,玉米产量和WUE在年降水量<350 mm区域显着降低,其它区域差异不显着。小麦和玉米的NUE均在年降水量550-650 mm区域显着高于其它降水区域。小麦和玉米的PFP-N和PFP-P随着降水量的增加而显着提高。(2)1980s以来,北方旱作区降水总体呈现降低趋势,对作物产量和WUE的提高不利。化肥投入量的大幅增加和土壤肥力的提升驱动了作物产量和WUE提高。但是施肥量的增加导致了作物PFP和NUE的降低。作物产量、WUE和NUE区域间的差异主要受ET影响,尤其是小麦。不同区域化肥投入和土壤供肥能力的不均衡也导致了作物产量的差异。(3)栽培技术的进步是推动作物产量和WUE提升的重要因素。1980s至今,技术对小麦和玉米产量的贡献分别为19.1%和18.2%、对WUE的贡献均为15.3%。随着时间推移和区域降水量的增加,技术对作物产量和WUE的贡献份额降低。技术对小麦和玉米NUE的贡献则随着年代和降水量的增加呈显着升高的趋势。从单项技术看,地膜覆盖、秸秆覆盖、免耕、深松、平衡施肥等技术均对作物产量和WUE具有较好的提升效果,且多数技术在降水较低区域更优。(4)北方旱作区小麦和玉米高产分别为6823 kg/ha和13149 kg/ha,平均产量分别为高产的的48.4%和53.4%,仍有1倍的提升空间。小麦和玉米WUE最大可实现20.4 kg/ha.mm和34.2 kg/ha.mm。造成作物产量差异的主要原因是土壤供水不足、肥料投入偏低、土壤供肥能力差以及技术应用率低。有效降低土壤蒸发、协调水肥关系、提升土壤供肥能力和加强技术应用是北方旱作区作物产量和水肥效率进一步提高的主要途径。
胡雅杰[7]2016年在《机插方式和密度对不同穗型水稻品种生产力及其形成的影响》文中研究说明追求机插水稻高产优质对保障我国粮食安全和提升水稻全程机械化水平具有重要意义。当前,水稻机械化移栽是制约我国水稻实现全程机械化重要瓶颈,主要是由于生产上主体机插方式即毯苗机插水稻还存在亟待攻克的难题。一是毯苗机插行距与不同类型品种特性不配套,即因种合理定量栽插规格不明确。二是毯苗机插特定的育秧方式与特定的栽插方式造成苗小苗弱、大田植伤重、缓苗期长,制约水稻产量潜力发挥,亟待探求新的机械化高产栽培途径例如钵苗机插,然而钵苗机插如何因水稻品种合理确定相适宜的高产栽插规格更不清楚,同时钵苗机插水稻高产优质形成优势及其特征也待进一步研明。针对上述问题,本试验通过设置不同机插方式和不同栽插密度进行研究,以期研明不同机插方式水稻合理选用不同穗型品种和配置适宜栽插规格,并阐明不同机插方式下不同穗型水稻品种高产形成及其相关生理生态特征。试验于2013-2014年在扬州大学校外试验基地兴化进行。选用大穗型品种甬优2640和甬优8号,中穗型品种武运粳24号和宁粳3号,小穗型品种淮稻5号和淮稻10号为试验材料。设置3种机插方式,分别为行距33 cm钵苗机插、行距30 cm毯苗机插和行距25 cm毯苗机插,记为A、B、C。钵苗机插方式设置3种株距,分别为12 cm、4 cm和16 cm,记为1、2、3；2种行距毯苗机插方式同设置5种株距,分别为10 cm、11.7 cm、13.3 cm、14.8 cm、16cm,记为1、2、3、4、5。主要研究机插方式和密度对不同穗型水稻品种产量及其形成、穗部性状、茎蘖动态、光合物质生产、株型、抗倒伏、氮素吸收与利用和稻米品质的影响。主要结果如下：1.产量及其形成特征方面：(1)钵苗机插方式,随着密度降低,大穗型品种产量呈先增后减,以A2处理最高；中、小穗型品种产量呈递减,以A1处理最高。毯苗机插方式,随着密度降低,大穗型品种行距30 cm毯苗机插产量呈先增后减,以B4处理最高,行距25 cm毯苗机插呈递增,以C5处理最高；中穗型品种行距30 cm毯苗机插和行距25 cm毯苗机插产量均呈先增后减,分别以B3和C4处理最高；小穗型品种行距30 cm毯苗机插产量呈递减,以B1处理最高,行距25 cm毯苗机插呈先增后减,以C2处理最高。同一密度条件下,钵苗机插产量显着高于毯苗机插,增产幅度表现为大穗型>中穗型>小穗型,2种行距毯苗机插差异不显着。对2种行距毯苗机插而言,同一株距条件下,大穗型品种行距30 cm毯苗机插产量高于行距25 cm毯苗机插；中穗型品种株距为10 cm、11.7 cm、13.3cm,行距30 cm毯苗机插产量高,而株距为14.8 cm、16 cm,行距25 cm毯苗机插产量高；小穗型品种除株距为10 cm外,行距25 cm毯苗机插均具有增产优势。(2)随着密度降低,不同机插方式下不同穗型水稻品种穗数减少,每穗粒数增加,群体颖花量变化趋势与产量一致,结实率和千粒重变化不一。同一密度条件下,机插方式间穗数相当,钵苗机插每穗粒数显着高于毯苗机插,每穗粒数增加幅度表现为大穗型>中穗型>小穗型,结实率和千粒重差异不显着。对2种行距毯苗机插而言,同一株距条件下,行距30 cm毯苗机插穗数低于行距25 cm毯苗机插,而每穗粒数呈相反趋势,结实率和千粒重互有高低。(3)随着密度降低,不同机插方式下不同穗型水稻品种穗长、着粒密度、单穗重、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数和二次枝梗粒数呈增加趋势,一、二次枝梗数比值和一、二次枝梗粒数比值呈减少趋势。同一密度条件下,钵苗机插水稻穗长、着粒密度、单穗重、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数和二次枝梗粒数高于毯苗机插,一、二次枝梗数比值和一、二次枝梗粒数比值呈相反趋势。2.