耐低氮水稻材料筛选及筛选指标研究

[目的]确定耐低氮和氮高效水稻筛选指标。[方法]采用田间试验的方法,设正常供氮和低氮胁迫2个处理,对106个水稻株系在成熟收获期的株高、穗长、有效穗数、生物产量、单株产量、千粒重和结实率7个性状进行研究。[结果]结果表明,相对有效穗数、相对生物产量和相对单株产量(低氮胁迫/正常供氮)对低氮胁迫敏感大,且在株系间变异大(CV分别为21.97%,21.29%和22.13%);相关分析表明,相对株高与相对有效穗数、相对生物产量呈显著或极显著正相关,相对结实率与相对单株产量呈极显著正相关。株高、有效穗数、生物产量、单株产量和结实率可作为耐低氮和氮高效水稻材料的筛选指标。[结论]该研究结果为氮高效和耐低氮水稻筛选及新品种培育提供理论基础。     

浙江省晚粳稻耐低氮品种的筛选和评价

以14个浙江省常规晚粳稻品种为材料,采用营养液培养和大田栽培相结合的方式,研究了低氮胁迫对水稻苗期形态与分蘖期分蘖数和成熟期有效穗数、株高、穗长及其他产量因素的影响。结果表明,低氮胁迫对供试品种的主要形态、产量等性状均有影响。在低氮胁迫下,苗高、苗干质量、分蘖数、株高、有效穗数和单株产量分别降低15.61%、36.92%、38.88%、5.98%、12.98%和29.44%;根尖数、根长、根干质量、根冠比、穗长、结实率和千粒质量分别提高2.68%、1.83%、8.31%、74.78%、0.05%、1.18%和0.26%。根据性状相对值的变异系数大小,筛选出根尖数、苗干质量、根干质量、根冠比、有效穗数和单株产量6个性状作为耐低氮能力的筛选指标。据此通过模糊隶属函数法、主成分分析法和系统聚类法,对耐低氮能力进行综合评价,重合率达80%。本试验筛选出具有一定耐低氮特性的常规晚粳稻品种浙粳88、祥湖301和秀水42,对低氮胁迫表现较为敏感的品种湖251、浙湖3号和矮糯21。上述研究结果为深入研究耐低氮胁迫的遗传机制以及通过遗传改良培育氮高效品种,奠定了材料基础。     

耐低氮糜子品种的筛选及农艺性状的综合评价

【目的】探明耐低氮糜子品种的评价方法,筛选耐低氮糜子基因型材料及鉴定指标,为耐低氮品种的选育和耐低氮生理机制的研究提供理论依据。【方法】采用大田试验,以来自国内外100份糜子品种为材料,在低氮胁迫(0纯氮)和正常施氮(150 kg·hm-2纯氮)处理下,连续2年进行株高、茎粗、主茎节数、穗长、草重、单株穗重、单株粒重、千粒重、叶面积9个主要农艺性状和氮含量、氮素吸收共11个指标的测定,采用隶属函数法计算各指标耐低氮胁迫指数,通过主成分分析、回归分析与聚类分析评价各糜子品种的综合耐低氮能力。【结果】供试品种在不同氮水平条件下的株高、茎粗、主茎节数、穗长、草重、单株穗重、单株粒重、千粒重、叶面积、氮含量、氮素吸收均存在显著差异;低氮胁迫下,糜子的生长、生物量积累和氮素吸收受到抑制,各性状指标明显下降,变化范围幅度降低,各农艺指标降低幅度排序依次为叶面积草重单株粒重单株穗重茎粗主茎节数穗长千粒重株高,不同糜子品种籽粒的氮含量和氮素吸收均降低,降低幅度为氮素吸收氮含量;低氮胁迫下,不同糜子品种的株高、茎粗、主茎节数、穗长、草重、单株穗重、单株粒重的变异系数大于正常施氮水平各指标的变异系数;不同氮水平下,不同糜子籽粒氮素吸收的变异系数高于氮含量的变异系数,且低氮胁迫的氮素吸收的变异系数高于正常施氮处理。对11个指标的耐低氮胁迫指数进行主成分分析,选择了5个主成分,累积方差贡献率达75.83%;株高、穗长、草重、单株穗重、单株粒重、单株叶面积、氮吸收量的耐低氮胁迫指数与耐低氮综合评价值(D)的相关性均达极显著水平,其中,单株穗重、单株粒重、氮吸收量的相关性较高,其相关系数分别为0.858、0.812和0.812;根据耐低氮综合评价D值,通过聚类分析将100份糜子品种划分为耐低氮型、中间型和不耐低氮型3种类型。【结论】单株穗重、草重、氮吸收量等指标作为糜子耐低氮能力评价的首选指标;榆糜3号、2058、榆黍1号、雁黍7号4个品种耐低氮能力最强。     

