超高产水稻主要营养特性及调控技术的研究

论文摘要

近年来我国推广的杂交超级稻植株生长旺盛,具有产量高,根系发达等特点,但都不同程度地存在结实不稳定、充实度较差、倒伏和根系早衰的问题,在一定程度上限制了水稻超高产优势的发挥。通过研究我们发现超级稻前期控蘖,中后期防止根系早衰,后期防止倒伏,是实现水稻超高产的关键。所得结果主要如下:1、从超高产水稻的干物质积累方面来看,由于黔优911和金优431的各生育期的所经历的具体时间各不相同,虽然干物质积累总量较为接近,但具体变化趋势略有不同。根、茎、叶、叶鞘以及籽粒各器官的的干物质积累量也不尽相同,总体上,黔优911的积累量均高于金优431。以抽穗到灌浆期对干物质积累的贡献最大,是干物质形成的关键时期。2、从超高产水稻的养分吸收方面来看,不同水稻品种氮磷钾吸收总量及比例有差异,产生以上差异的原因主要是不同品种在干物质积累量上的差异所致,因为干物质积累与养分吸收是相辅相成的。黔优911和金优431两品种吸氮最多的时期是分蘖期,到中后期仍有不少的氮吸收,在分蘖期和孕穗一抽穗期分别出现两个吸氮高峰。水稻对磷素营养的吸收大部分集中在前期,在中后期从茎叶中大量转运到稻谷中。由钾的吸收情况我们得到启示,孕穗是高产水稻需钾大量期,而且在生育后期还是有一定吸钾能力,所以应该重视全生育期的钾素供应。3、从不同穗型根系的生物量、密度、平均深度以及根系颜色推断,金优431（多穗型）根量较大,根系较深,其后期可能早衰慢。不同穗型水稻孕穗期以后的根系氧化力变化明显不同。其中黔优911（大穗型）的根系氧化力在孕穗期达到最大值,以后随着生育进程的延长,其根系氧化力逐渐减弱。金优431（多穗型）的根系氧化力一直呈较高水平,随着生育期增高,乳熟期达到最大值,后逐渐减弱。所以看出金优431根系活力要比黔优911衰退的晚。不同穗型水稻不同生育期的根系中SOD活性、MDA含量和氨基酸含量的变化趋势基本相同。黔优911（大穗型）根系SOD活性下降较剧烈,说明后期抗衰老能力较弱;金优431（多穗型）各时期的根系SOD活性均同比较高,尤其到后期含量明显高于黔优911,说明其后期对衰老的抵抗性较强。随着水稻的生长发育,不同穗型水稻品种的根系MDA含量逐渐增加,但各穗型水稻增加的幅度不同。911根系的丙二醛（MDA）含量上升更快,衰老较严重;从孕穗期到乳熟期的不同穗型水稻中以金优431的根系氨基酸含量较高,但到黄熟期后黔优911的根系氨基酸含量要高。从上面指标我们可以知道,黔优911（大穗型）的根系后期比金优431（多穗型）容易早衰。这可能是因为黔优911（大穗型）水稻存在明显的源库不协调。即“库大源小”,属于“源”限制型。其品种籽粒灌浆一般持续时间长,这样就很容易造成根系的早衰;金优431（多穗型）水稻品种属于“库”限制型,但由于其“库”小而“源”相对较大,使得其籽粒灌浆结实基本正常,根系衰老相对较慢。4、水稻孕穗期后喷施适宜配方的保根剂（5%and 10%浓度）能提高其α-萘胺氧化力、SOD活性和根系合成氨基酸的能力,减少MDA积累,在一定程度上延缓了根系的衰老进程,提高了水稻后期吸收养分和水分能力以及抗衰老能力,因而能够进一步提高水稻的产量。其中以喷施T2配方的保根剂效果最好;喷施不适宜配比的T3配方的保根剂反而会出现结实粒数和千粒重下降的现象。5、通过比较超级杂交稻黔优911、金优431和黔优18的叶鞘紧包程度、抗倒伏指数与茎秆物理强度等茎秆抗倒力学方面的差异发现:水稻节间粗度越大,茎壁越厚,茎秆维管束数量越多,对水稻茎秆支持力越大,水稻抗倒伏能力也就越强。结果表明,黔优911具有承载超高产目标产量的生物力学基础,其抗倒伏指数和茎秆物理强度,及维管束数量均显著大于其他品种,具有更大的抗倒力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 超高产水稻营养特征研究
• 1.2 水稻根系生理特性的研究
• 1.2.1 根系活性的研究
• 1.2.2 根系部分生理特性的研究
• 1.3 水稻根系活性调控的研究
• 1.3.1 细胞分裂素对水稻根系活性的调控
• 1.3.2 营养物质对水稻根系活性的调控
• 1.4 超高产水稻后期抗倒伏性状研究
• 1.5 研究目的与意义
• 1.6 研究内容
• 2 试验方案设计与材料方法
• 2.1 超高产水稻主要营养物质积累特征
• 2.2 中后期营养调控延防早衰技术研究
• 2.3 不同品种水稻倒伏性状的研究
• 3 结果与分析
• 3.1 超高产水稻主要营养物质变化特征
• 3.1.1 不同穗型超高产水稻干物质积累变化特征规律
• 3.1.2 不同穗型超高产水稻氮、磷、钾积累变化特征规律
• 3.2 中后期营养调控延防早衰技术研究
• 3.2.1 不同穗型水稻根系形态特征的差异
• 3.2.1.1 不同穗型水稻间根系生物量、密度和平均深度的差异
• 3.2.1.2 不同穗型品种在不同土层根系密度上的差异
• 3.2.1.3 不同穗型水稻其根系颜色间的差异
• 3.2.2 不同穗型超级稻根系生理特性变化情况
• 3.2.2.1 不同穗型超级稻根系活力变化情况
• 3.2.2.2 不同穗型超级稻根系合成氨基酸的差异
• 3.2.2.3 不同穗型超级稻根系SOD的变化情况
• 3.2.2.4 不同穗型超级稻根系MDA的变化情况
• 3.2.2.5 不同穗型超级稻根系POD的变化情况
• 3.2.3 后期调控对相关生理特性的影响
• 3.2.3.1 后期调控对根系活力的影响
• 3.2.3.2 后期调控对根系中氨基酸含量的影响
• 3.2.3.3 对超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响
• 3.2.3.4 对丙二醛（MDA）活性的影响
• 3.2.3.5 后期调控对产量及产量构成的影响
• 3.3 超高产水稻后期抗倒伏性状研究
• 3.3.1 抗倒伏指数与茎秆物理强度
• 3.3.2 抗倒伏能力与茎秆物理性状的关系
• 3.3.2.1 水稻茎秆节间粗度及茎壁厚度与抗倒伏分析比较
• 3.3.2.2 水稻茎秆节间长度及茎壁叶鞘紧包程度与抗倒伏分析比较
• 3.3.3 茎秆解剖结构与抗倒伏分析比较
• 4 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 图版