光合物质生产与转运特征方面：(1)茎蘖动态方面,随着密度降低,不同机插方式下不同穗型水稻品种分蘖中期、拔节期、抽穗期和成熟期茎蘖数呈递减。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插水稻栽后分蘖早生快发,有效分蘖期茎蘖数多,拔节期高峰苗数量少,拔节后茎蘖数平稳消减,最终成穗率高。(2)物质生产上,随着密度降低,不同机插方式下不同穗型水稻品种拔节前干物质积累量呈递减,而生育中、后期物质生产对密度变化响应不同。对钵苗机插而言,大穗型品种配置中等密度和中、小穗型品种配置高密度利于增加拔节至抽穗期和抽穗至成熟期干物质积累量,提高最终干物质重；对毯苗机插而言,大穗型品种降低密度、中穗型品种配置中等密度、小穗型品种增加密度,利于增强生育中、后期物质生产能力和提高成熟期干物质积累量。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插水稻分蘖中期干物质积累量较多,拔节期积累量相当,拔节后物质生产能力增强,生育中、后期干物质积累量显着提高,且抽穗后单茎叶的输出量、表观输出率和表观转化率较高,而单茎茎鞘的输出量、表观输出率和表观转化率较低。(3)光合生产上,随着密度降低,不同机插方式下不同穗型水稻品种拔节前叶面积指数、群体生长率和净同化率均减少,而生育中、后期光合生产对密度变化响应不同。对钵苗机插而言,大穗型品种配置中等密度和中、小穗型品种配置高密度利于增大抽穗期和成熟期叶面积指数,提高生育中、后期光合势、群体生长率和净同化率；对毯苗机插而言,大穗型品种配置低密度、中穗型配置中等密度和小穗型配置高密度利于增强生育中、后期光合生产能力。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插水稻分蘖中期叶面积指数和分蘖中期之前光合势具有一定优势,拔节后叶面积指数和生育后期光合势显着增加,群体生长率和净同化率表现为“前小、中强、后高”特点。3.随着密度降低,不同机插方式下不同穗型水稻品种上叁叶叶长、叶宽、比叶重、叶基角、叶开角和披垂度增加,抽穗后剑叶SPAD值和植株透光率提高。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插水稻上叁叶叶长、叶宽和比叶重增加,叶基角、叶开角和披垂度减小,抽穗后剑叶SPAD值和植株透光率较高,而2种行距毯苗机插互有高低。就2种行距毯苗机插而言,同一株距条件下,不同穗型水稻品种剑叶、倒二叶和倒叁叶的叶长行距30 cm毯苗机插高于行距25 cm毯苗机插,但差异不显着,上叁叶的叶宽、比叶重两者相当。相关分析表明,上叁叶的叶长、叶宽和比叶重与不同穗型品种每穗粒数均呈显着或极显着正相关关系,与大、中穗型品种产量呈显着或极显着正相关,而与小穗型水稻品种产量呈负相关。上叁叶的叶基角、叶开角与大、中穗型水稻品种产量呈正相关,与小穗型品种产量呈负相关；上叁叶的披垂度与不同穗型品种产量均呈负相关关系。因此,不同机插方式水稻降低密度利于增加上叁叶的叶长、叶宽和比叶重,提高抽穗后剑叶SPAD值和植株透光率,也使得植株趋披散。增加上叁叶的叶长、叶宽和比叶重,适度增加叶角度,利于提高大、中穗型水稻品种产量,而小穗型品种较小的叶长、叶宽和叶角度利于增产。同一密度条件下,水稻钵苗机插较毯苗机插具有冠层叶片质量高、叶面积大,穗后剑叶SPAD值和透光率高的优势。4.植株茎秆抗倒性状特征方面：(1)随着密度降低,不同机插方式下不同穗型水稻品种茎秆抗折力和弯曲力矩均增加,且抗折力增幅大于弯曲力矩,倒伏指数下降,茎秆抗倒伏能力增强。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插基部节间抗折力、弯曲力矩增加,倒伏指数较低,且N2、N3节间差异达显着水平,而2种行距毯苗机插处理间抗折力、弯曲力矩和倒伏指数差异不显着。(2)随着密度降低,不同机插方式下不同穗型水稻品种基部N1、N2、N3节间长度减少,穗下节间长度、秆长和株高增加,基部节间N1、N2、N3茎粗、茎壁厚度、单位节间干重增加。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插株高和重心高度较高,而相对重心高度较低,穗下节间长度和植株秆长较长,穗下节间与秆长比例较高,基部N1、N2、N3节间长度较短、茎秆较粗、茎壁较厚、充实度大,而2种行距毯苗机插处理上述植株茎秆指标互有高低。(3)抗倒伏指标与植株茎秆特性相关分析表明,不同穗型水稻品种基部节间N1、N2、N3倒伏指数与节间长度呈显着或极显着正相关,与节间粗度、茎壁厚度和单位节间干重呈负相关。因此,降低机插密度,不同机插方式水稻基部节间长度减少,节间粗度、茎壁厚度、单位节间干重增加,利于增加抗折力和弯矩力矩,降低倒伏指数,提高抗倒伏能力。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插水稻基部节间短而粗,充实度高,利于提高抗折力和弯曲力矩,从而降低倒伏指数。5.氮素吸收与利用特征方面：(1)随着密度降低,不同机插方式下不同穗型水稻品种分蘖中期、拔节期、抽穗期和成熟期植株含氮率呈递增趋势。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插水稻分蘖中期、拔节期、抽穗期和成熟期植株含氮率较高,而2种行距毯苗机插处理间互有高低。