耐低氮糜子品种的筛选及农艺性状的综合评价

【目的】探明耐低氮糜子品种的评价方法,筛选耐低氮糜子基因型材料及鉴定指标,为耐低氮品种的选育和耐低氮生理机制的研究提供理论依据。【方法】采用大田试验,以来自国内外100份糜子品种为材料,在低氮胁迫（0纯氮）和正常施氮（150 kg·hm^-2纯氮）处理下,连续2年进行株高、茎粗、主茎节数、穗长、草重、单株穗重、单株粒重、千粒重、叶面积9个主要农艺性状和氮含量、氮素吸收共11个指标的测定,采用隶属函数法计算各指标耐低氮胁迫指数,通过主成分分析、回归分析与聚类分析评价各糜子品种的综合耐低氮能力。【结果】供试品种在不同氮水平条件下的株高、茎粗、主茎节数、穗长、草重、单株穗重、单株粒重、千粒重、叶面积、氮含量、氮素吸收均存在显著差异;低氮胁迫下,糜子的生长、生物量积累和氮素吸收受到抑制,各性状指标明显下降,变化范围幅度降低,各农艺指标降低幅度排序依次为叶面积>草重>单株粒重>单株穗重>茎粗>主茎节数>穗长>千粒重>株高,不同糜子品种籽粒的氮含量和氮素吸收均降低,降低幅度为氮素吸收>氮含量;低氮胁迫下,不同糜子品种的株高、茎粗、主茎节数、穗长、草重、单株穗重、单株粒重的变异系数大于正常施氮水平各指标的变异系数;不同氮水平下,不同糜子籽粒氮素吸收的变异系数高于氮含量的变异系数,且低氮胁迫的氮素吸收的变异系数高于正常施氮处理。对11个指标的耐低氮胁迫指数进行主成分分析,选择了5个主成分,累积方差贡献率达75.83%;株高、穗长、草重、单株穗重、单株粒重、单株叶面积、氮吸收量的耐低氮胁迫指数与耐低氮综合评价值（D）的相关性均达极显著水平,其中,单株穗重、单株粒重、氮吸收量的相关性较高,其相关系数分别为0.858、0.812和0.812;根据耐低氮综合评价D值,通过聚类分析将100份糜子品种划分为耐低氮型、中间型和不耐低氮型3种类型。【结论】单株穗重、草重、氮吸收量等指标作为糜子耐低氮能力评价的首选指标;榆糜3号、2058、榆黍1号、雁黍7号4个品种耐低氮能力最强。     

