不同水稻品种产量形成过程的能量积累与热值特征

通过测定晚季稻汕优63 (三系杂交稻)、两优2186（两系杂交稻）和IR64（常规稻）生长过程中的干物质和热值,研究了不同水稻品种生长过程中的热值动态和能量固定特征.结果表明,完熟期汕优63、两优2186和IR64 3种水稻的干物质积累量分别为1926.38、1933.80和1842.30 g·m^-2,能量积累量分别为31137.05、31060.63和30454.89 kJ·m^-2,不同水稻品种的干物质及能量积累量间无显著差异.在灌浆过程中,汕优63、两优2186和IR64总的能量表观转化率分别为38.95%、 28.38%和32.66%,汕优63和IR64的能量流动比两优2186顺畅,两优2186茎器官能量输出受阻.完熟期3种水稻分配到籽粒中的能量依次占53.03%、46.43%和50.11%,三系杂交稻汕优63具有能量分配优势.热值分析表明,3种水稻各生育期间的热值平均值间无显著差异;不同器官热值大小依次为：叶＞籽粒＞鞘＞茎＞根,热值范围为：叶16.81～17.25 kJ·g^-1,籽粒15.89～16.54 kJ·g^-1,鞘14.33～15.49 kJ·g^-1,茎14.23～15.15 kJ·g^-1,根11.51～13.25 kJ·g^-1,叶片的热值显著高于其它器官,而根的热值显著低于其它器官.水稻叶片热值与其碳含量、叶绿素a含量、氮含量存在显著正相关,确定系数R²分别为0.609、0.471和0.485.     

Bt水稻对田间非靶标害虫种群动态的影响

以转cry1Ab/cry1Ac基因水稻汕优63(以下简称汕优63/Bt)为材料,亲本汕优63(以下简称汕优63/CK)为对照,在田间自然感虫条件下研究汕优63/Bt对稻田几种非靶标害虫种群消长动态的影响。结果表明,汕优63/Bt上稻苞虫Pelopidas mathias(Fabricius)和稻眉眼蝶Mycalesis gotamaMoore幼虫数量都显著低于对照品种,但汕优63/Bt对稻苞虫的毒性强于稻眉眼蝶。汕优63/Bt上稻飞虱(白背飞虱Sogatellafurcifera(Horvath)和褐飞虱Nilaparvatalugens(Stal))混合种群数量通常与对照品种基本一致,在少数调查时间显著高于对照品种。相反,除少数调查时间与对照品种没有显著差异外,稻叶蝉(黑尾叶蝉Nephotettixcincticeps(Uhler)和二点黑尾叶蝉N.viriscens(Distant))混合种群数量通常显著高于对照品种。稻飞虱和叶蝉成为汕优63/Bt上的主要害虫。     

水肥处理对黄瓜土壤养分、酶及微生物多样性的影响

以津优1号黄瓜为试材,设3个土壤相对含水量水平（50%～60%、70%～80%、90%～100%）和2个肥料追施量（600 kg N·hm^-2和420 kg P₂O₅·hm^-2,420 kg N·hm^-2和294 kg P₂O₅·hm^-2）处理,研究了不同水肥供应对日光温室黄瓜土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响.结果表明：土壤中NH₄⁺-N含量随施肥量的增加而提高,随土壤相对含水量的增加而降低;水肥供给的增加有利于提高土壤中速效磷含量和蔗糖酶活性;肥料增加使土壤中蛋白酶活性降低,而水分降低使土壤中脲酶活性提高.土壤中微生物多样性与土壤中养分含量无显著相关性,与土壤脲酶活性呈显著正相关,与蔗糖酶活性呈显著负相关.土壤相对含水量70%～80%、氮肥追施量600 kg N·hm^-2和420 kg P₂O₅·hm^-2处理的土壤养分含量、蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性较高,且土壤中微生物多样性和均匀度显著高于其他处理,土壤生产潜力最优.     