(2)随着密度降低,不同机插方式下不同穗型水稻品种分蘖中期和拔节期植株吸氮量呈递减；抽穗期和成熟期,大穗型品种A和B方式吸氮量先增后减,而C方式呈递增趋势,中穗型品种A方式吸氮量呈递减,而B和C方式呈先增后减,小穗型品种3种机插方式吸氮量均呈递减。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插水稻分蘖中期、抽穗期和成熟期植株吸氮量较高,拔节期相当,而2种行距毯苗机插处理间差异不显着。(3)随着密度降低,不同机插方式下不同穗型水稻品种移栽至分蘖中期吸氮量及其比例、氮素吸收速率呈递减；分蘖中期至拔节期吸氮量、氮素吸收速率相当：拔节至抽穗期和抽穗至成熟期吸氮量、氮素吸收速率,对大穗型品种而言,A和B方式呈先增后减,C方式呈递增趋势,对中、小穗型品种而言,A方式呈递减趋势,B和C方式呈先增后减。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插移栽至分蘖中期、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期吸氮量和氮素吸收速率均提高。(4)随着密度降低,大穗型品种A和B方式氮素农学利用率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率和氮肥偏生产力呈先增后减,C方式呈递增趋势：中穗型品种A方式水稻氮素农学利用率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率和氮肥偏生产力呈递减,B和C方式呈先增后减；小穗型品种A和B方式氮素农学利用率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率和氮肥偏生产力呈递减,C方式呈先增后减。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插水稻氮素农学利用率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率和氮肥偏生产力显着提高,而2种行距毯苗机插处理间差异不显着。因此,钵苗机插应用大穗型品种应适当降低密度,中、小穗型品种宜增加密度,利于增加抽穗期和成熟期吸氮量,提高氮肥利用率；毯苗机插应用大穗型品种降低密度,应用中穗型品种配置中等密度,小穗型品种配置高密度,利于提高最终总吸氮量和氮肥利用率。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插水稻生育中、后期氮素吸收能力强,最终植株总吸氮量高,氮肥利用率显着提高。6.稻米品质形成特征方面：(1)随着密度降低,不同机插方式下大、中穗型水稻品种糙米率、精米率和整精米率增加,小穗型品种精米率和整精米率增加,而3种穗型品种垩白度、垩白率、直链淀粉含量和蛋白质含量均呈递减趋势,胶稠度有变长趋势。说明降低栽插密度利于改善不同机插方式水稻的加工品质和外观品质,提高蒸煮食味品质,但降低营养品质。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插水稻糙米率、精米率、整精米率有所提高,垩白度、垩白率、直链淀粉含量和蛋白质含量较低,胶稠度较长,2种行距毯苗机插方式间互有高低。可见,钵苗机插较毯苗机插具有较好的加工品质、外观品质和蒸煮食味品质。(2)对淀粉RVA谱分析结果表明,随着密度降低,大穗型品种A、B、C机插方式峰值黏度和崩解值呈递增,消减值呈递减；中穗型品种A、B机插方式峰值黏度和崩解值呈先增后减,C机插方式峰值黏度呈递增；A、B机插方式消减值呈先减后增,C机插方式呈减少趋势；小穗型品种A、B、C机插方式峰值黏度和崩解值呈先增后减,消减值呈先减后增。说明大穗型品种降低密度,中、小穗型品种配置中等密度,有利于增加不同机插方式峰值黏度和崩解值,降低消减值,改善稻米蒸煮食味品质。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插水稻峰值黏度和崩解值较高,消减值较低,2种行距机插处理间峰值黏度、崩解值、消减值互有高低。因此,同一密度条件下,钵苗机插水稻较毯苗机插具有较优的稻米蒸煮食味品质。综上所述,钵苗机插方式,大穗型品种宜配置中等密度,利于足穗基础上增加每穗粒数而高产；中、小穗型品种宜配置较高密度,依靠增加穗数而增产。钵苗机插不同穗型品种的高产生理基础为生育中、后期光合物质生产能力和氮素吸收速率较强,最终干物质积累量和总吸氮量较高。毯苗机插方式,大穗型品种宜采用行距30 cm,适当增加株距,依靠提高每穗粒数而高产：中穗型品种宜采用行距30 cm,配置中等密度,协调穗粒数而增产；小穗型品种宜采用行距25 cm,适当减小株距,通过显着增加穗数而增产。毯苗机插水稻应用大穗型品种宜降低密度、中穗型品种配置中等密度和小穗型品种增加密度均利于增加生育中、后期干物质积累量和氮素吸收量,最终提高总生物量和总吸氮量。不同机插方式水稻适当降低密度,利于提高不同穗型品种抽穗期冠层叶片质量,提高穗后剑叶SPAD值和植株透光率,但使得植株趋披散；利于缩短基部节间长度,增加茎秆粗度和茎壁厚度,提高茎秆充实度,从而提高抗折力和弯曲力矩,降低倒伏指数,提高植株抗倒伏能力；还利于改善稻米的加工品质、外观品质和蒸煮食味品质。同一密度条件下,与毯苗机插相比,钵苗机插产量显着提高,大穗型品种增产幅度最大,中穗型品种次之,小穗型品种最小。其高产原因是由于获得适宜穗数基础上显着增加每穗粒数,并保持正常的结实率和千粒重。钵苗机插水稻高产形成的生理基础为栽后分蘖早生快发,低位分蘖多,高峰苗数量少,拔节后茎蘖消减缓慢,最终成穗率高；拔节后物质生产能力和氮素吸收速率增强,抽穗期具有良好株型结构,穗后植株透光率和剑叶SPAD值较高,光合生产能力强,成熟期总干物质积累量和总吸氮量较高；穗后较强的植株抗倒伏能力为籽粒灌浆充实提供良好的支撑系统。上述研究结果可为生产上不同机插方式合理选用不同穗型水稻品种和配置其高产栽插规格提供技术参考。同时,通过密度处理间比较分析,进一步揭示不同机插方式下不同穗型水稻品种高产形成的生理生态特征,研明了钵苗机插水稻高产优质形成优势与特征,丰富了机插水稻高产栽培理论与技术,对大面积加快推广应用机插水稻提供了理论与技术指导。
