杜永[1]2007年在《黄淮地区稻麦周年超高产群体特征与调控技术的研究》文中提出水稻和小麦是我国两大最重要的粮食作物,实现水稻、小麦超高产对保证我国粮食安全具有重要意义。本文对稻麦超高产株型特征、群体指标、花后主要光合特性、需肥规律、肥水调控和超高产品质效应进行了较为系统的研究,主要结果如下:1.稻麦周年超高产产量2004-2006年连续2年进行稻麦周年超高产研究,并经专家实地验收,2年稻麦周年产量分别为21.02 t hm-2和22.52 t hm-2,较当地稻麦周年平均产量高出37.9%和40.8%。2.稻麦超高产的株型特征对黄淮地区129个水稻品种进行聚类分析,将供试品种分为超高产、高产、中产、中低产及低产5种类型。超高产类型品种占3.1%,低产类型品种占14.7%,高产和中高产品种占82.2%。高产和超高产水稻品种多为半直立穗型、叶片挺立,具有较高的干物质生产能力、较高的结实率和较高的经济系数。优质米品种在高产和中高产类型中较多,在超高产和低产类型中很少。垩白米率高是超高产品种米质存在的主要问题。黄淮地区超高产(> 12 t hm-2)中粳水稻品种的株型和产量构成指标:株高100-108 cm,全生育期150-155 d;有效穗数320-340×104 hm-2,每穗总粒数160-180粒,结实率> 85%,千粒重> 26 g,收获指数> 0.50;穗型半直立;穗长17-18 cm,一次枝梗数12-15个,二次枝梗数30-38个;倒1、2、3叶叶长分别为26-28、35-40和32-38 cm,剑叶角度<20o。按照产量的高低将24个黄淮麦区稻茬小麦品种分成超高产、高产、中产、低产4种类型。超高产类型品种占20.8%,低产类型品种占12.5%,高产和中产品种占66.7%。高产和超高产小麦品种穗短、穗数多、株高较高、基部节间短、穗下节间长、剑叶小且挺,具有较高物质生产能力和较高的收获指数。超高产品种全部达到优质中强筋小麦品种标准。黄淮麦区高产、超高产(>9.0 t hm-2)小麦品种的株型和产量构成指标:全生育期235 d左右;株高75 cm左右,穗下节间长28 cm以上,株高构成指数(IL)>0.61;穗长7.5-8.0 cm,每穗结实小穗数14-15个;剑叶长15-17 cm,宽1.3 cm,高效叶面积55-60 cm2,剑8叶基角<25o;有效穗数>620×104 hm-2,每穗实粒数>33粒,千粒重>42 g,收获指数>0.45。3.稻麦超高产的群体与光合特征超高产水稻(产量: 10.81-11.64 t hm-2)与高产水稻(产量: 8.98-9.16 t hm-2, CK)相比,每穗颖花数多,结实率高,千粒重与CK无显著差异;超高产水稻移栽至拔节期的茎蘖数较CK少,但分蘖成穗率较高;超高产水稻的叶面积指数、光合势和干物质积累,生育前期较CK低,抽穗期与CK无显著差异,抽穗后则显著高于CK。超高产水稻各生育时期的根冠比、抽穗至成熟的根系伤流量以及粒叶比、茎鞘物质运转率和收获指数均显著高于CK;超高产水稻花后叶面积指数(LAI)、剑叶叶绿素含量(SPAD)、光合速率(Pr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)均显著高于对照,非光化学猝灭系数(qN)显著低于对照。提出了黄淮地区中熟粳稻超高产(>12 t hm-2)群体的生育诊断指标:总颖花量>5.2×104 m-2,结实率>90%,千粒重>26 g;茎蘖成穗率>80%,抽穗期叶面积指数7.5-8.0,全生育期光合势>5×106 m2 d hm-2,成熟期总干重>22 t hm-2,收获指数>0.50;抽穗期粒叶比[颖花/叶(cm2)] >0.58,根冠比>0.25,根系伤流量>5 g m-2 h-1。稻茬超高产小麦(产量: 9.61-9.93 t hm-2)与高产小麦(产量: 7.38-7.88 t hm-2, CK))相比,每穗粒数多,千粒重高,单位面积穗数与CK无显著差异;超高产小麦抽穗前茎蘖数较CK少,但分蘖成穗率高;超高产小麦的叶面积指数、光合势和干物质积累,生育前期较CK低,抽穗后则显著高于CK。超高产小麦抽穗期、乳熟期与蜡熟期的根冠比、根系伤流量显著高于CK;超高产小麦粒叶比、茎鞘物质运转率和收获指数均高于对照;稻茬超高产小麦花后剑叶叶绿素含量(SPAD)、光合速率(Pr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)均显著高于对照,非光化学猝灭系数(qN)显著低于对照。提出了黄淮地区稻茬小麦超高产(>9 t hm-2)群体生育诊断指标:单位面积穗数>680×104 hm-2,每穗实粒数>32;千粒重>42 g,茎蘖成穗率>45%;抽穗期叶面积指数6.5-7.5;全生育期光合势>7×106 m2 d hm-2;成熟期总干重>20 t hm-2;抽穗期粒叶比(粒重(mg)/叶(cm2)) >14;根冠比>0.25;根系伤流量>7.5 g m-2 h-1;收获指数>0.45。4.稻麦超高产需肥规律与对照相比,超高产水稻在有效分蘖临界叶龄期前N的吸收量较低,拔节以后的吸N量则较高;P的吸收量在各生育期均高于对照,中后期尤为明显;K的吸收量在有效分蘖临界叶龄期以前,超高产水稻与对照差异很小,自拔节起,前者则明显高于后者。超高产栽培稻田N的输入输出基本平衡,普通高产栽培稻田表现为N盈余;在两种栽培条件下P与K均表现为表观亏缺,超高产栽培尤为严重。每生产1000 kg稻谷所吸收的N、P、K,超高产水稻分别为21.6-21.9 kg、6.7-7.2 kg和24.8-25.6 kg,对照为23.8-24.3、6.8-7.3 kg和27.4-29.0 kg。与对照相比,超高产小麦越冬期N、P、K吸收量与对照无显著差异,拔节后则显著高于对照,中后期尤为明显;超高产小麦N、P、K的累积量,播种至越冬无显著差异,越冬后各生育阶段普遍大于对照。每生产1000 kg小麦吸收的N、P2O5、K2O,超高产小麦分别为30.0-30.5、9.0-9.8和32.7-33.8 kg,一般高产小麦分别为34.5-36.5、10.3-10.8和36.3-38.9 kg。5.稻麦超高产的肥水调控建立了超高产水稻的实地氮肥管理模式:应用Stanford公式确定氮、磷、钾总施肥量,依据叶色或叶片含氮量与叶绿素测定仪(SPAD)值或叶色卡(LCC)读数的对应关系,确定主要生育期(分蘖期、穗分化期和雌雄蕊形成期)水稻需氮供氮的的SPAD和LCC临界值,并结合品种的源库特征,对氮肥追肥的施用期和施用量进行调节。