双季稻高产群体株型指标及调控对策研究

论文摘要

第一部分双季稻高产品种株型特征试验于2005～2007年在江西农业大学农业科技示范园和江西省进贤县温圳镇试验基地进行,以19个早稻品种（组合）和16个晚稻品种（组合）为材料,研究了双季稻高产品种茎系、叶系、穗系的株型特征及基本生育特性。结果表明:高产类型双季稻具有总粒数多、单穗重大、株高较高、物质生产量大、氮素吸收能力强等特点。早稻生育期110天左右,株高较高（95～105cm）,上部节间较长,倒二和倒三叶较长,夹角相对较大,穗长较长,二次枝梗数目多、每穗粒数100～130粒,千粒重大（27～29g）。晚稻生育期120～125天,株高较高（100～110cm）,倒一节间较长,叶片长度适中,夹角相对较小,茎秆粗,穗长较长,二次枝梗数目多,着粒密度大、每穗粒数多（120～150粒）,千粒重25～27g。第二部分双季稻高产群体各主要生育时期株型指标试验于2004～2007年在江西农业大学农业科技示范园和江西省进贤县温圳镇试验基地进行。以金优463、陆两优996、淦鑫203等3个早稻组合和淦鑫688、先农16号、中优329、汕优963、岳优9113等5个晚稻组合为材料,通过氮肥施用量试验、氮肥追用时期试验、氮肥与密度互作试验、基蘖肥与穗肥施用比例试验、栽插密度试验、移栽秧龄试验、菜籽枯施用量试验等试验,结合方差分析、通径分析、相关及回归分析等统计分析方法研究了产量在9000kg/hm2以上的双季稻群体（N-n）叶龄期、幼穗分化二期、齐穗期、乳熟期的株型指标及产量形成生理。主要结果如下:1、双季稻高产群体（N-n）叶龄期株型指标早稻:茎蘖数为345～400万/hm2,叶片含氮率5.23%～5.55%,RSPAD在0～6%左右,LAI 0.8～1.0,物质积累量550～610 kg/hm2。晚稻:茎蘖数为375～415万/hm2,叶片含氮量4.17%～4.55%,RSPAD在5%～8%左右,LAI 3.2～3.7,物质积累量为2200～2500 kg/hm2。2、双季稻高产群体幼穗分化二期株型指标早稻:茎蘖数570～660万/hm2,其中0.15g以上的茎蘖数380～405万/hm2,成穗率49%～62%,叶片含氮率3.83%～4.37%,LAI在4.1～4.8之间,物质生产3000～3500kg/hm2。晚稻:茎蘖数505～580万/hm2,其中0.30g以上的茎蘖数350～400万/hm2,成穗率57%～77%,叶片含氮率2.66%～3.06%,LAI在6.4～7.0之间,物质生产5500～6400kg/hm2。3、双季稻高产群体齐穗期株型指标早稻:株高93～107cm,倒一节间长30～35cm,倒二节间长17～20cm,倒三节间长15～18cm,剑叶长20～28cm,倒二叶长37～47cm,倒三叶长43～51cm,剑叶角度8°～12°,倒二叶角度18°～21°,倒三叶角度25°～42°,颖花量38600～43100万/hm2,有效穗数355～395万/hm2,1/0节位成穗率96%以上,2/0节位成穗率92%以上,3/0节位成穗率54%以上,4/0节位成穗率14%以上,LAI 6.2～7.6,叶片含氮率为3.0%～3.4%,群体指数20～26,物质积累8220～9420kg/hm2。晚稻:株高105～110cm,倒一节间长28～30cm,倒二节间长17～19cm,倒三节间长12～17cm,剑叶长23～34cm,倒二叶长39～51cm,倒三叶长49～58cm,剑叶角度8°～13°,倒二叶角度10°～16°,倒三叶角度16°～19°,总颖花量44300～50200万/hm2,有效穗数300～385万/hm2,2/0节位成穗率93%以上,3/0节位成穗率82%以上,4/0节位成穗率58%以上,5/0节位成穗率18%以上,1/1节位成穗率38%以上,2/1节位成穗率30%以上,3/1节位成穗率11%以上,LAI7.4～8.0,叶片含氮率2.6%～3.2%,群体指数19～26,物质积累10500～10950 kg/hm2。