姜元华[8]2015年在《甬优系列籼粳杂交稻生产力优势与相关生理生态特征研究》文中研究说明本研究于2012-2013年在长江下游地区稻-麦两熟制地区(常熟、扬州市),以甬优系列籼粳稻杂交稻(A)为研究对象,当地超级(超高产)杂交粳稻(B)、常规粳稻(C)与杂交籼稻(D)为对照,采用不同轻简化机械化种植方式(钵苗摆栽、毯苗机插、钵苗机插),根据各类型品种特性和高产栽培理论设置高产潜力能够充分发挥的配套栽培管理措施,对不同类型品种群体生产力与相关生理生态特征进行系统比较分析,阐明甬优系列籼粳杂交稻生产力机制,明确超级籼粳亚种间杂交稻增产与调控途径,以期为超级稻超高产育种与栽培提供理论与实践参考依据。主要结果如下：1、不同年份、地点间产量构成因素形成特征存在差异(毯苗机插),(1)产量均呈A>B>C>D趋势,A类品种平均收获产量为12189.63kghm-2,分别较B、C和D增产8.98%、11.86%和20.06%,A类品种增产的主要原因为每穗粒数极显着高于B、C、D。(2)产量构成因素对产量的净贡献率表现为总颖花量>结实率>千粒重,对总颖花量的净贡献率表现为每穗粒数大于有效穗数,说明大穗依然是水稻高产的主要途径。(3)不同类型水稻品种拔节期茎蘖数表现为C>D>B>A,主茎和一级分蘖贡献率表现为A>D>C>B,二级分蘖贡献率表现为B>C>D>A;蜡熟期茎蘖组成特点与拔节期规律一致;不同类型水稻品种成穗率表现为C最大(75.76%),B其次(72.87%),A再次(66.80%),D最低(63.24%)。(4)不同类型水稻品种穗长表现为D>A>B>C,着粒密度、每穗粒数和单穗重均表现为A>B>D>C;一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗总粒数和二次枝梗总粒数均表现为A>B>C>D,一次枝梗粒数对总粒的贡献率表现为C最大(41.00%),B其次(33.50%),A再次(31.83%),D最低(29.92%),二次枝梗总粒对每穗粒数的贡献率表现为D最大(70.08%),A其次(68.17%),B再次(66.50%),C最小(59.00%)。(5)不同类型水稻品种终极生长量Wo呈C>B>D>A趋势,最大灌浆速率Vmax表现为C>D>B>A,到达最大灌浆速率的时间Tmax表现为B>A>C>D,平均灌浆速率Vmean表现为D>C>B>A,有效灌浆时间T99表现为A>B>C>D;阶段性灌浆特征方面,灌浆量在渐增期、快增期和缓增期均表现为C>B>D>A;灌浆时间在渐增期表现为B>C>A>D,在快增期和缓增期均表现为A>B>C>D;灌浆速率在渐增期表现为D>A>C>B,在快增期和缓增期表现为C>D>B>A.籼粳杂交稻较杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻有明显的产量优势,“穗大粒多”是其优势形成的基础。2、A与B、C、D超高产物质积累与转运特征(毯苗机插)存在差异。(1)不同类型水稻品种拔节至抽穗期、抽穗至成熟期、成熟期群体干物重均与产量呈极显着的正向直线关系,抽穗期群体干物重均与产量呈极显着的开口向下的抛物线关系。(2)籼粳杂交稻主要生育期单茎叶面积和单茎干物重均高于其它叁类品种,且随着生育进程的推进差异不断扩大；籼粳杂交稻的生物学产量高于其它叁类品种,而经济系数呈相反趋势。(3)在生育前期(移栽至拔节),籼粳杂交稻的干物质净积累量、积累比例、群体生长率、净同化率均低于其它叁类品种,光合势介于粳、籼之间；生育中期(拔节至抽穗)干物质净积累量、积累比例、光合势均高于其它叁类品种,群体生长率、净同化率介于粳、籼之间；生育后期(抽穗至成熟)干物质积累量、积累比例、群体生长率、光合势均高于其它叁类品种,净同化率与粳稻相近。(4)在抽穗期,籼粳杂交稻的叶、鞘比例高于杂交粳稻和常规粳稻,低于杂交籼稻,茎的比例低于杂交粳稻和常规粳稻,高于杂交籼稻,穗的比例高于其它叁类品种：乳熟期,叶、鞘的比例高于其它叁类品种,茎的比例低于其它叁类品种,穗的比例高于杂交粳稻和常规粳稻,低于杂交籼稻；成熟期,叶、鞘的比例低于杂交粳稻、常规粳稻,高于杂交籼稻,茎的比例高于其它叁类品种,穗的比例低于其它叁类品种。无论是抽穗期、乳熟期还是成熟期,籼粳杂交稻单茎叶、茎、鞘、穗的分配量均高于高于其它叁类品种。(5)籼粳杂交稻叶、鞘的表观输出量高于杂交粳稻和常规粳稻,低于杂交籼稻,叶、鞘的输出率和转化率均低于其它叁类品种；茎的最大输出量高于其它叁类品种,输出率、转化率高于杂交籼稻,低于杂交粳稻和常规粳稻；茎的表观输出量、表观输出率和表观转化率均最低,单茎回升增重明显高于其它叁类品种。充分依靠个体优势,在生育前期稳步形成有效的群体生长量基础上,着重提高中、后期光合系统生产性能,保证光合产物持续产出并得到合理分配,同时在生育后期具有协调的物质输出与转运机制,最终形成高积累的生物学产量,这既是籼粳杂交稻经济产量优势形成的关键原因也是进一步提高产量的重要途径。