水稻
为明确华南双季稻区早晚兼用型水稻产量和氮素吸收在早、晚季的差异特征，以6个早晚兼用型水稻品种为试验材料，按当地高产栽培条件在早、晚季种植，测定其产量、产量构成、干物质积累和氮素吸收等。结果表明，早晚兼用型水稻在早、晚季种植时产量分别为6.68~7.91 t/hm2和5.72~6.11 t/hm2；早季产量显著高于晚季，平均增幅为1.53 t/hm2。相关分析表明，较高的早季产量与其有效穗数和粒重的提高有关。早、晚季干物质积累量和氮素吸收差异显著；相对于晚季，早季成熟期干物质积累量和氮素吸收平均提高25.0%和29.5%。另外，早、晚季产量与其干物质积累量和氮素吸收显著正相关。早晚兼用型水稻在早季种植时具有较高的产量、物质生产和氮素吸收能力。研究结果可为华南地区早晚兼用型水稻的丰产栽培提供理论依据。
旱直播是未来水稻生产的重要发展方向，在南亚和东南亚籼稻种植区已有较大面积，然而热带和亚热带地区粳稻种植多采用传统育苗移栽。中胚轴长度(Mesocotyl length，ML)是影响水稻旱直播出苗和幼苗活力的重要因素。基于分子标记辅助选择(Molecular marker assisted selection，MAS)育种，培育长中胚轴种质是促进水稻旱直播推广最为经济、高效的方式。迄今，已有4个水稻中胚轴伸长基因报道，即OsGSK2、GY1、OsPAO5和OsSMAX1。笔者选择3K重测序项目中TROP和TEMP粳稻亚群开展分析，测定中胚轴长度并鉴定OsGSK2、GY1、OsPAO5和OsSMAX1基因的优异单倍型。结果表明，TROP和TEMP亚群中胚轴长度呈典型的连续正态分布。OsGSK2、GY1、OsPAO5和OsSMAX1分别包括3、3、3和6种单倍型；同一基因在TROP和TEMP亚群中单倍型分布频率也存在差异。TROP亚群中OsGSK2-Hap1、GY1-Hap2、OsPAO5-Hap3、OsSMAX1-Hap2和OsSMAX1-Hap3为优异单倍型；TEMP亚群优异单倍型为OsGSK2-Hap1、OsPAO5-Hap2和OsSMAX1-Hap2。另外，TROP和TEMP亚群中多数中胚轴优异单倍型材料所对应的苗高要高于非优异单倍型，在破土出苗时易形成生长优势。鉴定到的优异单倍型在TROP和TEMP亚群中均呈现较显著的加性效应，可用于MAS育种。本研究为不同地区直播粳稻的选育提供参考，促进旱直播技术的快速推广。
为了明确广西水稻产区稻-菜轮作田根结线虫发生情况及其病原分类地位，在广西14个市27个乡（镇）的171块水稻产区稻-菜轮作田进行了采样调查，并进行致病线虫分离，根据2龄幼虫形态、雌虫会阴花纹特征等，结合核糖体ITS区和28S rDNA D2D3区序列分析方法对病原线虫种类进行鉴定。结果表明，共有64个田块发生根结线虫为害，水稻种植季根结线虫检出率为37.4%，蔬菜轮作季根结线虫检出率为25.7%。广西水稻根结线虫病病原为拟禾本科根结线虫Meloidogyne graminicola。说明拟禾本科根结线虫病在广西稻-菜轮作田发生已经相当普遍，应当引起重视。
随着全球气候变化和土地盐碱化问题的加剧，提高水稻(Oryza sativa L.)在盐碱地环境下的生长能力成为了农业生产的一个关键挑战。“以种适地”策略的实现需要深入理解水稻的耐盐机制，并在此基础上进行育种改良。本研究总结了近年来关于水稻耐盐调控基因的研究成果，并依据其参与的生物学过程进行了功能性分类。详细分析了水稻对盐胁迫的感知、以及随后激活的多种生理调节机制，包括渗透调节、离子稳态、抗氧化防御系统和养分平衡等。重点讨论了水稻中几个关键的盐胁迫信号途径，包括SOS（Salt Overly Sensitive）途径、MAPK（Mitogen-Activated Protein Kinase）级联途径以及激素调节途径，这些途径在水稻适应盐胁迫环境中起着至关重要的作用。通过综述现有文献资料，本文旨在提供一个全面的水稻耐盐性调控基因及其功能的概览，为水稻耐盐育种工作提供科学依据，同时为提高水稻在盐碱地环境下的产量和质量提供参考。
