土壤水分对水稻籽粒增重过程的影响

应用数学模型Ｒｉｃｈａｒｄｓ方程，研究了扬稻２号等５个品种（含杂种）在不同土壤水分状况下籽粒增重的过程。结果表明：（１）与对照（土水势为０ｋＰａ）相比，低土壤水势处理的各品种的强，弱势粒达到最大生长速率的时间ＴｍａｘＧ和活跃生长Ｄ较大，最大生长速率Ｇｍａｘ，平均生长速率Ｇ和起始生长势Ｒ＾ｏ较小，参数Ｎ值较大，生长速率曲线向左偏移；（２）在低土壤水势下增施氮肥，各品种弱势粒的ＴｍａｘＧ，Ｄ，Ｎ和后期     

中籼水稻品种产量与株型演进特征研究

以江苏省近60年生产上应用的16个代表性中籼品种(含杂交稻组合)为材料,依品种应用时期结合株型和基因型,将供试品种分为早期高秆（ET）、改良高秆（IT）、矮秆（DC）、半矮秆常规品种（SDC）、半矮秆杂交稻（SDH）和超级稻（SR）6个类型,研究其产量、源库关系和株型变化特性。结果表明,随着品种改良,籽粒产量逐步提高。这主要是由于总颖花量的增加,其关键在于每穗粒数的增多;结实率以DC最高,SR最低,千粒重变化不大。由ET到DC,植株高度降低,生物产量与收获指数同步提高,收获指数的提高更为明显。由DC到SR,植株高度略有增加,生物产量明显提高,抽穗后增加的量尤为显著,收获指数变化较小。品种改良明显减小了顶部3叶的着生角度,增加了抽穗期的叶面积,但颖花量的增加超过叶面积的增加,导致粒叶比（颖花数与叶面积之比）提高。随品种的演进,抽穗期根重以及根冠比提高,但根系伤流液量减少。抽穗至成熟根系伤流液和叶片中玉米素＋玉米素核苷浓度下降的速度表现为SR>SDH>SDC。依据品种演进特征,对进一步提高产量的途径进行了讨论。     

旱种水稻结实期茎中碳同化物的运转及其生理机制

以杂交水稻汕优63和籼稻扬稻6号为材料，研究了旱种(地膜覆盖栽培)水稻结实期茎中碳同化物的运转及其生理机制。结果表明，抽穗至成熟期旱种水稻标记14C从茎中向籽粒的再分配、茎中非结构性碳水化合物(NSC)的运转率及其对籽粒的贡献率均显著高于水种(常规栽培)水稻。水稻旱种后籽粒中的蔗糖合成酶和酸性转化酶活性、茎中α-淀     

实地氮肥管理提高水稻氮肥利用效率

以籼型杂交稻汕优63和粳稻武育粳3号为材料进行田间小区试验,对实时氮肥管理（RTNM）和实地氮肥管理（SSNM）的农艺表现和氮肥利用效率进行了评价。结果表明,氮空白区的水稻产量为5.5~7.4 t/hm²,说明试验田背景氮颇高。与农民习惯施肥法（FFP）相比,RTNM和SSNM分别增产-4.4％~7.0%和0.2％~9.3%,氮素产谷率分别提高195.7％~297.0%和169.6％~276.4%。2003—2004年在江苏省无锡市两村共计20户稻田中进行水稻SSNM试验示范。2年FFP的氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别仅有2.8～6.7 kg稻谷/kg N、33.7％～34.7％和8.4～18.6 kg稻谷/kg N;SSNM的施氮量较FFP降低38.7％～41.3％,产量提高2.5％～3.5％,氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别提高88.3％～117.7％、34.0％～39.5％和46.1％～61.6％。在江苏省大面积推广也取得了类似结果。证明采用SSNM在不降低水稻产量的前提下,提高水稻氮肥利用率是可能的。试验也发现,农户稻田SSNM的氮素产谷率和生理氮转化率的数值依然很低。对水稻氮肥利用率低的原因及提高途径进行了讨论。     