3、A与B、C、D不同粒位(上部一次枝梗U1,上部二次枝梗U2,中部一次枝梗M1,中部二次枝梗M2,下部一次枝梗M1,下部二次枝梗M2)群体灌浆、籽粒充实特性与相关生理生态学特征存在差异(钵苗机插)。(1)各类型品种共性规律为中位籽粒(U2,M1,M2,D1)群体灌浆与籽粒充实均属于上下同步中位异步灌浆类型(U2和D1同步,M1和M2异步),各类型各中位籽粒的两种灌浆峰位出现的先后顺序依次为M1、U2、D1、M2;群体灌浆量方面,总量呈A>B>C>D趋势,A类品种不同中位籽粒群体灌浆强度表现为U2>M2>M1>D1,其U2、D1的群体灌浆强度和U2、M2灌浆量明显高于B、C、D;籽粒灌浆充实方面,各粒位终极充实度介于粳、籼类型间,A类品种不同中位籽粒灌浆充实强度表现为M1>U1>D2>M2,其中U1籽粒充实度A>D>C>B而其强度表现为D>A>C>B,D2籽粒充实度为C>B>A>D而其强度亦表现为C>B>A>D。(2)主要生理生态指标方面,抽穗期营养器官物质积累量、抽穗至乳熟期营养器官物质输出量表现为A>B>C>D,从乳熟期开始至蜡熟期为止观察到营养器官中营养物质逐渐低于对照类型,蜡熟期和成熟期净光合速率表现为A>B>C>D,抽穗至成熟期光合势与前期物质输出和后期光合速率趋势一致；灌浆中期光-光合速率起始响应参数、二氧化碳-光合速率起始响应参数、群体根尖数均表现为A>B>C>D,根尖数依根径分布的峰位根径表现为DABC,灌浆前期和灌浆后期根系密度表现为C>B>A>D;拔节至抽穗期和抽穗至成熟期暗周期与温差平均累积速率和累积量均表现为A>B>C>D。说明钵苗机插高产栽培条件下,不同类型超级(超高产)稻各粒位同属于“上下同步中位异步”的灌浆类型,本研究中甬优系列籼粳杂交稻显示出“群体灌浆总量大、籽粒灌浆充实好”基本灌浆特征,文章阐明了生育中期群体营养器官中贮存足量灌浆原料并于灌浆前期与库有效对接、畅通输出,生育后期群体光合系统性能稳定持久,根系与叶系保持高活性生理机能以及生育中后期具有充分高效争用时空资源的特性是甬优系列籼粳杂交稻获取较群体灌浆量和良好籽粒充实的主要生理生态机制。4、A与B、C、D冠层结构与光合特性存在差异(毯苗机插)。(1)上3张叶片的长度、宽度表现为A>B>D>C,叶基角表现为D>A>B>C,披垂度表现为D>B>C>A。冠层上部叶面积密度表现为D>A>B>C,冠层下部叶面积密度表现为C>B>A>D,最大叶面积密度表现为A>D>B>C,最大叶面积密度出现的相对高度表现为D>A>B>C。冠层上部相对光照表现为A>B>C>D,冠层下部相对光照表现为B>A>C>D,冠层平均相对光照表现为B>A>C>D,冠层消光系数表现为C>D>B>A。(2)抽穗期群体叶面积指数、高效叶面积率均呈D>A>B>C趋势,有效叶面积率呈A>B>C>D趋势：颖花/叶和实粒/叶均表现为A>B>C>D。经济产量、生物产量均表现为A>B>C>D,经济系数呈D>C>B>A趋势；蜡熟期和成熟期剑叶的叶绿素含量、类胡萝卜素含量、PS Ⅱ的光化学效率及净光合速率呈A>B>C>D趋势；抽穗至成熟期剑叶的MAD含量呈D>C>B>A趋势,SOD、POD、CAT酶活性呈A>B>C>D趋势。与其他3种类型水稻相比,甬优系列籼粳杂交稻的冠层结构与光合特性具有显着优势,这是甬优系列杂交稻产量潜力正常发挥的生态生理基础,也是进一步提高亚种间杂交稻群体生产力的重要途径。5、A与B、C、D超高产根系形态生理特征存在差异(毯苗机插)。(1)在生育中、后期,A的根系干重、地上部干重、根尖数、根系长度、根系表面积、根系体积及根冠比均显着高于B、C和D。(2)抽穗期不定根(根径>0.3 mm)的根尖数、根系长度、根系表面积和根系体积占总根的比例表现为A大于B和C,小于D；细分支(根径≤0.1mm)与粗分支(0.1 mm<根径≤0.3 mm)的根尖数、根系长度、根系表面积和根系体积占总根的比例均表现为A大于D,小于B和C。抽穗期土层0～5 cm、5～10 cm和10～15 cm范围根干重占根系总干重的比例表现为A大于B和C,小于D；土层15～25 cm、25～35 cm、35～45 cm、45～55 cm范围根干重占根系总干重的比例表现为A大于D,小于B和C。(3)A抽穗后根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系伤流强度以及根系氧化力和根系还原力均高于B、C和D。与杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻相比,甬优系列籼粳杂交稻具有根冠协调水平高、群体根量大、分支结构优、根系深扎性好以及中、后期生理活性强等优势,这种根系特征为其超高产的实现提供了重要保障。6、A与B、C、D主要稻米品质与蒸煮食味品质存在差异(毯苗机插)。(1)理化指标方面,直链淀粉含量和蛋白质含量呈D>A>B>C趋势,胶稠度呈C>B>A>D趋势(2)食味计指标方面,香气、光泽、味道、口感和综合值表现为C>B>A>D,完整性表现为D>A>B>C。(3)TPA指标方面,硬度、弹性、内聚性、聚集度、回复性趋势一致,呈D>A>B>C趋势,粘着性的大小值呈C>B>A>D趋势(4)RVA指标方面,峰值黏度、热浆黏度、崩解值均呈C>B>A>D趋势,回复性、糊化温度呈D>A>B>C趋势。(5)变异系数分析表明,综合值、口感、光泽、咀嚼度、硬度、粘着性、回复值、崩解值等指标在品种类型间存在较大差异。