FACE对三系杂交籼稻汕优63 根系生长动态的影响

CO2浓度增高影响水稻生长.2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200 μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63根系生长动态的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63够苗期、拔节期、抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积以及根干物质质量均极显著大于对照;(2)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根数和每穴根体积极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间和无效分蘖期间每穴不定根数和每穴根体积大幅度增加;(3)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根总长度极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间、无效分蘖期间、拔节长穗期间每穴不定根总长度均大幅度增长;(4)FACE处理使汕优63抽穗期每穴根干物质质量极显著大于对照,主要是由于FACE处理使汕优63拔节长穗期间每穴根十物质质量的增长量大幅度增加;(5)FACE处理使汕优63抽穗期每条不定根长极显著大于对照,是因为FACE处理使汕优633个生长期间每条不定根的生长量均明显增加.FACE处理能够显著促进汕优63根系的发生和生长.     

两系杂交水稻C两优系列组合的高产根系特征

【目的】揭示两系杂交水稻C两优系列组合的高产根系特征及根系与产量之间的关系。【方法】用两用核不育系C815S配制7个杂交组合,以汕优63为对照,对其根系形态和生理特性及其与产量的关系进行了研究。【结果】C两优系列组合的根系干重、不定根条数、不定根总长、根系总体积、发根力、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积和根系a-NA氧化量显著高于对照汕优63。相关分析表明,抽穗期根系干重、不定根条数、不定根总长、根系总吸收面积、根系a-NA氧化量及灌浆期和乳熟期的发根力与单株产量呈极显著或显著正相关。逐步回归表明,抽穗期的不定根数量和根系a-NA氧化量是影响水稻高产的主要因素,可作为水稻高产栽培和水稻品种遗传改良的可靠指标。【结论】C两优系列杂交组合在整个生育期内比汕优63具有发达的根系和较强的根系活力,保证了其营养元素和水分的吸收,从而为高产奠定了基础。尤其是在生育后期仍保持较强的根系活力及地下部与地上部的和谐关系是其高产的重要原因。     

不同库容量类型籼稻品种根系性状的差异

 【目的】明确大库容量类型水稻品种根系性状的特征,为大库容量品种的根系遗传改良提供参考依据。【方法】在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年为88个、2002年为122个)为材料,测定干物重(包括根系)、根系性状和根系活性、产量及其构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按库容量从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种根系的基本特点。【结果】供试品种间库容量的差异很大(426%、817%)。A、B、C、D、E、F类品种的平均库容量,2001年分别为426.37、642.53、770.96、903.73、1 064.32、1 213.90 g?m-2,2002年分别为359.36、574.11、764.98、962.43、1 200.11、1 455.59 g?m-2;大库容量籼稻品种单位面积不定根数、不定根总长、根干重显著大于小库容量籼稻品种,但不同库容量类型品种间每条不定根性状、单位根重等根系性状差异不显著;多元回归分析表明,显著影响单位面积库容量的主要根系性状是单位面积不定根长、单位面积根干重、抽穗期冠根比和单位面积根系活性,决定系数为0.423～0.578。随着单位面积不定根长、单位面积根干重、抽穗期冠根比、单位面积根系活性的提高单位面积库容量显著增加。【结论】大库容量籼稻品种单位面积根系性状大于小库容量类型品种,单位面积不定根长、单位面积根干重、抽穗期冠根比、单位面积根系活性是显著影响单位面积库容量的主要根系性状。     

全生育期模拟覆盖旱作水稻的生理反应

为寻求合理调控旱作栽培水稻生长发育的理论依据，采用土培试验研究比较了覆盖旱作水稻与传统淹水栽培水稻生理变化的差异。结果表明，水稻旱作后苗期根系活跃，吸收面积增加，叶片叶绿素a,b含量及其总量均显著增加，但两者比值不变，根系和叶片硝酸还原酶及硝态氮明显增加，光合速率显著降低。进入抽穗期后，旱作水稻叶片叶绿素a,b含量及其总量仍显著高于淹水处理，且两者比值比淹水处理低0.12，根系和叶片硝酸还原酶及硝态氮仍高于相应淹水处理，特别是旱作水稻根系累积大量硝态氮，光合速率接近。水稻旱作后内源激素变化显著，与淹水处理比较，旱作水稻孕穗期叶片ABA，根系ABA和根系GA1／3显著增加，叶片GA1／3，叶片iPA和根系iPA显著减少，叶片IAA略有增加，而汕优63根系IAA显著增加，85－15根系IAA，显著减少。进入乳熟期，叶片IAA，根系iPA和叶片GA1/3显著增加，叶片ABA和根系ABA均不同程度减少，根系GA1／3，根系IAA，叶片iPA的变化因品种不同而明显不同。     