为了防控高原湖泊流域稻田氮素径流流失，保护受纳水体生态环境。在洱海流域水旱轮作种植模式下，设置不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、有机无机配施(NPKS)、有机肥全量替代(SS) 4个等氮量有机替代处理，研究水稻田面水氮素浓度的动态变化特征，探讨有机肥替代化肥施用对田面水氮素流失的影响。试验结果表明：基肥施用后田面水NH4+-N、NO3--N、Org-N和TN浓度迅速升高，在3~7 d内达到峰值，施肥后7 d是防止田面水氮素大量流失的关键风险期。等氮量有机替代种植，田面水中NH4+-N/TN浓度占比为39.01%~54.01%，NO3--N/TN浓度占比为11.33%~21.62%，Org-N/TN浓度占比为33.85%~41.94%。化肥氮施用增加田面水NH4+-N/TN浓度占比，有机肥施用增加田面水NO3--N/TN和Org-N/TN浓度占比。等氮量有机替代对田面水氮素浓度的响应随施肥天数的增加而减弱，田面水NH4+-N、NO3--N、Org-N、TN的浓度变化呈一元二次多项式下降，基肥施氮后35~40 d田面水氮素浓度趋于稳定低水平。在3种有机替代种植方式中，NPKS处理可降低田面水氮素浓度，降低稻田氮素流失风险。
为研究气候资源变化对湖北省一季稻气候生产潜力的影响，采用湖北省28个气象站点1961—2019年逐日地面气象资料及一季稻生育期资料，分析一季稻生育期内太阳总辐射、≥10℃有效积温和降水量的时空变化规律；并利用逐级订正法计算一季稻光合、光温及气候生产潜力并进行时空变化规律分析，定量描述辐射、温度和降水变化对作物生产潜力的影响。结果表明：1961—2019年一季稻生育期间绝大部地区太阳辐射显著下降，≥10℃有效积温为显著上升趋势；太阳辐射和有效积温在湖北省内呈北高南低分布。降水量年际变化为不显著的上升趋势，全省仅西南地区为降水高值区。一季稻光合、光温和气候生产潜力均值分别为20134.63 kg/hm2、19434.79 kg/hm2和13523.16 kg/hm2；绝大部分地区光合与光温生产潜力都呈显著下降趋势，气候生产潜力为不显著下降趋势，三者的平均气候倾向率分别为 -39.26 kg/(hm2·a)、-35.68 kg/(hm2·a)和-15.76 kg/(hm2·a)。辐射资源下降导致全省一季稻气候生产潜力下降范围为-32.87~-104.51 kg/(hm2·a)，少数站点受到热量和降水资源变化的负面影响，大部分站点受到不同程度的正面影响，综合气候资源影响为负效应。研究得出湖北省一季稻气候生产潜力下降主要是由辐射下降导致。