不同有机无机复混肥对水稻产量和氮素利用率的影响

通过田间试验,研究了菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥有机无机复混肥与化肥对常优1号水稻产量、氮素利用效率、土壤供氮特征以及土壤微生物多样性的影响.结果表明：各施氮肥处理的稻谷产量（7918.8～9449.2 kg·hm^-2）均显著高于对照（6947.9 kg·hm^-2）,其中有机无机复混肥处理的稻谷产量(8532.0～9449.2 kg·hm^-2)显著高于化肥处理（7918.8 kg·hm^-2）,比化肥处理增产7.7%～19.3%;菜粕堆肥、猪粪堆肥、中药渣堆肥有机无机复混肥处理的氮素积累量、氮素转运率、氮素回收率和氮肥农学利用效率及生理利用效率均显著高于化肥处理;有机无机复混肥处理明显提高了土壤矿质氮含量,改善了土壤供氮特性,提高了氮利用率;对各处理土壤DNA条带采用邻接法分析显示：5个处理土壤样品可分为三大族群,化肥与对照处理为第一族群,猪粪堆肥、中药渣堆肥处理为第二族群,菜粕堆肥处理属第三族群.表明施入外源有机物质(菜粕、猪粪与中药渣)可能会改变土壤的细菌群落结构,而施入化肥对土壤的细菌群落结构影响较小.     

太湖地区长期施肥条件下水稻-油菜轮作生态系统净碳汇效应及收益评估

以太湖地区水稻-油菜轮作系统长期施肥处理试验田为研究对象,利用历年作物产量、凋落物固碳和农田CO₂排放等实测资料,以及生态系统的物质投入和管理投入等调查资料,估算了该系统的年碳平衡和经济收益.结果表明：不同施肥处理的年碳汇量在0.9～7.5 t C·hm^-2·a^-1,有机无机肥配施的净碳汇量是单施化肥的3倍.系统物质投入的碳成本在0.37～1.13 t C·hm^-2·a^-1,人工管理的碳成本在1.69～1.83 t C·hm^-2·a^-1,年度经济收益在5.8×10³～16.5×10³ CNY·hm^-2·a^-1,有机无机肥配施下的经济效益是单施化肥下的1.1倍.与单施化肥相比,有机无机肥配施单位碳汇的边际成本为217.1 CNY·t^-1 C,与欧盟碳交易市场的碳价格每吨20欧元相近.与单施化肥相比,有机无机肥配施下生态系统不仅生产力较高,而且表现出更高的碳汇效应和经济收益.     

有机肥对桃园土壤硝态氮分布的影响

于2004—2005年在北京市平谷区有机桃园设置不同有机肥处理：2年连续施有机肥,年均67 500 kg·hm^-2（T₁）;第一年不施肥,第二年施有机肥135 000 kg·hm^-2（T₂）;第一年不施肥,第二年施有机肥67 500 kg·hm^-2（T₃）;不施肥对照（CK）,并于2006年对0～120 cm土层土壤进行取样分析,研究施用有机肥对土壤硝态氮分布和淋失的影响.结果表明：对照土壤中硝态氮分布较均匀,T₁和T₃在0～120 cm土层硝态氮浓度变化呈单峰曲线,其中60 cm以上较高,在60～120 cm逐渐降低;而T₂土壤硝态氮浓度由浅到深逐渐增加,峰值出现在100～120 cm土层,其在60 cm以下土层的硝态氮浓度在所有处理中最高,说明过量施用有机肥易导致硝态氮的淋失.相关分析表明,土壤硝态氮的浓度和分布与多年施氮总量、最近一年施氮量和检测点与树的距离呈显著相关关系,并据此建立了有机肥施用与土壤剖面硝态氮浓度之间的相关模型.     

广西兴安转Bt水稻大田两迁害虫发生动态

以转Bt水稻华恢1号(Cry1Ac/ CryAb融合基因型,简称HH1)及其对照亲本明恢63(简称MH63)稻田两迁害虫稻纵卷叶螟和白背飞虱为研究对象,系统研究转基因抗虫水稻种植下两迁害虫的发生规律及其致害力差异.结果表明:转Bt水稻及其对照亲本上稻纵卷叶螟的落卵量和幼虫发生量无显著差异,但转Bt水稻的卷叶株率和卷叶率都显著低于对照亲本.表明转Bt水稻对靶标害虫稻纵卷叶螟具有较高抗性.转Bt水稻及对照亲本上白背飞虱若虫、成虫及整个种群的发生动态差异不显著,且转Bt水稻对长翅型和短翅型成虫的种群发生影响也不显著.白背飞虱发生高峰期,转Bt水稻上若虫及短翅型成虫发生量均明显高于对照亲本;相反,转Bt水稻上长翅型成虫发生量明显低于对照亲本,且水稻生育后期长翅型成虫雌性比明显低于对照亲本.转Bt水稻大面积商业化种植下其非靶标害虫白背飞虱的发生危害变得更为复杂.     

