杂交水稻加工、外观品质性状间接选择的数学模型研究

利用19个优质杂交水稻品种（组合）,采用双向逐步筛选,求出加工和外观品质性状与产量性状的最优相关子集,建立了品质性状的回归方程,并对子集作了广义相关分析。结果表明千粒重、穗长与糙米率、整精米率、垩白粒率的相关已反映了品质性状与产量性状相关的主要信息（90％以上）,千粒重在21.96～27.64g、穗长在21.18～26.07cm范围内,增大千粒重可提高糙米率,但整米率下降、垩白粒率上升,适当缩短穗长可提高糙米率和整精米率,降低垩白粒率。     

甜荞品质与生态因子和农艺性状的相关性研究初报

试验研究了8个甜荞品种在全国19个不同地点的籽粒品质(黄酮和蛋白质含量)变化以及品质和产量与生态因子和农艺性状之间的相关性。结果表明:不同品种间及同一品种不同地点间甜荞籽粒黄酮、蛋白质含量均存在显著变异。黄酮含量与海拔、生育期平均温度,以及蛋白质含量与纬度,甜荞产量与株高、单株粒数、单株粒重均呈显著相关,相关系数分别为0.271^*、0.588^**、0.495^**、0.270^*、-0.330^**、0.212^*。通径分析显示,单株粒数是产量的主要因素,单株粒数多有助于提高产量; 生育期均温是黄酮含量的主要因素,荞麦生育期间均温适当偏低利于黄酮积累; 纬度是蛋白质含量的主要因素,选择纬度较高地区有助提高蛋白质含量。研究还发现不同品种对生态因子的敏感性不同。 关键词: 甜荞; 产量; 黄酮含量; 蛋白质含量; 相关分析; 生态因子; 农艺性状     

近地层高臭氧浓度对水稻生长发育影响研究进展

臭氧（O₃）被认为是最主要的空气污染物之一.目前地球对流层大气中平均O₃浓度已经从工业革命前的38 nl·L^-1（25～45 nl·L^-1,夏季每天8 h平均）上升到2000年的50 nl·L^-1,悲观估计到2100年近地层O₃浓度将上升到80 nl·L^-1.水稻是世界上最重要的粮食作物,准确评估近地层O₃浓度升高对水稻生长发育的影响具有重要意义.本文从叶片伤害特征、光合作用、水分关系、生育期、物质生产与分配、叶片膜保护系统、籽粒产量及产量构成因素等方面,系统收集和整理了气室条件下（包括封闭气室、开放式气室）高O₃浓度对水稻生长发育影响的研究进展,并对该领域有待深入研究的方向进行了展望.     

杂交粳稻品质与产量性状间的典范相关分析──杂交粳稻品质性状的遗传研究Ⅳ

由38个杂交粳稻及其12个亲本的6个产量性状和13个品质性状的典范相关分析得出：两者以稻谷重、糙米重、精米重、每穗实粒数、单株产量间相关极显著．其它性状关系小．故对产量及其余品质性状同步选择可加速育成优质高产组合．提高产量宜着力增加穗数和结实粒数,籽粒不且过大过宽过重．改良品质以糙米率、糙米长宽比、垩白率、透明度、食味最为关键,并互为正向关系,可同时改良,其中透明度、垩白率又是影响食味的主要直观性状．     

超显性效应对水稻杂种优势的重要作用

在衍生于杂交稻推广组合汕优10号的群体中,单株产量和单株穗数表现出明显的F₁超亲优势和F₂自交衰退.以均匀分布于连锁图谱的标记为固定因子,将F₂群体分成亚群体,发现在大量亚群体中,特别是固定因子为杂合型的亚群体中,杂合度与产量和穗数呈显著正相关.在表现这种相关性的杂合型亚群体中,检测到15个单株产量QTL和13个单株穗数QTL,其中大多表现超显性.结果表明,超显性效应是水稻杂种优势的重要基础之一.     

黑龙江省水稻品种跨积温区种植的产量和品质变化

采用在不同积温区布置田间试验的方法,比较研究了黑龙江省5个水稻主栽品种产量和品质随积温的变化.结果表明： 水稻产量随积温呈二次曲线变化,其相关程度因水稻品种而异;水稻穗数、穗粒数与积温呈极显著二次曲线关系,而千粒重与积温之间相关关系不显著;水稻籽实空瘪率从适宜积温区到低积温区显著增加,而从适宜积温区到高积温区变化不明显;水稻垩白率、整精米率与积温均呈极显著二次曲线关系,即垩白率和整精米率在适宜积温区分别有最小值和最大值存在;稻米蛋白质、直链淀粉含量和食味随积温变化不明显.根据对温度敏感程度的不同,可将水稻品种划分为温敏型、中间型、温钝型3类,其适宜栽培积温带宽度和允许栽培积温带宽度分别为300 ℃和420 ℃、360 ℃和440 ℃、380 ℃和520 ℃.根据积温因地制宜地选种水稻品种对于提高水稻产量、改善稻米品质十分重要.     