针对水稻生产过程中化肥施用过量、养分吸收利用率低和面源污染风险高等问题，通过研究化肥减量配施有机肥对植株养分吸收量、肥料偏生产力、土壤养分平衡以及水稻产量的影响，提出稳产条件下适宜的化肥施用量以及有机无机肥配比措施，以期为水稻化肥减量增效与土壤培肥提供理论依据。本研究于2021年在粤西地区早稻生长季开展田间试验，研究了当地4种优化施肥方式：优化施肥处理(OPT)、增有机肥处理+化肥减量处理1 (OM1)、增施有机肥处+化肥减量处理2 (OM2)、增施有机肥处+化肥减量处理3 (OM3)对水稻产量、肥料偏生产力以及养分平衡的影响，从生产目标、环境效应和土壤肥力进行综合评价。结果表明：不同施肥方式下水稻籽粒产量和谷杆比分别在5667~5967 kg/hm2和1.09~1.31之间，氮肥、磷肥、钾肥偏生产力分别在30.4~47.2、96.0~122.1、47.2~105.9 kg/kg之间；农田氮素、磷素、钾素表观平衡在54.2~115.3、17.1~29.8、1.2~67.0 kg/hm2之间。4种施肥措施氮素、磷素和钾素平衡均处于盈余状态。在增施有机肥的处理中，随着化肥施用量的降低，水稻籽粒产量、谷杆比、氮肥、磷肥、钾肥偏生产力、磷素吸收率、钾素吸收率逐渐增加，氮素、磷素、钾素表观平衡逐渐降低。各有机肥替代处理秸秆钾素含量、钾肥偏生产力均显著高于OPT处理(P<0.05)。与农户常规施肥措施相比，优化施肥和增施有机肥措施均可以起到稳产效果，并且谷杆比、籽粒和秸秆含磷量、含钾量均较农户常规施肥措施提高。结合谷杆比、磷、钾肥偏生产力考虑，OM3处理效果最好；从氮肥偏生产力、氮素吸收率、土壤中氮素表观盈余率和产投比考虑OPT处理效果最好。
探究不同市售土壤改良剂在镉(Cd)污染稻田中的应用效果，保障水稻的安全生产。选用6种市售土壤改良剂（“特贝钙”、“土沃宝”、“鲁西”、“康源邦尔”、“育壤康”、“初养”），在Cd中度污染稻田中开展田间试验，测定了土壤理化性质，有效态Cd含量，水稻各器官中Cd含量以及水稻产量。结果表明：施用土壤改良剂后土壤pH平均提高0.22个单位，碱解氮、有效磷、速效钾和有机质分别平均提高7.27%、7.44%、7.39%、2.99%；水稻株高、穗重、千粒重和产量分别平均提高4.72%、4.54%、3.50%、4.26%；土壤有效态Cd含量显著下降0.17 mg/kg，降幅为36.59%，糙米Cd含量显著下降57.72%。供试的6种市售土壤改良剂对于Cd中度污染农田中水稻产量的增加有一定的效果，对吸收和积累Cd具有明显的抑制作用，其中“土沃宝”土壤改良剂在降低土壤有效态Cd和糙米中的Cd含量作用效果最好，可进行推广应用。
为探明0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂浸种后对水稻生长、产量的影响及使用剂量。以‘南粳9108’为供试水稻品种，将水稻种子在不同浓度0.02%二氢卟吩铁SP浸种处理，以0.0016% 28-表高芸苔素内酯AS和0.136%赤·吲乙·芸苔SP为对照药剂，清水浸种为空白。分别在水稻苗期、分蘖期和成熟期调查其生长状况，并在收获期测定产量。结果表明：0.02%二氢卟吩铁浸种不影响水稻发芽，但浓度升高会降低水稻出苗率；0.02%二氢卟吩铁浸种可提高水稻秧苗鲜重、根数及水稻分蘖率；0.02%二氢卟吩铁稀释15000~10000倍浸种能增加水稻穗长、实粒数，提高水稻产量。因此，采用0.02%二氢卟吩铁15000~10000倍液浸种，可促进水稻生长，提高水稻产量，水稻生产中可扩大示范应用。
