氮肥水平和栽插密度对杂交稻茎秆理化特性与抗倒伏性的影响
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农业技术农业开发与装备 2022年第7期江苏沿海2021年水稻倒伏成因及治理对策李德娟(射阳县临海镇农业农村局,江苏射阳 224300)摘要:水稻是江苏沿海地区重要的粮食作物之一,常年种植面积占秋粮80%以上。
随着水稻栽培集约化水平的不断提高,农民接受水稻高产栽培技术能力千差万别,缺乏系统科学的灵活运用,片面追求产量,造成2021年局部地域不同程度的倒伏,经济损失惨重。
普及灵活多变的科学栽培技术,显得尤为重要。
关键词:水稻倒伏;原因;措施0 引言随着江苏沿海地区水稻垦区栽培面积不断扩大,耕作制度的改革,栽培技术的创新,水稻生产正朝着集约化、机械化方向发展。
单季水稻栽培面积达 60万hm2,常年平均单产达8 850 kg/hm2。
栽培技术的不断提高,农民对配套的水稻栽培技术运用不够自如,导致2021年水稻倒伏面积20万hm2以上,倒伏后救治的难度增加,产量损失重。
一般田块产量损失接近20%~30%,严重的田块产量损失接近60%,收获成本加大50%以上,严重威胁水稻产量、品质及经济效益。
对此,急需要提高农民防灾减灾意识,普及先进水稻栽培技术,使其熟练掌握各种灾害应急应对措施,实现水稻增产增收目标。
1 水稻倒伏的成因1.1 水稻倒伏的危害水稻倒伏是水稻种植过程中较为常见的现象。
倒伏迟早损失程度不尽相同,倒伏较早的损失大,反之则小。
水稻倒伏后,近地一侧的节位、节间和茎秆加粗、伸长、弯曲向上生长或在节间产生新生分蘖,而消耗大量养分。
茎叶的相互叠盖,抑制光合作用和光合产物的形成,造成扬花授粉受抑、灌浆受阻,籽粒不充实,秕粒增多;千粒重、品质下降。
若遇连阴雨,田间积水湿度加大,极易穗发芽霉烂。
稻谷米粒发黑、发黄、品质降低,失去食用价值。
水稻机械难以收割,费工、费时,收割成本将会增加2~3倍。
1.2 特殊的气候条件实践表明,水稻的生长适宜高温、多湿、短日照的环境。
幼苗生长最低温度是10~12℃,28~32℃最适宜。
氮肥用量对水稻群体质量及稻米品质影响一、氮肥对水稻群体质量的影响氮肥是水稻生长过程中不可或缺的营养元素,合理施用氮肥对提升水稻群体质量具有重要作用。
氮肥用量直接影响水稻的生长速度、分蘖能力及产量构成因素。
1. 氮肥用量与水稻生长速度适量施用氮肥能促进水稻生长,提高植株高度、叶面积指数和干物质积累。
在一定范围内,氮肥用量增加,水稻生长速度加快。
但过量施用氮肥会导致植株生长过旺,易倒伏,影响产量。
2. 氮肥用量与水稻分蘖能力氮肥对水稻分蘖具有显著影响。
适量施用氮肥能促进水稻分蘖,增加有效穗数。
氮肥不足时,水稻分蘖减少,穗数降低;氮肥过量,则会导致无效分蘖增多,群体结构恶化。
3. 氮肥用量与产量构成因素氮肥用量对水稻产量构成因素具有重要影响。
适量施用氮肥能提高结实率、千粒重和穗粒数。
氮肥不足时,水稻产量构成因素降低;氮肥过量,则会导致结实率下降、千粒重减轻,产量降低。
二、氮肥对稻米品质的影响1. 碾磨品质氮肥用量对稻米碾磨品质具有显著影响。
适量施用氮肥,稻米碾磨品质较好,出米率较高。
氮肥不足或过量,均会导致稻米碾磨品质下降,出米率降低。
2. 外观品质氮肥用量对稻米外观品质有一定影响。
适量施用氮肥,稻米外观品质较好,透明度较高,垩白度较低。
氮肥不足或过量,稻米外观品质变差,透明度降低,垩白度增加。
3. 蒸煮品质氮肥用量对稻米蒸煮品质具有重要作用。
适量施用氮肥,稻米蒸煮品质较好,糊化温度适中,胶稠度较高。
氮肥不足或过量,稻米蒸煮品质变差,糊化温度异常,胶稠度降低。
4. 营养品质氮肥用量对稻米营养品质有一定影响。
适量施用氮肥,稻米蛋白质含量适中,营养价值较高。
氮肥不足或过量,稻米蛋白质含量异常,营养品质降低。
合理施用氮肥对提高水稻群体质量及稻米品质具有重要意义。
在实际生产中,应根据土壤肥力、水稻品种及气候条件等因素,确定适宜的氮肥用量,以实现高产优质的目标。
氮肥用量对水稻群体质量及稻米品质影响三、氮肥施用策略的优化1. 分阶段施氮水稻生长周期中,不同阶段对氮肥的需求不同。
水稻倒伏的原因及控制措施
水稻倒伏不仅影响水稻产量,同时还影响稻米的品质,生产中水稻倒伏以后一般减产15―20%,灌浆前倒伏可减产30%以上。
(一)倒伏的原因
1、品种抗倒性差一些品种株型结构不合理,植株偏高,茎秆机械强度差,抗倒性差而造成倒伏。
2、施肥不合理过量施用氮肥,造成植株体内氮素水平高,植物细胞间隙大,木质化程度低,抗倒能力弱。
3、群体过大栽插群体过大,造成通风透光条件差,植株缺乏抗逆锻炼,易造成倒伏。
4、不合理的水层管理长期灌深水,特别是抽穗后深水管理,会降低水稻植株的机械韧性,根系提前死亡或“未老先衰”,造成地上部分倒伏。
(二)控制措施
1、选用抗倒品种品种的抗倒性是基础,特别在7-8月风灾严重的地区在选择水稻品种时要考虑品种的抗倒性。
2、合理施肥在增施有机肥的基础上,根据水稻需肥规律和土壤供肥能力科学合理配方施肥,n、p、k肥有机配合,增强抗倒性。
3、合理密植要根据不同品种的分蘖特性和土壤肥力状况、供肥水平,确定合理的栽插密度,栽插过稀群体不足,过密则群体过大,最后导致倒伏。
4、科学管水做到浅水栽秧,寸水活棵,最高茎蘖数达
到预期指标时进行晒田,这样既可控制无效分蘖,又可提高抗倒能力。
灌桨期干湿交替管理,可满足根系对水、气的需求,达到养根保叶,抗倒伏壮籽的效果。
