直播种植模式下水稻剑叶光合、强弱势籽粒灌浆特性及产量的氮素调控

为探讨不同施氮水平对水稻剑叶光合、籽粒灌浆特性和产量的影响。以生育期较短的‘新稻567’、‘新稻568’和‘新科稻31’为试验材料,在直播种植模式下,设置3个施氮水平0、255、300 kg/hm²,分别测定抽穗后剑叶光合速率、强弱势籽粒灌浆速率和产量等指标,研究氮肥调控水稻产量的生理机制。结果表明,随着施氮量的增加,3个品种产量均呈先增加后降低的趋势;高效叶面积率和粒叶比表现为中氮水平较高,高氮水平较低。灌浆期剑叶光合速率呈先增加后降低趋势,不同氮肥处理间基本表现为中氮处理高于高氮处理;强弱势籽粒灌浆速率在整个灌浆期内呈开口向下的抛物线趋势,不同氮肥处理间的差异在灌浆盛期至灌浆中后期较大,表现为无氮和中氮处理高于高氮处理,灌浆末期处理间差异较小。产量与灌浆期剑叶光合速率呈正相关关系,与强弱势籽粒灌浆速率在灌浆初期呈负相关在灌浆中后期呈正相关关系。适度的氮肥施用量有利于提高直播水稻高效叶面积率、粒叶比,增加剑叶光合速率、强弱势籽粒灌浆速率,从而促进水稻高产。     

穗分化期外施24-表油菜素内酯(EBR)促进水稻源、库及籽粒灌浆的生理机制

水稻产量高低与其籽粒灌浆能力的强弱密切相关, 而籽粒灌浆能力的强弱受源和库的影响。已有研究表明, 油菜素甾醇类化合物(brassinosteroids, BRs)对水稻生长发育和产量具有正向调节作用。为进一步阐明BRs调控水稻源强、库容和库活性的生理机制及其相互关系, 本研究在大田条件下, 以粳稻日本晴为试验材料, 在穗分化期喷施24-表油菜素内酯(24-epibrassinolid, EBR), 分析其相关影响。首先, 两种不同浓度的EBR处理通过促进光合产物的合成及其在灌浆过程中的转运提高了水稻的源强。其次, 两种浓度EBR处理均增大了水稻的库容, 但两种处理的影响方式存在差异, 低浓度处理(T1) 显著提高水稻籽粒的千粒重, 对穗粒数的影响较小; 高浓度处理(T2)则显著增加单位面积的穗数和穗粒数, 对千粒重的影响较小。再次, 两处理同时提高了水稻强、弱势粒的蔗糖裂解酶活性, 尤其对弱势粒酸性转化酶(acid invertase, AI)活性的影响较大, 有助于光合产物向弱势粒分配, 进而促进弱势粒淀粉合成和籽粒灌浆, 提高其充实度和结实率。最后, 两处理均显著增加了水稻的产量, T1和T2分别平均增加5.6%和15.2%, T2比T1平均增产9.1%。因此, 与低浓度EBR处理下的千粒重增大相比, 高浓度处理下穗粒数的增加对产量影响更大。综上所述, 穗分化期进行EBR处理能够增大水稻的源强、库容和库活性, 进而促进光合物质的积累和分配, 有利于籽粒灌浆; 在光合物质供应充足和库活性显著提高的基础上, 库容的增大有助于产量的明显提高。     

耕作方式对土壤理化性状及夏玉米生长发育和产量的影响

研究耕作方式对土壤理化性状、夏玉米生长发育及籽粒产量的影响,为黄淮海北部地区土壤结构改善和籽粒产量提高提出有利的科学依据。试验设夏玉米前茬深松、翻耕、隔年深松和传统耕作旋耕4个处理。研究结果表明,深松、隔年深松、翻耕能够显著降低10 cm以下土层的土壤紧实度;提高各生育时期土壤含水量,尤其以20～40 cm土层表现最为明显;增加20～60 cm土层速效钾含量;有利于维持夏玉米灌浆中后期叶面积指数,干物质的积累量增加7．79％～18．09％;提高籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率,每公顷产量提高4．1％～9．3％。各处理间以深松和隔年深松处理表现最好,且两处理无显著差异。本试验条件下,隔年深松是兼顾高产节能高效的耕作方式。     