不同基因型水稻氮效率与生育后期根系性状关系研究

以两优培九、扬稻6号、珍汕97B、香晚、猫牙、丝苗、Ceys和IR4共8个水稻品种为供试材料,在盆栽条件下,采用4个氮肥水平,研究了抽穗期与成熟期主要根系性状品种间的差异及其与产量、氮效率的关系。结果表明,品种间水稻氮素吸收总量、干物质积累量差异显著;不同品种间根系性状差异显著,抽穗期氮吸收效率高的品种其不定根干重及吸收面积较大;根系性状与干物质重、吸氮量和稻谷产量成正相关。氮素吸收效率高的品种在生育前期有较大的根干重与根表面积;而氮素利用效率高的品种表现为在生育中期与后期均有较高的根系活性,增加了生育后期的干物质及氮素的积累量与转运量,氮素籽粒生产效率较高。     

影响粳稻品种吸氮能力的根系性状

 【目的】研究不同吸氮量类型粳稻品种根系性状的演变趋势与差异,明确吸氮量大的粳稻品种根系性状的特征,为粳稻品种根系性状的遗传改良提供参考依据。【方法】2008—2009年,在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的94个常规粳稻品种为供试材料,测定根系形态、根系活性、植株各器官干物重和含氮量、产量构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按吸氮量的大小从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 等6类,研究各类品种根系等性状的差异,分析影响氮素高效吸收的主要根系性状。【结果】供试品种间吸氮量的差异很大,吸氮量最大品种为最小品种的2.94倍（2008年）和2.59倍（2009年）;吸氮量大的品种平均产量极显著高于吸氮量小的品种;生育期、吸氮强度均是影响吸氮量的重要因素,吸氮强度对吸氮量的影响大于生育期对吸氮量的影响;不同吸氮量类型粳稻品种间单株根干重、单株不定根总长、单株总吸收面积、单株活跃吸收面积差异显著,单株根数、单株根系活力的差异因年而异。吸氮量大的品种单株不定根数、单株根干重、单株不定根总长、单株根系总吸收面积、单株根系活跃吸收面积优于吸氮量小的品种;改良根干重、冠根比、单株不定根总长、单条不定根重等性状能显著提高水稻的吸氮量。【结论】供试粳稻品种间吸氮量的差异很大。吸氮强度大是粳稻品种吸氮量大的重要因素。吸氮量大的品种单株根数、单株根干重、单株不定根总长、单株总吸收面积、单株活跃吸收面积、单株根系活力优于吸氮量小的品种,根干重、冠根比、单株不定根总长、单条不定根重是影响粳稻品种吸氮能力的主要根系性状。     

杂交水稻根系生理机能与再生力的关联研究

为了揭示杂交水稻组合生育后期根系机能与再生力的关系，对10个杂交稻组合生育后期的根系TTC还原力、SOD活性和伤流强度的动态变化及其与再生率的关系进行了研究．结果表明，杂交稻根系TTC还原力、伤流强度在孕穗期出现峰值，SOD活性在齐穗期与灌浆期之间出现峰值；齐穗期、完熟期根系TTC还原力对再生苗萌发有极显著的影响；抽穗期根系SOD活性对再生苗萌发有显著或极显著负向影响，而齐穗期根系SOD活件则与再生苗萌发呈极显著正相关；孕穗期、抽穗期根系伤流强度与再生率呈显著或极显著负相关。     

FACE对三系杂交籼稻汕优63 根系活性影响的研究

2005、2006年利用我同惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm·(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200 μmol·mol-1 的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63根系活性的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63不同生育时期单位千质量根系的总吸收面积、活跃吸收面积、α-萘胺氧化量等根系活性指标均极显著小于对照.由于FACE处理促进汕优63根系发生量的大幅度增加,因此分蘖期、拔节期其单穴根系活性与对照多无明显差异,到抽穗期FACE处理单穴根系活性显著大于对照;(2)拔节期、抽穗期汕优63每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积、根干质量与单位干质量根系活性的关系密切,根量越大单位干质量根系活性越低;(3)不同生育时期汕优63植株含氮率与单位干质量的根系活性多呈正相关,植株碳氮比与单位干质量的根系活性多呈负相关;(4)FACE处理汕优63根系生长量大、植株含氮率低、碳氮比高等可能是造成其单位干质量根系活性低于对照的重要原因.     

