超级杂交中籼稻高产生理生态及其调控研究

论文摘要

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/hm2左右为宜,而弱分蘖能力组合（如GD-1S/RB207）密度应以150000穴/hm2左右为宜。（2）为使超级稻产量达到12t/hm2左右,长沙地区适宜施氮量为225kg/hm2,海南地区适宜施氮量为300kg/hm2,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N2＞N1＞N3＞N4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N3M3（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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1 目的与意义
• 2 水稻高产研究进展
• 2.1 水稻超高产育种研究的历史及进展
• 2.1.1 水稻高产育种的历史
• 2.1.2 水稻高产育种现状
• 2.1.3 高产育种的发展
• 2.2 超高产水稻栽培研究的来源及进展
• 2.2.1 超高产水稻栽培研究的来源
• 2.2.2 水稻超高产栽培的新理念
• 2.2.3 超高产栽培现状
• 2.2.4 超级稻的栽培与调控途径
• 2.2.5 湖南省一季稻种植现状
• 2.3 水稻氮肥施用现状及超级杂交稻科学施氮研究进展
• 2.3.1 目前水稻生产施肥现状
• 2.3.2 湖南一季水稻（中籼稻）施肥现状
• 3 论文主要内容、技术路线
• 第二章 超级杂交稻两种不同生态条件下的适应性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.1.1 2005年湖南长沙基点超级杂交中籼稻品比
• 1.1.2 2006年湖南长沙基点超级杂交中籼稻品比
• 1.1.3 2007年湖南长沙基点超级杂交中籼稻品比
• 1.1.4 2006-2007年海南三亚基点的超级杂交中籼稻品比
• 1.2 试验地点
• 1.2.1 湖南长沙
• 1.2.2 海南三亚
• 1.3 试验方法
• 1.4 观察记载项目
• 1.5 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 各参试品种综合性状的表现、显著性检验及多重比较分析
• 2.2 农艺性状及产量构成因素的变异性分析
• 2.3 产量构成性状的相关分析
• 2.4 品种综合性状的聚类分析
• 3 小结与讨论
• 3.1 参试组合产量比较情况
• 3.2 参试组合各项性状在不同生态条件下的变异系数分析
• 3.3 参试组合农艺性状和产量构成诸因子的相关分析
• 3.4 聚类分析
• 第三章 栽植方式对超级杂交稻的影响及分析
• 1 栽插及中耕方式对超级杂交稻生理特性和产量的影响及其灰色关联度分析
• 1.1 材料与方法
• 1.1.1 供试材料和地点
• 1.1.2 试验设计
• 1.1.3 试验的实施
• 1.1.4 观察、测定项目及方法
• 1.2 结果与分析
• 1.2.1 分蘖动态
• 1.2.2 叶面积指数（LAI）
• 1.2.3 干物质积累
• 1.2.4 齐穗期维管束数
• 1.2.5 不同处理的光合作用特性
• 1.2.6 不同处理的经济性状
• 1.2.7 不同栽培方式、密度、中耕方式的灰色关联度分析
• 1.2.8 农艺性状与实产量之间的灰色关联度分析
• 1.3 讨论
• 2 不同垄栽对超级杂交稻根系、剑叶生长及产量的影响研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验设计
• 2.1.2 测定项目与方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 生长发育进程及分蘖动态
• 2.2.2 垄栽模式对根系伤流的影响
• 2.2.3 垄栽模式对根层分布的影响
• 2.2.4 栽培模式对剑叶张角的影响
• 2.2.5 栽培模式对剑叶光合作用的影响
• 2.2.6 栽培模式对顶叶完全叶SPAD值的影响
• 2.2.7 产量及主要经济性状
• 2.3 小结与讨论
• 3 不同密度对超级杂交中稻产量和群体质量的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验设计
• 3.1.2 测定项目
• 3.1.3 数据处理
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 密度对产量及其构成因素的影响
• 3.2.2 密度对叶面积的影响
• 3.2.3 分蘖后期密度对光合作用的影响
• 3.2.4 不同处理对叶绿素SPAD值的影响
• 3.3 小结与讨论
• 第四章 施氮量对超级杂交稻产量及性状的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 测定项目与方法
• 1.2.1 分蘖动态
• 1.2.2 株型调查
• 1.2.3 叶片开张角
• 1.2.4 根系测量
• 1.2.5 农艺性状
• 1.2.6 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 生长发育进程及分蘖动态
• 2.2 产量及主要经济性状
• 2.3 施氮对生长期叶面积动态及植株干物质积累的影响
• 2.4 施N对根系伤流的影响
• 2.5 施N对根层分布的影响超高产水稻根系的发育形态