(6)相关分析表明,蛋白质含量、直链淀粉含量与光泽、味道、口感、综合、峰值黏度、热浆黏度、崩解值呈显着或极显着负相关,与完整性、硬度、粘着性、弹性、内聚性、咀嚼度、回复性、最终黏度、回复值、糊化温度呈显着或极显着正相关；胶稠度呈相反趋势。本研究初步认为,长江下游地区籼粳杂交稻的食味品质介于粳籼类型之间,表现为优于籼稻,但稍逊于粳稻;直链淀粉与蛋白质含量是影响食味的关键因素；筛选出的综合值、口感、光泽、咀嚼度、硬度、粘着性、回复值、崩解值等指标可以作为品种类型食味评比的优先指标。7、A与B、C、D抗倒伏特征存在差异(毯苗机插)。(1)综合抗倒性方面,与B、C、D相比,A的弯曲力矩和抗折力得到协同提高,但二者的综合作用下,倒伏指数表现为D>A>B>C.(2)茎秆质构特征方面,A类品种基部节间的纵向载荷度、弹性、内聚性、抗弯强度等载荷能力指标以及硬度、脆度、穿刺强度、紧实度等穿刺性能的指标均高于B、C、D。(3)茎秆形态与解剖性状方面,A的株高、穗高、重心高、基部节间粗度、横截面积、茎壁面积、维管束总面积、大维管束面积、小维管束面积、大维管束数目、小维管束数目均高于B、C、D;A的相对重心高度、基部节间长度小于D而高于B、C；A的基部节间秆型指数、相对茎壁面积、相对维管束面积、大维管束相对面积、小微管束相对面积均低于B、C而高于D。(4)茎秆化学成分含量方面,A茎鞘中可溶性糖、淀粉、纤维素、木质素、K、Si、Ca、Cu、Zn等化学成分含量表现为低于B和C,高于D；茎鞘中N、Mg、Fe、Mn等化学成分含量表现为A高于B和C,低于D。(5)相关分析表明,倒伏指数与与重心高度、茎秆粗度、横截面积呈显着正相关,与相对重心高度、基部节间长度、N、Mg、Fe、Mn的含量呈极显着正相关；与淀粉、Cu的含量呈显着负相关,与秆型指数、相对茎壁面积、相对维管束面积、可溶性糖、纤维素、木质素、K、Si、Ca、Zn的含量呈极显着负相关。本研究初步认为,机插条件下,甬优系列籼粳杂交稻的茎秆抗倒性较杂交籼稻有大幅提高,但稍逊于杂交粳稻和常规粳稻,茎秆理化特性的差异与抗倒性密切相关。8、A与B、C、D养分积累与相关生理生态特征存在差异(毯苗机插)。(1)拔节至抽穗期、抽穗期、抽穗至成熟期、成熟期及抽穗至成熟期氮磷钾硅积累量均呈A>B>C>D趋势,而拔节期相反。(2)抽穗期和成熟期的干物质、叶面积,拔节至抽穗期、抽穗至成熟期的净积累量、光合势,灌浆中期蒸腾速率特征参数、荧光动力学参数、根系长度和表面积分支根总量均表现为A>B>C>D;灌浆中期根系长度和表面积依根径呈双峰分布,最大根径峰位介于粳、籼类型之间,长度和表面积峰位根径均表现为D>A>B=C;全生育光温资源平速率,全生育期、拔节至抽穗期、抽穗至成熟期光温积累量均表现为A>B>C>D.本文研究显示了机插高产栽培条件下,与对照相比,甬优系列籼粳杂交稻氮磷钾硅等营养积累量大,间接说明产量潜力实现有其植物营养学依据,本文从协同生理生态特征角度对其营养大量积累机制进行了探讨。
严进忠(NGHIEM, TIEN, CHUNG）[9]2016年在《薏米氮素高效吸收利用的生理基础及其调控研究》文中提出从各地收集到隆林1号、西林1号、ZYYB12、兴仁小白壳、黔饮1号、隆林2号、品种1号、品种2号、品种0号、品种10号、品种11号、越南花壳米、XYYBT、XYYH12-1等14个薏米品种,在大田条件下对其氮素吸收和利用效率及相关指标进行测定分析;利用从中筛选出氮素吸收利用效率较高和较低品种各二个,通过盆栽试验对其氮素吸收利用效率与生理特性间的关系进行分析。同时,进行大田试验,设置10kgN/亩、15kgN/亩、20kgN/亩叁个氮肥水平和叁种运筹方式,探讨氮肥数量及运筹对薏米氮素吸收和利用效率及产量和品质的综合影响。主要研究结果如下:(一)薏米氮素吸收利用效率表现出显着的品种间差异(1)薏米氮素积累量、氮素生理利用效率、氮素农学利用效率等氮素吸收利用指标存在显着的品种间差异,氮素收获指数品种差异性不显着。叶面积指数、根系状况、干物质积累量、全氮含量等农艺性状品种间也表现明显的差异。如在本研究中各处理条件下西林1号号、黔饮1号号和品种2号均表现出了相对较高的叶面积指数和干物质积累量。(2)增施氮肥后可以一定程度上提高薏米氮素积累量、氮素生理利用效率、氮素农学利用效率等氮肥吸收利用指标,同时还可以改善叶面积指数、根系状况、干物质积累量等农艺性状。(3)在供试的14个薏米品种中,黔饮1号、西林1、品种2号是氮素吸收利用效率和相关农艺性状较优的薏米品种,隆林1号和品种10号是表现较差的品种。(二)薏米高效吸收利用氮素与根的吸收功能、叶的光合功能及氮素的同化过程关系密切(1)在不施氮肥条件下,根系长度、根系表面积、根系直径、根系体积等与氮素吸收和利用效率关系不明显;在施氮肥条件下,氮素吸收利用效率较高的西林1号和黔饮1号的根系表面积和根系体积都显着高于氮素吸收利用效率较低的隆林1号和品种10号。研究表明,氮素吸收和利用效率较高薏米品种根系生长对氮素的响应更显着。在根系性状中,成熟期根系活力与氮素吸收利用效率关系最密切。(2)西林1号和黔饮1号的叶面积指数、倒3叶光合作用速率、叶绿素含量、总光合作用速率均表现出了比隆林1号和品种10号更高的水平,这种趋势在抽穗期～成熟期表现更明显。这说明优良的叶片光合性状有利于薏米高效吸收和利用氮素。试验还发现,薏米叶片叶绿素荧光参数与其吸收和利用氮素效率的相关性很小。(3)GPT转氨酶活性与氮素吸收和利用效率没有表现出明显的相关。增施氮肥后,西林1号和黔饮1号硝酸还原酶活性更容易被诱导提高,可能是其高效吸收利用氮素的一个重要生理因素。(4)薏米植株中氮素形态及其含量与氮素吸收利用效率关系密切。研究发现,氮素吸收利用效率较高品种,其叶片中硝态氮、游离氨基酸和Rubisco-N含量也较高。(叁)氮肥数量及运筹显着影响薏米氮素吸收利用及籽粒品质(1)增施氮肥显着提高了薏米氮素积累总量、氮素回收利用效率、氮素农学利用效率、叶面积指数,但是并不能显着提高薏米氮素收获指数,且会一定程度降低氮素生理利用效率。(2)随着施氮量增加,薏米籽粒甘油叁油酸酯含量呈下降趋势,表明过多的施用氮肥会降低薏米籽粒的品质。(3)早季薏米与晚季薏米对氮肥数量及运筹表现出不同的要求。早季宜少使用氮肥,且宜少施基肥,后期及时追肥,如可以采用本研究中N1OF3方式;晚季薏米则应多用氮肥,重施基肥,后期不追肥,如可以采用本研究中N20F1方式。
