超级杂交中籼稻高产生理生态及其调控研究
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摘要
为了从生态和栽培方面研究促进超级稻高产的理论和技术,本人于2004～2007年在海南三亚、湖南长沙等地,以超级杂交水稻组合两优培九、两优0293、GD-1S/Rb207等为材料,进行了超级稻生态适应性、栽培模式、施肥水平等试验研究。主要研究结果如下:
(1)筛选出了一批高产超级杂交稻组合,如Y优173、88S/金18、YHH-5、88S/R24-6、广湘24S/R28-3-2、8两优45、T64S/0293等。其共同特点是有效穗数较多,结实率较高,千粒重中上。超级稻的理想栽培方式为宽窄行、垄栽。垄栽主要通过促进分蘖、减小剑叶叶角等达到提高产量目的。强分蘖能力组合(如两优0293)密度以120000穴/hm~2左右为宜,而弱分蘖能力组合(如GD-1S/RB207)密度应以150000穴/hm~2左右为宜。
(2)为使超级稻产量达到12t/hm~2左右,长沙地区适宜施氮量为225kg/hm~2,海南地区适宜施氮量为300kg/hm~2,且基肥与追肥比例为5:5～6:4。
(3)功能叶特性受施氮量影响:剑叶随施氮量增加而变长:变宽,剑叶叶角随施氮量增加而增大的变化趋势;叶片SPAD值随施肥水平上升与密度变小而增大;叶片光合速率随施氮水平提高而显著增加。
(4)适量施氮促进根系生长、下扎及根系活力增强,过量施氮有抑制作用:施氮量明显影响根系的分层分布与幼穗分化期根系IAA与ABA的分泌量,施氮水平间呈现N_2＞N_1＞N_3＞N_4趋势,而密度对根系分布及其激素分泌影响甚微。
(5)在施肥总量不变的前提下,提高穗肥比例可防止根叶早衰;孕穗期增施钾肥,防止早衰的效果更明显;将单施穗肥改为施穗肥+粒肥,再结合根外施肥,能显著延长功能叶寿命,有利于进一步提高超级杂交稻产量。
(6)密度和施肥对超级稻具有明显互作效应:产量与有效穗数以N_3M_3(中肥密植)最高;千粒重不受密度影响,但随施氮量增大而显著下降;施氮水平对超级杂交稻产量形成的影响是,在较低施氮水平下表现为对穗数的影响,但在较高施氮水平下主要表现为对每穗粒数的影响。
(7)根际微生物数量在不同施肥处理间差异显著,且受到密度的影响;水稻根际微生物数量在整个生育期内的变化在不同施氮量处理间有差异;各种微生物的活性在经过一季作物后的改变表现不一致,而总微生物活性的下降幅度与施氮量和密度有关,微生物活性随N、P、K施用量增加而降低;水稻分蘖期解磷细菌量因施菌肥而明显增加,解钾细菌数量随生育时期的推进而增多,但不受钾肥影响。
In order to study the theory and techniques of increasing yield of super hybrid rice from point ecology and view of cultivation, super hybrid rice combinations, Liangyoupeijiu, Liangyou 0293, GD-1S/Rb207, and others, were used as materials to conduct experiments on ecological adaptability, cultivation mode and nitrogen application rate in Sanya, Hainan province and Changsha, Hunan province in 2004-2007. The main results are as follows:
(1) A series of high-yielding super hybrid rice combinations, such as Yyou173,88S/jin18,YHH-5,88S/R24-6,GuangXiang24S/R28-3-2,8Liang you45, C815S/45, G8S/R28-3-2 and others, were screened out. Their common characteristics are having more effective panicles, higher seed setting rate, medium and higher 1000-grain weight. The ideal modes are planting by wide-narrow-row and ridge cultivation. Ridge cultivation heightened yield mainly by promoting tillering and narrowing flag leaf angle. The appropriate planting density of those combinations which have strong tillering capability is 120000 hill/ha, and those with weaker tillering capability is 150000 hill/ha.
(2) To attain the yield target of about 12 t/ha, the appropriate nitrogen application rates were 225 kg/ha and 300 kg/ha in Changsha region and Hainan region respectively, and the ratio of basal-fertilizer to dressing-fertilizer is 5:5-6:4.