选择湘中烟稻轮作区2种典型水稻土，比较分析了土壤团聚体分布及其稳定性、有机碳组分及其相关关系，旨在揭示烟稻轮作的2种土壤团聚体稳定性的差异及有机碳的影响。结果表明：红壤性水稻土(RPS)>0.25 mm大团聚体含量、团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于紫色水稻土(PPS)，分形维数(D)则较小，因此烟稻轮作的红壤性水稻结构及团聚体稳定性显著好于PPS；RPS总有机碳(TOC)及颗粒有机碳(POC)含量均显著高于PPS，而易氧化有机碳(EOC)含量变化不明显；RPS和PPS的MWD及GMD均与TOC、EOC和POC呈显著正相关关系，D则与前者呈显著负相关；>0.25 mm团聚体含量虽均与TOC、EOC和POC呈显著正相关关系，但RPS有机碳对>0.25 mm团聚体影响大于PPS，且2种土壤的POC对>0.25 mm团聚体的影响均大于EOC。在培育烟稻轮作的RPS和PPS团聚体和改善其结构中，需提高土壤有机碳及活性有机碳组分含量。
襄阳地区是湖北省重要的粮仓地，稻-麦轮作是当地主要的栽培模式。农户多年自留种后水稻生产上出现落粒和穗腐，为了探讨引起水稻不良生长的原因，进行现场取样和调查分析。采用形态特征观察以及分子生物学鉴定，以市场所购‘黄华占’作对照、经41对水稻分子特异性标记检测，以及使用生长速率法测定化学药剂对分离到的病原菌的毒力。结果表明：病样分离获得4种致病菌，分别为稻黑孢菌、层出镰孢菌、木贼镰孢菌和禾谷镰孢菌；显示农户连续6年自留的‘黄华占’种子未发生变异，连续6年自留的稻种播于免耕田中，所获的稻谷有12个指纹不同于对照，表明自留6年的‘黄华占’稻种在田间生长中出现变异；70%唑醚·丙森锌WG和23%醚菌·氟环唑SC对致病菌的生长均有抑制作用。多年连续留种会引起稻种生命力衰减，导致田间水稻长势衰弱，易遭受病害侵袭，出现异常生长现象。正确用种、科学管理及适期药剂防治是保障水稻安全生产的重要举措。
为了解决长江中下游中低产稻田产能提升应用，在湖北当阳开展大田试验，设置当地常规施肥(T1)、常规复合肥+3000 kg/hm2生物有机肥(T2)、有机无机复混肥(T3)、生物炭基肥(T4)、水稻专用配方肥(T5)及不施肥(CK)共6个处理，在同等施肥量下研究了不同施肥模式对水稻产量及养分利用率的影响。结果表明：不同施肥处理下，水稻产量及产量构成因素均呈现为T4>T5>T3>T2>T1>CK，与T1处理相比，T2~T5处理分别增产4.27%~19.27%；在相同施氮处理下，T2~T5处理氮素累积量较T1处理增加了4.08%~32.03%，T2~T5处理在生产100 kg穗吸氮量、氮肥贡献率、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、氮肥表观利用率较T1处理分别增加1.96%~9.15%、11.26%~44.86%、4.26%~19.27%、16.23%~72.79%、7.80%~61.22%；在相同施磷处理下，T2~T5处理磷素累积量较T1处理增加了4.60%~26.67%，T2~T5处理在生产100 kg穗吸磷量、磷肥偏生产力、磷肥表观利用率较T1处理分别增加4.28%~19.27%、3.33%~10.00%、12.48%~71.90%。在氮磷钾施肥总量相同的情况下，选择适合且具有缓释性的肥料进行基施，分蘖肥合理配施，既能提高养分吸收利用率，还可以增加水稻产量。
为提高肥料利用率，追求水稻增产效益，本试验以籼粳杂交水稻品种‘甬优12’为材料，探究不同类型缓释肥对‘甬优12’产量以及群体结构的影响。结果表明：汉枫缓释肥对‘甬优12’有明显增产效应，较配方肥增产2.7%~3.5%；六国网缓释肥和丰筑缓释肥无明显增产效应。汉枫缓释肥处理下的水稻成穗率和每穗粒数均高于其他处理，弥补了有效穗数较低的不足。各生育期内的叶面积指数和干物质量均以汉枫缓释肥处理最高。综合产量以及群体特征的表现，汉枫缓释肥的经济效益优于六国网缓释肥和丰筑缓释肥，可为‘甬优12’的因种施肥提供依据。