建立了大田期超高产精确灌溉的技术模式:(1)从移栽至返青建立浅水层;(2)返青～有效分蘖临界叶龄期前2个叶龄期(N-n-2),进行间隙湿润灌溉,低限土壤水势为-5～-15 kPa;(3) N-n-1叶龄期～N-n叶龄期,进行排水搁田,低限土壤水势为-15kPa～-25 kPa,并保持1个叶龄期;(4)N-n+1叶龄期～二次枝梗分化期初,进行干湿交替灌溉,低限土壤水势为-20~-30 kPa;(5)从二次枝梗分化期～出穗后10天,进行间隙湿润灌溉,低限土壤水势为-5～-15 kPa;(6)从抽穗后11天～抽穗后45天,进行干湿交替灌溉,低限土壤水势为-10～-25 kPa。实地氮肥管理与精确灌溉技术有显著的增产、节肥与节水效果。建立了超高产小麦实地氮肥管理模式:应用Stanford公式确定小麦氮、磷、钾总施肥量,依据叶色或叶片含氮量与SPAD值读数的对应关系,确定主要生育期(分蘖期、穗分化期)小麦需氮供氮的SPAD值或LCC临界值。提出了稻茬小麦超高产灌溉技术:在3叶1心期施促蘖肥前视墒情(土壤水势<-40kPa)灌水;在旗叶露尖时施保花肥前视墒情(土壤水势<-40 kPa)灌水;在扬花期视墒情(土壤水势<-40 kPa)灌水。每亩每次灌溉水量20-25 m3,实地氮肥管理模式和超高产灌溉技术取得了明显的增产、节肥和节水的效果。6.稻麦超高产栽培的品质效应超高产栽培可以显著降低稻米垩白度与垩白粒率,增加稻米的糙米率和整精米率,对直链淀粉含量和稻米RVA特征值没有显著影响;超高产栽培显著提高了稻米中的蛋白质含量、总氨基酸含量、必需氨基酸含量和非必需氨基酸含量。与普通高产栽培相比,超高产小麦栽培可以显著增加籽粒的容重、湿面筋含量、粗蛋白质含量、清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的含量,对球蛋白含量与谷醇比无显著影响。超高产栽培对淀粉黏滞谱(RVA)特征值的影响因小麦品种而异。
孙影[2]2017年在《不同穗型超级稻品种结实期三种株型特征及其产量、品质效应》文中指出优化水稻株型是提高冠层的光能截获效率的重要途径。如何通过栽培措施优化株型对于挖掘超级稻高产潜力具有重要意义。本研究选择3个代表性不同穗型的超级稻品种,即甬优2640(特大穗型)、武运粳24(大穗型)、南粳9108(中大穗型)。通过三种氮肥运筹塑造三种株型,即穗盖顶、草盖顶和中间型,研究不同穗型水稻品种结实期三种株型和光合特性,以及结实期三种株型对产量、品质的效应,为水稻的高产优质提供理论依据和实践指导。主要结果如下:1.同一水稻品种,三种株型的产量均呈现草盖顶>中间型>穗盖顶的趋势,但是增产幅度上看,甬优2640>武运粳24>南粳9108,分别增产10.1%、8.3%、5.6%。穗盖顶结实率高,单位面积穗数多,但因每穗粒数少,产量相对较低;草盖顶结实率低但穗数、每穗粒数较大,产量较高;中间型穗大粒多,但穗数较少,产量略低于草盖顶;草盖顶叶面积指数高,且高效叶面积比例大,同时结实期间叶片衰减较慢,光合势大,群体净同化率、干物质积累量、群体生长率较大。穗盖顶的物质转运量、转运率和对籽粒的贡献率在三种株型中最高,尤其是贡献率三个水稻品种分别为23.03%、32.25%和28.46%。草盖顶和中间型抽穗至成熟期物质转运量、转运率和对籽粒的贡献率相对适中,反而有利于高产的形成。就单茎各器官的干物质动态来看,中间型各器官干物质量大,有利于大穗的形成。2.不同穗型超级稻品种的三种株型特征类似,但在三种株型间存在显著差异。在株高和节间配置上,穗盖顶株高相对矮,上三节间短并且穗下节间占杆长比例小,上三叶短而相对直立;中间型株高较高,上三节间长,尤其是穗下节间占杆长比例最大,上三叶长并且披垂度最大;草盖顶株高相对最高,上三节间较长,穗下节间占杆长较大,上三叶较长并且披垂度在三种株型中居中;在冠层空间叶面积分布上,穗盖顶叶片分布呈宝塔型,以10cm分层切割,分层叶面积指数最大值出现的位置显著低于其余两种株型,冠层上部的透光率最大;草盖顶叶片分布较为集中呈棱型,分层叶面积指数最大值出现的位置最高并且数值最大,自叶面积指数最大层向上或向下叶面积指数下降较快,冠层上部的透光率居中,中下层透光率降低加快,至底层时透光率最低;中间型叶面积在空间的分布较为均匀呈桶形,冠层上部透光率最低,但是透光率在整个空间内下降缓和。3.同一品种下,三种株型对稻米品质的影响显著,穗盖顶的加工品质中的整精米率、外观品质和食味品质显著高于中间型;中间型的加工品质、外观品质、食味品质优于草盖顶。草盖顶的垩白米率和垩白度显著高于其余两种株型,说明草盖顶降低稻米的外观品质;草盖顶稻米的蛋白质含量显著高于中间型和穗盖顶,胶稠度和消减值显著低于中间型和穗盖顶,说明草盖顶降低稻米的蒸煮和食味品质。总体上,水稻的茎秆、叶片、穗等性状与稻米品质存在显著的相关性,品质优良的水稻植株形态表现为:上三叶和上三节间不宜过长,长度适中,叶基角和披垂度小,叶片挺立;穗长不宜过大,穗粒数不宜过多,着粒密度不宜过于紧凑。
曾勇军[3]2008年在《双季稻高产群体株型指标及调控对策研究》文中研究说明第一部分双季稻高产品种株型特征试验于2005～2007年在江西农业大学农业科技示范园和江西省进贤县温圳镇试验基地进行,以19个早稻品种(组合)和16个晚稻品种(组合)为材料,研究了双季稻高产品种茎系、叶系、穗系的株型特征及基本生育特性。结果表明:高产类型双季稻具有总粒数多、单穗重大、株高较高、物质生产量大、氮素吸收能力强等特点。早稻生育期110天左右,株高较高(95～105cm),上部节间较长,倒二和倒三叶较长,夹角相对较大,穗长较长,二次枝梗数目多、每穗粒数100～130粒,千粒重大(27～29g)。晚稻生育期120～125天,株高较高(100～110cm),倒一节间较长,叶片长度适中,夹角相对较小,茎秆粗,穗长较长,二次枝梗数目多,着粒密度大、每穗粒数多(120～150粒),千粒重25～27g。第二部分双季稻高产群体各主要生育时期株型指标试验于2004～2007年在江西农业大学农业科技示范园和江西省进贤县温圳镇试验基地进行。以金优463、陆两优996、淦鑫203等3个早稻组合和淦鑫688、先农16号、中优329、汕优963、岳优9113等5个晚稻组合为材料,通过氮肥施用量试验、氮肥追用时期试验、氮肥与密度互作试验、基蘖肥与穗肥施用比例试验、栽插密度试验、移栽秧龄试验、菜籽枯施用量试验等试验,结合方差分析、通径分析、相关及回归分析等统计分析方法研究了产量在9000kg/hm2以上的双季稻群体(N-n)叶龄期、幼穗分化二期、齐穗期、乳熟期的株型指标及产量形成生理。