水稻低温冷害综合评估方法

基于灰色关联分析法,将水稻不同生育期的冷害致灾因子值和产量结构性状、水稻不同生育期的产量结构性状和最终产量分别视作两个灰色系统,通过寻找各个灰色系统的灰映射关系,建立基于多层次灰色关联分析法的水稻低温冷害综合评估模型;并构建了单站各生育期、全生育期的冷害综合评估指数和区域评估指数,对东北水稻主产区27个站1961—2015年水稻冷害进行分生育期评估.结果表明: 水稻冷害影响程度与各生育期产量丰歉能够较好对应.营养生长期、营养和生殖生长并进期、授粉结实期或满浆期受到冷害影响时,株穗数、平均穗粒数或千粒重有一定减少,空壳率有所增加.典型冷害年温度与单站或区域产量丰歉有较好的对应关系.     

青海省三江源区人工草地生态系统CO2通量

 了解三江源人工草地净生态系统CO₂交换(Net ecosystem CO₂ exchange, NEE)的季节变化规律和主要生物因子及环境因子对这些过程的影响将有助于认识青藏高原人工草地生态系统碳循环、生态价值、功能,以及对三江源区的生态安全的重要意义。该研究利用涡度相关技术,于2005年9月1日至2006年8月31日对位于青海腹地的垂穗披碱草（Elymus nutans）人工草地的NEE及生物和环境因子进行观测, 阐明NEE及其组分的动态变化特征和影响因子。三江源区人工草地生态系统的日最大吸收量为2.38 g C·m^－2·d^－1,出 现在7月30日。日间最大吸收率和最大排放率都出现在8月,分别为-6.82和2.95μmol CO₂·m^－2·s^－1。在生长季, 白天的NEE主要受光合有效辐射(Photosynthe tically active rad iation, PAR)变化控制,同时又与叶面积指数和群落多样性交互作用,共同调节光合速率和光合效率的强度。最大光合同化速率为2.46～10.39μmol CO₂·m^－2·s^－1,表观初始光能利用率为0.013～0.070μmol CO₂·μmol^－1 PAR。 在碳交换日过程中,NEE并不完全随着 PAR的增加而增大,当PAR超过某一值（>1 200μmol ·m^－2·s^－1）时,NEE随PAR的增加而降低。受温度的影响,生长季的生态系统的呼吸商Q₁₀（1.8）小于非生长季节的 2.6）。 生态系统呼吸主要受温度的控制,同时也受到叶面积指数的显著影响。生长季昼夜温差大并不利于生态系统的碳获取。 三江源区人工草地生态系统是一个较强的碳汇,为-49.35 g C·m^－2·a^－1。     

春小麦对大气CO2浓度升高的响应及其对麦长管蚜生长发育和繁殖的影响

通过开顶式气室研究了春小麦对大气CO₂浓度升高(542.1±24.8和738.8±25.7 μl·L^-1 vs.382.4±248 μl·L^-1)的响应及其对麦长管蚜生长发育和繁殖的影响.结果表明,大气CO₂浓度升高有利于春小麦的生长.与对照相比,5月5日～6月14日,550和750 μl·L^-1 CO₂浓度处理春小麦的株高分别增加2.80%～14.92%和6.30%～17.56%;4月30日～6月9日,叶面积分别增加5.68%～50.52%和6.14%～83.45%;DC₅₀分别提前了0.39和0.90 d,DC₇₅也分别提前了0.53和1.02 d;茎、叶、穗以及整个地上部组织的鲜、干重均有不同程度的增加.大气CO₂浓度升高可显著提高春小麦的穗长和穗粒数,降低千粒重.与对照相比,550和750 μl·L^-1 CO₂浓度处理的麦穗长分别增加0.56%和3.20%;单株穗粒数分别增加12.5%和18%;而千粒重分别降低了2.23%和6.34%.随着大气中CO₂浓度增加,麦穗中葡萄糖、二糖、多糖、总糖、总糖与总氮的比值都显著增加,而果糖、三糖和总氮含量都显著降低.大气CO₂浓度升高可缩短麦长管蚜的产卵前期和世代历期,提高繁殖量和平均相对生长率.与对照相比,550和750 μl·L^-1 CO₂浓度处理麦长管蚜的平均相对生长率分别提高33.26%和74.34%.麦长管蚜种群的平均相对生长率与寄主麦穗中总糖和总氮的比值相关显著.     