籼粳杂交超级稻甬优15的特征特性及其优质高产栽培技术陈梅芳1, 2(1. 杭州临安元生粮油专业合作社,浙江 杭州 311314;2. 浙江农艺师学院,浙江 杭州 310021)[摘 要]籼粳杂交超级稻甬优15由宁波种业股份有限公司选育,其具有茎秆粗壮、耐肥抗倒、穗大粒多、丰产性好、熟期适宜、后期转色佳和米质优等特点。
为籼粳杂交超级稻甬优15的推广种植提供技术参考,从生育期、农艺性状、稻米品质、病虫抗性、产量及栽培技术等方面对甬优15的特征特性和优质高产栽培技术进行介绍。
[关键词]籼粳杂交稻;甬优15;特征特性;栽培技术;稻米开发[中图分类号]S511.2[文献标识码]B [文章编号]1004-8421(2024)03-0068-0056-03甬优15由宁波种业股份有限公司选育,是粳型不育系甬粳4号A 和籼型恢复系F5032配组育成的籼粳杂交迟熟中稻组合,2012年通过浙江省审定(浙审稻2 012 017),2013年被农业部确认为超级籼粳杂交中稻(农办科〔2013〕9号),先后通过福建、江西引种备案,适宜在浙江、福建、江西作单季中稻种植。
与传统的杂交籼稻相比,甬优15表现产量优势强,熟期适宜,米质优,且具有壮秆大穗,后期熟色佳,抗倒性好等优点。
2018年在杭州市区农技推广部门的指导下,杭州临安元生粮油专业合作社引进试种,并开展优质高产栽培技术配套集成和稻米产业化开发尝试。
因其稻米外观好,食味适口性好,甬优15以“浙太”太阳米的品牌获“2018年浙江好稻米”金奖产品和杭州市名牌产品称号。
为更好地推广种植籼粳杂交超级稻甬优15,介绍甬优15的特征特性及优质高产栽培技术。
1 甬优15的特征特性1.1 生育期2020—2021年在杭州市临安区太阳镇种植甬优15,5月中旬播种,6月中旬移栽,2020年、2021年播齐历期均较对照中浙优8号短2 d ,2年平均播齐历期为97.5 d 。
2020年、2021年全生育期分别较对照中浙优8号长4 d 、5 d ,2年平均全生育期为142.5 d (表1)。
黑龙江农业科学2023(9):132G136H e i l o n g j i a n g A gr i c u l t u r a l S c i e n c e s h t t p ://h l j n y k x .h a a s e p.c n D O I :10.11942/j.i s s n 1002G2767.2023.09.0132孙羽,曾宪楠,王麒,等.水稻倒伏影响因素及解决策略研究进展[J ].黑龙江农业科学,2023(9):132G136,137.水稻倒伏影响因素及解决策略研究进展孙㊀羽1,曾宪楠1,王㊀麒1,宋秋来1,王曼力1,李希臣1,冯延江2(1.黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所,黑龙江哈尔滨150086;2.黑龙江省农业科学院水稻研究所,黑龙江佳木斯154026)摘要:倒伏普遍存在于水稻生产中,导致水稻产量降低㊁品质下降,是影响水稻产业进一步发展的主要瓶颈问题.为了解水稻倒伏的研究现状,对国内外有关文献进行分析汇总,得出水稻倒伏的影响因素有很多,包括遗传特性㊁植株形态在内的内在因素,以及自然条件㊁耕作栽培条件和措施等外在因素,都会导致水稻不同程度地倒伏.水稻倒伏会直接导致产量和品质发生改变,降低产量并显著影响稻米品质,进而影响水稻产业.提高水稻抗倒伏能力需要综合施策,结合水稻生产需求和实际问题,提出以良种良田良法良机相结合,综合应对水稻倒伏问题.关键词:水稻;倒伏;影响因素;措施收稿日期:2023G02G25基金项目:黑龙江省省属科研院所科研业务费项目(C Z K Y F G2023G1GB 015);黑龙江省农业科学院创新工程资助项目(C X 23Z D 01);黑龙江省重点研发专项(G A 21B 002);黑龙江省水稻现代农业产业技术协同创新体系.第一作者:孙羽(1980-),女,博士,研究员,从事水稻栽培生理及育种研究.E Gm a i l :s yf x 19801979@163.c o m .通信作者:冯延江(1972-),男,博士,研究员,从事作物栽培㊁育种研究.E Gm a i l :z i x u a n f e n g2008@163.c o m .㊀㊀倒伏一直以来都是禾谷类农作物种植和生产的一个主要障碍,既会降低籽粒产量和质量,也会造成收割困难.水稻的倒伏是水稻生产中比较常见的问题,同时破坏性也很大,通常在水稻灌浆期及扬花期之后的生长期出现[1],植株茎秆中的淀粉自水稻抽穗21d 起不断流失,导致水稻茎秆缺乏支撑,抗折力严重下降,在籽粒灌浆的中后期,就可能出现倒伏[2].发生倒伏时,水稻产量受到较大影响,一般来讲,倒伏的发生时间越早,发生程度越严重,产量的损失也越大[3G5].通过水稻茎秆倒伏位置进行区分,倒伏可分为两类.第一类是根倒伏,即始于根际的全株性平地倒伏,也就是平常所说的连根拔起,但此现象在水稻中并不常见,所以对水稻根部倒伏的研究不多见.第二类是茎倒伏,即稻株根部以上的茎秆发生弯折或折断,这一类现象普遍存在于水稻中,茎倒伏多发生在基部第1和第2节间[6G8],已经成为制约水稻生产进一步发展的重要因素,究其原因,主要是由于水稻品种特性㊁耕作及栽培条件和自然气候等因素交织而引起的.因此,选择优良的耕种条件㊁培育抗倒伏品种㊁采用具有针对性的栽培方法,将有利于提高水稻的抗倒伏性.通过系统分析影响水稻倒伏的影响因子,总结抗倒伏评价方法,提出降低倒伏的可操作性措施,以期为抗倒伏水稻的品种选育以及栽培模式提供参考.1㊀影响水稻倒伏的因素1.1㊀影响水稻倒伏的内在因素1.1.1㊀遗传特性是影响水稻倒伏的主要内在因素㊀不同种类的水稻品种之间呈现出不同的抗倒伏性,主要在于遗传因素的影响.