(3) The characteristics of functional leaves were affected by nitrogen application rate. When nitrogen application rate was increased, the length and width of flag leaf were increased, and the leaf angle of flag leaf showed trend of increase-decrease-increase. SPAD of leaves were increased with the increment of nitrogen rate and the decrease of density. Photosynthesis rates of leaves were significantly increased by nitrogen application rate.
(4) Nitrogen application at an appropriate level could promote the growth, downwards movement and activity of rice roots, while excessive nitrogen fertilizer had restraining effect. Nitrogen application rate evidently affected the layer distribution of roots and the excreting amount of IAA and ABA of roots at panicle-differentiation stage, and the amount of different nitrogen rate treatments showed the trend of N_2>N_1>N_3> N_4. The distribution and excreting amount of IAA and ABA of roots were not affected by planting density.
(5) Under condition of the same total fertilizer application rate, the increase of the proportion of panicle-fertilizer could prevent the premature senility of roots and leaves, at the same time, application of K fertilizer at booting stage could enhance these effects. Panicle fertilizer by panicle fertilizer + grain fertilizer + foliage dressing instead of application of panicle fertilizer only could significanly prolong the life of functional leaves, which was advantageous to heighten yield of super hybrid rice.
(6) Density and fertilization had clear interaction on super rice. Yield and effective panicle number of N_3M_3 (medium fertilizer-high density) were highest. 1000-grain weight was not affected by density, But it was significantly decreased by increment of nitrogen rate. Effect of nitrogen rate on yield formation of super hybrid rice mainly, was in panicle number under lower nitrogen rate and in grain number per panicle under higher nitrogen rate.
(7) Number of rhizosphere microorganisms was significant different in different nitrogen treatments, and it was affected by density at the same time. The change of number of rhizosphere microorganisms during whole growth duration was different in different nitrogen treatments. Change of activity of different rhizosphere microorganisms after a cropping showed disaccord, and the decreasing extent of microorganism activity was related to nitrogen rate and density. Activity of microorganism was decreased by the increment of application rate of N, P and K. Number of PAM bacteria at tillering stage was evidently increased by application of bacterium fertilizer, and number of K-bacterium was increased along with the growth stages but it was not affected by K fertilizer.
(1)筛选出了一批高产超级杂交稻组合,如Y优173、88S/金18、YHH-5、88S/R24-6、广湘24S/R28-3-2、8两优45、T64S/0293等。其共同特点是有效穗数较多,结实率较高,千粒重中上。超级稻的理想栽培方式为宽窄行、垄栽。垄栽主要通过促进分蘖、减小剑叶叶角等达到提高产量目的。强分蘖能力组合(如两优0293)密度以120000穴/hm~2左右为宜,而弱分蘖能力组合(如GD-1S/RB207)密度应以150000穴/hm~2左右为宜。
(2)为使超级稻产量达到12t/hm~2左右,长沙地区适宜施氮量为225kg/hm~2,海南地区适宜施氮量为300kg/hm~2,且基肥与追肥比例为5:5～6:4。
(3)功能叶特性受施氮量影响:剑叶随施氮量增加而变长:变宽,剑叶叶角随施氮量增加而增大的变化趋势;叶片SPAD值随施肥水平上升与密度变小而增大;叶片光合速率随施氮水平提高而显著增加。
(4)适量施氮促进根系生长、下扎及根系活力增强,过量施氮有抑制作用:施氮量明显影响根系的分层分布与幼穗分化期根系IAA与ABA的分泌量,施氮水平间呈现N_2＞N_1＞N_3＞N_4趋势,而密度对根系分布及其激素分泌影响甚微。
(5)在施肥总量不变的前提下,提高穗肥比例可防止根叶早衰;孕穗期增施钾肥,防止早衰的效果更明显;将单施穗肥改为施穗肥+粒肥,再结合根外施肥,能显著延长功能叶寿命,有利于进一步提高超级杂交稻产量。
(6)密度和施肥对超级稻具有明显互作效应:产量与有效穗数以N_3M_3(中肥密植)最高;千粒重不受密度影响,但随施氮量增大而显著下降;施氮水平对超级杂交稻产量形成的影响是,在较低施氮水平下表现为对穗数的影响,但在较高施氮水平下主要表现为对每穗粒数的影响。
(7)根际微生物数量在不同施肥处理间差异显著,且受到密度的影响;水稻根际微生物数量在整个生育期内的变化在不同施氮量处理间有差异;各种微生物的活性在经过一季作物后的改变表现不一致,而总微生物活性的下降幅度与施氮量和密度有关,微生物活性随N、P、K施用量增加而降低;水稻分蘖期解磷细菌量因施菌肥而明显增加,解钾细菌数量随生育时期的推进而增多,但不受钾肥影响。
In order to study the theory and techniques of increasing yield of super hybrid rice from point ecology and view of cultivation, super hybrid rice combinations, Liangyoupeijiu, Liangyou 0293, GD-1S/Rb207, and others, were used as materials to conduct experiments on ecological adaptability, cultivation mode and nitrogen application rate in Sanya, Hainan province and Changsha, Hunan province in 2004-2007. The main results are as follows:
