两系杂交稻制种的气候适应性研究

研究两系杂交稻的首要不育系———培矮64S制种的气候适应性, 一方面可为两系杂交稻的生产提供决策参考, 另一方面也可为其它不育系的研究提供借鉴。分析气候适应性时, 首先利用播种—抽穗天数及其对应的气象资料, 建立发育期模型; 然后利用自交结实率资料及其对应的气象资料建立育性量化模型, 并求出育性转换的光温指标; 最后将我国稻区35个站点42年 (1951~1992年) 的气象资料代入发育期模型, 求出各站点的可能出穗持续期 (最早出穗期—最晚出穗期的历期), 对比育性转换的光温指标, 确定培矮64S在80%、90%和95%保证率下连续不育 (可育) 的初、终日, 将连续不育期作为生产杂交稻种子的季节, 将连续可育期作为繁殖培矮64S的季节。结果显示:培矮64S仅能在海南岛及云贵高原中低海拔地区自交繁殖; 而在东北、云贵高原以外的稻区, 培矮64S均可用于生产两系杂交稻的种子, 各稻区制种季节的长短、起止日期与种植地的纬度、海拔高度相关。     

水稻核雄性不育系培矮64S的育性指标分析

培矮64S是我国目前两系法杂交稻生产中应用最广泛的实用不育系。利用培矮64S在南京、武汉、长沙、贵阳、三亚等地的多年分期播种资料及其相应的温度和日长资料，分析了水稻光（温）敏核不育系培矮64S的不育性和可繁性，并采用光温分级法和育性量化模型法，分析了培矮64S的育性转换光温指标。表明两种方法的计算结果具有较好的一致性。     

两用核不育系在赣南不同海拨高度的育性鉴定试验初报

通过试验,找到了 3种两用核不育系在赣州市繁种和制种的适宜播期和农用海拔角度,从而为两系杂交稻繁殖和制种的成功做了一些有益的尝试。关键词：两用核不育系 育性 试验     

充分发挥我省气候资源优势调整两系杂交稻制种基地布局

两系杂交稻不育系在育性转换期和亲本扬花授粉期对光、温、水等气象因子反应十分敏感。由于我省气候受季风影响，夏季温度年际间变幅大，给两系杂交稻制种带来一定的风险。近2～3年，在一些制种气候不稳定区域，多次出现制种失败，一度影响了两系杂交稻的推广。我省当前所面临的问题仍然是在什么气候区域，什么季节安排制种，才能将气候风险降低到最低水平。     

发挥山区农业气候资源优势 攻克两系杂交稻制种难关

本文围绕提高两系杂交稻制种这个问题，根据其不育系育性转换期以及现有不育系的温敏型，从农业气象角度出发，提出攻克两系杂交水稻制种难关的技术措施。抓好“三防”，按“四佳”选择制种基地，无疑将使两系杂交稻制种产量和杂一代的纯度得到有效的提高。     

“两系”法杂交稻制种气候适应性的初步探讨

“两系”法杂交水稻示范推广是我国水稻生产中又一革命性的发展 ,它具有稻米品质好、增产潜力大的显著特点。“两系”杂交稻不育系的不育性 ,既受细胞核不育基因的控制 ,又受气候条件的影响 ,因此既要选择一个最佳扬花授粉期 ,又要选择一个安全的育性转换期。前者是制种稳产高产的前提 ,后者是制种成败的关键。１水稻“两系”法制种的概念水稻“两系”法制种是利用不育系在某种特定光温条件下的雄性不育特性 ,与恢复系配制生产杂交水稻种子。同时又利用它在一定条件下表现为雄性可育能自交结实的特性 ,繁殖不育系种子。它具有一系两用、种子…     

杂交水稻株型因素的相关性及其规律

根据我国超级杂交稻育种研究的技术思路 ,以两优培九 (培矮 6 4S/931 1 )、6 5396、931 1、E32、汕优 6 3、培矮 6 4S、399等 7个株型特性不同的品种 (组合 )为材料 ,测定了 4类 2 0项株型因素并作相关分析。认为株高和叶角是超高产育种和栽培的两项最主要的株型因素。通过对生态条件和两优培九株高变化关系的分析 ,有平均株高的 1 2 .6 %是由温度引起的 ,并建立了株高的生态预测模型。通过对抽穗后顶部三叶的 8种叶角度配置的单位受光量的理论模拟计算证明 ,理想的株型应以剑叶与倒二叶距离 ( d1 2 )为 1 5cm,倒二叶与倒三叶距离 ( d2 3)为 2 5cm,叶角配置应以 4°～ 6°(剑叶 ) ,9°～ 1 1°(倒二叶 ) ,1 4°～ 1 6°(倒三 )为宜。这些结果可以为超级杂交稻株型育种提供依据。     