• 2.6 各层次根系对形成超高产的贡献
• 2.7 施 N对剑叶张角的影响
• 3 小结与讨论
• 3.1 氮肥管理对水稻生长发育和产量的影响
• 3.2 氮肥管理对水稻根系生长的影响
• 3.3 氮肥管理对水稻剑叶生长的影响
• 第五章 超级杂交中稻优化施氮模式研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.1.1 2005年氮肥施用量试验
• 1.1.2 2006年试验设计
• 1.1.3 2007年试验设计
• 1.2 测定项目
• 1.3 氮效率计算公式
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 水稻高产施氮模式
• 2.1.1 施氮量
• 2.1.2 氮肥运筹
• 2.1.3 施肥方式
• 2.2 水稻优质施氮模式的研究
• 2.2.1 施氮量对稻米品质的影响
• 2.2.2 氮肥运筹对稻米品质的影响
• 2.3 水稻高氮素利用效率的施氮模式
• 2.3.1 施氮量对水稻氮素利用率的影响
• 2.3.2 氮肥运筹对水稻氮素利用率的影响
• 2.3.3 施肥方式对水稻氮素利用率的影响
• 2.4 不同施氮水平产量经济效益比较
• 3 小结与讨论
• 第六章 超级杂交中稻抗衰老与调控补偿栽培研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验设计与方法
• 1.3 测定内容与分析方法
• 1.4 叶片绿叶面积变化计算方法
• 2 结果与分析
• 2.1 茎蘖动态
• 2.2 产量及构成
• 2.3 叶面积和功能叶光合功能期
• 2.3.1 灌浆结实期叶面积指数（LAI）变化
• 2.3.2 灌浆结实期单株高效叶面积变化
• 2.3.3 高效叶叶绿素含量及功能叶光合期变化
• 3 讨论
• 3.1 合理的肥料运筹可以延缓衰老
• 3.2 穗肥的施用原则
• 3.3 根外追肥对于防早衰
• 3.4 库源关系与衰老
• 4 结论
• 第七章 综合处理对超级杂交水稻某些生理特性及产量的影响
• 1 不同施肥量和密度处理对超级杂交水稻的影响
• 1.1 材料与方法
• 1.1.1 试验地点
• 1.1.2 供试品种
• 1.1.3 试验设计
• 1.1.4 测定项目及方法
• 1.1.5 数据处理
• 1.2 结果与分析
• 1.2.1 不同处理对产量与产量构成因素的影响
• 1.2.2 不同处理的群体结构特点
• 1.2.3 不同处理对叶的影响
• 1.2.4 不同处理对根系的影响
• 1.2.5 不同处理不同时期植株NPK的含量
• 1.2.6 不同处理不同时期植株根际微生物的含量
• 1.3 小结与讨论
• 2 固氮解钾等微生物量的变化与超级杂交稻产量的关系研究
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 大田实验区
• 2.1.2 大田实验设计
• 2.1.3 取样与测定
• 2.1.4 数据处理
• 2.2 结果和讨论
• 2.2.1 不同生长时期和黄熟期乳熟期对微生物总活性的影响
• 2.2.2 好氧自生固氮菌在不同施氮量条件下的变化
• 2.2.3 厌氧自生固氮菌在不同施氮量条件下的变化
• 2.2.4 分蘖期解磷细菌量在不同施肥水平和密度条件下的比较
• 2.2.5 施菌与不施菌条件下解钾细菌在水稻不同生育期间的变化
• 2.2.6 施菌肥与不施菌肥条件下水稻产量的变化
• 2.3 小结
• 第八章 全文结论
• 1 两个不同生态条件下的超级杂交水稻生态适应性研究
• 1.1 参试组合产量比较情况
• 1.2 参试组合生育期、经济性状等变异系数分析
• 1.3 参试组合生育期、经济性状等相关分析
• 1.4 聚类分析
• 2 超级杂交稻超高产栽培的栽插方式研究
• 2.1 栽插方式对生长动态的影响
• 2.2 栽插方式对光合作用的影响
• 2.3 运用灰色关联度分析评估
• 2.4 栽插方式对经济形状的影响
• 3 不同垄栽模式对超级杂交稻根系、剑叶生长及产量的影响研究
• 3.1 垄栽模式对水稻生长发育和产量的影响
• 3.2 垄栽模式对水稻根系生长的影响
• 3.3 垄栽模式对水稻剑叶生长的影响
• 4 不同密度对超级杂交中稻产量和群体质量的影响
• 5 施氮量对超级杂交稻产量及性状的影响
• 5.1 氮肥管理对水稻生长发育和产量的影响
• 5.2 氮肥管理对水稻根系生长的影响
• 5.3 氮肥管理对水稻剑叶生长的影响
• 6 超级杂交中稻优化施氮模式研究
• 6.1 对产量的影响
• 6.2 对氮肥利用率的影响
• 6.3 对稻米品质的影响
• 6.4 优化施氮模式
• 7 超级杂交中稻抗衰老与调控补偿栽培研究
• 7.1 合理的肥料运筹可以延缓衰老
• 7.2 穗肥的施用原则
• 7.3 根外追肥对于防早衰
• 8 不同施肥量和密度处理对超级杂交水稻的影响
• 8.1 施肥和密度水平对产量及经济性状的影响
• 8.2 对生长动态的影响
• 8.3 对生理特性的影响
• 8.4 对水稻根际微生物的影响
• 9 固氮解钾等微生物量的变化与超级杂交稻产量的关系研究
• 9.1 施肥对微生物活性的影响
• 9.2 菌肥对产量的影响
• 第九章 全文创新之处
• 1 首次在超级杂交稻栽培方式的综合比较中，运用灰色关联度分析
• 2 首次在田间条件下，研究超级杂交稻的根际微生态
• 3 首次明确提出了超级杂交水稻在长沙和三亚的适宜施氮量
• 4 对超级杂交水稻生态适应性参试组合进行聚类分析
• 参考文献
• 致谢
• 论文成果著作与课题