糯玉米不同品种的果穗增重与籽粒灌浆特性

以15个糯玉米杂交种为材料,研究不同品种果穗增重、籽粒灌浆动态。结果表明,鲜穗产量与籽粒产量品种间差异极显著,同时两者相关极显著。果穗增重与籽粒灌浆不同品种间表现一致,均随花后天数的增加呈“S”型曲线增长,符合Richards方程。方程参数分析表明,果穗最大增重速率高、快速增重阶段的速率大和持续时间长有利于提高品种的鲜穗产量;籽粒灌浆活跃生长期长、灌浆最大增长速率高、快增期的灌浆速率大和持续时间长有利于提高籽粒产量。果穗含水率与籽粒含水率随花后天数的增加均呈直线下降趋势,下降速率因品种而异,各品种鲜穗重达峰值时果穗含水率为61.96%~72.98%。     

不同生育期温度逆境处理对早稻产量的影响

为研究温度逆境对水稻的响应,采用盆栽种植的方法,在早稻分蘖期、孕穗期、灌浆期,利用人工智能气候室,通过不同时期的温度逆境处理,分析其对早稻产量及构成。结果表明:生物量表现为低温中温高温,灌浆期孕穗期分蘖期处理;分蘖期和孕穗期的温度变化对有效穗影响较大,灌浆期的温度变化对有效穗基本无影响;孕穗期进行温度处理对结实的影响最明显,且高温会显著降低结实率;孕穗期高温处理显著降低千粒重,其余各时期温度处理的千粒重差异不显著;单株产量表现为低温中温高温,灌浆期处理分蘖期处理孕穗期处理,孕穗期高温处理的产量最低,较同时期低温处理减少26.80%~42.46%,较同时期中温处理减少21.16%~36.22%。试验表明,高温对早稻产量及产量构成影响最大,3个时期中,孕穗期是早稻产量及产量构成的最敏感时期。     

水分胁迫对贪青水稻籽粒充实及其淀粉合成关键酶活性的影响

以两个灌浆速率差异较大的杂交稻组合(汕优63，Pc311/早献党)为材料，设置出穗后高氮(HN)和正常氮(NN)两个水平，以正常灌水为对照(WW)，研究适度水分胁迫(WS)对水稻籽粒灌浆速率与籽粒中淀粉合成关键酶活性的影响。结果表明， HN导致水稻贪青迟熟，主要表现为淀粉积累速率和积累量显著下降，造成粒重和产量降低。适度水分胁迫处理能有效改善贪青稻株的籽粒充实状况。施高氮导致水稻籽粒中蔗糖合成酶(SuSy)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-Gppase)、颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性降低，是贪青稻株籽粒淀粉积累速率下降和充实不良的内在生理原因。适度水分胁迫处理能诱导籽粒中SuSy、ADP-Gppase、SSS和SBE活性上升，进而增加籽粒淀粉积累和粒重。而正常施氮下，水分胁迫导致稻株籽粒灌浆后期同化物供应不足和淀粉合成代谢酶活性下降过快，是其籽粒淀粉积累总量减少、粒重降低的主要原因。     

早籼稻籽粒灌浆动态与稻米垩白形成关系的研究

以垩白表现性状不同的多个水稻品种为材料，采用分期播种的方式，研究不同品种、不同环境温度条件下籽粒干物质积累、灌浆速率和脱水速率等籽粒灌浆过程的动态变化与稻米垩白表现的关系。结果表明，灌浆速率快且起伏大，最大灌浆速率出现早的水稻品种，灌浆周期缩短，垩白粒率和垩白度相应较高。高温造成籽粒灌浆速率和脱水速义起伏较大，特别是灌浆中后期的快速脱水，造成灌浆物质固化过快，使籽粒降低或丧失接纳同化物的能力，因而籽粒内容物充实不育而形成了晋白。     