主要结果如下:1、双季稻高产群体(N-n)叶龄期株型指标早稻:茎蘖数为345～400万/hm2,叶片含氮率5.23%～5.55%,RSPAD在0～6%左右,LAI 0.8～1.0,物质积累量550～610 kg/hm2。晚稻:茎蘖数为375～415万/hm2,叶片含氮量4.17%～4.55%,RSPAD在5%～8%左右,LAI 3.2～3.7,物质积累量为2200～2500 kg/hm2。2、双季稻高产群体幼穗分化二期株型指标早稻:茎蘖数570～660万/hm2,其中0.15g以上的茎蘖数380～405万/hm2,成穗率49%～62%,叶片含氮率3.83%～4.37%,LAI在4.1～4.8之间,物质生产3000～3500kg/hm2。晚稻:茎蘖数505～580万/hm2,其中0.30g以上的茎蘖数350～400万/hm2,成穗率57%～77%,叶片含氮率2.66%～3.06%,LAI在6.4～7.0之间,物质生产5500～6400kg/hm2。3、双季稻高产群体齐穗期株型指标早稻:株高93～107cm,倒一节间长30～35cm,倒二节间长17～20cm,倒三节间长15～18cm,剑叶长20～28cm,倒二叶长37～47cm,倒三叶长43～51cm,剑叶角度8°～12°,倒二叶角度18°～21°,倒三叶角度25°～42°,颖花量38600～43100万/hm2,有效穗数355～395万/hm2,1/0节位成穗率96%以上,2/0节位成穗率92%以上,3/0节位成穗率54%以上,4/0节位成穗率14%以上,LAI 6.2～7.6,叶片含氮率为3.0%～3.4%,群体指数20～26,物质积累8220～9420kg/hm2。晚稻:株高105～110cm,倒一节间长28～30cm,倒二节间长17～19cm,倒三节间长12～17cm,剑叶长23～34cm,倒二叶长39～51cm,倒三叶长49～58cm,剑叶角度8°～13°,倒二叶角度10°～16°,倒三叶角度16°～19°,总颖花量44300～50200万/hm2,有效穗数300～385万/hm2,2/0节位成穗率93%以上,3/0节位成穗率82%以上,4/0节位成穗率58%以上,5/0节位成穗率18%以上,1/1节位成穗率38%以上,2/1节位成穗率30%以上,3/1节位成穗率11%以上,LAI7.4～8.0,叶片含氮率2.6%～3.2%,群体指数19～26,物质积累10500～10950 kg/hm2。4、双季稻高产群体乳熟期株型指标早稻: LAI 5.5～6.5,齐穗后15天叶片叶绿素含量下降幅度在5%～10%之间,地面10cm处群体透光率3%～6%,地面30cm处群体透光率在5%～7%,在适宜总颖花量的条件下,齐穗后0～5d单粒每日增重1.11～1.35mg;齐穗后5～10d单粒每日增重1.71～1.95mg,齐穗后10～15d,单粒每日增重0.55～1.47mg;齐穗后15～20d,单粒每日增重0.14～0.62mg;齐穗后20～25d,单粒每日增重0.03～0.53mg。乳熟期物质积累的量12600～13400kg/hm2,齐穗后物质生产的量为5350～6220kg/hm2,总干物质生产的量在14400～15100 kg/hm2。晚稻:LAI 6.5～7.5,齐穗后15天叶片叶绿素含量下降幅度在5%～10%之间,地面10cm处群体透光率1%～2%,地面30cm处群体透光率在2%～3%,在适宜总颖花量的条件下,齐穗后0～5d单粒每日增重1.03～1.23mg;齐穗后5～10d单粒每日增重1.14～1.42mg;齐穗后10～15d,单粒每日增重0.59～1.31mg;齐穗后15～20d,单粒每日增重0.13～0.81mg;齐穗后20～25d,单粒每日增重0.01～0.45mg;齐穗后25～30d,单粒每日增重0.04～0.30mg。乳熟期物质积累的量13500～15000 kg/hm2,齐穗后物质生产的量为5140～5650kg/hm2,总干物质生产的量在15770～16470kg/hm2。第三部分双季稻高产群体株型指标调控在研究双季稻高产群体株型指标的同时,围绕不同栽培措施对茎蘖成穗、株叶形态、物质生产与转运等方面的调控效应进行了探讨,主要结果如下:1、双季稻产量形成的主要限制因子影响双季早稻产量的最主要因素是单位面积有效穗数和每穗粒数,而影响双季晚稻产量的最主要因素是有效穗数和结实率。因此,双季早稻高产应以提高有效穗数和每穗粒数入手,而双季晚稻应在取得适宜穗数的基础上提高结实率。2、施氮量对双季稻株型指标的调控适量施氮有利于增加叶片氮素含量,促进分蘖的发生,增加临界茎重以上的茎蘖数及提高其比例,促进有效穗数的提高,增加株高、上部节间长度和上部叶片长度,促进LAI和叶绿素含量的提高,增加齐穗期以前以及齐穗至乳熟期的物质生产的量及比例。过量施氮并不能显著提高分蘖期叶片中的氮素含量,并且使后期无效分蘖大量发生,临界茎重以上的茎蘖比例下降,每穗粒数和结实率下降,后期LAI下降迅速,降低乳熟至成熟期物质生产的量。双季稻适宜施氮量为180～225kg/hm2,在此范围内,偏穗数型品种宜少施,偏大穗型品种宜多施。3、追氮时期对双季稻株型指标的调控早施分蘖肥有利于促进前期分蘖的发生,提高成穗率。早期追氮能提高齐穗期以前物质生产和茎鞘物质转运率,但不利于后期物质生产的提高。中期追氮使成穗率下降,上部叶片叶长和叶角增加。后期追氮能提高有效穗数和每穗粒数,增加叶片叶绿素含量,促进后期物质生产的提高。但穗肥施用过早容易使叶长增大,LAI增加,披垂角增大,粒叶比下降。双季稻适宜追氮时期为移栽后5天+倒2叶抽出期。4、栽插密度对双季稻株型指标的调控稀植有利于促进高位分蘖以及二次分蘖的成穗,使够苗叶龄期有所推迟。低氮条件下密植有利于增加有效穗数,提高齐穗期LAI,高氮条件下降低栽插密度并不会导致LAI下降,而且有利于延缓LAI的下降速率,增加每穗粒数,提高粒叶比,促进后期物质生产,提高茎鞘物质转运率。双季稻适宜栽插密度为25～32万穴/hm2,分蘖力弱的品种宜密植,分蘖力强的品种可适当稀植,施氮水平较低时宜密植,施氮水平较高时宜稀植。5、基蘖氮肥施用比例对双季稻株型指标的调控前期施氮比例高有利于增加叶片中氮素含量,促进分蘖的发生,增加有效穗,促进齐穗期以前物质的积累,增加茎鞘物质转运率,但不利于后期物质生产。前后期施氮比例适宜有利于协调穗数与粒数的矛盾,获得较多的总粒数,从而获得高产。双季早稻基蘖肥与穗肥的适宜比例为7:3,晚稻大穗型品种适宜比例为6:4,穗型相对较小的品种为7:3。6、秧龄对双季稻株型指标的调控秧龄短的水稻前期分蘖发生快,分蘖高峰提前,有利于低位分蘖成穗,形成较多的穗数和总粒数,促进产量的提高,双季稻适宜秧龄为20～25天。