(1) A series of high-yielding super hybrid rice combinations, such as Yyou173,88S/jin18,YHH-5,88S/R24-6,GuangXiang24S/R28-3-2,8Liang you45, C815S/45, G8S/R28-3-2 and others, were screened out. Their common characteristics are having more effective panicles, higher seed setting rate, medium and higher 1000-grain weight. The ideal modes are planting by wide-narrow-row and ridge cultivation. Ridge cultivation heightened yield mainly by promoting tillering and narrowing flag leaf angle. The appropriate planting density of those combinations which have strong tillering capability is 120000 hill/ha, and those with weaker tillering capability is 150000 hill/ha.
(2) To attain the yield target of about 12 t/ha, the appropriate nitrogen application rates were 225 kg/ha and 300 kg/ha in Changsha region and Hainan region respectively, and the ratio of basal-fertilizer to dressing-fertilizer is 5:5-6:4.
(3) The characteristics of functional leaves were affected by nitrogen application rate. When nitrogen application rate was increased, the length and width of flag leaf were increased, and the leaf angle of flag leaf showed trend of increase-decrease-increase. SPAD of leaves were increased with the increment of nitrogen rate and the decrease of density. Photosynthesis rates of leaves were significantly increased by nitrogen application rate.
(4) Nitrogen application at an appropriate level could promote the growth, downwards movement and activity of rice roots, while excessive nitrogen fertilizer had restraining effect. Nitrogen application rate evidently affected the layer distribution of roots and the excreting amount of IAA and ABA of roots at panicle-differentiation stage, and the amount of different nitrogen rate treatments showed the trend of N_2>N_1>N_3> N_4. The distribution and excreting amount of IAA and ABA of roots were not affected by planting density.
(5) Under condition of the same total fertilizer application rate, the increase of the proportion of panicle-fertilizer could prevent the premature senility of roots and leaves, at the same time, application of K fertilizer at booting stage could enhance these effects. Panicle fertilizer by panicle fertilizer + grain fertilizer + foliage dressing instead of application of panicle fertilizer only could significanly prolong the life of functional leaves, which was advantageous to heighten yield of super hybrid rice.
(6) Density and fertilization had clear interaction on super rice. Yield and effective panicle number of N_3M_3 (medium fertilizer-high density) were highest. 1000-grain weight was not affected by density, But it was significantly decreased by increment of nitrogen rate. Effect of nitrogen rate on yield formation of super hybrid rice mainly, was in panicle number under lower nitrogen rate and in grain number per panicle under higher nitrogen rate.
(7) Number of rhizosphere microorganisms was significant different in different nitrogen treatments, and it was affected by density at the same time. The change of number of rhizosphere microorganisms during whole growth duration was different in different nitrogen treatments. Change of activity of different rhizosphere microorganisms after a cropping showed disaccord, and the decreasing extent of microorganism activity was related to nitrogen rate and density. Activity of microorganism was decreased by the increment of application rate of N, P and K. Number of PAM bacteria at tillering stage was evidently increased by application of bacterium fertilizer, and number of K-bacterium was increased along with the growth stages but it was not affected by K fertilizer.
引文
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