张明伟[10]2018年在《稻茬晚播小麦群体与生理特征及密肥调控技术研究》文中研究指明我国稻茬小麦种植区域主要在长江中下游冬小麦区、黄淮平原南部及西南冬麦区,近几年来稻茬小麦单产不断提高,总产量增加,为我国粮食安全作出了重要贡献。目前由于长江中下游冬小麦区前茬水稻中晚熟品种和水稻机插秧、直播稻等轻简栽培技术推广应用,水稻成熟期大幅度推迟,致使小麦适期播种面积缩减,晚播与过晚播面积逐年扩大,严重制约了小麦生产潜力的发挥,在江苏省稻麦两熟地区,这一矛盾尤为突出,已成为栽培学家广泛关注的热点问题,正在从晚播小麦的成因、种植业结构、生态和生产条件、品种选用和适应晚播品种配套的栽培技术等方面开展研究,以期对晚播小麦高产稳产理论与技术方面实现突破。本研究以筛选适宜晚播的优质小麦品种为基础,分别在江苏沿江地区晚播(较适播期推迟10天左右)与里下河地区过晚播(较适播期推迟30天以上)的条件下,通过不同栽培措施组合试验,构建不同的产量群体,研究晚播小麦8000kg·hm~(-2)高产群体与过晚播小麦6750kg·hm~(-2)中高产群体产量结构、群体特征、氮素吸收与利用规律、光合衰老特性与生理机制以及经济效益等指标,探索晚播与过晚播小麦高产优质栽培技术体系,为稻茬晚播和过晚播小麦大面积生产提供理论依据和技术支撑。主要结果如下:1.稻茬晚播与过晚播小麦适用品种选择江苏省淮南稻茬麦区生产上大面积推广应用的宁麦14、宁麦19、苏麦188、扬麦16、扬麦22、扬辐麦4号、扬麦23和扬麦25作为试验材料,研究不同小麦品种对沿江地区晚播和里下河地区过晚播的适应性,筛选出适应性好的稻茬晚播和过晚播小麦品种。适合稻茬晚播的品种为扬麦23和扬辐麦4号,稻茬晚播条件下能获得8000kg·hm~(-2)以上目标产量。两品种一致表现为生育前期干物质积累量高,群体结构协调,LAI适宜,花后剑叶叶绿素含量以及净光合速率较高,有利于籽粒灌浆,同时具有较好的抗倒性能。适合稻茬过晚播的品种为扬麦22和扬麦23,过晚播条件下可获得6750kg·hm~(-2)以上目标产量。扬麦22具有较好的分蘖能力和成穗率,两年平均产量达7200.38kg·hm~(-2),扬麦23两年平均产量为710~4.62 kg·hm~(-2)。以上两品种具有较高的产量潜力且稳产性好,群体结构协调,叶面积指数适宜,具有较高的干物质积累量与氮素积累量,快速灌浆启动早,峰值速率大,快速完成灌浆,避高温逼熟等特点。2.稻茬晚播小麦高产群体与过晚播小麦中高产群体质量特征稻茬晚播条件下,扬麦23和扬辐麦4号8000kg·hm~(-2)高产群体产量结构穗数、每穗粒数、千粒重分别为560×10~4·hm--2、39.0～40.0粒、38.0g左右,总结实粒数在22 000×10~4粒左右。群体特征主要表现为,分蘖期、拔节期、开花期茎蘖数分别为穗数值的1.1～1.3倍、2.3～2.5倍、1.1～1.2倍,茎蘖成穗率为40.0%左右。干物质积累量开花期为15000 kg·hm~(-2)左右,成熟期为21000kg·hm~(-2)左右,花后干物质积累量大于6200kg·h1--2。孕穗期、开花期和乳熟期群体叶面积指数分别在7.0、5.6、3.2左右,粒叶比(粒数/叶cm~2和粒重mg/叶cm~2)为0.31～0.33粒/叶·cm~2和11.5～11.8mg/叶.cm~2左右有利于获得高产。稻茬过晚播条件下,扬麦22、扬麦23产量6 750 kg·hm~(-2)中高产群体产量结构穗数、每穗粒数、千粒重分别为510×10~4·hm~(-2)、36.0～37.0粒、40.0g左右,总结实粒数为18500×10~4粒以上;分蘖期、拔节期、开花期茎蘖数分别为穗数值的1.4～1.5倍、2.6～2.7倍、1.3～1.4倍,茎蘖成穗率为38%左右;干物质积累量开花期为13 500～14000kg·hm~(-2)、成熟期为19000kg·hm~(-2)左右,花后干物质积累量大于5300kg·hm~(-2);孕穗期、开花期与乳熟期LAI分别在7.5左右、5.0～5.5和2.8～3.3;粒叶比(粒数/叶cm~2和粒重mg/叶cm~2)在0.25～0.26粒/叶· cm~2和9.2～10.Omg/叶· cm~2左右。研究结果表明,稻茬晚播与过晚播小麦的产量构成中的穗数虽然是主茎成穗为主,但分蘖穗仍然对产量有一定贡献,应合理加以应用。3.稻茬晚播小麦高产群体与过晚播小麦中高产群体氮素吸收与积累特点~(15)N示踪研究表明,稻茬晚播条件下,开花期与成熟期小麦植株对不同来源氮素的吸收均以土壤氮素为主,开花期对氮素的吸收以基施氮为主,成熟期则吸收追施氮比例高于基施氮。花后营养器官中的氮素向籽粒中转运,其中茎鞘转移量最大,转移氮素以基施氮为主。增加密度显着的增加了成熟期植株对追肥中氮素的吸收量以及占总氮比例。