两优培九结实期植株体内细胞分裂素与叶片衰老的关系

两系杂交稻两优培九结实前、中期根系伤流液和叶片中的玉米素(Z)和玉米素核苷(ZR)含量与其父本扬稻6号无明显差异,但显著高于三系杂交稻汕优63;在灌浆后期,两者含量明显低于汕优63和扬稻6号.根伤流液和叶片中的Z+ZR含量与叶片叶绿素含量密切相关(r=0.88**～0.93**),表明植株早衰与根和叶片中较低的细胞分裂素有关.灌浆中、后期叶面喷施10-5mol·L-1的Z可明显提高两优培九叶片中Z+ZR的含量,延缓衰老并能提高结实率和粒重.     

华南早籼超级稻成熟期生理特性研究

2002年早季,对华南超级常规稻品种广超3号和胜泰1号、两系超级杂交稻组合培杂67和粤杂122、三系超级杂交稻组合丰优428和泗优998等6个材料成熟期的产量、干物质、剑叶叶绿素(a+b)含量、叶面积指数、根系活力和功能叶净光合速率进行了测定,并分析了品种(组合)间差异.提出了本区早籼超级稻株型育种中成熟期宜掌握的生理指标量值为干物质量18441kg/hm2,剑叶叶绿素(a+b)含量4.5 mg/gFW;根系活力139μgNA/gFW穐;LAI 6.4;剑叶净光合速率10.7μmolCO2/m2穝左右.     

非充分灌溉条件下水稻根系伤流量变化规律研究

[目的]为水稻的非充分灌溉提供了科学依据。[方法]以水稻汕优63号为试材,在5个主要生长期,设正常供水、受旱5 d、受旱10 d、受旱15 d 4个处理,研究了单株植物伤流量的变化情况。[结果]正常供水单株根系伤流量到拔节孕穗后期至抽穗开花前期达到高峰值,以后逐渐减小。单株根系伤流量与生育进程天数之间的回归方程为:y=-0.001 2x3+0.166 8x2-4.806 3x+43.146(R2=0.972 1)。同一个生育期内胁迫程度越大,根系伤流量就越小,相对含水量低于30%时,根系伤流量几乎为零。抽穗开花期干旱的影响最严重,分蘖前中期的影响最小。[结论]单株水稻根系相对伤流量与相对土壤含水量的回归方程为:y=-0.026 6x2+4.694 3x-116.190 0(R2=0.786 9)。     

氮素对水稻不同生育阶段根系形态特征的影响

在盆栽条件下,设计1g、2g、3g、4g纯氮4个施肥水平,研究其对扬稻6号不同生育时期、不同生育阶段根系生长的影响。结果表明：1)抽穗期每株不定根数累积量,主要取决于无效分蘖期每株不定根数的生长量,其次为有效分蘖期,再次为拔节长穗期,每株不定根总长度也如此;抽穗期每株根干重累积量主要取决于无效分蘖期每株根重的生长量,有效分蘖期和拔节长穗期所占比例差异不大;2)无效分蘖期根系生长量占抽穗期根系累积量的比例根系性状间存在着差异,根系性状综合程度越小,所占比例也越小;3)在不同生育阶段,根系生长量的多少主要取决于其生长速率的大小。     