吴泽芳等[9]对33份水稻材料倒伏指数进行测量分析,14份材料倒伏指数低于10,抗倒伏能力强.申广勒等[10]通过指数聚类分析,将51份水稻品种倒伏分为普通型㊁倒伏型和高抗倒型三类,其中高抗类型的品种有9个.通过分子标记辅助育种,可以更精准地实现水稻抗倒伏种质资源的筛选,充分挖掘抗倒伏品种相关性状.遗传改良能够从根本上改善水稻自身的抗倒性,有关的Q T L s 的精确定位或是基因克隆为研究水稻抗病栽培技术提供了新的工具.水稻的抗倒伏性不仅会受到显性㊁上位性和基因加性的影响,同时基因和环境的互作效应也会显著影响水稻的抗倒伏性,从而形成非常复杂的数量性状遗传特征[11].众多学者利用水稻全植株㊁茎秆以及水稻根部有关基因或Q T L 进行了定位分析.肖应辉等[12]利用粳/籼ʊN i p p o n b a r e 等回交重组自交系群体,检测98个株系组成的水稻,发现与倒伏指数有关的4个Q T L ,分别位于第1㊁第3㊁第8和第12染色体上.王小虎等[13]以籼粳交窄京系17/叶青8号的D H 群体为材料群体,共检测到与抗倒伏相关的根系性状Q T L s8个,其中与单蘖直茎㊁根基粗㊁根冠比等相关的Q T L 各1个,分别位于第1㊁第7和第8染色体上.与总根数㊁最大根长㊁根干重相关的Q T L 各2个,在染色231Copyright ©博看网. All Rights Reserved.9期㊀㊀孙㊀羽等:水稻倒伏影响因素及解决策略研究进展㊀㊀㊀体上的位置分别是第1和第2㊁第1和第6㊁第1和第12.Y a n o等[14]提出品系中聚合有S C M2和S C M的植株,从茎秆强度看,要比仅含有S C M2或S C M3的品系茎秆强度更强.这说明,在选育水稻抗倒伏品种时,要注重多基因聚合育种技术以及分子标记辅助育种技术的运用,为水稻植株聚合具有不同功效的基因[15].1.1.2㊀植株形态是影响水稻倒伏的决定性内在因素㊀株高是影响水稻抗倒性的决定性因素之一,一直以来也是水稻倒伏研究的重点.多数研究结果表明,水稻抗倒伏能力与株高成反比的关系,株高越高,水稻抗倒伏性越弱[15G18].但是也有一些研究表明株高与植株倒伏没有直接关系,株高不会造成植株倒伏,水稻茎秆长度和茎秆抗折力矩之间没有紧密的关联和显著的相关[19].植株太矮会大大影响生物产量使水稻植株生物产量明显下降,改善水稻植株的株高可以使水稻的生物学产量明显增加.适当增加株高可以大幅度增加水稻的生物学产量,同时水稻种群通风情况以及透光状态也会发生很大的改变,因此实现保证收获指数的前提下增加水稻的产量[20].同时水稻矮化育种在一定程度上解决了水稻高产和抗倒之间的矛盾.降低第一伸长节间和第二伸长节间的长度,通过加强基部物理性状改良水稻植株茎秆的强度,穗位下降,穗长变长,穗颈长度增加,提高水稻植株抗倒伏能力.实现水稻的倒伏和株高与生物产量间的矛盾在更高水平得到统一[21].穗型是水稻重要的农艺性状,按照其弯曲程度可以分为直立穗㊁半直立穗和弯曲穗[22],按照穗型的大小㊁粒数和穗重又可分为重穗型㊁中穗型和轻穗型[23].不同穗型对水稻倒伏程度的影响是不同的.重穗型品种的特征是单穗重和株高增加,带来弯曲力矩加大,但抗折力也因此明显提高,从而使其茎秆抗倒伏能力并未降低[24].不同穗型的品种钵苗机插水稻基部节间N1㊁N2㊁N3抗折力和弯曲力矩随着密度降低而增加,倒伏指数呈下降趋势,抗倒伏能力加强[25G26].通过水稻茎秆的解剖结构可以看到,厚壁组织发达程度会显著影响茎秆物理性质,髓腔大小和维管束数目也会引起同样的影响.厚壁细胞的层数㊁细胞壁的厚度以及维管束数目发达程度会直接导致植株的抗弯折断力发生变化,呈正向相关[27G28].从茎秆化学物质组成看,纤维素㊁半纤维素和木质素对茎秆的机械强度起基础性作用,纤维素㊁半纤维素和木质素在茎秆中含量的增加会提高茎秆强度.水稻中纤维素含量下降茎秆细胞壁疏松引起机械强度下降[29],木质素合成关键酶肉桂醇脱氧酶突变会导致茎秆木质素含量减少,机械强度降低[30].1.2㊀影响水稻倒伏的外在因素1.2.1㊀风和雨是影响水稻倒伏的主要自然条件㊀环境因素中对水稻倒伏性状影响最大的是风和雨.当在外界风雨和自身重力的作用下会引起致倒力矩,水稻茎秆的弹性和韧性等因素引起抗倒力距,是否发生倒伏取决于两者之间的博弈关系.当外力引起的致倒力矩大于植株抗倒力矩时,即发生倒伏,反之则不倒[31].2012年由于受 布拉万 台风的严重影响,黑龙江省佳木斯市水稻倒伏达到30%,严重的地块倒伏超过50%,导致减产15%~20%,品质变差,收割困难[32].2013年受台风 菲特 暴雨影响,浙江省台州市水稻倒伏,产量损失达29.30%[33].李小坤等[34]大田试验研究表明,选取的18个水稻品种,在强降雨致洪涝灾害条件下,14个品种发生倒伏.当洪涝灾害发生时,倒伏已成为影响水稻产量最重要的因子,大雨导致的水稻倒伏造成的减产往往达50%以上.温室对水稻倒伏也存在影响,通过F A C E系统研究发现,利用模拟未来水稻生产的试验中,随着土壤温度的增加会引起水稻植株的基部节间部分变长,从而增加倒伏发生的风险[35].1.2.2㊀耕作栽培条件和措施是影响水稻倒伏的重要外在因素㊀根系长势与土壤质地㊁耕作层的厚度关系密切,土壤耕作层太浅㊁有机质含量低㊁土壤沙化易导致水稻根部生长环境恶化,致使水稻根系长势差,地上部支持力弱,易引起倒伏[36].淹水深度和淹水时间对水稻形态的影响表明,分蘖期㊁拔节期和抽穗期淹涝3d后出现根倒伏㊁茎倒伏与根茎倒伏并存,根倒伏是乳熟期的主要现象[37G38].