灵芝是一种优秀的传统中药材，在亚洲等地区一直具有巨大的市场需求。但传统的集约式栽培流程导致灵芝产量和品质低下，而水旱轮作则被认为是一种切实有效的可持续农业措施，但灵芝—水稻轮作方面的研究却极其稀少。为探讨灵芝—水稻轮作不同阶段土壤微生物群落的演替规律，采用了高通量测序对不同阶段（DAF，L1和L2）土壤细菌与真菌群落结构进行分析。结果表明：自DAF到L2，细菌的丰富度及多样性指标逐渐降低，真菌的丰富度多样性指标先下降随后上升。灵芝—水稻轮作对细菌与真菌群落结构有显著影响，DAF的罗河杆菌属与芽单胞菌属的相对丰度显著高于L1与L2；而MND1属、大肠杆菌志贺菌、Dongia属、链霉菌属、Ellin6067属相对丰度显著低于L1或L2。而在真菌属水平，L1的小脆柄菇属的相对丰度显著高于DAF与L2，而被孢霉属则相反。相关性分析表明大多数的土壤化学养分与真菌的多样性指标显著负相关，而与细菌丰富度、细菌多样性及真菌丰富度无显著相关关系。RDA分析表明SOM是影响细菌群落的主要环境因子，而AP和AK是影响真菌群落的主要因子。水稻—灵芝轮作有利于改善土壤的微生物群落结构，提高灵芝的产量及品质，对灵芝的可持续农业生产具有显著的积极作用。
本研究旨在揭示华南晚籼杂交稻叶片SPAD值一般配合力及遗传参数的动态变化规律，为华南杂交水稻的高产高效新品种培育提供相关的科学依据。以华南地区生产上广泛应用的3个籼稻不育系和6个籼稻恢复系配置了18个不完全双列杂交组合，分析不同发育阶段叶片SPAD值及其一般配合力及遗传效应的动态变化规律。结果表明：杂种及其亲本叶片SPAD值移栽后呈逐渐下降趋势，于幼穗分化期（栽后43或50 d）达到最低点，始穗期(60 DAT)后快速下降。不同组合以及同一组合在不同发育时期叶片SPAD值存在较大差异。灌浆结实期至蜡熟期，‘荣丰A’、‘五丰A’、‘华占’和‘广恢308’及其相应组合叶片SPAD值下降较快，而‘明恢63’和‘桂99’及其相应杂交组合依然保持相对较高的SPAD值，并与亲本SPAD值一般配合力的动态变化相一致。除分蘖始期叶片SPAD值以特殊配合力为主外，达70.76%，其余发育阶段叶片SPAD值均以一般配合力起主导作用。杂种叶片SPAD值在生殖生长阶段的遗传力(21.90%~63.89%)，显著高于其营养生长阶段的遗传力(8.02%~14.79%)；其遗传效应以加性效应为主，同时存在显性或/和上位性效应，始穗期至抽穗扬花期的显性或/和上位性效应增大，达18.37%和22.02%。发育前期和中期，叶片SPAD值受环境条件影响较小，后期则较大地受到环境条件影响。
为了研究不同浓度的镉胁迫对耐盐水稻生长及昆虫解毒酶的影响，以耐盐水稻品种‘海红-12’为材料，用不同浓度(1.5、3、6、15 mg/kg)的氯化镉溶液分别处理4、7、12、17、22 d，测定了不同浓度、不同时间镉处理下耐盐水稻幼苗株高、根长、叶绿素含量以及以处理水稻植株为食的斜纹夜蛾幼虫乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的活性。结果表明，镉胁迫下，耐盐水稻株高、根长受镉浓度和时间效应的双重影响，较低浓度(1.5、3 mg/kg)镉溶液对水稻生长的抑制作用在处理期间间歇性呈现，较高浓度(6、15 mg/kg)镉溶液的抑制作用则持续出现。随着镉处理浓度的升高，耐盐水稻的叶绿素含量随时间的推移持续降低。取食不同浓度镉处理水稻幼苗的斜纹夜蛾幼虫，乙酰胆碱酯酶活性随镉处理浓度的升高而降低，但羧酸酯酶活性升高。镉溶液抑制耐盐水稻幼苗的生长，且抑制作用随镉溶液浓度的增大而增强，取食受镉处理的耐盐水稻幼苗，植食性害虫体内解毒酶活性产生不同趋势的变化。研究结果可为优化耐盐水稻种植栽培条件提供数据支撑，为进一步研究耐盐水稻-昆虫对重金属富集的反应机制提供理论依据。