灌浆充实调节剂对大穗型水稻弱势籽粒灌浆的调控效应

为探究2种灌浆充实调节剂对大穗型水稻品种弱势籽粒灌浆充实的影响及其作用机制,采用大田试验,以大穗型水稻品种交源优216为试验材料,研究了抽穗开花期喷施灌浆充实调节剂(禾立丰和新美洲星)对水稻弱势籽粒灌浆充实、内源激素含量、灌浆充实相关miRNA及其靶基因、编码灌浆充实相关蛋白和蔗糖-淀粉代谢关键酶基因表达量的影响。结果表明,2种灌浆充实调节剂禾立丰和新美洲星显著提高了交源优216的产量、弱势籽粒千粒质量、灌浆速率及灌浆起始势,弱势籽粒千粒质量与对照(清水处理)相比分别提高了16.07%和15.89%;且弱势籽粒中IAA含量在花后9,15,21 d显著增加,Z+ZR含量在花后9,21 d显著增加。禾立丰处理下,弱势籽粒中负调控籽粒灌浆充实的miR167a-c、miR167d-j和miR1432在花后6 d显著下调,编码14-3-3蛋白的基因OsGF14b和OsGF14f在花后12 d显著下调;而正调控籽粒灌浆充实的类萌发素蛋白基因OsGLP3在花后6 d显著上调,蔗糖-淀粉代谢关键酶基因在花后6,12 d显著上调。新美洲星处理下,弱势籽粒中负调控籽粒灌浆充实的miR167a-c、miR1...     

大气中O3浓度变化对水稻影响的试验研究

本文利用OTC-1型开顶式气室对水稻进行了不同O3浓度处理,试验研究了不同O3浓度对水稻生长发育、生理过程和产品品质的影响.结果表明:当大气中O3浓度增加时,水稻的气孔阻力增加、光合作用速率下降、蒸腾速率也下降.水稻的生物量减少,产量下降,但水稻的品质有提高.     

粒肥施用时期对水稻镉积累的影响初探

探索生育后期氮肥施用对水稻镉积累的影响,为稻米镉消减提供技术支持。采用大田小区试验,以杂交稻株两优819(早稻)和常规稻湘晚籼12号(晚稻)为试验材料,设粒肥用量占总氮20%的不同生育期施粒肥处理,分别为始穗期施粒肥(F1)、齐穗期施粒肥(F2)、灌浆期施粒肥(F3)及不施粒肥处理(CK)。试验结果表明,合理施用粒肥可显著提高晚稻籽粒生物量,齐穗期和灌浆期施用粒肥显著提高了早稻籽粒生物量。不同生育期施粒肥对降低籽粒富集系数、镉在植株内转运系数存在显著差异;不同生育期施粒肥水稻成熟期各部位镉含量不同,施粒肥提高了早稻根系和茎叶的镉含量,但显著降低了籽粒镉含量,其值表现为CKF1F3F2;晚稻的根系镉含量在始穗期施粒肥处理显著提高,茎叶镉含量均显著大于CK,灌浆期施粒肥处理的籽粒镉含量有小幅度降低;与CK相比,早晚稻籽粒镉含量最大降幅分别为44.87%,22.31%。可知,不同生育期施粒肥对早晚稻籽粒的镉含量影响有差异,齐穗期施粒肥可显著降低早稻籽粒的镉含量,灌浆期施粒肥能降低晚稻籽粒的镉含量。     

CO2浓度升高对水稻灌浆期茎鞘中碳水化合物代谢及其产量的影响

摘 要：（研究目的）FACE（Free Air CO2 Enrichment,空气CO2浓度增加）设施使得实际地模拟未来植物生长所处的CO2浓度增加环境变为可能,FACE下,植物生长和产量发生不同程度的加速和提高,而了解水稻在灌浆期间碳水化合物的代谢对CO2浓度增加的响应认识,为今后合理筛选育种材料提供依据。（方法）本试验利用FACE设施,研究了CO2浓度升高200µmol•mol-1对籼稻IR24灌浆期茎鞘中碳水化合物的积累及其运转以及产量构成的影响。（结果）结果表明：在整个灌浆期,籼稻IR24茎鞘中的非结构性碳水化合物 （NSC）的积累在FACE下的均高于对照下的。而运转率表现不一致,在灌浆初期和后期,FACE下茎鞘中NSC的运转率低于对照下的,而灌浆中期的运转率则为FACE的高于对照下的。另外,FACE处理能显著提高籼稻IR24的产量。（结论）这些结果初步说明,FACE处理促进了茎鞘中NSC的积累及产量的增加,但在不同时期对运转的作用不同。     