与传统淹灌相比,节水灌溉技术可以明显提高水稻茎粗㊁增加茎秆壁厚㊁茎秆横截面积㊁第一节间和第二节间丰满度㊁弯曲力和弯曲力矩,可显著提高稻株的抗倒伏能力[39].肥料施用不当是导致水稻倒伏的主要因素之一.过度施肥导致水稻生长过于旺盛,容易造成大面积倒伏.氮肥施用水平和氮肥运筹均会影响水稻抗倒伏能力,基肥氮肥或前期氮肥施用过多会增加无效分蘖,植株变弱.氮肥水平或氮肥与穗肥比例的增加,会降低直播杂交稻的断茎弯矩㊁截面系数㊁弯曲应力㊁第四节间直径㊁茎秆碳水化合物含量和钾含量.施氮水平的增加还伴随着节间伸长㊁株高㊁茎重心高度和倒伏指数的增加,导致倒伏风险增大[40].调整分蘖基肥和穗粒基肥施用比例可以缩短寒地粳稻基部节间,增加水稻茎粗和茎壁厚度,从而改善茎部物理性状,使水稻抗331Copyright©博看网. All Rights Reserved.㊀㊀㊀㊀㊀黑㊀龙㊀江㊀农㊀业㊀科㊀学9期折性显著增强,表现出较高的抗倒伏能力[41].插秧密度是影响水稻倒伏的重要因素之一.当密度过大即单位面积过多的插秧穴数或穴苗数,将导致水稻植株之间的资源分配发生变化,个体间竞争水㊁肥㊁光㊁气㊁热将造成早期群体过快生长,植株发育情况不充分,茎秆薄且弱,单位节间重也表现为降低,基部节间异常伸长.过于充足的水分使植株形态学和解剖学特征发生变化,细胞质丰富而壁薄,茎秆强度降低,茎秆抗折断力变小.2㊀水稻倒伏对水稻的影响2.1㊀倒伏对水稻产量的影响通过模拟试验发现一些水稻品种倒伏会对产量的影响高达80%,特别是由风雨等自然现象引起的严重倒伏可使水稻的产量降低50%[1G3].李文熙[4]研究表明,发生在乳熟期㊁蜡熟期与黄熟期的水稻倒伏,分别会导致产量下降34%㊁21%和20%,严重的甚至绝收.郎有忠等[5]研究表明在结实期进行到一半时倒伏,仅仅能够获得正常成熟产量的30.6%和42.1%.水稻通常会发生茎倒伏和根倒伏,这两种类型的倒伏都可以单独或同时发生,但它们都从整体上影响植株的正常生长和产量[14].水稻一旦发生倒伏,将造成不同程度的减产及品质下降,直接威胁水稻的高产㊁稳产㊁优质.倒伏因阻碍了水分及营养物质㊁同化物等经木质部和韧皮部的运输,从而降低了灌浆的效率,会导致结实率及千粒重大幅度下降,造成大幅度减产[42].一般来说,倒伏的水稻会减产10%~40%,严重者甚至超过50%,同时会大幅度提高收割成本.水稻倒伏后茎叶相互遮挡非常严重,通风㊁透光性大幅下降,如遇阴雨天或田间湿度较大时,容易穗上发芽㊁腐烂变质,导致稻米品质大幅度下降.同时,水稻倒伏后容易伴随病虫害的发生,也更易遭受鸟㊁鼠害,加重损失[16G17].S e t t e r [43]提出每2%的倒伏率会使谷物单产降低1%.且倒伏的发生使水稻自我遮荫㊁冠层的光合作用下降,从而降低了水稻的产量.2.2㊀倒伏对水稻品质的影响倒伏不仅造成水稻产量降低,对稻米品质也会产生一定影响,导致稻米的精米率降低,垩白粒率上升,蛋白质含量不断流失,稻米的适口性严重下降.郎有忠等[5]研究了抽穗至成熟期间水稻倒伏对水稻产量和籽粒品质的影响.结果发现,除糙米率外,粒长与粒宽之比㊁糊化温度,以及凝胶稠度都受到倒伏的影响而变差.水稻倒伏后茎叶相互遮挡非常严重,通风㊁透光性大幅下降,如遇阴雨天或田间湿度较大时,容易穗上发芽㊁腐烂变质,导致稻米品质大幅度下降[44G45].3㊀水稻抗倒伏性的科学技术措施大量的实践和理论研究表明,提高水稻抗倒伏能力需要综合施策,一定是良种良田良法良机良技相结合,仅凭一个措施 一招致胜 ,是很难实现的.3.1㊀育良种是提高水稻倒伏性的重要基础多年来,抗倒伏性筛选始终是水稻育种的重点,无论国内外,南北方,还是籼稻粳稻,都选育出了一些抗倒伏能力强的品种.但倒伏性受多种因素影响,属于复杂遗传与生态性状范畴,要与其他性状统筹考虑[8].B a k e r 等[46]提出了研究倒伏的综合模型,认为需要考查的倒伏相关参数至少有30个以上.育种实践中,既要将倒伏指数作为重要参考,还要深度对接其他性状指标,不断调整育种目标,只有各性状达到相对平衡时,才能得到理想中的抗倒伏材料,这样的材料不一定是抗倒伏能力最强的,但一定是最佳的.结合黑龙江生产实际,对水稻主栽品种(品系)抗倒性㊁相对实测产量等指标进行筛选,表现较好的品种(系)第一积温带包括:龙稻16等品种;第二积温带包括:绥粳4号㊁绥粳18㊁绥锦089290等品种;第三积温带包括:绥粳15㊁龙粳51㊁龙粳56等品种;第四积温带包括:龙粳24㊁龙粳1525等品种;第五积温带有:龙粳4344,近年来,这些品种(品系)是黑龙江省水稻产业发展的重要基础[47].3.2㊀选良田是提高水稻倒伏性的重要前提好地打好粮,这是最朴素的道理.只有优良的土壤条件,才能稳定持续地提供作物生长所需水分和营养条件,土壤质地对抗倒伏水稻生产有显著影响,需要地力㊁地势㊁耕翻㊁排水㊁田间配套等因素综合匹配,全面提高抵御天灾能力,尽量避免倒伏现象发生[48].要结合气候㊁水源等条件,划定抗倒伏水稻种植适宜区与不宜区,进而有效调整抗倒伏水稻的种植布局.在具体措施上,要注重土壤改良,需要在低洼地段修筑排水沟,适当深耕,条件具备的要秋翻地,使耕作层厚度达到20c m 以上,创造良好土壤条件,促进水稻根系健壮发育,提高水稻根系抗倒伏能力[49].3.3㊀用良法是提高水稻倒伏性的重要技术3.3.1㊀科学确定播期和密度㊀水稻播期提前或滞后,既会影响水稻生育进程,也会对抗倒伏造成影响.随着播期的推迟,不同品种类型水稻在河南3个试点的表现都是产量下降,抗倒伏性也随之降低[50].适宜的密度可以增加产量,但随着密度的增大,作物的倒伏率逐步增高,即倒伏率和密度呈现出非常明显的相关性[25].同时田间密闭㊁群体大㊁个体生长能力弱,还容易导致病虫害,进而间接导致了水稻倒伏.