结实期土壤水分和灌溉方式对水稻产量与品质的影响及其生理原因

以水稻品种武育粳3号(粳稻)和扬稻6号(籼稻)为材料, 研究了结实期土壤水分和灌溉方式对产量、米质、籽粒中淀粉合成关键酶活性和内源乙烯释放速率的影响及它们之间的关系。结果表明, 与WW(保持水层, well-watered)或CI(常规灌溉, conventional irrigation)相比, 土壤轻度落干(MD, moderate soil-drying, 土壤水势保持在–10 ~ –30 kPa)和轻干湿交替灌溉(W-MD, alternate wetting and moderate-drying irrigation, 土壤落干至土水势为–25 kPa时复水)显著提高了千粒重、稻米的最高黏度和崩解值, 显著降低了垩白度和消减值; 土壤干旱(SD, severe soil-drying, 土壤水势保持在– 40~ – 60 kPa)和重干湿交替灌溉(W-SD, alternate wetting and severe-drying irrigation, 土壤落干至土水势为– 50 kPa时复水)则使稻米品质变劣。MD和W-MD处理显著降低了籽粒乙烯释放速率, 增加了灌浆中后期籽粒中蔗糖合酶(SuS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)、淀粉合酶(StS)和淀粉分支酶(SBE)活性, SD和W-SD处理则提高了籽粒内源乙烯释放速率, 降低了上述各酶的活性。说明结实期土壤轻度落干或轻干－湿交替灌溉可以改善稻米品质, 籽粒SuS、AGP、StS和SBE活性的增强和内源乙烯水平的降低是稻米品质改善的重要生理原因。     

不同氮敏感性粳稻品种的氮代谢与光合特性比较

本文旨在探明不同氮敏感性粳稻品种氮代谢与光合特性。以2个氮敏感高产品种淮稻5号和连粳7号, 2个氮钝感品种宁粳1号和扬粳4038为材料, 设置0和200 kg hm^-2 2个施氮水平, 研究其产量、氮肥利用效率以及地上部生理性状的变化特点。结果表明, 在2种施氮水平下, 氮敏感品种的产量和氮肥利用效率显著高于氮钝感品种。与氮钝感品种相比, 氮敏感品种具有较高的光合速率和氮素积累, 较强的氮代谢酶活性和较高的光合氮素利用效率, 抽穗期茎叶中积累较多的可溶性糖和淀粉, 抽穗至成熟期茎鞘中非结构性碳水化合物向籽粒转运率较高。表明氮敏感品种在较低施氮量下具有较高的生理活性和物质生产效率; 这些特征可作为筛选高产氮敏感水稻品种的重要生理指标。     

水稻低叶绿素含量突变对光合作用及产量的影响

突变体水稻叶绿素含量仅是其野生型水稻的51%,但是其饱和光合值在低氮、中氮、高氮处理下,却比对照野生型水稻分别高3.7%、20.4%与39.1%。为了探究其生理学机制,分别在大田与盆栽试验中,不同氮肥水平研究了突变体材料与野生型材料的叶片Rubisco酶含量、气孔导度、水通道蛋白表达水平、叶绿素荧光、叶片解剖结构和叶绿体超微结构。叶绿体超微结构表明突变体材料虽然叶绿素含量降低,叶绿体的发育并未受到影响;叶绿素荧光试验结果表明,高光强下,低叶绿素含量突变体并未受到光抑制,光反应电子传递未受影响。气孔导度数据、叶片显微结构观察与水通道蛋白基因表达数据表明叶黄突变体具有较高的气孔与叶肉导度;同时低叶绿素含量突变体内较高的Rubisco酶含量也是其在高光照条件下具有较高光合速率的重要原因。产量数据表明,叶黄突变体虽然生育期短,但其产量水平与对照无显著差别,这可能与其高光强条件下有较高的光合速率有关。上述试验结果表明高叶绿素含量并不是叶片高光合速率的必需条件。在今后的高光效育种中,挑选叶绿素含量适宜的品种更有利于叶片内氮素在其他光合器官中的分配,提高光合效率,最终获得高光效品种。在本研究中使用的叶绿素含量降低突变体在高光效育种中有潜在的研究价值。     

