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本文分析了水分和氮肥及植物激素对超级杂交稻产量和品质及源库特性的影响。水分胁迫是限制世界范围内作物产量的最重要的因素之一。2006至2007年间,我们在中国南方水稻两熟地区华南农业大学实验农场网室大棚内早晚两季进行了水分胁迫控制实验,测定出最适水分及其对稻米产量,品质和源库特点的影响效果。2006晚季稻的实验中的有效分蘖数目和收获指数在不同水分下都表现出显著性差异,而在2007年旱季稻的实验中却没有出现。相比之下,品种V2(即华优86)产生更可观的有效分蘖数目,且在中度干旱胁迫状态下比轻度干旱胁迫状态下表现出更好的分蘖效果。在不同品种及不同水分胁迫水平的互作效应下,无论是2006年晚稻还是2007年早稻中每穗粒数存在显著性差异;而结实率在2006年晚稻中未表现出明显不同,但在2007年早稻实验中经不同水分胁迫水平下的结实率则有明显差异;经统计在不同水分胁迫水平及品种作用下的结实率大致相同,同时华优86在W2(较低水位)状态下达到最高产量。在幼穗分化始期之后分别采用湿润(W1)、浅水灌溉(W2)和常规灌溉(W3)三种灌溉方式,糙米率、精米率、整精米率都表现出相似的变化趋势,这可以体现出在米粒的品质特性是与基因联系在一起,而垩白度,垩白粒率和垩白面积则同水分胁迫水平有关;随着时间的推移抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性首先上升,抽穗后14d后随着籽粒开始灌浆结束逐渐下降(只有POD仍随着时间的推移不断上升)。虽然季节性的农业气候的对两个品种的产量和品质特点都很明显作用效果,但相比之下,华优86在产量因素和质量参数方面具有更高价值。
氮肥的施用是影响产量的另一个重要的限制因素,适当的施用对水稻的产量及稻米品质十分重要。施氮量过低会导致产量损失;而过高不仅会引起植株倒伏,消耗昂贵的肥料,造成经济损失,除此之外也会增加病虫害的发生机率。在2007年进行的施氮量控制实验(在中国南方地区分别进行了早、晚两季季重复实验)中,在施氮量为150-300 kg. hm-2范围内研究超级杂交稻的产量、品质、及源库特点。结果显示,不同的施氮水平显著影响着每穗粒数、产量和收获指数,而每穗粒数是产量构成因素,说明了氮肥的施用在超级稻产量上的重大影响。在齐穗期,抗氧化酶抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性及丙二醛(MDA)含量对不同的施氮水平反应没有显著差异。仅在种子发育期的抽穗期后约21d内及灌浆后期之前的谷氨酰胺合成酶(GS)活性才在不同氮素水平下表现出显著差异性。相对含水量(RWC)则是在幼穗分化始期有显著变化后来有所下降,但在抽穗后28d接近成熟期时又出现明显的差别,这样的现象在2007年的早、晚稻中都表现出来。叶绿素含量也在灌浆期间有显著变化。在2007年的早、晚稻实验中不同的要素互作后在产量构成因素上都显现出明显的差异,包括有效穗数,每穗总粒数,结实率,千粒重,收获指数和最后的产量。这说明了品种因素对氮素的反应灵敏。由此可知,氮素影响产量及产量构成因素主要是通过增加单位面积内的生物产量,当源强有力(即光合作用很强)时,更多的产物转移到库中的可能性就越大,说明这些品种的库容潜力很高,而我们可以通过已经扩大了的强大的库容潜力来达到提高产量的目的。氮肥施用水平对超级杂交水稻品质的影响一则体现在精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量的作用效果上,2007年早、晚稻数据显示他们都明显受到不同施氮水平处理的影响,二则体现在糙米率和胶稠度的影响效果,这是在2007年晚稻采用了差异较大的处理组合后显现出的。
植物生长素在植物的生长发育过程中也扮演着一个重要的角色,特别是对植物开花及种子的发育,2007年我们为了研究不同的植物激素施用对超级杂交水稻的产量、品质和源库特点上的影响效果而在南方地区进行了实验。在灌浆期喷施不同种类的植物激素,他们对2007年的早稻及晚稻的每穗粒数及千粒重都产生显著影响,这也体现出植物激素在种子形成与发育过程中的重要作用。2007年早、晚稻的种子的结实率几乎相同,可见这些激素的施用并没有对种子的结实率造成明显的差异,这说明了植物激素对种子的受精过程的影响并不大,而其影响只作用在受精作用后种子发育的新阶段。植物生长调节剂对于水稻品质方面的影响也并不十分明显,多数质量参数除了胶稠度外,包括糙米率,精米率,整精米率,垩白率等都未显示出对植物激素需求的差异性。2007年的早稻种植中的叶中的SOD活性在是在抽穗期后21d内才显示出有明显的变化,而晚稻的SOD活性则是在抽穗期后7、14、21d内都有显著变化,而SOD活性的增强或许可以归因于调节植物防御机制的ABA的含量。籽粒的生长依赖于将同化物质从叶片转运到种子(即库)中,这可以用蔗糖合成酶的酶活性来表示,它受到植物激素调节,而植物激素在灌浆成熟期的施用对晚稻的籽粒的蔗糖合成酶(SS)的活性有很显著的作用。可见喷施施不同种类的激素对产量构成要素如千粒重、每穗粒数等都有明显的影响作用效果,然而受到影响的稻米品质方面的因素只体现在晚季稻的精米率及早季稻的胶稠度,其他则并没有太大影响。