黑龙江省三江地区,水稻生育431Copyright ©博看网. All Rights Reserved.9期㊀㊀孙㊀羽等:水稻倒伏影响因素及解决策略研究进展㊀㊀㊀期一般在130d左右.为保证7月底抽穗,适宜播种日期为4月10日-15日,5月20日前,6月份绝对不播种.种植密度,播种量600盘 h m-2,耗种量120~160k g h m-2,即每盘干种子100g为宜.中肥力地块种植规格为30c mˑ10c m,高肥力地块种植规格为30c mˑ13c m.每丛种植3~4株基本苗[51].3.3.2㊀平衡肥水管理㊀在肥料管理过程中,要根据一定比例施用氮㊁磷㊁钾肥,从而保证均衡施肥,防止水稻生长出现前旺后老的情况.根据目前的生产需求,应尽量多施农家肥,提高有机肥施用量,增加硅肥和钾肥能提高植株的抗倒性,防止水稻倒伏.合理的水分条件对防止水稻倒伏也十分重要.通过研究发现当水稻分蘖达到基本苗后要及时排水放田,可以预防植株倒伏.烤田是促进水稻生长的重要措施,可以促进水稻的根系向下伸长生长,控制水稻植株的分蘖,进而使田间群体形成小气候.经过实践发现,可以在灌浆后期进行稻田晾晒,这样可以防止倒伏.干湿交替同时控水将增加水稻土的硅和钾含量,从而使基部茎壁的厚度增加,茎粒的抗弯能力增加,可以在一定程度防止倒伏[51G53].干湿交替水分管理配合合理的钾肥管理可以明显提高水稻产量和降低植株倒伏风险[54].在生产中,要特别注意采取有效措施,控制第二节间(7月9日-15日)㊁第三节间(7月16日-25日)的生长,应避开此期施肥,以防倒伏[55].有研究认为,干湿交替水分管理和基肥ʒ穗肥=5ʒ5的钾肥管理处理可以提高植株鲜重,降低重心高度,增加节间粗㊁茎壁厚㊁单位长度节间干重,从而提高节间抗折力和降低倒伏指数[56].3.3.3㊀因地制宜使用化控剂㊀化学控制剂作用广泛,对抑制茎伸长㊁缩短节间㊁促进分蘖具有显著作用[57G59].通过应用高效植物生长调节剂矮壮 烯效唑可抑制赤霉素的合成,进而抑制细胞的伸长,缩短节间㊁矮化植株,提高水稻的抗倒性[60].硅肥和氮肥混施可提高茎秆直径和茎秆壁厚,通过提高水稻茎秆抗折力提升水稻抗倒伏能力[61].微量元素也可以发挥重要作用,施硅可以提高节间茎秆抗折力[62],增加水稻整个生育期的纤维素含量,纤维素含量越髙,茎秆越坚硬,抗倒伏能力越强[63G64].用抗倒酯可以改善北方优质稻茎秆的形态和解剖结构,提高植株抗倒伏能力.在孕穗期施用对提升抗倒伏能力最有效[65].3.4㊀配良机是提高水稻倒伏性的重要手段水稻一旦发生倒伏,需要快速了解灾情程度[66],传统的人工监测方法可以及时处理小规模轻微倒伏,但当倒伏面积过大时,人工监测的低效率很可能会延误灾害救援的时机.在 互联网+ 的背景下,信息技术与农业深度融合.雷达遥感㊁卫星遥感都可以实现快速监测,无人机在安全性能㊁操作环境与方法㊁时空分辨率㊁价格等方面优势突出.利用无人机搭载多源相机为倒伏监测提供了新的方向,生产中要注重利用无人机技术,推动智慧农业发展[67].参考文献:[1]㊀胡继松,彭伟正,庞伯良,等.水稻抗倒伏性及评价指标体系研究进展[J].湖南农业科学,2011(13):41G44.[2]㊀金正勋,郑冠龙,朱立楠,等.不同氮钾肥施用方法对水稻产量及抗倒伏性的影响[J].东北农业大学学报,2015,46(3):9G14.[3]㊀W A N G DF,Q I N YL,F A N GJ J,e t a l.A m i s s e n s em u t a t i o ni n t h e z i n c f i n g e rd o m a i no fO s C E S A7d e l e t e r i o u s l y a f f e c t sc e l l u l o s eb i o s y n t h e s i sa nd p l a n t g r o w t hi nr i c e[J].P L o SO n e,2016,11(4):1G16.[4]㊀李文熙.水稻倒伏的原因及减轻危害的对策[J].韩国作物学会志,1991,36(5):383G393.[5]㊀郎有忠,杨晓东,王美娥,等.结实阶段不同时期倒伏对水稻产量及稻米品质的影响[J].中国水稻科学,2011,25(4):407G412.[6]㊀时红,熊强强,才硕,等.水分胁迫对干旱锻炼后水稻抗旱涝能力的影响及其生理机制(英文)[J].水利水电技术,2022,53(6):44G55.[7]㊀艾治勇,马国辉.水稻倒伏研究现状[J].作物研究,2004(S1):334G338.[8]㊀李扬汉.禾本科作物的形态与解剖[M].上海:上海科学技术出版社,1979.[9]㊀吴泽芳,衡艳,邱丹,等.33份水稻材料的抗倒伏性评价[J].西南农业学报,2016,29(4):736G744.[10]㊀申广勒,石英尧,张从合.水稻抗倒伏聚类分析及其在育种中的应用[J].园艺与种苗,2017(5):59G62.[11]㊀梁康迳,王雪仁,章清杞,等.基因型ˑ环境互作效应对水稻茎秆抗倒性杂种优势的影响[J].福建农业大学学报,2000(1):12G17.[12]㊀肖应辉,罗丽华,闫晓燕,等.水稻品种倒伏指数Q T L分析[J].作物学报,2005(3):348G354.[13]㊀王小虎,方云霞,祝阳舟,等.水稻水培抗倒伏相关性状的Q T L分析[J].核农学报,2016,30(5):850G858.