许乃霞[4]2001年在《高产水稻株型指标与产量形成及籽粒增重关系的研究》文中指出试验于1999～2000年在扬州大学农学院农场进行，以迟熟中粳武运粳8号和杂交中籼汕优63为材料，采用密肥措施，塑造不同产量群体，系统研究了水稻抽穗后株型指标及其生理特性与产量形成和籽粒增重的关系，主要结果如下： 1.高产株型形态指标： 试验表明，株高和穗下节间占秆长的比例与产量呈极显著正相关，基部节间占秆长的比例与产量呈极显著负相关，穗下节间与穗长呈极显著正相关。高产水稻的株高及穗下节间和基部第1、2节间配置合理，株高杂交稻（汕优63下同）为115cm左右，中粳稻（武运粳8号下同）约为107cm左右，杂交中稻基部第1、2节间长度分别为4～5cm和10～12cm，穗下节间长度为29～32cm，穗长27cm，中粳稻基部第1、2节间分别为4cm和6.5cm，穗下节间为28～30cm，穗长20cm，穗长+穗下节间占株高的比例5个伸长节间杂交稻比例约为50％，6个伸长节间的中粳稻约为45％； 茎生五叶叶长配置（倒数叶序），（武运粳8号）为3、2、1、4、5或（汕优63）为2、3、1、4、5，而上部3叶的叶开角由大到小的顺序为倒3叶＞倒2叶＞倒1叶，叶层结构呈倒卵形或纺缍形，抽穗期的高效叶面积率大，植株较多叶面积分布在中、上部，其上层叶片挺直，透光大，下层叶夹角较小，有利于群体内较多接受阳光，增大适宜叶面积指数，充分利用光能，提高群体光合生产力。 2.高产株型生理特性 ①高产水稻抽穗期LAI适宜，植株上、中部叶面积较多，植株离地30cm以上的叶面积所占比例为85％，抽穗期至成熟期上部三叶的比叶重、叶绿素含量和叶面积衰减速率低，叶片的功能期延长，群体的光合势和净同化率高。剑叶中的超氧物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性高，丙二醛（MDA）含量低。 ②高产水稻是源库协调发展的动态结果，抽穗期群体总库容量已确定，抽穗后源的优劣和发展是产量高低的决定因素。光合势反映抽穗至成熟期源器官进行光合生产的潜力，而总颖花量反映籽粒产量的总库容能力，因此，以光合势与总颖花量的比值（势粒2 扬州大学H 00一届硕士论文比）来描述不同株型群体的库源关系，反映产量形成期的库源大小与发展动态指标。本试验结果表明，抽穗至成熟期势粒比，武运粳8号48．OCall粒，汕优63 49．0 Cf／粒，产量就能达到700kg／IllU以上：并提出了提高抽芭期总颖花量又提高势粒比的超高产途径。 3．研究发现，节间茎鞘干重、输出量和输出率因株型而不同，高产株型节间茎鞘最大输出量、最大输出率倒1、倒2、倒3节间都比低产株型高，成熟期节间茎鞘输出量，高产株型的倒1、倒2、倒3节间比低产株型要高，而表观输出率高产株型反而比低产株型低。因此，节间茎鞘基础物质积累高，茎鞘输出物质多，而茎鞘输出相对比例小是高产株型的生理特性。 4．研究发现，不同株型植株上部枝梗籽粒灌浆速率差异较小，而中、下部枝梗籽粒灌浆速率差异较大，株型越差，中、下部枝梗籽粒灌浆速率差异就越大。
康文启[5]2007年在《分蘖角度动态型水稻的形态特征与生理生态效应研究》文中提出水稻分蘖角度是指分蘖与地面的夹角，它是构成水稻株型的重要性状之一，对水稻产量和品质具有重要作用，也是水稻育种的选择指标之一。随着我国水稻“低脚乌尖”矮秆和“野败”不育基因等特异材料的发现和利用，我国水稻产量取得了突破性进展。现阶段以理想株型塑造与亚种间杂种优势利用相结合的超高产水稻育种，创新水稻新株型材料尤为重要。国内外对水稻的分蘖角度进行了大量的生理生态和遗传研究，以提高水稻分蘖成穗率和产量，相关研究已从普通遗传深入到基因定位。这些有关水稻分蘖角度的研究，主要集中于水稻生育进程中的某一生育时期。而有关水稻分蘖角度在全生育期的变化及其对生长发育影响的研究较少，而利用具有分蘖角度动态株型水稻新材料进行相关研究尚未见报道。本研究利用一份分蘖角度呈动态变化的水稻种质材料DI508，设计不同播期、密度及遮光等生态试验，分析了该材料在不同播期、密度及遮光等生态条件下分蘖角度的变化特性。同时，研究了该材料在不同环境条件下的生长发育和产量及其构成因素等。主要结果如下：1、分蘖角度动态变化的特异水稻株型材料具有生育前期分蘖半散生、抽穗后直立的特性。该材料分蘖期主茎第1、第2、第3分蘖的最小分蘖角度分别为50.8°、52°和59.2°，表现出明显的分蘖期半散生特性；而抽穗后，DI508分蘖角度逐渐变大至接近90°。这种具“前期散生后期挺立”特性的水稻，由于分蘖期的半散生性，使得叶片受光面积明显增加，单株干物质重较全生育期直立型水稻显著提高；同时在灌浆期，上三功能叶光合作用效率仍可保持较高水平。2、在播期试验处理中，随播期的推迟，一定时期内的积温增加，初始测量时(播后27天)各品种的分蘖角度增大。其中，四播期处理中，DI508分蘖从半散生到直立时的积温大致相同，约为1650℃。从播期1到播期4，有效积温积累速率和植株个体发育速度增加，全生育期天数减少，但各品种达最大分蘖数和叶龄数的总有效积温基本相同，约为2250℃。此外，DI508在全生育期始终表现了其“快长”的特性。3、由栽植密度试验结果可知，水稻分蘖角度受栽植密度影响显著。栽植越密，分蘖角度越大，植株越紧凑，其中在分蘖期，处理Ⅰ(15cm×15cm)的DI508分蘖角度较处理Ⅵ(30cm×43cm)平均要大14.54°；栽植密度影响水稻植株地上部和地下部根系的生长发育，栽植密度越稀，地上部生长越茂盛，茎蘖数、绿叶数和干物质积累增多，单位体积土壤根干重为处理Ⅱ最多。因此如选择适当的栽植密度，DI508值株及根系生长最好。4、遮光试验结果表明，遮光处理对水稻分蘖角度影响显著。遮光后，水稻分蘖角度增大，但三品种分蘖角度变化趋势不变，其中，分蘖期，不遮光处理DI508的最小分蘖角度较50％遮光处理和70％遮光处理分别小10.75°和16.25°，即分蘖角度随遮光度增加而增大；遮光处理的水稻分蘖角度变化减慢。同时，遮光影响水稻的生长发育，茎蘖数、干物质重和产量均有所下降，而遮光影响水稻生长发育和影响分蘖角度的关系，有待进一步试验研究。