钾肥用量及基追肥比例对烤烟干物质累积和钾素吸收动态的影响

采用田间小区试验研究了钾肥用量及基追肥比例对种植于红壤性水稻土上的烤烟干物质积累和钾素吸收动态的影响.结果表明,烤烟干物质累积高峰出现在烟株移栽后50～60 d,栽后30 d内以及80 d后累积较少.烤烟干物质累积总量随钾肥用量增加和追肥比例提高而增加.烟株含钾量在移栽后30～50 d最高,随后迅速降低,至成熟期仅为最高含钾量的一半.315 kg·hm^-2施钾处理在各生育期烟株平均含钾量均显著高于225 kg·hm^-2施钾处理.烟叶成熟时,225 kg·hm^-2施钾处理出现干物质累积负增长和钾素损失现象,而315 kg·hm^-2处理干物质累积和吸钾总量均呈持续增加趋势.成熟时基追肥比例为3∶7处理的烟株含钾量明显高于基追肥比例为5∶5和7∶3的处理.     

不同渗漏计对稻田氮素渗漏量的测定差异

采用直管型和弯管型渗漏计,对不同施氮水平下水稻生育期间渗漏水中的铵态氮、硝态氮和全氮浓度进行测定分析.结果表明：2007年直管与弯管渗漏计中渗漏水的铵态氮浓度变化范围均在0～8 mg·L^-1,高于2006年0～4 mg·L^-1的铵态氮浓度变化范围;2007年直管渗漏计中渗漏水的硝态氮浓度主要集中在0～4 mg·L^-1,与2006年基本一致,而弯管渗漏计中渗漏水的硝态氮浓度变化较大,其变动范围主要集中在0～20 mg·L^-1,高于2006年的硝态氮浓度;2007年渗漏水中的全氮浓度变化范围为0～60 mg·L^-1,远高于2006年0～16 mg·L^-1的全氮浓度变化范围.稻田渗漏水中的氮素以硝态氮为主.2007年直管型渗漏计中总氮(TN)渗漏流失负荷为15.81 kg·hm^-2,NO₃^--N为9.33 kg·hm^-2,弯管型渗漏计中TN渗漏流失负荷为7.21 kg·hm^-2,NO₃^--N为4.25 kg·hm^-2.稻田渗漏水中铵态氮和硝态氮的渗漏流失途径不同,应当采用不同的计算方法估算直管型及弯管型渗漏计中的氮素渗漏量,采用直管型渗漏计对氮素渗漏量的估算较接近于用测坑试验测定的氮素渗漏负荷.     

棉花临界需氮量动态定量模型

在大田栽培条件下,于江苏南京和河南安阳两个生态区设置棉花氮素水平试验,基于作物临界氮浓度稀释模型和干物质动态累积模型,建立了棉花花后动态临界氮吸收速率、临界氮需求量的定量化模型.结果表明,两生态区的临界最大氮吸收速率均出现在花后42 d,分别为5.3和4.4 kg·hm^-2·d^-1,临界快速氮累积期分别在花后的23～59 d和23～61 d,安阳的最大临界日需氮量明显大于南京.根据模型得到：安阳生态区适宜施氮量在240～360 kg·hm^-2 之间,且360 kg·hm^-2 条件下其氮累积接近临界需求,南京生态区240 kg·hm^-2施氮量的氮累积与临界值相近.两区域基肥施用量分别占总施肥量的26%和27%,且适宜的追肥时间应在花后22 d左右.由于模型的建立是基于不同氮处理试验,有合理可靠的生理依据,为定量确定不同气候区域的动态施肥量提供了理论依据.     