为了解稻田常用的生物农药或杀虫剂对红螯螯虾大规格幼虾的毒性效应，测定了中生菌素、氯虫·噻虫嗪、噻唑锌和井冈霉素A对其的急性毒性反应。结果表明：4种农药对红螯螯虾大规格幼虾96 h半致死浓度分别为19.66、1.65、1132.83、2092.07 mg/L。安全浓度分别为5.65、1.27、260.40、248.11 mg/L，根据耐受性和行为特征观察发现，4种药物对于4 cm左右的红螯螯虾幼虾的毒性大小依次为氯虫·噻虫嗪>中生菌素>噻唑锌>井冈霉素A，根据国家标准(GB /T16310.5—1996)，噻唑锌和井冈霉素A对于4 cm红螯螯虾幼苗属于无毒农药，中生菌素属于微毒农药，而氯虫·噻虫嗪为中毒农药。本试验明确了红螯螯虾幼虾对水稻常用农药的耐受性，为红螯螯虾-水稻综合种养过程中的病害防治工作提供参考。
为了探索不同种植方式对寒地水稻抗倒伏能力的影响，以‘龙粳21’和‘龙稻18’为试材，比较研究了水直播、旱直播和插秧栽培模式下水稻的抗倒伏特性。种植方式对寒地水稻的抗倒伏特性有显著影响，但两品种表现不一致。其中，‘龙粳21’N1至N4节间的倒伏指数为插秧>水直播>旱直播，单茎抗推力为旱直播>插秧>水直播。‘龙稻18’N1、N3和N4节间的倒伏指数为插秧>旱直播>水直播，N2节间为旱直播>插秧>水直播，单茎抗推力均为水直播>插秧>旱直播。相关分析表明，提高寒地水稻抗倒伏能力应适当降低株高、重心高度和N1、N2节间的长度，不宜攻大穗。在寒地稻区，通过选择适宜的品种及合理地构建多穗和小穗的群体结构，既利于直播稻获得较高的产量，也有利于提高抗倒伏性。
为筛选出适合云南籼稻地区种植的高产稳产、抗病性强以及米质优良的杂交籼稻品种，加速育种进程和成果转化，以‘凌禾优78’为对照，通过品种试验，对8个杂交籼稻参试品种的产量、田间表现、抗病性及米质等多方面进行对比分析。结果表明，除‘云两优252’外，其余品种综合性状优良，2021年和2022年两年区域试验平均产量达10000 kg/hm2以上，比CK增产5%的品种有5个，生产试验产量均高于9800 kg/hm2，其中‘云两优9801’产量最高，比CK增产8.8%以上；米质分析结果表明，‘云两优2198’的米质为农业部食用稻品种品质普通标准，‘云两优42’、‘云两优9801’、‘云两优9802’、‘云两优9803’、‘玉龙优和占’、‘华中优9326’两年米质均达农业部食用稻品种品质优质标准；‘云两优252’产量为9730.95 kg/hm2，低于CK，其米质为农业部食用稻品种品质普通标准。因此，‘云两优42’、‘云两优9801’、‘云两优9802’、‘云两优9803’、‘玉龙优和占’和‘华中优9326’为优质品种，‘云两优2198’是高产稳产品种。推荐以上7个品种进行审定，该研究为水稻品种审定和水稻增产增收提供依据。
垩白是评价水稻外观品质的重要指标之一，是一种严重影响稻米碾磨、外观及食味品质的不良性状，对水稻的市场价值评估起到重要作用。本研究主要总结了水稻垩白的形成受生理机制、遗传机制和环境因素的影响，同时指出目前育种工作中改良垩白性状所存在的难点问题，并根据目前的研究成果与相关技术的发展，提出一些改良意见，为优质稻米的生产提供一定的研究基础。
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