川中丘陵区冬灌田甲烷和氧化亚氮排放研究

采用静态暗箱/气相色谱法对川中丘陵区冬灌田CH₄和N₂O排放特征进行连续一年的田间原位测定.结果表明,种植水稻区(种植区)在水稻生长季平均CH₄排放速率为22.76±2.76 mg·m^-2·h^-1,休闲期平均为1.43±0.20 mg·m^-2·h^-1,全年平均为9.64±1.17 mg·m^-2·h^-1;全年CH₄排放主要集中在水稻生长季,其累计CH₄排放量占全年总CH₄排放量的91.2%未种植水稻区(对照区) 全年CH₄平均排放速率为2.03±0.18 mg·m^-2·h^-1,水稻生长季CH₄排放量占全年总排放量的86.2%.N₂O的排放在稻田落干时呈现脉冲排放.在水稻生长季,对照区CH₄和N₂O的季节排放速率分别为4.53±0.38mg·m^-2·h^-1和32.01±5.02 μg·m^-2·h^-1,而种植区则分别为22.76±2.76 mg·m^-2·h^-1和73.04±5.03 μg·m^-2·h^-1,植株参与导致CH₄和N₂O排放速率分别增加302%和128%.CH₄和N₂O的排放随土水分条件的变化呈互为消长关系.在冬灌田中,即使考虑500年的时间尺度,全年N₂O排放产生的全球增温潜势也只有CH₄的7.9%,与CH₄相比,冬灌田排放的N₂O所产生的温室效应很小.     

青菜/油菜茬口下水稻栽植方式对温光资源利用和产量的影响

轻简化栽培和优质稻是当前我国水稻生产的主要方向,气象因子是对水稻生长发育和产量形成影响最大的环境因素,但在不同轻简化栽植方式下水稻产量与其田间小气候的关系鲜有研究。为探究西南地区不同前作下杂交稻各生育阶段温、光和水等气候因子与水稻产量形成的关系,在2019—2020年,以杂交籼稻‘宜香优2115'为试验材料,采用两因素裂区设计,主区为青菜和油菜2种前作,副区为机直播、毯苗机插和人工移栽3种栽植方式,研究杂交稻产量对气候因子的响应及水稻植株对温光资源的利用。结果表明: 与油菜-水稻模式相比,青菜-水稻模式下杂交稻积温生产效率和降水生产效率显著提高,进而提高了有效穗数、结实率和千粒重,2年产量分别提高了12.7%和8.3%。与人工移栽相比,机插稻提高了单位面积有效穗数、全生育期光能生产效率、积温生产效率、籽粒光能利用效率和降水生产效率,2年平均产量提高了4.6%;而机直播全生育期降水生产效率、光能生产效率、积温生产效率、籽粒光能利用效率、每穗粒数和千粒重都显著降低,导致2年平均产量下降了8.7%。与2019年相比,2020年机插稻和人工移栽稻在同一茬口下提前一个月播种造成花后生育期缩短、气温降低和降雨量增多,导致有效积温和光辐射量大幅减少,积温生产效率、光能生产效率、降水生产效率和籽粒光能利用效率以及每穗粒数、结实率和千粒重均大幅降低,进而导致产量严重降低。用偏最小二乘法回归分析建立的气象因子产量预报方程标准化回归系数显示,水稻产量与阶段生育期或全生育期内有效积温和总辐射量呈正相关关系,与全生育期内降水量呈显著负相关关系。综上,青菜-水稻模式下机插秧与西南地区稻季光温资源匹配度最高,更有利于温光资源的充分利用和获得高产,但不宜过早播种或移栽。     

东北草原羊草种群结实特性与气候年变化的关系

Leymus chinensis（Trin.）Tzvel. is a fine herbage, which is a perennial rhizome grass species with high potentiality of vegetative propagation. The quantitative characters of fruit-bearing and grain weight of the population were successively investigated in three fixed stands from 1983 to 1998,analyzing the relationship between these characters and the climatic factors in different growing and developing stages. Certain degree of correlations were found between the number of seeds and grain weight of the population and different time of sunshine, temperature and rainfall accumulation before and during the growing and developing stages. From vegetative to reproductive growth of the tiller, including flowering, pollination, fertilization, and ovule development and seed formation, lower accumulated temperature and longer day light during the early growth season promoted fruit-bearing of the population, and vice versa. From turning green to fruit-ripening stage, longer sunshine duration benefited while higher accumulated temperature inhibitted nutrient deposition in the grain. Furthermore rainfall was also good to nutrient collection in the grain from turning green to milky stage,not from milky stage to mature stage. Growth and development of the winter tillers would affect the flowering, fruit-bearing, as well as the quality and quantity of seed production in the following year. Therefore, the number of fruit-bearing and the grain weight of the population could be predicted by the length of sunshine duration from August to September of the previous year and amount of rainfall in May of the present year,but the quantitative variation that estimated by simple climatic factor model was only 29.27%-35.76%.     