两系杂交稻的育性与气象条件

通过对不同核不育系所需的气象条件以及气象因子在两系杂交稻的育性转换中所起的作用的阐述,为两系杂交稻制种、有种的气象服务提供依据。     

培矮64S冷灌繁种技术研究

通过对低温敏核不育系培矮６４Ｓ育性敏感期间冷水处理后温度场分布特征和自交结实率的资料分析，得出培矮６４Ｓ的灌水始期是冷灌后的见穗期往前推１８天，终止期为见穗期往前推３天，灌水深度前１０天为１５ｃｍ，，后５天为２０ｃｍ，，为“冷繁”技术在生产上应用提供了理论依据。     

培矮64S在泰国的育性气候适应性及其安全制种的播期研究

为了推动中国加入WTO之后农业生产的国际化进程，将我国首创的两系法杂交水稻生产技术推向世界。以泰国曼谷、清迈地区1980-1997年逐日4个时次气温观测资料和NCEP／NCAR再分析资料为基础，结合两地区理论日长的计算结果和培矮64S的育性转换指标集及发育期模型，对我国目前应用最广泛的光、温敏核雄性不育系培矮64S在泰国产稻区代表地曼谷和清迈的育性气候适应性进行了分析。给出了90％、95％、100％保证率下安全制种和繁殖的最早、最晚播种期；计算了相应的风险概率，为两系杂交稻在泰国的推广应用提供可靠的农业气候依据。     

Changes in soil organic carbon stocks as affected by cropping systems and cropping duration in China’s paddy fields: a meta-analysis

Great uncertainties remain in the impact of cropping systems on soil organic carbon (SOC) stocks in paddy fields that hold a large potential for carbon (C) sequestration. In this study, a meta-analysis was performed to examine trends on SOC stocks in unfertilized and fertilized fields from three of the most common rice cropping systems in China. Results showed that rice cropping without any nutrient application (Control) significantly increased SOC stocks by 9% compared to the initial level in double rice cropping systems (DR), whereas no significant effects were observed in single rice cropping systems (SR) and rice-upland crop rotation systems (RU). Paddy soils sequestered C in all the three cropping systems under inorganic NPK fertilization, and the magnitude of the increase in SOC stocks was in the order DR > RU > SR. Soil C stocks increased with the increasing cropping duration. Continuous rice cropping for more than 20?years led to average SOC gains of 15% and 23% in the control and NPK treatments, respectively. Furthermore, it seems that C sequestration was still occurring in the longest fields from the included studies. Thus, no SOC saturation trend was found over the investigated cropping duration. However, the negative relationship between SOC changes and their initial C stocks suggests indirectly the possibility of SOC saturation in paddy fields.     

上海地区单季晚稻生长期降水量对产量的影响及产量预估

为探索上海地区单季晚稻生长期内降水量分配对产量的影响。采用降水集中度（Precipitation Concentration Degree, PCD）和集中期（Precipitation Concentration Period, PCP）研究1971～2015年单季晚稻全生育期内降水非均匀分布特征,运用趋势分析法研究单季晚稻全生育期降水分配情况及各生育期降水量与产量之间的关系,基于CMIP5全球气候模式情景下降水预估资料,估算2020～2045年上海地区单季晚稻生长期降水量对气象产量影响变化。结果表明:近45年单季晚稻生长季PCD变化趋势不显著,降水分布不均匀, PCP主要集中在7月27日至9月11日,即孕穗期和抽穗期;在分蘖期的降水量占全生育期总量的29.9%,孕穗期占26.2%,抽穗期占7.1%,成熟期占10.8%,分蘖期和孕穗期降水占全生育期的1/2以上;孕穗期降水量与单季晚稻气象产量的负相关关系达显著水平（p＜0.05）;未来30年内降水量对单季晚稻气象产量的负效应略大于正效应,即减产作用大于增产作用。未来气候变化情景下单季晚稻生长期内降水量的变化对产量有影响,应制定相应的适应措施。     

不同品种双季晚稻产量结构对干旱胁迫的响应

干旱是湖南双季晚稻分蘖-幼穗分化期主要农业气象灾害,对晚稻生长和产量形成产生不利影响。本研究以常规晚稻和超级晚稻在分蘖-幼穗分化期进行干旱胁迫试验,于20142016年连续3年开展15、20、25、30d4个干旱处理水平试验,探讨了干旱强度与不同品种双季晚稻产量结构的关系,从而确定双季晚稻干旱指标。试验研究结果表明,相同干旱胁迫处理下,土壤相对湿度是影响双季晚稻产量结构的关键因素,常规晚稻和超级晚稻产量结构对干旱胁迫的响应存在差异性。自晚稻分蘖普遍期开始干旱处理,对常规晚稻理论产量、有效穗数和结实粒数产生不利影响的土壤相对湿度阈值分别为92.5%、87.2%和98.6%;对超级晚稻理论产量、有效穗数和结实粒数产生不利影响的土壤相对湿度阈值分别为96.8%、97.1%和89.3%。根据晚稻产量结构对干旱持续时间和土壤湿度的响应,构建了常规晚稻和超级晚稻的分蘖-幼穗分化期干旱等级指标,可为双季晚稻的干旱监测和抗旱救灾提供理论依据和实践指导。     