[14]㊀Y A N OK,O O K AWAT,A Y AK,e t a l.I s o l a t i o n o f a n o v e l l o d g i n g r e s i s t a n c e Q T L g e n ei n v o l v e d i n s t r i g o l a c t o n es i g n a l i n g a n d i t s p y r a m i d i n g w i t haQ T L g e n e i n v o l v e d i na n o t h e r m e c h a n i s m[J].M o l e c u l a r P l a n t,2015,8(2):303G314.[15]㊀李进波,戚华雄.水稻抗倒伏的遗传研究进展[J].湖北农业科学,2017,56(23):4450G4453.[16]㊀杨守仁,张龙步,王进民.水稻理想株形育种的理论和方法初论[J].中国农业科学,1984(3):6G13.[17]㊀关玉萍,沈枫.水稻抗倒伏能力与茎秆物理性状的关系及对产量的影响[J].吉林农业科学,2004(4):6G11.[18]㊀霍中洋,董明辉,张洪程,等.不同粳稻品种倒伏指数及其相关农艺性状分析[J].西南农业大学学报(自然科学版),2003(3):234G237.[19]㊀华泽田,郝宪彬,沈枫,等.东北地区超级杂交粳稻倒伏性状的研究[J].沈阳农业大学学报,2003(3):161G164.[20]㊀徐正进,张龙步,陈温福,等.从日本超高产品种(系)的选育看粳稻高产的方向[J].沈阳农业大学学报,1991(S1):27G33.531Copyright©博看网. 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94、都知道氮肥多了水稻会贪青徒长甚至倒伏,为什么呢?在肥料三要素中,氮肥是水稻吸收量最大的肥料,超过磷肥和钾肥,但是如果施用量和施用时间掌握不好,水稻就会表现出秧苗素质差、徒长、贪青、倒伏、结实率下降、产量降低等现象。
要想知道为什么会出现这种现象,我们就要从氮素代谢与碳水化合物代谢的关系及对植物生长的影响来进行分析。
1、氮素代谢与碳水化合物代谢的关系。
(1)氮素代谢与碳水化合物代谢彼此相互依赖。
当植物吸收含氮的肥料(铵盐或硝酸盐)之后,在植物体内便合成蛋白质、酶、叶绿素、核酸等含氮的有机物。
这些含氮的有机物是组成原生质的重要成分,而植物的生长就包含有原生质的增加,说明氮素代谢对植物的生长有极其密切的关系。
如果适当施用氮肥,特别是在生长初期,可使根、茎、叶生长繁茂,叶片深绿,增强植物对水分和营质的吸收和转化。
并加强植物对光能和二氧化碳的利用,就是说能促进植物的光合作用,并从而促进植物体内碳水化合物的代谢,使植物体内的机械组织发达,组织充实,并能贮积多量的有机物。
因此。
植物的氮素代谢是植物顺利进行碳水化合物代谢的条件。
另一方面,当植物合成含氮的有机物时,需要消耗碳水化合物,因为合成氨基酸所需要的有机酸以及合成过程所需要的能量,主要来自碳水化合物。
由此可知,植物的氮素代谢与碳水化合物的代谢彼此间有着密切的依赖关系。
图1:水稻苗期以促进根系生长为主,氮肥决不能过多。
(2)氮素代谢与碳水化合物代谢彼此相互制约。
植物的氮素代谢和碳水化合物代谢之间也表现有相互制约的现象。
一般情况下,根所吸收的无机氮大部分在根内转化为简单有机氮,以氨基酸及酰胺的形式向上运输。
但当氮肥的供应过量时,便促进植物体内的氮素代谢,体内的碳水化合物含量便大大减少,同时根所吸收的大量铵盐或硝酸盐便有很大一部分直接转移到茎、叶,加强了地上部分的氮素代谢。
这时叶子内碳水化合物参与氮代谢的转化很可能要比根更强烈,运输给根的碳水化合物便大大减少。
植物营养与肥料学报2015,21(3):763-772doi:10.11674/zwyf.2015.0324 Journal of Plant Nutrition and Fertilizer http://www.plantnutrifert.org氮肥用量和密度对双季稻产量及氮肥利用率的影响徐新朋1,周卫1*,梁国庆1,孙静文1,王秀斌1,何萍1,徐芳森2,余喜初3(1中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081;2华中农业大学资源与环境学院,湖北武汉430070;3江西省红壤研究所,江西进贤331717)摘要:【目的】高量化肥投入不仅不能使作物产量进一步增加,相反还会造成肥料资源的浪费并威胁到生态环境安全,同时导致肥料吸收利用率、农学效率等不断降低。
为了明确氮肥用量和移栽密度的相互作用,在田间试验条件下研究了不同氮肥用量和移栽密度组合对江西双季稻产量、产量构成要素及氮肥利用率的影响,以期为双季稻的高产高效栽培技术提供理论基础。
【方法】采用裂区试验设计,以氮肥施用量为主区,密度为副区,设4个施氮水平(N0、135、180和225kg/hm2,以N0、N135、N180和N225表示)和4种移栽密度(21ˑ104、27ˑ104、33ˑ104、39ˑ104hole/hm2,以D21、D27、D33和D39表示)组合,在水稻成熟期对产量以及产量构成要素进行测定,并分析其吸氮量和氮肥利用率、氮收获指数等指标。
【结果】施氮水平和移栽密度对水稻产量具有显著影响;增加移栽密度有助于提高单位面积水稻的有效穗数、稻谷产量和地上部吸氮量;在高施氮量下,水稻氮素积累总量增加,而氮素吸收利用率(REN)、氮素偏生产力(PFPN)、氮素生理利用率(PEN)、氮素内在养分效率(IEN)和氮素收获指数(NHI)降低;氮素农学效率(AEN)则是先升高后降低,而产量并未增加。