水稻品种对白背飞虱的耐虫性反应及稻株营养成分的变化

测定了不同水稻品种对白背飞虱的耐虫性反应及稻株营养成分的变化。结果表明,中抗品种N22、绿源占1号、Mudgo、K89—B5和94D—22具有较高的耐虫性,抗虫品种Ptb33和中组74以抗生性为主,感虫品种秀水11、汕优63和感虫对照品种TN1不具有耐虫性,在白背飞虱为害后,耐虫品种稻株中全N量和可溶性总糖量增加,N／糖比变化率明显下降;而感虫品种的全N量和可溶性总糖量下降,N／糖比变化率明显增加,不同品种受害后体内大多数氨基酸含量均有不同程度的增加,但品种间氨基酸含量减少的种类不同,TN1品种只有丙氨酸含量减少,N22品种除丙氨酸外蛋氨酸和苏氨酸含量也明显减少,Ptb33品种仅精氨酸略有减少。     

扑虱灵控制稻飞虱的效果评价

秀山一季中稻区,白背飞虱、褐飞虱的主害峰期分别在6月底至7月中旬、8月上中旬,长达40天左右。试验长效农药扑虱灵的不同用药量对稻飞虱主害时期的控制和保产作用。结果表明,在白背飞虱虫量达到防治指标（1500头／百丛）或主害代低龄若虫高峰期施用25％扑虱灵可湿性粉剂750g／hm2,药效可维持40天左右,小区产量比不用药区增产37％左右。     

超高产杂交稻光合特性的研究

比较了超高产杂交稻(Oryza sativa L.)X07S/紫恢100和两优培九与多年来大面积推广的杂交稻汕优63的光合功能和抗光胁迫能力.结果表明,超高产杂交稻X07S/紫恢100和两优培九的净光合速率(Pn)分别比汕优63高9.1%和11.9%,而其蒸腾速率(Tr)分别比汕优63低37.46%和31.42%,此外,其水分利用效率(WUE)分别比汕优63高出74.2%和63.5%;经强光(2 000μmol photons@m-2@s-1)处理2 h之后,X07S/紫恢100和两优培九的光系统Ⅱ光化学量子效率分别上升28.3%和37.0%,荧光光化学猝灭系数分别升高46.2%和18.0%,而汕优63的这两项参数值却变化很小;同时,X07S/紫恢100和两优培九的非光化学猝灭系数均下降50%左右,而汕优63则上升近50%,表明超高产杂交稻较高的光合能力、水分利用效率以及较强的抗光抑制能力可能是其高产的生理基础.     

UV-B辐射增强对水稻生长发育及其产量形成的影响

在盆载条件下,研究UV-B辐射（280-320nm）增强对3个不同类型水稻品种（组合）的生长发育及其产量构成的影响。结果表明,UV-B辐射增强明显抑制水稻生长,使株高变矮、分蘖数减少、叶面积和干物质量下降,但其抑制程度依品种、水稻所处的生长阶段的不同而不同;株高在苗期下降幅度最大,为9.4%-12.2%,干物质量在分蘖期下降幅度最大,地下部和地上部干物质量分别下降45.3%-59.8%、54.9%-59.0%,增强的UV-B辐射使水稻主茎不同叶位的出叶时间延迟,生育期延长,汕优63、南川、IR65600-85的抽穗时间分别比对照延迟2d、3d和7d,成熟期分别推迟3d、4d和9d,UV-B辐射增强明显降低水稻叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量,叶片叶绿素a荧光诱导动力学参数Fv、Fv/Fm、Fv/Fo下降,与对照相比,汕优6.3、南川、IR65600-85叶片的净光合速率分别下降了11.9%、12.8%、29.7%,UV-B辐射增强使水稻每株有效穗、每穗总粒数、结实率、千粒重下降,最终导致水稻籽粒产量下降25.2%-31.1%。     

