北方常规粳稻与杂交粳稻苗期根系性状差异与产量间关系

以5个北方常规粳稻品种和4个杂交粳稻品种为材料,对两种类型粳稻的苗期根系性状差异和产量之间的关系进行了分析研究,期望通过研究两种不同类型品种苗期根系特征来解答北方杂交粳稻杂种优势不突出的原因,为品种选育提供理论支撑。结果表明,北方杂交粳稻苗期根系的平均直径比常规粳稻粗19%左右,而在根长、投影面积、表面积、根体积、根尖数上均比常规粳稻小;与常规粳稻相比,杂交粳稻苗期根系属于"短粗胖"类型。相关性分析表明,苗期根系平均直径和根体积与产量呈正相关,因此,选育苗期根系粗壮且根体积较大的品种对产量有更大的提升作用。     

不同生育时期干旱胁迫对大豆根系特性及产量的影响

盆栽试验条件下,以辽豆18为材料,分别在V2～R1,R1～R5,R5～R7期设置3个控水处理,控水结束后取样测定根系性状,成熟后测定产量。结果表明:干旱影响大豆产量的形成,干旱(W1)胁迫引起产量下降的程度要高于轻度干旱(W2)。不同时期干旱(W1)引起产量下降程度为:鼓粒期>花荚期>营养生长期。干旱胁迫(W1)主要通过降低大豆的单株荚数从而降低单株产量。大豆的根长比例和根表面积比例主要为根系直径为0～1.0 mm的细根,分别约占总根长的90%和总根表面积的60%。大豆根体积的分配比例主要是根系直径大于4.5 mm的粗根,其根体积所占比例在48%以上。R1～R5和R5～R7控水大豆细根(根系直径为0～1.0 mm)的根长和根表面积分配比例较V2～R1控水时增加。干旱降低了植株中直径大于4.5 mm粗根的根长比例、根表面积比例和根体积比例。随着生育进程的推进,根生物量密度逐渐增加,土壤干旱胁迫降低了根生物量密度。     

小麦粒重与幼苗根系生长发育的关系

为了解小麦粒重与幼苗根系生长发育的关系,以60个小麦品种为研究对象,根据千粒重将其分为三种不同粒重类型,分别对种子萌发第4、第7和第14天的幼苗总根长、根表面积、根体积、根鲜重和主根长在不同粒重类型小麦间的差异进行分析。结果表明,种子萌发第4和第7天粒重对小麦幼苗的根系生长发育没有显著影响;在种子萌发第14天,幼苗总根长、根表面积、根体积、根鲜重均表现为大粒重类型>中粒重类型>小粒重类型,且不同类型间差异均显著,但粒重对主根长、分生区长度与宽度影响均不显著。这说明粒重对小麦幼苗根系生长发育有一定的正向效应。     

长期定位施肥对砂姜黑土小麦根系性状和根冠比的影响

为了解长期定位施肥下砂姜黑土区小麦根系的生长发育状况,研究了5种长期不同施肥模式对该区小麦根系性状和根冠比的影响。结果表明,长期单施有机肥(M)小麦的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数、总根分叉数、根干重皆高于长期单施化肥(NPK),其中,开花期M处理小麦的总根体积、总根尖数、总根分叉数、根干重显著高于NPK处理,根直径M与NPK处理间差异不显著。长期有机肥与化肥配施传统施氮量(MNPK)与有机肥与化肥配施高施氮量(HMNPK)处理间小麦的总根长、总根表面积、平均根直径、总根体积、总根分叉数差异皆不显著,而MNPK处理小麦的总根尖数和开花期的根干重显著高于HMNPK处理。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施化肥和有机肥可以明显改善小麦根系性状,其中,开花期MNPK和HMNPK处理小麦的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数、总根分叉数显著高于NPK和M处理,而MNPK和HMNPK处理小麦的平均根直径与M处理差异不显著。长期不施肥(CK)小麦的根系性状各指标显著低于其他各施肥处理。拔节期CK处理小麦的根冠比最低,其次为HMNPK,NPK、M、MNPK处理间的根冠比差异皆不显著,开花期HMNPK处理小麦的根冠比最低,其次为MNPK。研究认为,在改善根系性状方面,长期有机肥与化肥配施的效果最优,其次为长期单施有机肥、长期单施化肥;有机肥与化肥配施下施氮量偏高并不利于根系的改善,增加施氮量会降低根冠比。     

小麦苗期和灌浆中期根系性状与地上形态及产量性状的相关性

为探究小麦根系性状与地上形态及产量性状的关系,促进小麦根系性状的改良,本研究选用48个遗传背景丰富的冬小麦品种,用室内卷纸法测定小麦苗期根系性状,用电容法测定小麦灌浆中期根系电容值,并利用大田挖掘法测定13个苗期根系差异较大的小麦品种灌浆中期的总根长、总根表面积和总根体积等根系性状,分析小麦根系性状与地上部形态及产量性状间的关系。结果表明,灌浆中期小麦根系电容值与苗期各根系性状均呈显著正相关,与灌浆中期总根长和总根表面积呈显著正相关;进一步分析表明,灌浆中期小麦根系电容值与株高、穗下茎长和旗叶长均呈极显著正相关,而与旗叶宽呈显著负相关,与小穗数、千粒重和单株产量均呈极显著正相关。基于根系电容值高低将小麦分为3类,其中,高电容值小麦和低电容值小麦在上述地上形态及产量性状上均存在显著差异。小麦苗期根系性状和小麦灌浆中期根系电容值均与千粒重和小穗数有较高的相关性。综上可见,小麦根系电容值可较好地反映小麦生长后期根系性状,与根系电容值显著相关的地上形态及产量性状如株高、小穗数、千粒重等可考虑作为小麦根系的替代性状。     