广西主栽玉米品种氮胁迫能力鉴定

【目的】鉴定广西主栽玉米品种的耐低氮能力,筛选适合广西种植的耐低氮型玉米品种,为当地山区玉米生产提供参考。【方法】采用裂区设计,以施氮量为主处理、品种为副处理进行10个主栽玉米品种氮胁迫试验。主处理设正常施氮(N 180 kg/ha,CK)与氮胁迫(N 0 kg/ha)2个处理,灌浆期测量株高与穗位高,成熟期测产并调查穗部性状。分析各玉米品种主要农艺性状指标的耐低氮指数差异性及相关性,并采用模糊函数法五级制划分标准对各玉米品种的耐低氮能力进行综合评价。【结果】氮胁迫处理的株高、穗位、穗长、穗行、穗粒数、百粒重和产量均低于CK,果穗秃尖长则较CK长。不同玉米品种在氮胁迫下各性状的耐低氮指数存在差异,其中以产量的耐低氮指数最小,氮胁迫对其影响最大;株高、穗长、穗行、百粒重等性状的耐低氮指数差异不明显;秃尖长的耐低氮指数变幅最大。相关性分析结果表明,产量与穗粒数呈极显著正相关(P<0.01),与百粒重呈显著正相关(P<0.05,下同),与秃尖长呈显著负相关;氮胁迫条件下,玉米各性状对产量影响程度排序为穗粒数>百粒重>秃尖长>穗行>穗长>株高>穗位。以模糊函数法对各品种耐低氮能力进行综合评价,结果表明,桂单0810、迪卡008、华优168和桂单162的耐低氮能力较强,先达901、亚航0919、兆丰788、桂单901和正大808种的耐低氮性属于中间类型,瑞特237的耐低氮能力较弱。【结论】产量、穗粒数、百粒重和秃尖长可作为大田生产中快速、简易筛选耐低氮玉米品种的指标;初步筛选出耐低氮能力较强的品种为桂单0810、迪卡008、华优168和桂单162。     

水稻苗期氮素营养高效基因型的筛选

对101份不同基因型水稻种质进行苗期不同供氮水平下盆栽试验。结果表明,供试材料在耐低氮胁迫上存在着明显的差异,相对苗高(RPH)、相对单株分蘖数(RTP)和相对地上部生物学产量(RSDW)3个性状指标在反映不同基因型水稻耐低氮胁迫差异的灵敏程度上依次为RSDW>RTP>RPH。并从中选择出40份极端材料(氮高效和低氮敏感型),通过对这40份极端材料在2种供氮水平下进行连续性状考察,发现3叶期后30 d左右不同基因型水稻对低氮胁迫的反映最为明显,在此基础上提出在苗期对水稻进行氮高效资源筛选的适宜鉴定时期为播种后50 d左右。     

水分胁迫对优质籼稻川香29B近等基因导入系产量和水分利用的影响

采用大棚盆栽试验,研究水分胁迫对优质籼稻川香29B近等基因导入系叶片光合速率、穗部性状、谷粒性状、产量及产量构成和水分利用效率的影响,并分析干旱胁迫下上述各项指标降幅与其抗旱能力的相关性,以期筛选出抗旱材料和耐旱鉴定指标。结果表明:秧苗返青至成熟期,随着水分胁迫程度加剧,供试材料叶片净光合速率、穗长、穗颈节长、谷粒长、有效穗、穗实粒数、结实率、千粒重、产量、水分利用效率和抗旱指数均呈现降低趋势,关键生育期推迟;T1和T5处理中各供试材料的籽粒产量无显著差异;T2、T3和T4处理中,与其他材料相比,C2和C3的净光合速率、一次枝梗数、单株有效穗、穗实粒数、结实率、千粒重、籽粒产量、收获指数和水分利用效率均较高;T3和T4处理中水稻抗旱指数与穗长和穗颈节长的降幅呈正相关,与单株有效穗、结实率、水分利用率的降幅呈显著负相关。C2和C3抗旱指数明显高于其他4个材料,且在水分胁迫下能保持较高产量。综上所述,筛选耐旱材料时,秧苗返青至成熟期水分胁迫程度控制为T3(0~30cm土壤水势-0.040~-0.045 Mpa)或T4(0~30 cm土壤水势-0.060~-0.065 Mpa),同时,单株有效穗、结实率和水分利用效率的降幅应作为首要鉴定指标。     