4、双季稻高产群体乳熟期株型指标早稻: LAI 5.5～6.5,齐穗后15天叶片叶绿素含量下降幅度在5%～10%之间,地面10cm处群体透光率3%～6%,地面30cm处群体透光率在5%～7%,在适宜总颖花量的条件下,齐穗后0～5d单粒每日增重1.11～1.35mg;齐穗后5～10d单粒每日增重1.71～1.95mg,齐穗后10～15d,单粒每日增重0.55～1.47mg;齐穗后15～20d,单粒每日增重0.14～0.62mg;齐穗后20～25d,单粒每日增重0.03～0.53mg。乳熟期物质积累的量12600～13400kg/hm2,齐穗后物质生产的量为5350～6220kg/hm2,总干物质生产的量在14400～15100 kg/hm2。晚稻:LAI 6.5～7.5,齐穗后15天叶片叶绿素含量下降幅度在5%～10%之间,地面10cm处群体透光率1%～2%,地面30cm处群体透光率在2%～3%,在适宜总颖花量的条件下,齐穗后0～5d单粒每日增重1.03～1.23mg;齐穗后5～10d单粒每日增重1.14～1.42mg;齐穗后10～15d,单粒每日增重0.59～1.31mg;齐穗后15～20d,单粒每日增重0.13～0.81mg;齐穗后20～25d,单粒每日增重0.01～0.45mg;齐穗后25～30d,单粒每日增重0.04～0.30mg。乳熟期物质积累的量13500～15000 kg/hm2,齐穗后物质生产的量为5140～5650kg/hm2,总干物质生产的量在15770～16470kg/hm2。第三部分双季稻高产群体株型指标调控在研究双季稻高产群体株型指标的同时,围绕不同栽培措施对茎蘖成穗、株叶形态、物质生产与转运等方面的调控效应进行了探讨,主要结果如下:1、双季稻产量形成的主要限制因子影响双季早稻产量的最主要因素是单位面积有效穗数和每穗粒数,而影响双季晚稻产量的最主要因素是有效穗数和结实率。因此,双季早稻高产应以提高有效穗数和每穗粒数入手,而双季晚稻应在取得适宜穗数的基础上提高结实率。2、施氮量对双季稻株型指标的调控适量施氮有利于增加叶片氮素含量,促进分蘖的发生,增加临界茎重以上的茎蘖数及提高其比例,促进有效穗数的提高,增加株高、上部节间长度和上部叶片长度,促进LAI和叶绿素含量的提高,增加齐穗期以前以及齐穗至乳熟期的物质生产的量及比例。过量施氮并不能显著提高分蘖期叶片中的氮素含量,并且使后期无效分蘖大量发生,临界茎重以上的茎蘖比例下降,每穗粒数和结实率下降,后期LAI下降迅速,降低乳熟至成熟期物质生产的量。双季稻适宜施氮量为180～225kg/hm2,在此范围内,偏穗数型品种宜少施,偏大穗型品种宜多施。3、追氮时期对双季稻株型指标的调控早施分蘖肥有利于促进前期分蘖的发生,提高成穗率。早期追氮能提高齐穗期以前物质生产和茎鞘物质转运率,但不利于后期物质生产的提高。中期追氮使成穗率下降,上部叶片叶长和叶角增加。后期追氮能提高有效穗数和每穗粒数,增加叶片叶绿素含量,促进后期物质生产的提高。但穗肥施用过早容易使叶长增大,LAI增加,披垂角增大,粒叶比下降。双季稻适宜追氮时期为移栽后5天+倒2叶抽出期。4、栽插密度对双季稻株型指标的调控稀植有利于促进高位分蘖以及二次分蘖的成穗,使够苗叶龄期有所推迟。低氮条件下密植有利于增加有效穗数,提高齐穗期LAI,高氮条件下降低栽插密度并不会导致LAI下降,而且有利于延缓LAI的下降速率,增加每穗粒数,提高粒叶比,促进后期物质生产,提高茎鞘物质转运率。双季稻适宜栽插密度为25～32万穴/hm2,分蘖力弱的品种宜密植,分蘖力强的品种可适当稀植,施氮水平较低时宜密植,施氮水平较高时宜稀植。5、基蘖氮肥施用比例对双季稻株型指标的调控前期施氮比例高有利于增加叶片中氮素含量,促进分蘖的发生,增加有效穗,促进齐穗期以前物质的积累,增加茎鞘物质转运率,但不利于后期物质生产。前后期施氮比例适宜有利于协调穗数与粒数的矛盾,获得较多的总粒数,从而获得高产。双季早稻基蘖肥与穗肥的适宜比例为7:3,晚稻大穗型品种适宜比例为6:4,穗型相对较小的品种为7:3。6、秧龄对双季稻株型指标的调控秧龄短的水稻前期分蘖发生快,分蘖高峰提前,有利于低位分蘖成穗,形成较多的穗数和总粒数,促进产量的提高,双季稻适宜秧龄为20～25天。