郭保卫[6]2013年在《水稻有序摆抛栽超高产形成及其生理生态特征的研究》文中指出试验于2010-2011年在扬州大学海安试验基地及扬州大学农学院试验农场进行。以粳型超级稻品种武运粳24、南粳44为研究材料,用434单孔塑盘和新型3连孔、2连孔塑盘旱育秧,分别设置摆栽、点抛、常规撒抛等抛栽方式,并以盘育毯状苗机插作为对照。秧龄均为25d,单孔秧盘每孔3苗,2连孔秧盘每连孔4苗,3连孔秧盘每连孔6苗,机插秧秧龄20d,每穴4苗。就不同抛栽方式水稻产量形成及光合物质生产特征、分蘖特性、根系形态生理特征、氮素吸收利用、株型特征、抗倒伏能力和稻米品质等方面进行了系统的比较研究,以明确水稻有序摆抛栽的超高产形成及其生理生态优势,探索抛秧稻超高产新模式,为促进抛秧轻简化超高产栽培提供理论和实践依据。主要研究结果如下：1.不同抛栽方式的产量表现为摆栽>点抛>撒抛、机插,有序摆抛栽显著高于撒抛和机插。不同连孔处理间则为2连孔>3连孔>单孔。2连孔、3连孔有序摆抛栽产量超过11t hm-2,单孔撒抛和机插稻产量只有10-10.5t hm-2。就不同抛栽方式而言,有序摆栽和点抛群体起点质量高,发棵快,各生育时期群体叶面积、粒叶比、光合势、物质生产、积累、后期剑叶光合速率和物质转运均优于撒抛,后期通风透光性好,仍能保持较强的物质生产和抗倒伏能力,最终产量高。就不同结构秧盘处理而言,2连孔、3连孔摆栽次数较单孔减少1/3-1/2,提高了摆栽速度。2连孔稻株中、后期表现出较强的优势,能保持较强抗倒伏和群体物质生产能力,最终产量大于3连孔和单孔,3连孔和单孔稻株间差异不显著。有序摆抛栽稻群体起点质量高,活棵快,前期有着适宜的光合物质积累和叶面积,后期保持较强的光合物质生产、积累和转运能力,是实现超级稻稳定超高产的基础,2连孔稻株整个生育时期均表现出较强的物质生产和生长优势,3连孔稻株也具有一定优势。因此,2连孔、3连孔有序摆抛栽是一种水稻省工超高产栽培新模式。2.(1)分蘖发生叶位和成穗：①有序摆栽和点抛稻的一次分蘖发生在主茎1-6叶位,二次分蘖发生在1/1、1/2、1/3,优势分蘖发生和成穗是主茎3-5叶位的一次分蘖,一次分蘖占总茎蘖比例为65-70%；撒抛稻分蘖的发生叶位比摆栽和点抛高两个叶位,一次分蘖叶位也是1-6,二次分蘖发生在1/1、1/2、1/3、2/1、2/3,优势分蘖发生和成穗为主茎3-6叶位,一次分蘖比例60%多点,二次分蘖比例比摆栽、点抛稍高些。机插稻的一次分蘖叶位3-7,优势分蘖叶位4-7；南粳44一次分蘖比例介于点抛处理之间,武运粳24的一次分蘖比例高于抛栽培处理,二次分蘖比例与一次分蘖趋势相反。不同抛栽方式间一次分蘖比例均表现为摆栽>点抛>撒抛,二次分蘖呈现相反趋势。②同种栽插方式下不同连孔处理间分蘖发生叶位和成穗叶位相同,一次分蘖各叶位上分蘖发生率、成穗率和成穗数基本表现为2连孔>3连孔>单孔,二次分蘖则表现为2连孔、单孔>3连孔。不同连孔处理间一次分蘖比例、二次分蘖比例均表现为2连孔>3连孔、单孔。(2)分蘖对产量贡献及穗部性状：①有序摆抛栽水稻一次分蘖与主茎对产量的贡献率90%左右,撒抛稻主茎和一次分蘖对产量的贡献率85%左右,机插稻主茎对产量的贡献率两品种间有不同,南粳44介于撒抛和摆抛、点栽之间,武运粳24高于抛栽处理。不同抛栽方式间穗粒数、千粒重、结实率、单穗重和着粒密度、单株和群体产量表现为摆栽>点抛>撒抛、机插。②不同连孔处理间一次分蘖对产量贡献无明显变化规律,二次分蘖对产量的贡献表现为2连孔、单孔>3连孔,不同连孔处理间穗粒数、单穗重表现为3连孔>2连孔>单孔,着生密度和单株产量、群体产量则为2连孔>单孔、3连孔。所有处理的一次分蘖发生率、成穗率和的穗粒数、千粒重、结实率、单穗重和着粒密度等均高于二次分蘖,主茎对产量贡献率高于20%,可见水稻有序摆抛栽主茎和低位优势分蘖优势明显。3.水稻有序摆栽和点抛后秧苗根系长度、根数、单株根重高于撒抛和机插,栽后7d3连孔稻苗优势明显,栽后15d2连孔秧苗表现出较强的优势。各生育时期群体根干重、根系冠比、根系活力表现摆栽>点抛>撒抛>机插,不同连孔稻株间表现为2连孔>3连孔>单孔,根系吸收总面积、活跃吸收表面积和吸收面积比与穗后根系伤流量亦呈现相同趋势。各生育时期的根系干重、根冠比、根系活力及抽穗期单茎根系伤流量、根系吸收表面积、活跃吸收表面积、活跃吸收比与产量极显著相关。齐穗15d,70%上根系分布在0-5cm,90%以上根系分布在0-10cm,各层根干重、根体积、根重密度抛栽方式间表现为摆栽>点抛>撒抛,不同连孔处理间为2连孔>3连孔>单孔,5-10cm、10-15cm、15-20cm的根系比例亦呈现此趋势。0-20cm内,各层根系干重、根系体积、根重密度与产量极显著相关,上层根系对产量贡献较大,0-10cm贡献率达90%以上。总之,水稻有序摆抛栽根系发生快,各时期活力强,后期分布合理,其良好的根系特性是其超高产形成的地下部特征和生理基础。4.(1)水稻有序摆抛栽各生育时期全株含氮率低于撒抛,有效分蘖临界叶龄期和拔节期吸氮量相对较低,拔节后吸氮量显著或极显著高于撒抛,阶段吸氮量和阶段吸收比例均表现为摆栽>点抛>撒抛。3连孔和2连孔植株各生育时期含氮率和阶段吸氮比例较高,且前期能保持适宜的吸氮量,拔节后吸氮能力显著增强,各生育时期吸氮量、阶段吸氮量和阶段吸收比例表现为2连孔>3连孔>单孔。(2)氮素吸收利用率、农学利用率、生理利用率、偏生产力、氮素干物质生产效率、籽粒生产效率、氮素收获指数和产量均表现为摆栽>点抛>撒抛、机插,氮素利用率各指标、偏生产力、氮素收获在不同连孔处理间均表现为2连孔>3连孔>单孔,百公斤籽粒需氮量、氮素干物质生产效率、籽粒生产效率呈现相反趋势。(3)不同抛栽方式间抽穗及成熟期根系、茎鞘、叶、穗和总干重均表现为摆栽>点抛>撒抛,不同连孔处理间均表现为2连孔>3连孔>单孔。不同抛栽方式处理穗后根系及穗部含氮率和吸氮量均表现为摆栽>点抛>撒抛、机插,茎鞘和叶片呈现相反的趋势；不同连孔处理穗后叶片和穗中含氮率均表现为2连孔>3连孔>单孔,抽穗期茎鞘与成熟期根系的含氮率差异不显著。各器官中的吸氮量亦表现为2连孔>3连孔>单孔。有序摆栽和点抛稻的茎鞘与叶向穗转移的氮素量大、转运率高,且根系具有较强的吸收养分能力。茎鞘和叶的氮素转运量和转运率均表现为2连孔、3连孔<单孔。水稻有序摆抛栽前期有合理含氮量和积累量,各生育阶段氮素吸收能力较强,抽穗后具有较高的氮素积累量、转运量和转运率,是水稻有序摆抛栽超高产形成的营养机理。5.