CLIMATIC RISK ZONING OF DOUBLE CROPPING SUPER RICE CULTIVATION IN HUNAN PROVINCE

Based on meteorological data including daily sunshine duration, temperature and precipitation from 97 meteorological stations in Hunan province during the period of 1981—2010, in combination with the field experiment in different places at different sowing dates, the precise climatic risk zoning of double cropping super rice cultivation has been studied by using the spatial interpolation method and other Geographical Information System(GIS)technologies. Three key climatic factors were selected including chilling in May, high temperature heat damage during July to early August and low temperature damage in autumn in this study. Furthermore, based on the analysis of climatic conditions suitable for double cropping super rice cultivation and climatic disasters, 8-22 ℃ active accumulated temperature, sunshine duration from late March to October, climatic risk index of the low temperature in autumn, and climatic risk index of chilling in May were selected as key climatic factors to study the precise agro-meteorological regionalization of double cropping super rice in Hunan province. The results showed that: the high-yielding zones of double cropping super rice in Hunan were mainly located in Zhuzhou, Hengyang, Yongzhou and Chenzhou City, the moderate-yielding zones were primarily located in the east and north reaches of Dongting Lake,together with most of Changsha, Zhuzhou and Xiangtan City, and other regions in Hunan were not suitable for double cropping super rice. These findings can provide valuable information for the large-scale cultivation of double cropping super rice in Hunan province.     

杂交水稻制种最佳期的确定

针对杂交水稻制种对晴、雨天气敏感反应，根据建阳市（１９６１－１９９６年）降水资料，分析降水分布规律，采用历年６－９月逐日、各候连阴雨天气概率分布规律和连续１０天内遇阴雨天概率分布谷期，确定闽北地区杂交水稻制种的最佳期。     

Multiple cropping systems of the world and the potential for increasing cropping intensity

Multiple cropping, defined as harvesting more than once a year, is a widespread land management strategy in tropical and subtropical agriculture. It is a way of intensifying agricultural production and diversifying the crop mix for economic and environmental benefits. Here we present the first global gridded data set of multiple cropping systems and quantify the physical area of more than 200 systems, the global multiple cropping area and the potential for increasing cropping intensity. We use national and sub-national data on monthly crop-specific growing areas around the year 2000 (1998–2002) for 26 crop groups, global cropland extent and crop harvested areas to identify sequential cropping systems of two or three crops with non-overlapping growing seasons. We find multiple cropping systems on 135 million hectares (12% of global cropland) with 85 million hectares in irrigated agriculture. 34%, 13% and 10% of the rice, wheat and maize area, respectively are under multiple cropping, demonstrating the importance of such cropping systems for cereal production. Harvesting currently single cropped areas a second time could increase global harvested areas by 87–395 million hectares, which is about 45% lower than previous estimates. Some scenarios of intensification indicate that it could be enough land to avoid expanding physical cropland into other land uses but attainable intensification will depend on the local context and the crop yields attainable in the second cycle and its related environmental costs.     

气候变暖对江西双季早稻适播期的影响

利用江西省82个气象观测站1971-2012年地面气象观测资料和14个农业气象观测站1981-2012年双季水稻物候观测资料,针对气候变暖对江西省稳定通过10℃初日、20℃终日以及双季水稻生育期热量条件的影响,依据双季水稻熟性搭配种植对热量条件的需求,采用倒推法计算不同年代以及13个30 a滑动平均序列的双季早稻适播期,分析双季早稻适播期起止日期与持续日数的变化特征。结果表明：10℃初日总体呈提前趋势,尤其是2001年以后,大幅度提前;不同年代间20℃终日的变化幅度较10℃初日的小;适播期起始日期大部分站点呈“推迟-推迟-大幅提前”的趋势,终止日期大部分站点呈“推迟-提前-大幅推迟”的趋势,持续日数一般呈“增加-减少-大幅增加”变化趋势。受气候变暖的影响,江西省适宜采用“中熟＋中熟”搭配方式种植双季水稻的地区逐步北扩,尤其是2001年以后,可采取“中熟＋中熟”搭配方式的地区明显扩大。1981-2010年江西省除修水县、铜鼓县、资溪县等局部地区外,大部地区可采取“中熟＋中熟”搭配方式。1991-2020年,除了修水、婺源等赣北局部地区种植仍有一定风险外,其余地区的热量条件均满足“中熟＋中熟”搭配方式的双季水稻种植,或采取对热量条件要求更高的熟性搭配方式种植,如南昌县、樟树市等地可调整为“中熟＋迟熟”或“迟熟＋中熟”搭配方式,而泰和县、南康县、龙南县等地可因地制宜采取“迟熟＋迟熟”搭配方式种植双季水稻,以充分利用热量资源,提高双季水稻产量与品质。     

水稻气候生产力的数值模拟及其应用

在水稻气候生产力数值模拟的基础上,利用杂交水稻种植区１８省１６５站３０年逐旬光温整编资料,模拟并分析了早、中、晚稻气候生产力的空间分布规律及其气象原因;利用模糊聚类分析,进一步对我国水稻种植区域作了气候生态类型区划,结果早季稻划分为七个类型区,中季稻和晚季稻可划分为六个类型区。