东北草原羊草种群结实特性与气候年变化的关系

对３个固定样地的羊草（Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｔｒｉｎ．）Ｔｚｖｅｌ．）种群连续１２￣１６年的调查和测定及其与不同生长发育阶段气候因子的相关分析,表明羊草种群结实数量和籽实重量均与形成这些性状的生育期内,及其以前各生育期不同阶段的光照时间、积温、降水量有着一定程度的相关关系。从分蘖株的营养生长到生殖生长,包括开花、授粉、受精、胚珠发育为种子形成的整个过程中,较低的温度和生长季前期较多的光     

气象因子对江苏省水稻单产的影响

全球气候变暖作为一个不争的客观事实,不可避免地对农业生产产生影响。针对传统多元线性回归分析方法,不能直接分析气象因子与水稻气象单产时序关系,根据1978—2010年间江苏省水稻单产数据和同期气象时序数据,研究了水稻单产的影响因素,提取了水稻气象单产;利用连续小波变换方法研究了水稻气象单产、水稻营养生长与生殖生长期间的日照时数、降水和气温等气象因子的时序变化特征;利用交叉小波和相干小波变换方法,研究了水稻营养生长与生殖生长期间气象因子与水稻气象单产间的相互影响关系。结果显示:(1)近33 a间,江苏省水稻气象单产占实际单产的比重逐渐减小,水稻生产抵御气象灾害能力逐渐增强。(2)水稻气象单产与日照时数、降水量和气温等气象因子有几乎一致的特征周期。(3)在水稻分蘖期、孕穗期与开花结实期,气象单产与日照时数、降水量和气温间的相位差关系较为复杂。水稻分蘖期日照时数的增多有利于水稻单产的增加,降水的增多导致水稻单产的下降。水稻开花结实期日照时数的增强、昼夜温差的变大有利于水稻单产的增加,夜间最低气温的上升会导致水稻单产的下降。为了应对全球气候变暖,需要进一步改变水稻种植方式,加强土地利用监管,积极开展农村土地综合整治,加强高标准基本农田建设,加大农田水利设施建设,调整作物播种期,加强气象灾害应对防范体系建设,更好地发挥生物技术在适应气候变化中的作用。     

籼稻颖花分化与退化对不同播期温光的响应

试验以三系杂交籼稻‘五优308’和‘天优华占’以及常规籼稻‘黄华占’为材料,在大田条件下,设置10个播期,研究田间不同温光条件对籼稻生育期天数、颖花分化和退化数的影响.结果表明: 温度对3个籼稻品种生育期的影响比日照长度大,平均温度升高1 ℃,播种-穗分化始期天数平均减少1.5 d,而穗分化历期天数与光照和温度的关系均不密切.不同播期间每穗颖花数和颖花分化数存在显著差异.穗分化期间平均温度、最高温度和最低温度升高,有效积温增加,昼夜温差扩大,光辐射增强,有利于穗分化期干物质积累和颖花分化,各品种趋势一致.穗分化期间有效积温增加50 ℃,颖花分化数增加10.5朵,昼夜温差扩大1 ℃,颖花分化增加14.3朵,总光辐射量增加50 MJ·m^-2,颖花分化数增加17.1朵.颖花退化率与温度呈现二次项相关,极端高温或极端低温的自然条件不利于颖花形成,但低温天气对颖花退化的影响大于高温.温度低于临界温度,颖花退化率大幅增加,穗分化期临界积温为550～600 ℃,日平均温度为24.0～26.0 ℃,日最高温度为32.0～34.0 ℃,日最低温度为21.0～23.0 ℃.适宜高温、昼夜温差大、光照辐射强的自然条件利于颖花分化,并减少颖花退化.     

晋南地区冬小麦生育期气候变化特征及其对产量的影响

明确气候变化特征及其对小麦生产的影响,有助于为农业适应气候变化方案的制定提供理论依据.本研究分析了晋南小麦主产区临汾、运城市1957-2015年降水量、气温、日照时长、潜在蒸散量、干燥度等变化及其对冬小麦生育期及产量的影响.结果 表明:1957-2015年,临汾、运城市全年降水量和冬小麦生育期日照时长均呈下降趋势,冬小...     

