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在大田、盆栽、群体水培等条件下,以籼稻、粳稻和杂交稻等不同类型品种为供试材料,在谷壳形成期设计多种处理改变稻体内氮、碳水平,研究其对谷壳生长和发育的影响,以及在谷粒充实期设计多种处理改变灌浆物质供应水平,研究其对谷粒充实的影响,企图明确提高水稻粒重的机理、途径和方法。主要结果如下: 1.在不同栽培和环境条件下,同一水稻品种的千粒重有较大差异。其中,扬稻6号千粒重的极差为6.69g,最大千粒重是最小千粒重的1.28倍;日本晴千粒重的极差为7.52g,最大千粒重是最小千粒重的1.38倍;武运粳8号千粒重的极差为3.79g,最大千粒重是最小千粒重的1.15倍;汕优63千粒重的极差为5.85g,最大千粒重是最小千粒重的1.25倍。从不同比重等级籽粒的千粒重来看,盐粳2号千粒重的极差为4.34g,最大千粒重是最小千粒重的1.22倍;扬稻4号千粒重的极差为8.89g,最大千粒重是最小千粒重的1.41倍;汕优63千粒重的极差为7.40g,最大千粒重是最小千粒重的1.31倍;02428/明恢63千粒重的极差为10.76g,最大千粒重是最小千粒重的1.54倍。 2.适当降低移栽至抽穗期的供氮浓度或适量施用分蘖肥,能明显增大谷壳面积,显著提高千粒重;增加移栽至抽穗期的供氮浓度或过多施用穗肥,使谷壳面积明显减少,千粒重显著下降;适量施用粒肥能提高千粒重;抽穗前15d至抽穗期进行遮光、缺水或抽穗前15d剪根处理均使谷壳面积减小和谷粒充实度降低,千粒重显著下降;增加土壤通透性,促进根系生长,能明显增加谷壳面积和谷粒充实度,千粒重显著提高;适当降低土壤容重能明显增加日本晴谷壳面积和谷粒充实度,显著提高千粒重,而土壤容重过高将使谷壳面积减少、谷粒充实度降低,千粒重明显下降;扬稻6号的千粒重以土壤容重1.45g·cm-3处理为最高,土壤容重过高过低均使谷壳面积减少、谷粒充实度降低,千粒重显著下降。 3.增加谷壳的长度和宽度能提高灌浆前期的灌浆速度,促进糙米的生长,增大糙米体积,使粒重显著提高;增加单位谷壳面积谷壳重能显著提高籽粒的充实程度,使粒重显著提高。在不同栽培和环境条件下,谷壳大小是造成处理间粒重差异的主要原因,不同类型品种表现一致;在籽粒不同比重条件下,谷粒充实度高低是造成不同比重等级谷粒千粒重差异的主要原因,不同类型品种表现一致。 4.扬稻6号谷壳长度、宽度的生长均呈“S”型曲线,可用Richards方程拟合。一般抽穗前10~14d是谷壳伸长、增宽最快的时期,谷壳增宽较谷壳伸长稍为滞扬州大学博士学位论文后;增加谷壳快增期生长速度(VZ)和最大生长速度(Vm)能显著增加谷壳的长度和宽度;通过栽培条件适当降低谷壳形成期植株的含氮率、提高谷壳形成期植株的可溶性糖和淀粉含t,均能显著增加谷壳的长度和宽度。 5.促进谷壳的物质积累,增加单位谷壳面积的谷壳重能显著提高谷粒的充实程度,不同类型水稻品种表现一致。抽穗后不同花势谷壳增重过程有显著差异,强势花谷壳增重快,多于抽穗后15d左右达到最大值:弱势花谷壳增重速度明显慢于强势花,且历时长,在抽穗后35d左右才能达到或接近最大值;结实期强、弱势花谷壳增重幅度为51.16116.37%,.弱势花增幅明显大于强势花。 6.改变栽培条件和耕作措施等,改善土壤通透性,在谷壳形成期适当降低植株含氮率,增加植株可溶性糖和淀粉含量,调节植株碳氮比率,促进根系生长,能显著增大谷壳面积和促进谷壳的发育;在谷粒充实期提高根系活性,防止叶面积迅速下降,提高净同化率,增加灌浆物质量和谷壳的物质积累量,可显著提高谷粒的充实程度。