小麦种质资源成株期氮效率评价及筛选

【目的】建立小麦成株期氮效率评价方法,挖掘和筛选氮高效种质资源,为小麦氮效率的生理机制研究和氮高效品种的选育提供理论依据和材料基础。【方法】2018—2020年,以108份不同基因型小麦品种为材料,采用大田试验,设置4个氮肥处理水平（0、180、240和360 kg·hm^-2）,调查不同氮水平下小麦株高、穗长、旗叶长、旗叶宽、茎粗、可育小穗数、穗粒数、千粒重、粒长、粒宽和单穗产量11个农艺及产量性状,利用模糊隶属函数法、主成分分析法以及聚类分析法对小麦品种进行耐氮性评价和基因型差异分类。【结果】连续2年的数据结果显示,在低氮胁迫下,株高、穗长、旗叶长、旗叶宽、茎粗、可育小穗数、穗粒数和单穗产量8个性状均受到不同程度的抑制,其中,旗叶长对氮胁迫的敏感程度最大。主成分分析提取4个主成分,贡献率分别为39.766%、16.661%、9.361%和9.275%,累积贡献率达75.064%。以耐低氮性综合评价D值进行聚类分析,将供试小麦品种划分为强耐低氮型、耐低氮型、中间型、较敏感型和敏感型5类。筛选出耐低氮型小麦品种5份,温麦19、西农529、石4185、陇麦212和丰抗2,强耐低氮型小麦品种2份,中麦875和西农158。与低氮胁迫不同,高氮胁迫仅抑制茎粗、千粒重、粒长、粒宽和单穗产量5个性状,株高、穗长、旗叶长、旗叶宽、可育小穗数和穗粒数6个性状值随施氮量上升而增加。4个主成分的贡献率分别为31.348%、20.387%、12.452%和9.850%,累积贡献率达74.037%。依据耐高氮性综合评价D值,将供试小麦品种划分为耐高氮型、中间型、高氮较敏感型和高氮敏感型4类。鉴定出耐高氮型小麦品种9份,包括兰考矮早8、良星99、农大179、豫农9901、兰考926和郑农46等。基于籽粒产量和氮综合评价D值,将108份小麦品种划分为4种氮效率类型,双高效型（西农158和陇麦212等）、低氮高效型（西农585和石4185等）、高氮高效型（长丰1号和中种麦10号等）和双低效型（金丰7183和泛麦5号等）。【结论】供氮水平对小麦产量相关性状指标有显著影响,基于小麦种质间氮吸收与利用效率的差异,结合3种分析方法,可以准确评价小麦种质资源成株期氮效率状况。     

宁夏水稻抗旱性研究及综合评价

利用49份宁夏水稻材料,设水分胁迫、非水分胁迫2种处理,调查测定植株的形态性状、生理性状、产量性状及单株产量,通过水分胁迫、非水分胁迫条件下各相对性状对抗旱指数分别进行相关、灰色关联、逐步回归、通径分析。研究结果表明,单株分蘖数、株高、着粒密度、单株有效穗数、单穗实粒数等5个性状与抗旱性显著相关,可作为宁夏水稻抗旱性的鉴定指标。利用模糊隶属函数法对抗旱系数、抗旱指数、综合抗旱能力值进行抗旱性定性分级评价,结果表明,通过筛选得到的5个抗旱鉴定性状进行水稻的综合抗旱能力评价是可行的,综合评价出49份材料中有5份材料抗旱性较强、有6份材料抗旱性次之,综合抗旱能力、抗旱指数是宁夏水稻品种较为合适的抗旱性评价方法。     

不同基因型水稻磷营养的差异性研究

为了筛选磷高效基因型水稻种质,以14个不同基因型水稻为供试材料,对低磷和正常供磷处理下水稻分蘖期的生物学性状、磷的吸收利用效率、成熟期产量及其产量构成因素的差异进行了研究。结果表明,低磷胁迫明显影响水稻的生长,分蘖期的株高、分蘖数、干物质量、磷吸收效率、单株产量分别低于正常供磷处理5.9~14.5cm,4.5~14.8,2.15~7.53 g/株,5.35~14.46 mg/株,0.5~13.4 g,而根冠比和磷利用效率分别高于正常供磷处理0.01~0.08,133.8~416.4 g/g,且不同基因型水稻间差异显著。说明筛选具有较高磷吸收利用效率和较高产量的水稻种质是可行的。     

不同生育期盐胁迫对水稻产量性状的影响

以甬优1540、甬优12为试验材料,采用盆栽法,分别在分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、灌桨期、成熟期进行盐胁迫处理,测定成熟期穗部性状及产量。结果表明,各生育期的盐胁迫处理对2个水稻品种经济性状及产量均有影响,其中孕穗期盐胁迫处理对水稻的株高、有效穗数、实粒数、结实率、千粒重等经济性状及产量影响最大,其次是拔节期和抽穗期。随着灌溉水含盐量的提高,水稻的株高变矮、有效穗数和实粒数减少、结实率和千粒重降低,产量大幅度下降。     

