水稻生產力的基因型與播期效應模擬研究.pdf

1、水稻(Oryza sativa L.)是我國最重要的糧食作物之一，提高水稻產量，對于保障我國糧食安全，促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現實意義。
　　 本研究以實驗室已有水稻生長模型RiceGrow為研究工具，研究分析了不同水稻基因型和播期對水稻生產的影響效應，進而提高水稻產量。首先，利用收集到的不同生態(tài)點的水稻田間試驗資料(1981-2005年)以及2009-2010年的水稻播期試驗，對水稻生長模型RiceGrow進行檢驗；然后，

2、在5個典型單季稻種植區(qū)(五常市、徐州市、興化市、信陽市和合肥市)，通過設置不同的品種參數，分析不同生育期參數對水稻生育期和產量的影響；同時，利用杭州市、儀征市和徐州市1981-2010年的氣象資料，通過對不同播期的模擬，研究分析了不同播期對水稻生育期與產量的影響效應。
　　 利用五常市、徐州市、興化市、信陽市和合肥市5個生態(tài)點的不同品種、不同年份的田間試驗資料，對RiceGrow模型進行了檢驗和評價，結果顯示抽穗期、成熟期和產量

3、的觀測值與模擬值RMSE(根均方差)分別為2.6d、3.1d和869.7kg hm-2，NRMSE(標準根均方差)分別為2.3％、2.1％和11.5％；利用杭州、儀征兩年的田間試驗資料，通過與ORYZA2000模型對播期模擬的比較結果顯示，RiceGrow模型的生育期、地上部生物量扣產量的RMSE分別為4.6d、1539.2kg hm-2和792.2 kg hm-2，NRMSE分別為3.7％、17.4％和10.2％；而ORYZA2000

4、模型的生育期、地上部生物量和產量的RMSE分別為6.4d、1559.9 kg hm-2和989.1kg hm-2，NRMSE分別為5.2％、17.6％和12.0％。綜上所述，RiceGrow和ORYZA2000模型均能較好的模擬不同生態(tài)點、不同年份、不同品種、不同播期條件下的水稻生產。
　　 通過設置RiceGrow模型中與水稻生育期相關的不同生育期參數，研究分析不同生育期參數對水稻生育期和產量的變化特征。即在基本早熟性(IE)

5、、光周期敏感性(PS)、溫度敏感性(TS)、和基本灌漿因子(BFF)4個生育期參數的取值范圍內，按一定步長進行變化，來分別量化分析單一生育期參數及多個生育期參數組合在五常、徐州、興化、信陽和合肥5個不同生態(tài)點對水稻生育期和產量的影響。結果表明，增加IE和BFF可顯著縮短水稻生育期，而增加TS和PS則可延長水稻的生育期；在產量表現上，IE值變化對產量的影響不顯著，而TS和PS增加，產量也有所增加，增加BFF值則顯著降低了產量。IE、PS和

6、TS三個參數組合的模擬結果顯示，不同參數組合的生育期和產量在不同年型下存在一定的差異，而在不同生態(tài)點均表現出隨生育期的延長，產量逐漸升高，延長至一定生育期后產量相對變化穩(wěn)定或有所下降后又升高的趨勢變化；同一生育期下由于生育期參數不同使得產量也在一定范圍內波動變化；通過與對照品種的比較，最終確定生育期參數IE值在0.5-0.8，PS在0.020-0.036和TS在6.6-9.0范圍內，不同生育期參數組合表現出生育期較短而產量較高的趨勢。而

7、對照品種產量增加5％以上，不同生育期參數變化在不同生態(tài)點不同年型下也表現出一定的差異性。通過與各研究點歷史年份水稻實際生育期和產量比較，高產品種組合成熟期平均縮短6.0 d，而產量在6701-10262 kg hm-2之間，平均增產17.5％。綜合結果表明，提高水稻產量，需根據不同環(huán)境進行不同生育期參數的優(yōu)化組合，以達到最終實現產量增加的目的。
　　 利用杭州、儀征和徐州1981-2010年30年間的氣象資料，模擬分析不同播期對

8、水稻生產的影響，結果顯示，模型模擬結果顯示，所研究品種(兩優(yōu)培九、武香粳14和汕優(yōu)63)在各地區(qū)的播期范圍均較廣，且受溫度升高的影響，最早播期有提前的趨勢，而最晚播種期有延后的趨勢。杭州、儀征和徐州水稻的最適播期(最高產量)分別集中在4月19日至5月3日，4月10日至5月10日和4月24日至5月14日之間；相應的各生態(tài)點最高產量變化范圍分別為：8173-11656，8912-11379和8283-10816 kghm-2。各生態(tài)點適宜播