氯虫苯甲酰胺对白背飞虱实验种群的亚致死效应

为正确评估防治水稻鳞翅目害虫的新型杀虫剂氯虫苯甲酰胺对非靶标害虫白背飞虱Sogatella furcifera (Horváth)的影响, 本文采取稻茎浸渍法测定了氯虫苯甲酰胺对白背飞虱的毒力, 利用生命表技术研究了氯虫苯甲酰胺对白背飞虱的亚致死效应。结果表明： 氯虫苯甲酰胺对白背飞虱3龄若虫和成虫的LC₅₀分别为19.26 mg/L和19.69 mg/L。以氯虫苯甲酰胺LC₁₀和LC₂₅剂量分别处理白背飞虱3龄若虫后, F₀和F₁代雌虫产卵量及其寿命均降低, 尤其LC₂₅处理与对照间存在显著差异（P<0.05）, F₀和F₁代雌虫寿命分别缩短了1.80 d和2.62 d, F₀和F₁代雌虫产卵量分别减少了52.94粒和78.45粒。药剂处理对F1代各虫态发育历期也有一定影响。根据不同剂量处理后白背飞虱各发育阶段的存活率和成虫的繁殖力, 组建了生殖力生命表, 发现LC₁₀和LC₂₅剂量处理的种群内禀增长率rm分别降低了11.25%和34.41%, 净增殖率R0分别降低了36.56%和74.57%, 而世代平均历期T和种群加倍时间t均延长。结果说明, 氯虫苯甲酰胺LC₁₀和LC₂₅剂量可抑制白背飞虱种群的增长; 大田中使用氯虫苯甲酰胺防治鳞翅目害虫时, 可抑制同时发生的非靶标害虫白背飞虱田间种群增长。     

超级杂交水稻谷粒产量与叶光合速率的关系

在2000～2005年期间,通过测定几种超级杂交水稻与普通杂交水稻‘汕优63’的产量构成和叶片光合作用探讨了谷粒产量与光合作用的关系。结果表明:(1)4种超级杂交水稻‘培矮64S/E32’、‘P88S/O293’、‘金23A/611’和‘GD-lS/ RB207’的产量水平显著高于‘汕优63’,是对照的108%～120%。(2)与‘汕优63’相比,这些超级杂交水稻的株型好,上层叶片直立,穗大即每穗粒数多,是对照的125%～177%。(3)与‘汕优63’相比,这些组合第二叶的净光合速率显著提高,但第一叶即剑叶的未必都较高。(4)去半叶处理降低了‘GD-1S/RB207’的结实率,而去半穗处理显著提高了结实率。因此,这些超级杂交水稻的高产原因在于穗大、株型好以及群体光能利用效率高。增加单叶特别是剑叶的光合能力是克服谷粒产量的光合产物源限制和在未来的超级杂交水稻育种中实现产量潜力新突破的关键。     

超高产杂交稻剑叶中C4途径酶活性和稳定碳同位素分异作用的变化

以超高产杂交水稻(Oryza sativa L.)"培矮64S/E32"和多年来大面积推广的杂交稻"汕优63"为材料,研究孕穗后剑叶中C4途径酶和对稳定碳同位素分异作用的变化.结果表明,籽粒灌浆期(移栽后68～75 d)的两个品种剑叶中NADP-MDH活性最高,随后下降;超高产杂交水稻"培矮64S/E32"的NADP-MDH的活性明显高于"汕优63";PEPCase和NADP-ME活性在黄熟期之前的叶片中持续上升.不同生育期的叶片与籽粒的△1aC值相近(19.49‰～19.82‰),在成熟期时较高.超高产水稻"培矮64S/E32"叶片的平均△13C值比"汕优63"高0.43‰.     

超高产水稻组合‘培矮64S/E32’的耐光氧化特性及其机理

甲基紫精（MV）介导的光氧化导致两个水稻品种‘汕优63’(目前我国大面积推广的杂交水稻)和‘培矮64S/E32’（新培育的超高产杂交水稻）细胞电解质渗漏率都增加,前者增加的量大于后者,显示‘培矮64S/E32’的细胞膜系统受光氧化的伤害小。光氧化条件下,‘培矮64S/E32’仍能维持较高的光合放氧能力（Amax、Φi）、PSⅡ活性（Fv/Fm、ΦPSⅡ）和叶绿素荧光猝灭系数（qP、NPQ）,而且光氧化引起‘培矮64S/E32’这些参数的下降幅度也小。另外,光氧化导致了两个水稻品种抗氧化酶SOD和APX活性增加,‘培矮64S/E32’增加的幅度约为‘汕优63’的3倍。结果表明超高产水稻具有更强的耐光氧化能力。