抽穗-灌浆期低温与弱光对超级稻结实率和生理性状的影响

以超级稻两优培九(两系杂交籼稻)、淮稻9号(粳稻)及高产品种汕优63(三系杂交籼稻)、扬辐粳8号(粳稻)为试材,通过盆栽种植试验,于抽穗至抽穗后10 d、抽穗后11~20 d分别进行低温和遮光处理,观察抽穗-灌浆期不同阶段低温、弱光胁迫对超级稻结实率和部分生理性状的影响。结果表明:低温或弱光胁迫显著降低4个水稻品种的结实率、剑叶光合速率、过氧化氢酶活性、超氧化物歧化酶活性、根干重、根系氧化活力和根系玉米素+玉米素核苷含量,增加剑叶丙二醛含量和过氧化物酶活性。低温与弱光对2个超级稻品种产量和生理性状的影响高于对照,20℃低温处理高于40%遮光处理,抽穗-抽穗后10 d时段高于抽穗后11~20 d时段。结果提示超级稻品种对温度和光照的反应较常规高产品种更为敏感,保证结实期特别是开花灌浆早期温光条件对超级稻灌浆尤为重要。     

根系化学讯号与稻米品质的关系

【目的】试图阐明水稻根系化学讯号与米质形成的关系。【方法】试验采用不同基因型的水稻材料，测定结实期根系玉米素（Z）＋玉米素核苷（ZR）、脱落酸（ABA）、1-氨基环丙烷1-羧酸（ACC）和根系分泌的有机酸以及稻米外观品质和蒸煮食味品质，并进行相关分析。【结果】表明灌浆中、后期根系Z＋ZR浓度与胶稠度及碱化值呈显著或极显著正相关（r＝0.72*～0.90**），与直链淀粉含量呈显著或极显著负相关（r＝-0.68*～-0.78**）；灌浆中期根系ABA浓度与胶稠度及碱化值呈极显著负相关（r＝-0.90** ～-0.91**），与直链淀粉含量呈极显著正相关（r＝0.87**）；灌浆中期根系ACC浓度与垩白粒率和垩白度呈极显著正相关（r = 0.97**～0.98**），灌浆后期根系ACC浓度与米粒的垩白度和垩大小呈极显著正相关（r = 0.69*～0.96**）。结实期根系分泌的苹果酸和琥珀酸越多的品种，其稻米淀粉谱的崩解值越大，消解值越小；而根系分泌的酒石酸和柠檬酸越多的品种，结果则相反。根系分泌乳酸较多的品种，稻米的胶稠度和碱化值较小，直链淀粉含量较高。结实期外源ZR、ABA和ACC处理根系后对稻米品质的影响，与内源激素(Z+ZR, ABA, ACC)同稻米品质指标的关系基本吻合。施用菜籽饼作有机肥，可以提高根系苹果酸和琥珀酸浓度并增大崩解值和降低消解值。【结论】根系化学讯号对稻米品质的形成起重要作用，通过调控根系化学讯号，可以改善稻米品质。     

超高产粳型水稻生长发育特性的研究

【目的】水稻是中国最重要的粮食作物，实现水稻超高产对保证国家粮食安全有重要作用。本研究旨在探讨超高产水稻（产量>11 t·ha-1）的生长发育特性。【方法】4个中熟粳稻品种（含品系）连嘉粳2号、华粳5号、0026和9823种植于大田，对其物质生产和产量形成进行了观察分析。【结果】与高产水稻（CK，产量为8.98～9.16 t·ha-1）相比，超高产水稻每穗颖花数多，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。【结论】提出了中熟粳稻超高产群体的生育诊断指标：总颖花量>4.5万/m2，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·ha-1，成熟期总干重>22 t·ha-1，收获指数>0.51；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。对培育超高产水稻群体的调控途径与关键栽培技术进行了讨论。