论文目录

摘要

Abstract

前言

文献综述

1 水稻株型的研究进展

1.1 株型问题的提出

1.2 各部位株型特征的研究现状

1.2.1 根系特征与产量形成

1.2.2 叶部特征与产量形成

1.2.3 茎秆特征与产量形成

1.2.4 穗部特征与产量形成

1.3 国内外超高产水稻的理想株型模式

1.3.1 Khush 博士的“少蘖、大穗模式”

1.3.2 黄耀祥院士（1983）提出的“半矮杆丛生早长超高产株型模式”

1.3.3 杨守仁的“短枝立叶, 大穗直穗”株型模式

1.3.4 周开达教授（1995）的“重穗型”模式

1.3.5 袁隆平院士提出的超高产杂交稻的理想株型模式

1.4 水稻生育特征研究进展

1.4.1 茎蘖发生与成穗

1.4.2 物质生产与转运

1.4.3 叶面积指数

1.4.4 氮素营养与叶绿素含量

1.4.5 籽粒灌浆

2 水稻高产株型指标及其调控研究进展

3 株型研究中存在的问题及本研究的思路

第一章双季稻高产品种株型特征研究

1. 材料与方法

1.1 试验设计

1.2 考查测定项目与计算方法

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 双季稻产量、产量构成及分类

2.2 不同类型水稻的形态特征

2.2.1 茎秆特征

2.2.2 叶片特征

2.2.3 穗部特征

2.3 不同类型双季稻的生理特征

2.3.1 物质生产、转运及收获指数

2.3.2 叶面积指数（LAI）

2.3.3 氮素吸收利用特征

3 讨论

4 小结

第二章双季稻高产群体（N－n）叶龄期株型指标

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验设计

1.2.1 氮肥施用量试验

1.2.2 基蘖肥与穗肥施用比例试验

1.2.3 氮肥追用时期试验

1.2.4 氮肥用量与密度互作试验

1.2.5 栽插密度试验

1.2.6 菜籽枯施用量试验

1.2.7 移栽秧龄试验

1.3 测定项目及方法

1.3.1 茎蘖动态

1.3.2 苗高和株高

1.3.3 LAI 及干物质生产

1.3.4 叶绿素含量测定

1.3.5 植株形态指标（叶长、叶开角、叶基角、叶披垂角、节间长度配置、茎基宽）

1.3.6 成穗最小单茎重值

1.3.7 群体透光率

1.3.8 植株氮素含量

1.3.9 分蘖节位调查

1.3.10 籽粒灌浆动态

1.3.11 气象资料来源

2 结果与分析

2.1 产量类型的划分

2.2 茎蘖数及叶片含氮率

2.3 叶绿素含量

2.4 LAI

2.5 干物质生产

3 小结

4 讨论

第三章双季稻高产群体幼穗分化二期株型指标

1 材料与方法

2 结果与分析

2.1 茎蘖数与茎蘖组成

2.1.1 茎蘖数

2.1.2 茎蘖组成

2.2 叶片含氮率

2.3 LAI

2.4 物质积累

3 小结

4 讨论

第四章双季稻高产群体齐穗期株型指标

1 材料与方法

2 结果与分析

2.1 形态指标

2.1.1 茎秆性状

2.1.2 叶片性状

2.2 生理指标

2.2.1 总颖花量

2.2.2 有效穗数

2.2.3 穗数组成

2.2.4 LAI

2.2.5 叶片含氮率和群体指数

2.2.6 物质生产

3 小结

4 讨论

第五章双季稻高产群体乳熟期株型指标

1 材料与方法

2 结果与分析

2.1 叶面积指数

2.2 叶绿素含量

2.3 群体透光率

2.4 籽粒灌浆动态

2.5 物质生产

2.5.1 乳熟期物质积累