高密度条件下籽粒中氮素的积累提高,主要是营养器官中追肥氮向籽粒中转运效率增强。说明晚播条件下适度增加密度有利于提高植株对肥料氮的吸收,减少土壤中肥料残留,提高营养器官中氮素向籽粒中的运转量,氮肥施用适当后移有利于提高氮素利用率。稻茬晚播8000 kg·hm~(-2)高产群体孕穗期、开花期与成熟期氮素积累量为120.0～130.0 kg·hm~(-2)、170.0～190.0kg·hm~(-2)和230.0～250.0kg·hm~(-2)。拔节至孕穗期的氮素吸收量分别为50.0～55.0kg·hm~(-2),开花至成熟期的氮素吸收量在50 kg·hm~(-2)以上。产量8000 kg·hm~(-2)高产群体除氮肥偏生产力以外,其他氮效率指标,如氮素农学效率、氮素生理效率等与7500 kg·hm~(-2)高产群体及中高产群体无显着差异。稻茬过晚播条件下,6750 kg·hm~(-2)中高产群体孕穗期、开花期氮素积累量分别为95.0～100.0kg·hm~(-2)、170.0 kg·hm~(-2)左右,成熟期氮素积累量与花后氮素积累量应分别高于210.0 kg·hm~(-2)和45.0 kg·hm~(-2)。拔节至孕穗期、孕穗至开花期氮素吸收量分别为35.0～45.0 kg·hm~(-2)和70.0～75.0 kg·hm~(-2)。产量6750 kg·hm~(-2)中高产群体的氮素农学效率以及氮素生理效率均高于中、低产群体,植株体内的氮素转运效率也高。4.稻茬晚播高产群体与过晚播小麦中高产群体光合与衰老特性稻茬晚播小麦8000 kg·hm~(-2)高产群体具有较高的剑叶叶绿素相对含量以及净光合速率,尤其是乳熟期,剑叶SPAD值及净光合速率在43.0～47.0与16.0umol·m~(-2).s~(-1)左右。晚播高产群体花后不同天数的剑叶SPAD值及活性氧保护酶(POD、CAT及SOD)活性均高于中高产群体,MDA含量低于中高产群体,随开花天数增加,差异更为显着。相关分析表明,乳熟期剑叶净光合速率及SPAD值与产量均显着正相关。稻茬过晚播小麦6750 kg·hm~(-2)中高产群体花后具有较高的剑叶叶绿素相对含量和净光合速率,乳熟期剑叶SPAD与净光合速率分别控制在35.0～37.0、14.5umol·m~(-2)·r-1左右。花后不同天数的活性氧保护酶(POD、CAT及SOD)活性均高于低产群体,有利于延缓叶片衰老,延长光合功能持续时间。相关分析表明剑叶SOD、POD、CAT酶活性与叶绿素相对含量均呈显着或极显着的正相关关系,MDA含量与SPAD值呈极显着的负相关关系。5.稻茬晚播小麦8000 kg·hm~(-2)高产群体花后剑叶碳氮比变化特点剑叶碳氮比随开花天数呈增加趋势,8000 kg·hm~(-2)高产群体剑叶碳氮比与其他群体无显着差异,花后21天与28天显着高于其他群体。相关分析表明,花后剑叶碳氮比与剑叶SPAD值呈极显着负相关关系,与剑叶的衰老显着相关。稻茬晚播小麦8000 kg·hm~(-2)高产群体花后剑叶全氮含量与NR、GS酶活性均高于中高产群体,说明高产群体剑叶应具有较高的氮素合成能力。8000 kg·hm~(-2)高产群体开花期剑叶蔗糖含量显着低于中高产群体;花后14天起,8000kg·hm~(-2)高产群体蔗糖合成能力增强,蔗糖含量显着高于中高产群体。SS与SPS酶活性与蔗糖含量规律基本一致。相关分析表明,SS与SPS酶活性与剑叶蔗糖含量均显着正相关。6.稻茬晚播小麦的抗倒特性由于播种密度增加,降低了基部节间单位长度干重以及茎秆可溶性糖和木质素的积累,从而影响小麦的抗倒性能。减少氮肥施用量、基肥施用量和控制拔节期施肥比例均能够有效降低株高及基部节间长度,增加基部节间茎粗壁厚与充实度,增强木质素合成关键酶活性,提高基部第二节间木质素的含量,从而提升小麦抗倒能力。相关分析表明,抗倒伏指数与倒伏系数呈极显着的负相关关系(r =-0.94**),与基部节间总长、穗下节间长度以及株高均呈显着负相关关系(r值分别为-0.92**、-0.70**、-0.64*),与基部一、二节间单位长度干重呈显着正相关。基部第二节间伸长40天后的木质素含量与抗倒伏指数呈显着正相关;PAL、TAL酶活性与木质素含量呈显着正相关。因此晚播小麦采用270×10~4·hm~(-2)基本苗、225 kg·hm~(-2)施氮量、基肥:壮蘖肥:拔节肥:孕穗肥=4:2:1:3运筹比例有利于控制倒伏,同时获得较高的产量。7.晚播与过晚播小麦高产栽培技术组合沿江地区晚播条件下,扬麦23与扬辐麦4号稻茬晚播高产栽培技术组合为基本苗270×10~4·hm~(-2)左右,施氮量225kg·hm~(-2),基肥:分蘖肥:拔节肥:孕穗肥施用比例为5:1:2:2或4:2:1:3,磷钾肥用量90kg·hm~(-2),可获得8000 kg·hm~(-2)以上目标产量。里下河地区过晚播条件下,扬麦22与扬麦23过晚播栽培技术组合则为基本苗宜在330×10~4·hm~(-2)左右,施氮量225kg·hm~(-2),基肥:分蘖肥:拔节肥:孕穗肥施用比例为5:1:2:2或6:0:2:2,磷钾肥用量在90 kg·hm~(-2)可获得6750 kg·hm~(-2)以上目标产量。
参考文献：
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[10]. 稻茬晚播小麦群体与生理特征及密肥调控技术研究[D]. 张明伟. 扬州大学. 2018
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