Physiological and biochemical characterization of NERICA‐L‐44: a novel source of heat tolerance at the vegetative and reproductive stages in rice

The predicted increase in the frequency and magnitude of extreme heat spikes under future climate can reduce rice yields significantly. Rice sensitivity to high temperatures during the reproductive stage is well documented while the same during the vegetative stage is more speculative. Hence, to identify and characterize novel heat‐tolerant donors for both the vegetative and reproductive stages, 71 rice accessions, including approximately 75% New Rice for Africa (NERICAs), were phenotyped across field experiments during summer seasons in Delhi, India, and in a controlled environment study at International Rice Research Institute , Philippines. NERICA‐L‐44 (NL‐44) recorded high seedling survival (52%) and superior growth and greater reproductive success exposed to 42.2°C (sd ± 2.3) under field conditions. NL‐44 and the heat‐tolerant check N22 consistently displayed lower membrane damage and higher antioxidant enzymes activity across leaves and spikelets. NL‐44 recorded 50–60% spikelet fertility, while N22 recorded 67–79% under controlled environment temperature of 38°C (sd ±1.17), although both had about 87% fertility under extremely hot field conditions. N22 and NL‐44, exposed to heat stress (38°C), had similar pollen germination percent and number of pollen tubes reaching the ovary. NL‐44 maintained low hydrogen peroxide production and non‐photochemical quenching (NPQ) with high photosynthesis while N22 avoided photosystem II damage through high NPQ under high‐temperature stress. NL‐44 with its reproductive stage resilience to extreme heat stress, better antioxidant scavenging ability in both vegetative tissue and spikelets and superior yield and grain quality is identified as a novel donor for increasing heat tolerance at both the vegetative and reproductive stages in rice.     

云南不同类型一季稻产量形成及其与气象因子的关系

利用云南省14个不同海拔农业气象观测站1994-2010年水稻大田发育期和产量观测资料,研究水稻产量形成及气象因子对低产水稻产量构成因素的影响;根据14个站点水稻产量构成因素的系统聚类分析结果和水稻类型,将水稻分为低产粳型、低产籼型、高产粳型和高产籼型4个类型.对这4类水稻产量构成因素的分析结果表明,单位面积颖花量与产量呈极显著正相关,低产粳型水稻产量主要受结实率和颖花量影响,其他3类颖花量对产量影响较大.低产粳型水稻主要受低温的影响,孕穗期低温降低颖花量和有效穗数,孕穗期和抽穗开花期低温增加空壳率,以平均气温、平均最高气温和冷积温的影响较大;乳熟前期较低的平均气温增加秕谷率,同时降低千粒重.低产籼型水稻产量构成因素受多种气象因子的综合影响明显;分蘖期和拔节期一定程度的增温不利于增加低产籼型水稻有效穗数,而分蘖期较多的日照时数和较大的平均气温日较差有利于有效穗数的增加,分蘖期和拔节期气温和日照时数与每穗粒数的关系呈“抛物线型”;低产籼型水稻空壳率一定程度上受抽穗开花期低温的影响,而乳熟前期高温少雨不仅增加秕谷率,还导致千粒重明显下降.     

东北草原羊草种群单穗数量性状的生态可塑性

羊草（Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.）是一种多年生禾本科优良牧草。经过对东北草原3个固定样地连续12a,分别随机取样100个穗状花序的调查和测定,将羊草种群单穗数量性状的生态可塑性进行了统计分析,并且分别与不同生长发育阶段气候因子进行了相关分析。结果表明,羊草种群的单穗长度、小穗数和小花数的生态可塑性变化在样地内和样地间,以及年度内和年度间均达到了极显著水平。其中,均表现为年度内大于年度间,样地内大于样地间,样地间大于年度间。羊草种群单穗数量性状均与形成性状的生育期,及其以前各生育期不同阶段的光照时间、积温、降水量有着一定程度的相关关系。在整个冬性枝条生长发育期,较多的降水、较少的光照时间和较低的积温将对翌年幼穗分化及其生长有一定的促进作用,而较少的降水、较多的光照时间和较高的积温则有不利影响;从拔节到抽穗阶段较多的降水对幼穗分化具有一定的促进作用,但从返青到抽穗不同阶段较高的积温和较多的光照、以及返青初期较多的降水量则有着一定的不利影响。气候因子对羊草种群幼穗分化滞后效应的生态时间差可长达10个月。