长江中下游地区旱、中、晚季水稻光温特征和品种配置研究

摘要

长江中下游地区作为中国乃至世界最重要的水稻生产地区之一，其水稻产量对保障我国粮食安全至关重要。长江中下游水稻主要的种植制度包括一季中稻和早、晚双季稻，根据种植季节不同水稻品种分为早、中、晚三类季节生态型。上世纪70年代的研究表明早稻品种基本营养生长期较稳定、感光性和感温性弱，晚稻品种基本营养生长期不稳定、感光性和感温性强，中稻品种居中。然而，新育成的现代早、中、晚稻品种的“三性”差异及其高产所需光温配置尚不清楚。长江中下游地区早、中、晚季水稻生育期内光温配置差异显著，早、中、晚季温度随生育进程分别呈现逐渐增加、先增后降和逐渐降低的趋势;此外，三季的光照变化规律亦不相同。因此，本试验选用长江中下游不同季节生态型早（鄂早18和两优287）、中（黄华占和Y两优1号）、晚（湘晚籼13和天优华占）稻品种各两个作为试验材料，同时种植于早、中、晚季。本研究通过比较同一种植季节中不同类型品种（早稻、中稻和晚稻）产量差异，探明适宜早、中、晚季种植的水稻品种特性;通过比较同一品种不同种植季节（早季、中季和晚季）的产量差异，探明早、中、晚季光温配置对水稻产量的影响。主要研究结果如下:
　　1.不同类型水稻品种和不同种植季节间生育期差异显著，早稻品种的生育期最短，而不同类型品种在早季的生育期最长。早、中、晚稻品种的全生育期分别为100-130天、125-158天和129-158天;早、中、晚季全生育期分别是124-158天、100-141天和105-139天。
　　2.早、中、晚三个种植季节产量差异显著，晚季产量最高，中季次之，早季最低。早、中、晚季2014年产量分别为8.45、8.90和9.73 t ha-1，2015年产量为9.19、9.36和9.91 t ha-1。晚季产量较高主要因为其较高的结实率、千粒重和收获指数，库小和生物量低造成早季产量较低，千粒重小和收获指数低是中季产量低于晚季的原因。此外，晚季的光温条件较适宜水稻生长，而早季的光温条件最不适宜水稻生长。随着品种生育期的推进，早季日平均温度（Tave）升高，中季Tave先升高后降低，晚季Tave降低。三个种植季节间不同生长阶段Tave存在较大差异，营养生长期:早季＜中季＜晚季;生殖生长期:早季和晚季＜中季;灌浆期:早季＞中季＞晚季。三季间不同生长阶段日平均光照辐射量(Radave)的变化并没有明显规律。
　　3.不同品种间产量水平具有显著差异，两个早稻品种的产量水平和稳定性均较差。根据产量高低可将六个品种分成两组:低产品种(鄂早18、两优287和湘晚籼13)和高产品种（黄华占、Y两优1号和天优华占）。三个高产品种均具有较高的单位面积颖花数，其中天优华占单位面积颖花数显著高于其它品种;此外，黄华占结实率最高，Y两优1号千粒重最大。
　　4.不同品种间产量稳定性具有显著差异，鄂早18和两优287产量稳定性最差，天优华占产量稳定性最好。2014和2015年三季产量的变异系数分别为17.6％和11.9％（鄂早18）、5.6％和14.9％（两优287）、2.1％和8.7％（黄华占）、5.8％和8.7％（Y两优1号）、16.0％和12.1％（湘晚籼13）、2.7％和3.2％（天优华占）。天优华占产量稳定性好的原因是各产量构成因子协同调节使得收获指数在不同季节间较稳定。
　　综上所述，限制早季和中季产量提高的根本原因分别是营养生长期低温和籽粒灌浆期高温，这造成早季生物量低和库小、中季结实率和收获指数低;晚季高产的原因是其前高后低的温度配置，这有利于获得较高的结实率、千粒重和收获指数。不同品种间产量水平及稳定性具有显著差异，两个早稻品种产量水平和稳定性均较差。品种高产需要高的生物量，而稳定的收获指数对品种稳产至关重要。双季稻种植系统中，通过增加早稻生育期和缩短晚稻生育期可以获得更高的周年产量。

目录

论文说明

声明

摘要

缩略语表

1．研究背景

1．1 研究意义

1．2 研究现状

1．2．1 光温条件对水稻产量的影响

1．2．2 早、中、晚稻三种季节生态型品种特性的差异

1．2．3 播期对产量的影响

1．2．4 品种与播期的互作关系

1．2．5 产量构成因子和干物质分配对产量的影响

1．3 研究目的

2．材料与方法

2．1 试验设计

2．2 试验播种、移栽和取样时间设计

2．3 样品的采集、处理以及测定

2．3．1 气象数据

2．3．2 土壤指标

2．3．3 分蘖和SPAD动态

2．3．4 地上部生物量、株高和叶面积指数(LAI)

2．3．5 颖花和枝梗退化的测定

2．3．6 成熟期测产与考种

2．4 数据分析

3．结果与分析

3．1 早、中、晚种植季节光温条件差异

3．2 种植季节对品种生育期的影响

3．3 种植季节和品种对产量的影响

3．3．1 产量水平

3．3．2 产量稳定性

3．4 种植季节和品种对干物质分配的影响

3．4．1 收获指数和生物量

3．4．2 花前干物质转运和花后干物质积累量

3．4．3 收获指数和生物量大小及稳定性与产量高低及稳定性的关系

3．5 种植季节和品种对植株形态的影响

3．5．1 株高

3．5．2 分蘖

3．6 种植季节和品种对枝梗现存数和退化数的影响

3．7 种植季节和品种对SPAD值的影响

4．讨论

4．1 种植季节和季节生态型品种对生育期的影响

4．2 种植季节间产量高低差异的原因

4．3 季节生态型品种间产量高低和稳定性差异的生理机制

4．4 早、中、晚季水稻品种和光温配置的优化组合探索

5．结论

参考文献

致谢