超级稻超高产形成规律与栽培途径的研究
作者单位：扬州大学
学位级别：硕士
导师姓名：张洪程;戴其根
授予年度：2010年
摘 要：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
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