抽穗和灌浆早期高温对耐热性不同籼稻品种产量的影响及其生理原因

选用4个耐热性不同的籼稻品种,分别于抽穗(始穗后0~10 d)和灌浆早期(始穗后11~20 d)进行高温(白天温度>33℃)处理,以同期自然温度(白天温度<30℃)为对照,研究高温对产量的影响及其生理机制。结果表明,与对照相比,高温处理显著降低热敏感品种的花粉可育率、受精率,而耐热品种与对照无显著差异。高温胁迫明显降低热敏感品种的结实率,导致产量显著下降,且抽穗期高温处理影响大于灌浆早期处理。高温胁迫显著增加耐热品种黄华占叶片的抗氧化酶活性,对热敏感品种影响不大。高温胁迫显著降低热敏感品种籽粒ATP酶活性,耐热品种结果则相反。高温处理增加两类品种叶片温度和丙二醛(MDA)含量,降低根系活力和叶片光合速率,耐热品种增降的幅度显著小于热敏感品种。在高温胁迫下较低的叶片温度,较强的根系活力和抗氧化保护系统能力及较高的籽粒ATP酶活性是耐热性品种保持较高产量的重要生理原因,也是耐热品种的重要生理特征。     

Australian rice varieties vary in grain yield response to heat stress during reproductive and grain filling stages

Climate change may lead to an increase in both day and night time temperatures in rice (Oryza sativa L) growing regions, but the impact of such temperature increases on yields of Australian rice varieties is not known. We evaluated the biomass and grain yield response of eleven Australian rice varieties including long, medium and short grain types, and the Californian cultivar M205, to heat stress during the reproductive phase and grain filling stages. Heat stress (day/night = 35/25°C) was applied at one of three stages: from panicle exertion to anthesis (PE), from anthesis to 10 days after anthesis (EGF) and from 10–20 days after anthesis (LGF) periods after which the effect on biomass and grain yield was compared to control plants. When heat stress was applied at PE and early grain filling stages, mean grain yield losses across rice varieties were 83% and 53%, respectively, though significant genotype × heat stress treatment interactions were observed. Notably, three varieties—YRM 67, Koshihikari and Opus—appeared to possess greater tolerance to heat stress at these growth stages. A significant genotype × heat stress treatment interaction was also observed in the LGF treatment, where significant yield reductions were only observed in Opus (21% loss) and YRM 67 (25% loss). A lack of effect of heat stress on total grain yield in most varieties at late grain filling appeared to be due to late tiller grain yields which were either unaffected by the heat stress or increased significantly compared to control plants. While genetic variation for tolerance to heat stress across the three growth stages was observed, there was no rice genotype that was consistently tolerant (in terms of yield under stress) across all three heat stress treatments. In the absence of a genotype that showed broad heat stress tolerance during reproductive growth, we suggest screening of a wider pool of more diverse rice germplasm is warranted.     

大气CO2浓度升高对大豆生长和产量的影响

通过开顶式气室控制大气CO2浓度,对大豆生长和产量指标进行实验测定,研究了大气CO2浓度升高对大豆株高、茎粗、叶片性状和产量构成因素的影响,分析了未来高CO2条件下大豆生长和产量的变化趋势。结果表明,与背景大气CO2浓度350μmol/mol相比,大气CO2浓度为550和750μmol/mol时,大豆株高分别提高15.74%和21.57%,茎粗则增加8.62%和13.79%。大豆比叶重在不同生育期平均提高3.50%和7.25%,大豆鼓粒期叶面积增加7.27%和14.08%,叶绿素含量提高7.10%和11.42%。高CO2浓度对大豆产量各构成因子的贡献存在差异,对单株荚数提高幅度较大,分别为6.87%和11.61%,促使产量增加15.19%和29.10%。     