冷水胁迫对云南粳稻育成品种农艺性状的影响

以11个云南粳稻育成品种为试验材料,研究冷水胁迫对水稻农艺性状的影响以及品种耐冷性与农艺性状冷水反应的关系。结果表明,农艺性状的冷水反应不仅与品种有关,也与具体的农艺性状有关。冷水胁迫使株高、穗实粒数、结实率、单株产量和着粒密度极显著降低(P0.01),穗长和剑叶长极显著缩短(P0.01),剑叶宽度极显著变窄(P0.01),剑叶与穗下节间的夹角极显著变小(P0.01),一次和二次枝梗数极显著减少(P0.01),有效穗极显著增加(P0.01),而千粒重不因冷水胁迫发生明显变化(P0.05)。相关分析表明,水稻成熟期综合耐冷性与结实率呈极显著负相关(P0.01),而结实率又与株高和单株产量冷水反应呈显著正相关(P0.05)。综合考虑供试品种的耐冷性,云粳19号、云粳20号、云粳优1号和云粳优15号耐冷性较强,可作育种亲本利用,以提高水稻品种的耐冷性。     

不同玉米品种耐低氮能力鉴定与评价

选用30个生产上推广的玉米品种,以耐低氮胁迫指数为玉米表型性状的相对值,通过分析不同施氮水平下相关性状的变化,探讨玉米品种耐低氮能力鉴定指标,筛选耐低氮玉米品种。结果表明,相对单穗质量(低氮胁迫指数)在所有调查性状的相对值中变异幅度最大;相对单穗质量与相对千粒质量、相对穗长和相对穗粒数呈极显著正相关(P0.01)。以相对单穗质量作为鉴定玉米品种耐低氮能力的核心指标,千粒质量、穗长和穗粒数作为间接筛选指标,初步筛选出了郑单958、陕单8815、京科28等具有较强耐低氮能力的品种。     

不同氮肥水平下香型杂交水稻产量特点与品种筛选

【目的】比较不同氮肥水平下香型杂交水稻品种产量及其构成特点,筛选对氮环境具有广适性的高产香型杂交水稻品种,为香型杂交水稻高产氮高效栽培和育种提供依据。【方法】以长江上游和四川近年审定的8个香型杂交水稻品种和3个非香型杂交水稻品种为材料,在低(施氮0 kg/hm~2)、中(施氮120 kg/hm~2)、高(施氮210 kg/hm~2)3个施氮水平下进行大田裂区试验,通过对比、相关分析和通径分析研究不同氮水平下各品种籽粒产量差异和产量构成特点。【结果】供试香型杂交水稻品种产量水平整体高于非香型对照品种冈优725和II优838,但低于F优498;不同氮水平下香型水稻品种间产量差异显著,品种产量差异主要体现在低氮下的产量和中氮增加到高氮时的产量变化。施氮增加了有效穗和每穗粒数,进而提高了颖花量和单穗重从而使水稻增产,香型品种施氮平均产量增幅小于非香型品种。与非香型品种相比,香型杂交水稻有效穗和千粒重优势明显,但每穗粒数和单穗重低于非香型品种。低氮下,香型水稻产量与有效穗数、每穗粒数和颖花量显著正相关,中、高氮水平下产量与产量构成因子均不显著,主要原因在于中、高氮下产量因子间相互抑制作用加剧。通径分析表明,颖花量均是不同氮水平下香型水稻产量的最大贡献因子,其次为单穗重。水稻品种产量在不同氮水平间呈现一定的直线相关性,中氮和高氮下产量相关性较好,但低氮和中氮下相关性略差。【结论】德优4727、德香146和花香7号在低氮水平下颖花量大,中、高氮水平下各产量因子相对协调,因而在不同施氮水平下均能收获较高籽粒产量,是本研究筛选出的高产高效香型杂交水稻品种。     