与其它处理组合相比,施氮量为180kg/hm2和39ˑ104hole/hm2密度的组合产量最高,早稻和晚稻分别为9823.0和11354.7kg/hm2,此时早稻和晚稻的氮素吸收率分别为42.4%和47.5%。
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(1): 93−103/zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家科技支撑计划项目(2006BAD02A05)资助。
*通讯作者(Corresponding author): 袁继超, E-mail: yuanjichao5@第一作者联系方式: E-mail: yangshimin1@Received(收稿日期): 2008-04-08; Accepted(接受日期): 2008-07-14.DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.00093氮肥水平和栽插密度对杂交稻茎秆理化特性与抗倒伏性的影响杨世民1 谢 力1 郑顺林1 李 静1,2 袁继超1,*1四川农业大学农学院, 四川雅安625014; 2 西昌学院, 四川西昌615000摘 要: 以杂交稻金优527为材料, 分别在中低海拔地区雅安(600 m)和高海拔地区西昌(1 590 m)进行了以氮肥水平为主区, 栽插密度为副区的田间裂区试验。
结果表明, 随施氮量和栽插密度的增加, 茎秆基部节间变细长, 茎壁变薄, 秆型指数降低, 茎鞘中淀粉、纤维素、木质素含量降低, 充实度变差; 氮肥水平和栽插密度还影响茎秆中氮、钾、硅、钙、镁、铁、锌、铜、锰等矿质元素的含量, 从而影响茎秆的倒伏指数和抗倒伏能力。
水稻基部茎秆的倒伏指数与株高、重心高度和基部各伸长节间的长度及氮、镁含量正相关, 与茎粗、茎壁厚、比茎重、秆型指数及淀粉、纤维素、木质素和钾、钙含量负相关, 与茎秆硅含量呈二次函数关系, 适宜的硅含量为4.5~4.8 mg kg −1。
由于生态条件不同, 两试点水稻茎秆抗倒能力和受氮肥水平与栽插密度影响的程度存在一定差异, 高产、抗倒栽培要因地制宜。
金优527基部节间的临界倒伏指数为200。
关键词: 氮肥水平; 栽插密度; 茎秆; 理化特性; 抗倒伏性Effects of Nitrogen Rate and Transplanting Density on Physical and Chemical Characteristics and Lodging Resistance of Culms in Hybrid RiceYANG Shi-Min 1, XIE Li 1, ZHENG Shun-Lin 1, LI Jing 1,2, and YUAN Ji-Chao 1,*1Agronomy College, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China; 2 Xichang College, Xichang 615000, ChinaAbstract: There have been a lot of studies on the differences and variations in lodging resistance among different rice varieties, but few studies involving the combined effects of nitrogen rate and transplanting density on lodging resistance of a certain hybrid varieties at different planting areas. In order to study the relationship between lodging resistance and physical and chemical cha- racteristics of rice culm and the effects of nitrogen rate and transplanting density on the physical and chemical characteristics and lodging resistance of hybrid rice culm, a split plot field experiment was conducted with hybrid rice Jinyou 527 at Ya’an which altitude is about 600 m and Xichang which altitude is about 1 600 m. The experimental results were as follows. With the increas-ing of nitrogen rate and transplanting density, the plant height and length of basal internodes increased, the diameter of stem and the wall thickness of culm reduced, and the culm phenotype index decreased. High nitrogen rate and planting density lowered the contents of starch, cellulose and lignin