2.5.2 齐穗后及全生育期总干物质生产

3 小结

4 讨论

第六章双季稻高产群体株型指标的调控基础

1 材料与方法

2 结果与分析

2.1 双季稻产量构成中的主要影响因素

2.2 双季稻茎蘖发生与成穗的调控基础

2.2.1 双季稻茎蘖发生与叶片含氮量及RSPAD 的关系

2.2.2 双季稻够苗叶龄期的决定

2.2.3 双季稻中期氮素营养与成穗率的关系

2.2.4 气候因素对双季早稻茎蘖发生的影响

2.3 氮素营养在植株形态塑造中的作用

2.3.1 植株吸氮量对株高的影响

2.3.2 茎秆含氮率与上部节间长度的关系

2.3.3 叶片含氮率与叶长、叶开角和披垂角的关系

2.4 株型与产量形成的关系

2.4.1 叶长与产量构成因子的相关

2.4.2 叶片披垂角对结实率的影响

2.4.3 群体指数对后期物质生产的影响

2.4.4 后期氮素营养对物质转运的影响

3 小结

4 讨论

第七章双季稻高产群体株型指标的调控

1 材料与方法

2 结果与分析

2.1 氮肥施用量对株型指标的调控作用

2.1.1 氮肥施用量对茎蘖发生与成穗的调控作用

2.1.2 施氮量对株叶形态的调控作用

2.1.3 施氮量对结实期生理指标的调控作用

2.1.4 施氮量对产量及产量构成的影响

2.2 氮肥追用时期对株型指标的调控作用

2.2.1 分蘖氮肥追用时期对茎蘖发生的影响

2.2.2 穗肥追用时期对茎蘖成穗的影响

2.2.3 追氮时期对株叶形态的影响

2.2.4 追氮时期对结实期生理指标的调控作用

2.3 栽插密度对株型指标的调控作用

2.3.1 栽插密度对茎蘖发生与成穗的影响

2.3.2 栽插密度对后期生理功能的影响

2.3.3 栽插密度对产量及产量构成的影响

2.4 基蘖氮肥施用比例对双季稻株型的调控作用

2.4.1 基蘖氮肥施用比例对分蘖发生与成穗的影响

2.4.2 基蘖氮肥比例对后期物质生产及转运的影响

2.4.3 基蘖氮肥比例对双季稻产量与产量构成的影响

2.5 秧龄对双季稻茎蘖发生与成穗的调控作用

3 小结

3.1 施氮量对双季稻株型指标的调控

3.2 氮肥追用量及追用时期对双季稻株型指标的调控

3.3 栽插密度对双季稻株型指标的调控

3.4 基蘖氮肥施用比例对双季稻株型指标的调控

3.5 秧龄对双季稻株型指标的调控

4 讨论

4.1 施氮量的调控效应及适宜施氮量的确定

4.2 追氮时期和追氮比例的调控效应及施氮方法的优化

4.3 适宜秧龄和栽插密度的确定

4.4 双季稻高产栽培的主要技术措施

第八章结论与讨论

1 双季稻高产群体株型指标

1.1 双季稻高产品种株型特征

1.2 双季稻高产群体N～n叶龄期株型指标

1.3 双季稻高产群体幼穗分化二期株型指标

1.4 双季稻高产群体齐穗期株型指标

1.5 双季稻高产群体乳熟期株型指标

2 双季稻高产群体株型指标调控基础

3 双季稻高产群体株型指标调控

3.1 施氮量对双季稻株型指标的调控

3.2 氮肥追用量及追用时期对双季稻株型指标的调控

3.3 栽插密度对双季稻株型指标的调控

3.4 基蘖氮肥施用比例对双季稻株型指标的调控

3.5 秧龄对双季稻株型指标的调控

4 双季稻高产群体优化调控的途径、技术与策略

4.1 双季稻高产栽培的基本途径

4.2 双季稻高产栽培的基本技术与调控策略

4.2.1 移栽秧龄

4.2.2 施氮量与栽插密度

4.2.3 基蘖肥比例

4.2.4 穗肥追用时期

5 本研究的创新点及进一步研究的方向

参考文献

致谢

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