(1)不同抛栽方式水稻间的抗倒伏能力差异显著,有序摆栽稻的茎秆倒伏指数和群体倒伏指数最小,抗倒伏能力最强,点抛稻抗倒伏能力其次,撒抛稻茎秆倒伏指数和群体倒伏指数最大,抗倒伏能力最差。就不同连孔稻株而言,各抛栽方式下均表现为2孔>3连孔、单孔,2连孔稻株抗倒伏能力优势明显,3连孔和单孔互有高低。(2)抗折力与茎秆抗倒伏能力、群体抗倒伏能力极显著正相关,是影响抗倒伏能力的重要因素。抗折力与株高、重心高度、茎秆粗度、茎壁厚度、茎秆干重、叶鞘干重、单位节间干重、节间基部至穗顶的长度和鲜重及弯曲力矩呈显著或极显著正相关,与相对重心高度和节间长度呈显著或极显著负相关。(3)2连孔、3连孔有序摆抛稻株,抗倒伏能力强,主要因为基部节间短、粗、壁厚,后期茎秆充实度好。抛栽稻高产、超高产栽培中,2连孔、3连孔有序摆抛稻株具有较强的抗倒伏能力,是一种抗倒伏能力较强的高产轻简栽培方式。6.有序摆抛水稻上三叶较长,叶片叶基角、叶开角与披垂度相对较小,上三叶叶长不同连孔处理间表现为2连孔>3连孔>单孔,叶片叶基角、叶开角与披垂度则为2连孔<3连孔<单孔,叶长与每穗粒数、单穗重及产量极显著相关,与单位面积穗数显著或极显著负相关,叶基角、叶开角和披垂度则呈现相反的相关趋势,且部分差异极显著或显著。水稻有序摆抛栽穗后叶面积指数、高效叶面积指数、剑叶SPAD值较高,且下降速度慢,不同连孔处理间表现为2连孔>3连孔>单孔,衰减速度表现为单孔<3连孔<2连孔。不同抛栽方式的叶位着生高度和相对着生高度均表现为摆栽>点抛>撒抛,不同连孔处理间表现为2连孔、3连孔>单孔,上三叶叶片着生高度与相对着生高度、剑叶到倒2叶的叶枕距、与产量、每穗粒数、结实率、千粒重、单穗重极显著或显著相关,而与有效穗数极显著负相关。穗长、穗着生密度、抽穗后茎鞘重与每穗粒数、单穗重及产量极显著或显著正相关,与有效穗数极显著或显著负相关。株高与产量和穗粒数显著正相关,而与秆长与产量及构成因素相关性均不显著。7.(1)加工品质。不同抛栽方式水稻间的糙米率、精米率和整精密率表现为摆栽>点抛>撒抛、机插,不同连孔处理间2连孔>3连孔>单孔,稀植有序摆抛栽利于加工品质的改善。(2)外观品质。不同抛栽方式间垩白率、垩白大小和垩白度呈现摆栽>点抛>撒抛、机插的趋势；不同连孔处理间则表现为2连孔、3连孔>单孔,3连孔、2连孔穴内分蘖多且竞争强,一定程度减少了穴内空间,所以其外观品质较单孔稍差。(3)蒸煮食味品质。不同抛栽方式水稻的胶稠度、峰值黏度、热浆黏度和崩解值均表现为摆栽>点抛>撒抛、机插,而蛋白质含量呈现相反趋势。不同连孔处理间直链淀粉和蛋白质含量变化较小,峰值黏度、崩解值表现为2连孔>3连孔、单孔,最终黏度和回复则为3连孔、2连孔<单孔。有序摆抛栽可在较多性状上改善稻米加工品质、外观品质和蒸煮食味品质,特别2连孔、3连孔有序栽插在稻米品质上有明显改善(除外观品质)。
朱德峰[7]2000年在《水稻超高产途径与株型的研究》文中提出水稻超高产株型作为育种的选择指标和高产栽培的调控目标在水稻超高产研究和生产中具重要意义。本研究于1998年到1999年在中国水稻研究所试验区（杭州富阳）进行，以代表性高产品种和组合为供试基因型，采用田间试验与根箱相结合的方法，研究了品种间粒叶比差异，分蘖成穗及其对产量贡献，叶片形态与光合功能关系，根系生长与分布，深层根系作用及超高产途径和株型。 单茎上部4张叶片叶面积与穗颖花数关系及粒叶比品种间差异的研究表明，单茎叶面积与每穗颖花数、每穗颖花数与粒叶比的关系为正相关，且所有供试品种表现一致。不同品种粒叶比在0.58-1.03个/cm~2之间，差异达78％。随穗型变大，粒叶比提高，粒叶比品种间差异变大。提高粒叶比，可在不增加叶面积的前提下提高库容量。 剑叶卷叶度在叶片卷曲度高的组合中达44％-47％，在中等的组合中为15％-16％，低的组合中为10％-11％。高叶片卷曲度组合的剑叶叶片上表面，由于受自身叶片遮光的影响而使光合强度低于下表面。下表面与上表面光合强度比在高叶片卷曲度组合中为1.19-1.32，在中等叶片卷曲度组合中为0.90-1.02，在低叶片卷曲度组合中为0.82-0.85。与叶片卷曲度低的组合相比，叶片卷曲度高和中等的组合具有较小的叶片角度、较高的叶片挺直度和较低的消光系数。适当增加叶片的内卷程度，可提高叶片的直立性和挺直度，同时提高叶片上下表面的光合强度和冠层的透光性。 不同类型分蘖成穗特点及对籽粒产量的贡献研究表明，品种间分蘖成穗率的差异主要由后期高位小分蘖造成。穗分化期具4叶以上茎蘖成穗对单株产量的贡献平均为96％左右，3叶分蘖成穗对产量贡献为3％左右，2叶分蘖成穗对产量的贡献仅为0.2％。在超高产株型设计和高产育种及栽培中应重视早期分蘖的出生和生长，促进大穗的形成。 采用根箱钉板法研究根系分布特征表明，根系生物量的52％～63％分布在0～12cm土层中，70％～79％分布在0～24cm土层中。后期耐早衰的协优93O8表现根系生物量大，深根系比例高，表土层以下的根系重量密度比其他品种明显提高。随土壤深度增加根系趋向离植株中心分布。根系重量密度以表土层最高，并随深度增加逐渐下降。 筒栽条件下根系生长量以开花期最高，开花后下降。随生育进展，深层根系p0－45cm比例提高。分菜期到穗分化期根系重量增长最快，且为根系向下生长的主要时期。随土壤容重提高，根系生长量下降，同时深层根系比例下降。 切根法研究表明，上表15cm和30cm处切根使水稻产量明显下降，下降幅度随切根时期和深度而变化。切根造成产量下降的主要原因是，每穗总粒数和结实率下降，穗分化期切根主要影响每穗总粒数，而开花期主要影响结实率。切根对大穗型品种籽粒产量的影响大于对小穗型品种的影响；在穗分化期切根对产量的影响大于开花期。切根对叶绿素含量的影响以倒3叶最显著。穗分化期和开花期切根还显著降低了叶片的光合作用强度。 对国内外水稻品种增产的主要因素分析表明，虽然从高秆品种到矮秆品种的产量增长主要依靠收获指数（HI）的提高，但进一步提高水稻品种产量，须在HI不变或稍有提高的情况下，提高生物产量。株型改良应适当提高株高，改善上部4张叶片的形态和功能，提高花后根系活力，增加花后氮的吸收量，提高上部叶片的含氮量，以提高花后物质生产量。在分孽早长、穗大粒多的基础上，着重提高粒叶比，以进一步提高库容量和产量水平。