不同生育期温光条件对宣城地区水稻生长和产量的影响

水稻分期播种是研究温光条件对水稻生长和产量影响,确定最佳播期的便捷途径。本试验以宣城地区水稻品种‘两优6326’、‘南粳44’为研究对象,对不同播期试验下水稻生长情况和产量及产量构成因素进行分析。结果表明：随着播期的推迟,水稻的生育进程也相应顺延,2 种水稻全生育期均缩短。‘两优6326’各阶段籽粒灌浆速率随着播期延迟而逐渐上升,‘南粳44’全生育期灌浆速率在D2 播期最高,其他阶段籽粒灌浆速率随播期延迟反应不一;‘两优6326’的产量及产量构成要素随播期延迟均呈递减趋势,‘南粳44’理论产量以D3 播期最高,D2 播期最低。此外,通过不同阶段积温、日平均气温和日照时数与各阶段灌浆速度、产量及产量构成的相关分析,得出不同温光条件下的影响结论。     

麦秸还田与实地氮肥管理对直播水稻生长的影响

大田直播粳稻品种扬粳9538,设置麦秸还田与不还田、不施氮肥、习惯施肥法(FFP)和基于叶绿素仪(SPAD)测定值的实地氮肥管理(SSNM)处理。结果表明,SSNM的氮肥施用量较FFP减少30.0%~31.3%,产量较FFP平均增加7.61%,施氮区秸秆还田的产量较秸秆未还田的平均增加2.65%。与秸秆未还田或FFP相比,秸秆还田和SSNM降低生育前期的分蘖数、叶面积指数和干物质积累,但抽穗及以后各处理间差异较小。秸秆还田增加了叶片中有机酸含量,增大了田间昼夜温湿度差;秸秆还田和SSNM处理提高了茎蘖成穗率与ATP酶活性,增加了结实期叶片的光合速率以及根系活力,有利于直播水稻生育后期群体的光合生产和提高物质生产效率。对秸秆还田和SSNM的产量和生育特性进行了讨论。     

不同温度下灌浆期水稻籽粒内源激素含量的动态变化

利用人工气候箱设置高温(日均温度32℃)和适温(日均温度22℃)2个处理，对籽粒灌浆过程中4种主要内源激素（IAA、ZR、GA₃和ABA）含量差异及其动态变化作了比较分析。结果表明，高温对籽粒灌浆的影响主要表现为加速早期灌浆和缩短持续时间。在水稻灌浆初期，高温处理下籽粒IAA、ZR、GA₃含量明显低于适温处理，而灌浆中、后期的处理间差异较小；温度处理对籽粒ABA含量的影响尤为显著，整个灌浆期均呈高温处理明显高于适温处理的基本趋势；2个供试品种在不同温度处理下的4种内源激素含量变化存在着一定差异，其变化与品种的灌浆动态有关。高温下灌浆前期籽粒中IAA、ZR、GA₃含量的降低，尤其是ABA含量的剧增，可能是其早期灌浆加速及灌浆持续时间缩短的主要原因。     

冬小麦不同茎蘖生产力对立体匀播技术的响应

为了明确小麦立体匀播技术对茎蘖生产力的影响,完善小麦立体匀播技术提高小麦生产力的理论,以多穗型品种藁优2018为试验材料,采用立体匀播和常规条播2种播种方式,探讨了立体匀播对茎蘖叶片光合速率、子粒灌浆特性、生物产量、子粒产量和收获指数的影响。结果表明,与常规条播相比,立体匀播处理的主茎千粒重与之相等;第一子蘖（1蘖）旗叶灌浆期的净光合速率（P_n）提高了0.3%,达到最大灌浆速率的时间、缓慢增长期、指数增长期、增长滞缓期分别延长了0.12、0.12、0.11、0.12d,千粒重和单穗粒重分别增加了0.5和0.03g;第二子蘖（2蘖）P_n提高了8.0%,并且随着灌浆期推进其下降幅度减缓,最大灌浆速率、平均灌浆速率、千粒重分别提高了2.0%、1.8%、2.3g,成熟期单株生物产量、单穗粒重和收获指数分别增加了0.3g、0.11g和0.02。综合以上结果得出,立体匀播处理在保持主茎粒重不降低的同时,提高了1蘖P_n,延长了灌浆持续期,进而提高了粒重;提高了2蘖的P_n和子粒灌浆速率,进而提高了粒重;并且缩小了1蘖、2蘖与主茎粒重之间的差异,提高了茎蘖群体的整齐度,进而提高了单株和群体生产力。