分蘖期水分胁迫对寒地粳稻农艺性状及产量的影响

为了探讨分蘖期水分胁迫对水稻产量的影响机理,试验以寒地早熟水稻品种垦稻12为材料,通过盆栽方式人为控制土壤水分,研究了分蘖期水分胁迫对水稻农艺性状及产量的影响。结果表明:分蘖期控水,单株有效穗数、穗长、穗粒数、结实率、千粒重和单株产量均低于CK水平;水稻农艺性状与产量的相关性分析表明:正常灌水与水分胁迫两种环境条件下单株有效穗数、穗长和结实率与产量均呈极显著或显著正相关(r=0.745 6**,r=0.810 6**;r=0.595 2*,r=0.745 3**;r=0.689 8**,r=0.585 1*);正常灌水条件下影响产量的主要性状是有效穗数和结实率,水分胁迫条件下影响产量的主要性状是有效穗数和穗长。     

低供氮处理对杂交稻产量性状及产量的影响

[目的]研究低供氮处理对杂交稻产量性状及产量形成的影响。[方法]通过田间试验,对供试的20个杂交稻品种产量性状及产量在低供氮处理下进行相关分析和通径分析。[结果]有效穗数与实粒数、着粒数与结实率均呈极显著负相关关系,实粒数与着粒数呈极显著正相关关系,各产量性状对产量的贡献大小表现为实粒数有效穗数千粒重着粒数结实率。[结论]以有效穗数、实粒数为主攻对象可提高杂交稻的理论产量,为水稻栽培技术提供理论依据。     

氮肥施用量对寒地水稻产量和品质的影响

为了明确水稻旱熟品种龙粳27的最佳施氮量,实现早熟品种高产稳产,利用小区试验的方法,研究在水稻不同生育时期施用不同数量氮肥,对寒地早熟水稻品种产量和品质的影响。结果表明：氮肥用量对水稻单株分蘖和株高影响趋势相同,随着施氮量的增加水稻单株分蘖和株高均明显增加。施氮肥的处理穗实粒数、空瘪率和平方米穗数均比不施氮肥处理高。穗实粒数、空瘪率和平方米穗数随着施氮量的增加而提高。千粒重随着氮肥施用量的增加而降低。氮肥施用量与产量之间的关系式为y=493．11＋53．747x-3．591x^2。最高产量下的施氮肥量应为112．2kg·hm^-2,最高产量为10413kg·hm^-2。     

高氮条件下不同水稻品种抗病差异研究

对高氮条件下不同水稻品种稻瘟病与纹枯病的发病情况及对产量性状的影响进行了分析。结果表明,高氮处理稻瘟病和纹枯病的病情指数和发病率均高于对照,且差异明显,说明高氮条件有利于稻瘟病和纹枯病的发生;高氮处理大多数品种齐穗期晚于低氮处理,高氮处理平均株高高于低氮处理,但高氮处理平均有效穗数及千粒重均低于低氮处理,平均单株总重二者无差异。     

灰色理论在水稻育种中的应用

为了提高水稻育种效率,应用灰色关联度分析法对水稻品种的主要农艺性状和单株产量进行分析。结果表明:农艺性状对单株产量的关联度从高到低依次为单株有效穗数每穗实粒数结实率千粒重穗粒数株高穗长。对单株产量影响最大的是单株有效穗数和每穗实粒数,因此,在水稻高产育种中,应注重对单株有效穗数、每穗实粒数、结实率和千粒重的选择。     

不同类型水稻品系苗期和全生育期耐盐性鉴定与分析

以20个水稻品系为研究对象,用不同盐浓度对3~4叶期幼苗进行处理,7 d后考察盐害级别、相对苗高、相对茎叶干质量和根系钠钾离子比值;用0.5%盐浓度的海水进行全生育期盐胁迫处理,以正常水田种植作为对照,分析单株产量、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、株高、千粒质量、穗长和单株穗数的相对值;同时分析苗期盐胁迫相关基因诱导的表达水平。结果表明:盐胁迫对水稻幼苗生长的抑制作用明显,不同盐浓度下各品系的耐盐指标存在显著差异;全生育期盐胁迫处理后,各农艺性状均受到严重影响,其中以单株产量和单株穗数的损失最多,相对值为4.2%和16.6%。4个盐胁迫相关基因在盐处理后,表达量出现不同程度的减少或增加,但与品种的耐盐性无必然联系。