石利娟[8]2007年在《超级杂交稻Y两优1号动态株型研究》文中研究说明本研究以超级杂交稻Y两优1号为材料，超级杂交稻模式组合培矮64S／E32和三系杂交稻品种汕优63作对照，通过对各个生育时期的叶形、叶姿、茎秆、穗的形态性状和干物质积累及产量构成因子的分析，获得以下主要研究结果：1、与培矮64S／E32和汕优63相比，Y两优1号出叶速度和分蘖发生较慢，其主茎第7-12叶平均出叶间隔3.91天，分别比培矮64S／E32和汕优63长0.45天、0.72天；最高分蘖数出现时间比培矮64S／E32和汕优63迟5天。Y两优1号的栽培技术上应提高前期的施肥水平来促进其早生快发。2、Y两优1号齐穗期以前自然冠层较矮，成熟期植株较高。7叶期自然冠层高22.3cm，分别比同期培矮64S／E32和汕优63矮2.2cm、5.2cm，使其具有较矮的优良秧苗素质。有效分蘖临界叶龄期(N-n期)、拔节后期、孕穗期分别比培矮64S／E32矮10.9cm、16.2cm、14.3cm。成熟期株高138.7cm，比培矮64S／E32高10.9cm。株高的增加，使得Y两优1号后期生物量大，为其经济产量的提高奠定了基础。3、齐穗期上3叶较短，叶面积较小，是Y两优1号后期的一个重要形态特征。剑叶、倒2叶、倒3叶长37cm、49cm、58cm，分别比培矮64S／E32短11.35cm、23.25cm、21.57cm；比汕优63短6.2cm、10.72cm、5.57cm。4、Y两优1号前期叶片基角较小，齐穗期剑叶基角较大，剑叶以下叶基角较小。有效分蘖临界叶龄期(N-n期)上3叶平均基角26.9度，比汕优63小5.5度。齐穗期剑叶基角21.1度，比培矮64S／E32大14.8度，剑叶以下叶平均基角19.3度，分别比培矮64S／E32和汕优63小28.9度、24.4度。5、Y两优1号前期叶片稍披，拔节期上3叶披垂角较小，齐穗期叶片直立。其有效分蘖临界叶龄期(N-n期)上3叶平均披垂角40.1度，比培矮64S／E32大12.2度，比汕优63小23.6度。拔节期、孕穗期上3叶披垂角分别为13.4度、3.3度，比汕优63小11.4度、4.0度。齐穗期上5叶平均披垂角几乎为0。6、Y两优1号齐穗期叶片内卷，卷叶指数较小，上4叶叶枕距较大。剑叶卷叶指数比培矮64S／E32小32.5％，倒2叶小25.3％。上3叶卷叶指数随叶位下降而增大。倒4-倒3叶叶枕距12.4cm，比培矮64S／E32和汕优63长4.9cm、2.0cm。倒3-倒2叶叶枕距23.1cm，比培矮64S／E32和汕优63长8.8cm、5.0cm。7、Y两优1号基部节间较短，所占比例较小；第3、第4节间(倒3节间)较长，所占比例较大；穗下节间较短，所占比例较小。孕穗期以后LAI下降较慢，从孕穗期到乳熟期，其LAI下降幅度比培矮64S／E32和汕优63低20.2％、9.1％。LAI的这一变化特点使其孕穗期具有较快的叶片、叶鞘干重增长速度和较大的群体生物量。孕穗期以后叶片、叶鞘干重下降速度慢，节间干重增长速度快，节间干重较高，为籽粒灌浆提供了足够的“源”。在栽培技术上应适时控制中后期的肥力水平，减少第3、第4节间长度，有效降低总秆长和植株高度，防止群体质量的恶化。8、Y两优1号刚抽穗时穗基角、穗披垂角较小，穗子直立，是一种动态理想穗型。Y两优1号穗大粒多，着粒密度较小，结实率较高，具有较好的产量结构、较高的理论产量和实际产量。
吴桂成[9]2010年在《超级稻超高产形成规律与栽培途径的研究》文中认为2005～2006年,在国家粮食丰产科技工程江苏水稻项目实施区,以常熟、如东、兴化、东海等四个市(县)的千亩连片丰产方为研究对象,以超级稻品种武粳15、淮稻9号、徐稻3号和常优1号为供试材料,在高产(550～650 kg﹒667m-2)、更高产(650～750 kg﹒667m-2)和超高产(≥750 kg﹒667m-2)3个产量等级上,进行水稻超高产产量构成因素协同规律与干物质生产积累规律的研究;同年,在扬州大学农学院试验农场,以武粳15和常优1号为材料,设计优中、平衡和前促3种施氮模式,进行水稻氮肥中移超高产栽培途径的研究;2007～2008年,设置专题试验对上述超高产栽培途径的增产增效机制作进一步研究;2009年,在扬州大学试验农场与海安试验基地,以武粳15和甬优8号为材料,设计了3种群体起点结构处理(栽插0.63万穴﹒667m-2,基本苗分别为3.8、5.0、6.3万﹒667m-2),进行水稻创新群体起点结构超高产栽培途径的研究。结果表明:1、超级稻超高产产量构成因素协同规律由高产到更高产再到超高产,4个超级稻品种的群体颖花量不断提高(差异显著),而结实率、千粒重在3个产量等级间略有增减(差异不显著)。在安全成熟的情况下,群体颖花量与产量呈极显著正相关;群体颖花量的提高在由高产提高到更高产的水平上,主要依靠单位面积穗数的增加,而由更高产提高到超高产水平,则主要依靠足量穗数的基础上增加每穗粒数。在安全成熟条件下,群体库容充实度在3个产量等级间因种略有增减,差异不显著,而群体库容实际充实量则随产量的增加而增加。以足量大穗构成群体安全大库容(安全成熟的群体高颖花量),通过保持正常的充实度(即保证常年的结实率与千粒重),从而提高群体库容总充实量是其超高产特征。2、超级稻超高产物质生产积累规律4个超级稻品种成熟期、抽穗～成熟期的干物质重与产量呈极显著正相关;抽穗期干物质重均与产量呈抛物线关系(3个产量等级内部);拔节～抽穗期的干物质重与产量呈极显著正相关(高产～更高产、更高产～超高产以及将3个产量等级综合起来)。从高产到更高产再到超高产,4个超级稻品种的生物学产量不断提高(差异显著),而超高产群体的经济系数则与更高产水平相当(0.5000以上)。较之更高产、高产,在生育中期(拔节～抽穗期),超高产群体干物质积累量大,抽穗期群体叶面积指数高、株型挺拔、群体质量优(有效叶面积率、高效叶面积率、总颖花量与颖花/叶、单茎茎鞘重均高);在生育后期(抽穗～成熟期),超高产群体光合能力强(叶面积衰减率小;光合势、群体生长率、净同化率高)、干物质积累量高(占生物学产量的40.0%以上)、茎鞘物质的输出与转运协调(最大输出率高、表观输出率低、实粒/叶、粒重/叶均高)。由上可见,超高产群体物质生产积累的特征是:以稳步形成生育前期(拔节前)的适宜干物质量为基础,在生育中期通过营养生长与生殖生长的协同增长,以壮秆大穗和更为挺拔的株型,在保证形成较高群体粒叶比的同时增加群体干物质积累量,并增强群体的安全承载能力,从而使群体在生育后期,能够以高效的光合系统来提高群体物质生产力,增加干物质积累量,协调干物质转运,最终提高群体的生物学产量,并保持较高的经济系数。3、水稻创新群体起点结构超高产栽培途径2地2品种均以3钵苗集团稀植处理(栽插0.63万穴﹒667m-2,每穴3钵,每钵2苗,基本苗为3.8万﹒667m-2)的实产最高,与CK差异显著;较之CK,3钵苗集团稀植处理的单位面积穗数少,每穗粒数显著多,相应的群体颖花量显著高,结实率与千粒重与之相当。