of culm. The contents of N, K, Si, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, and Mn of culm were also influ-enced by nitrogen rate and transplanting density. As a result, high nitrogen rate and transplanting density reduced the breaking strength and lodging resistance of rice culm. The lodging index positively correlated to plant height gravity center height, length of basal internodes and contents of N and Mg, and negatively correlated to diameter of stem, wall thickness of culm, ratio of weight to length of stem, culm phenotype index, contents of K, Ca and starch, cellulose, lignin of culm. However, the relationship between lodging index and Si content of culm was quadratic function. The optimum Si content for high lodging resistance of rice culm was 4.5–4.8 mg kg −1. There were some differences in lodging resistance and sensitivities to nitrogen rate and transplanting density between Ya’an and Xichang, so the suitable techniques for high yield and high lodging resistance of culm should depend on the planting area. It was found that the critical lodging index for hybrid rice Jinyou 527 was 200.Keywords: Nitrogen rate; Transplanting density; Culm; Physical and chemical characteristics; Lodging resistance倒伏是水稻高产、稳产、优质的重要限制因素之一, 如何防止水稻倒伏的发生是农业科技工作者的重要任务。
影响水稻倒伏的因素颇多, 前人的研究主要集中在品种间差异上, 如不同品种的穗型、94作物学报第35卷株高、基部节间的长度、粗度、重量、淀粉和纤维素含量等茎秆特性与抗倒能力相关, 初步揭示了水稻抗倒的形态、生理机理[1-9]。
另外从分子生物学和遗传学角度开展了水稻抗倒伏性的研究[9-11], 以期指导水稻抗倒品种的选育。
然而栽培条件也是影响水稻抗倒性的重要因素[1], 杨长明等[12]研究发现有机无机肥配施结合干湿交替或半干旱模式水分管理有利于降低倒伏指数; 一般认为稀植有利于提高水稻的抗倒能力[1], 但郭玉华等[13]研究发现不同品种的茎秆材料学特性对稀植的反应存在明显差异。
虽然目前已有少数关于栽培技术影响水稻抗倒性方面的研究报道, 但大多停留在栽培措施与水稻倒伏性的关系上, 缺少栽培抗倒机理方面的研究, 鲜见肥料运筹与种植密度配合影响水稻茎秆理化特性和抗倒伏性方面的系统研究。
本文就高海拔和中低海拔地区施氮水平和栽插密度对水稻茎秆理化特性和抗倒伏性的影响进行了较深入研究, 以期为水稻的高产栽培提供理论依据, 并丰富水稻抗倒栽培生理的研究内容。
1材料与方法1.1试验材料和条件供试水稻品种为籼型杂交中稻金优527, 试验于2006年分别在四川濆农业大学江农场(海拔600 m)和四川省西昌市西乡乡凤凰村(海拔1 590 m)进行, 两试点的土壤肥力状况见表1。
表1供试地点土壤基本理化特性Table 1 Soil characteristics of the experimental spots地点Spot有机质Organic matter(%)全NTotal N(%)碱解NAvailable N(mg kg−1)全KTotal K(%)速效KAvailable K(mg kg−1)全PTotal P(%)速效PAvailable P(mg kg−1)pH雅安Ya’an, Sichuan 5.17 0.346 168.7 3.167 147.0 0.027 33.26.21西昌Xichang, Sichuan 3.18 0.213 142.9 3.653 153.5 0.053 32.75.321.2试验设计和方法裂区试验设计, 氮肥水平为主区, 设纯氮用量45.0(低氮)、135.0(中氮)、225.0(高氮) kg hm−23个水平, 基肥与追肥(分蘖肥)比均为73,∶另施过磷酸钙750 kg hm−2、氯化钾150 kg hm−2作底肥; 栽插密度为副区, 设7.5×104(低密度)、18.75×104(中密度)、30(高密度)×104穴 hm−23个水平。