施氮量对东北粳稻根系形态生理特征的影响

 以东北粳稻牡丹江27和牡丹江31为试验材料,研究了不同氮肥水平对东北粳稻根系形态和生理特性的影响。结果表明,在同一生育时期,随着氮肥用量的增加,水稻根数、根长、根粗、根体积和根干质量等指标也有所提高,根系的总吸收面积均也有所增加。三种氮肥水平下地上部干质量均随生育进程急剧增加,两品种的根干质量在孕穗期和抽穗期达最大值,抽穗期后根冠比降低,而地上部干物质量增大,单株根系伤流强度都随着抽穗后时间的推移先升高后降低,两品种根系α 萘胺氧化力分别在抽穗期和乳熟期达最大值,且根系氧化力在各时期的变幅随施氮量的提高逐渐变小。水稻在孕穗期的根数、根长、根粗、根干质量和根冠比与产量之间的相关性达到显著水平,各生育期根系的总吸收面积和比表面积均与产量呈正相关,且在乳熟期时相关系数最大。     

花后渍水时长对小麦根系形态和抗氧化酶活性及产量的影响

为研究花后渍水对小麦根系形态特征和衰老特性及产量的影响,以小麦品种齐民7号和淮麦44为试验材料,采用柱栽试验方法,在开花期设置0 d(W0)、3 d(W3)、6 d(W6)和9 d(W9)四个渍水时长,分析了不同渍水处理间小麦根系平均直径、总根长、根干重和根系衰老相关酶活性及产量的差异。结果表明,在整个测定时期,W3处理的小麦根系平均直径、总根长、根干重、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性与W0处理无显著差异,但成熟期千粒重和产量显著低于W0处理。花后21 d, W6和W9处理的根系平均直径、总根体积、总根长、根干重、CAT和SOD活性显著低于W0和W3处理,POD活性和MDA含量显著高于W0和W3处理。成熟期不同处理之间穗数无显著差异,W9处理的穗粒数显著低于其他处理,千粒重和产量表现为W9W6W3W0。齐民7号各处理的穗粒数和产量均显著高于淮麦44,但W3处理下,齐民7号的产量损失显著低于淮麦44。随渍水时长的增加,两品种的产量损失均显著增加,渍水9 d时最终产量损失均达到51%以上,品种之间无显著差异。这说明本试验条件下,开花期渍水胁迫会加快小麦根系衰老,进而影响籽粒灌浆,最终导致产量降低,且渍水时间越长,其影响越大。     

不同氮素利用效率小麦苗期的根系形态数量性状分析

为在苗期可通过根系形态数量性状对氮高效小麦品种进行鉴别,利用营养液培养法,在正常氮(5mmol·L~(-1))和高氮(45mmol·L~(-1))处理下,研究了黄淮平原区18个主栽小麦品种苗期氮素利用效率与根系形态数量性状的关系;通过干物重和氮积累量与根系形态指标相结合的方式对供试小麦品种植株氮效率进行了综合评价,并划分不同氮效率类型。结果发现,在两种氮处理下,供试小麦品种的根干重、茎叶干重、单株干重、根氮含量、茎叶氮含量、单株氮含量、单株总根长、根总表面积、根总体积、根尖数的变异系数均大于15%,可作为氮效率评价指标。小麦的单株总根长、根总表面积、根总体积、根尖数与植株氮积累量呈显著正相关,可以作为育种早期筛选高氮效率材料的指标。不同氮效率类型的单株总根长、根总表面积、根总体积、根尖数均表现为氮高效型氮中效型氮低效型。通过逐步回归分析,建立了小麦幼苗植株氮积累量和根系形态数量性状的预测模型,拟合精度在91.91%以上。小麦不同氮效率类型间的单株总根长、根总表面积、单株根尖数的差异均达显著水平,生产上可根据小麦苗期根系的主要形态数量性状判断其氮效率高低。     

甘蔗家系根系性状与地上部性状相关性分析

以甘蔗20个组合实生苗为材料,用盆栽和大田试验研究甘蔗家系根系性状与地上部性状的关系。结果表明:根长与根表面积、根体积变化呈极显著相关;根长、根表面积、根直径、根体积与实生苗新植的株高、径茎、锤度、成活率呈极显著或显著相关;其中,根长、根表面积、根体积与宿根株高呈显著相关;根体积与宿根理论产量呈显著相关。     

垄作栽培对寒地水稻根系生长的影响

 以黑龙江省早熟高产优质粳稻品种空育131为材料,通过垄作栽培与平作栽培方式对比试验,研究垄作栽培对寒地水稻根系生长的影响。结果表明，水稻根系的生长和分布在不同栽培方式间有较大差异，供试品种在不同的栽培方式下其根系体积、干质量、根长及活力均存在明显不同。与对照（平作）相比，水稻（空育131）在垄作栽培条件下根系发达，表现为根长增加、根系干质量增大，根量尤其下层根量增多，根系吸收面积增大，根冠比增大，产量提高。