3钵苗集团稀植处理的群体茎蘖数,前期较CK少,于有效分蘖临界叶龄期准时够苗,高峰苗出现在拔节期,且数量适中,此后群体平缓消减,至抽穗期基本平稳,达预期穗数,最终成穗率显著高于CK;其LAI动态与茎蘖动态趋势基本一致,最大LAI出现在孕穗期(武粳15为8.0左右,甬优8号为8.5左右),并能够在成熟期保持在3.0～3.5,显著高于CK;群体光合势与干物质积累,3钵苗集团稀植处理在生育前期较CK低;生育中期与之相当;生育后期则显著高于CK;拔节期根系干重3钵苗集团稀植处理与CK相当,抽穗期和成熟期的单茎茎鞘重、根系干重,拔节期、抽穗期和成熟期的根冠比以及抽穗后(抽穗～腊熟期)的根系平均伤流量与颖花根流量均表现为3钵苗集团稀植处理显著高于CK。最终,3钵苗集团稀植处理的群体库容的实际充实率与CK相当,而其实际充实量则显著高于CK。4、水稻氮肥中移超高产栽培途径系统比较氮肥中移(又称优中)、平衡和前促三种施氮模式表明,氮肥中移施氮栽培模式成穗率高,穗数足穗型大,群体库容大,抽穗后群体光合势大、根系活力强、干物质积累多,活熟到老,群体库容实际充实量高,可较稳靠地实现超高产。其能够增产增效关键在于抓住了水稻中期倒4叶、倒3叶这一最高效追肥时期追施促花肥,形成了优化中期生育的综合效应。这一施肥栽培途径的特点是采取适当调减基蘖肥用量,稳定控制群体在有效分蘖临界叶龄期够苗,并在全田80%够苗时及早断水搁田,使高峰苗控制在理想穗数的1.3～1.4倍,同时群体叶色褪淡显黄,实现了前期稳长;在此基础上分别于倒4、倒3叶期施用穗肥“优中”,既有效地提高分蘖成穗率,实现设计的高产理想穗数,又切合了水稻穗分化的枝梗分化期与颖花分化期,有利于促进全田壮秆大穗的形成;有利于抽穗期实现个体与群体、地上部与地下部、源与库在高水平上的协调统一,使抽穗到成熟阶段有较大的光合势与净同化率,显著提高抽穗后群体的物质生产力,加强籽粒的灌浆结实。
姜元华[10]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》文中研究表明本研究于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著高于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著的正向直线关系,抽穗期群体干物重均与产量呈极显著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三类品种,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三类品种,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三类品种,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、光合势均高于其它三类品种,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、光合势均高于其它三类品种,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,穗的比例高于其它三类品种：乳熟期,叶、鞘的比例高于其它三类品种,茎的比例低于其它三类品种,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,茎的比例高于其它三类品种,穗的比例低于其它三类品种。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三类品种。(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三类品种；茎的最大输出量高于其它三类品种,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三类品种。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著优势,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著高于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、崩解值呈显著或极显著负相关,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、糊化温度呈显著或极显著正相关；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、横截面积呈显著正相关,与相对重心高度、基部节间长度、N、Mg、Fe、Mn的含量呈极显著正相关；与淀粉、Cu的含量呈显著负相关,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的含量呈极显著负相关。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。
参考文献：
[1]. 黄淮地区稻麦周年超高产群体特征与调控技术的研究[D]. 杜永. 扬州大学. 2007
[2]. 不同穗型超级稻品种结实期三种株型特征及其产量、品质效应[D]. 孙影. 扬州大学. 2017
[3]. 双季稻高产群体株型指标及调控对策研究[D]. 曾勇军. 江西农业大学. 2008
[4]. 高产水稻株型指标与产量形成及籽粒增重关系的研究[D]. 许乃霞. 扬州大学. 2001
[5]. 分蘖角度动态型水稻的形态特征与生理生态效应研究[D]. 康文启. 中国农业科学院. 2007
[6]. 水稻有序摆抛栽超高产形成及其生理生态特征的研究[D]. 郭保卫. 扬州大学. 2013
[7]. 水稻超高产途径与株型的研究[D]. 朱德峰. 南京农业大学. 2000
[8]. 超级杂交稻Y两优1号动态株型研究[D]. 石利娟. 湖南农业大学. 2007
[9]. 超级稻超高产形成规律与栽培途径的研究[D]. 吴桂成. 扬州大学. 2010
[10]. 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[D]. 姜元华. 扬州大学. 2015