西南弱光地区机插杂交籼稻“减穴稳苗”栽培的群体冠层质量特征

【目的】探明机插条件下减穴稳苗配置对杂交籼稻群体冠层质量的影响,为西南弱光稻区杂交籼稻机插栽培技术的推广应用提供理论支撑。【方法】2016—2017年采用两因素随机区组田间试验,因素1,2年均为不同田间配置,设常规配置（30 cm×12 cm）和减穴稳苗（30 cm×23 cm）;因素2,2016年为不同株型水稻品种（F优498,中后期株叶型松散;宜香优2115,中后期株叶型上紧下披）,2017年为不同基本苗（42×10⁴/hm²和63×10⁴/hm²）;研究了不同田间配置对机插杂交籼稻群体冠层结构、光合特性和微环境（冠层温度、湿度和透光率）的影响。【结果】（1）减穴稳苗齐穗期能维持与常规配置相当的单茎绿叶面积、粒叶比和上三叶比叶重,其中2017年倒二叶与倒三叶比叶重显著增大;齐穗期剑叶光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别较常规配置显著提高23.84%、23.53%和13.79%。（2）较常规配置,减穴稳苗显著增大各时期冠层幅度,提高冠层透光率,降低收敛指数,群体通透性更好;减穴稳苗处理提高了2016年F优498孕穗期和齐穗期的一次分蘖角度,而宜香优2115的一次分蘖角度2年均表现为减穴稳苗小于常规配置。（3）相关分析表明,孕穗期冠层日均温、昼夜温差和昼夜湿差与齐穗期剑叶和倒二叶比叶重呈显著或极显著正相关,与齐穗期收敛指数呈显著负相关;此外,孕穗期冠层日均温和昼夜湿差还与齐穗期冠层幅度呈显著正相关;齐穗期冠层日均温和昼夜温差与分蘖盛期、拔节期及齐穗后20 d的一次分蘖角度呈显著或极显著负相关,日均相对湿度则相反。减穴稳苗有效地改善了植株冠层结构,从而显著提高孕穗期和齐穗期的冠层温度和昼夜温差,提高孕穗期、齐穗期和齐穗后20 d的昼夜湿差,并显著降低日均相对湿度。【结论】减穴稳苗田间配置优化了机插杂交稻的群体冠层结构和光分布,增大了群体内部昼夜温差和湿差,降低了相对湿度,提高了群体质量和光合速率,为高产稳产奠定了基础,是西南弱光稻区进一步推进机插秧发展的重要技术途径。     

播期对直播稻光合物质生产特征的影响

【目的】探讨播期对直播稻干物质生产特征和光合生产特征的影响。【方法】以中熟中粳、迟熟中粳和早熟晚粳3 种类型具有代表性的4个水稻品种（含常规粳稻和杂交粳稻两种）为材料,通过分期播种试验,对直播稻干物质的积累、分配、运转及叶面积、光合势、群体生长率、净同化率等方面进行了系统的比较研究。【结果】（1）无论是从单茎还是群体来看,拔节、孕穗、抽穗、蜡熟和成熟期的干物重均随播期的推迟呈明显的下降趋势,且随着生育进程的推进,差异愈加明显。（2）随着播期的推迟,播种期至拔节期和拔节期至抽穗期的干物质积累量占成熟期总干物质积累量的比例呈一定的上升趋势,抽穗至成熟期则呈一定的下降趋势,各阶段的干物质积累量随播期的推迟呈显著或极显著的下降趋势。（3）随着生育进程的推进,单茎叶重和单茎鞘重均呈逐渐下降的趋势,单茎茎重呈先增后减再增的趋势,单茎穗重则呈逐渐增加的趋势;随着播期的推迟,单茎叶重和单茎鞘重在孕穗期和抽穗期呈显著或极显著的下降趋势,蜡熟期差异很小,成熟期呈略微增加的趋势,单茎茎重和单茎穗重在各时期均呈显著或极显著的下降趋势。（4）随着生育进程的推进,生育中后期的叶、茎、鞘、穗各部分所占的比例与其干物重的变化趋势一致;随着播期的推迟,叶比例和鞘比例在孕穗期呈略微的下降趋势,抽穗期变化不大,蜡熟期和成熟期均呈显著或极显著的上升趋势,茎比例在孕穗期和抽穗期呈略微的下降趋势,蜡熟期呈略微的增加趋势,成熟期呈一定的下降趋势,穗比例在孕穗期呈略微的增加趋势,抽穗期变化不大,到蜡熟期和成熟期则呈显著或极显著的下降趋势。（5）随着播期的推迟,叶、茎和鞘的输出量、输出率和输出物质转化率均呈显著或极显著的下降趋势。（6）随着播期的推迟,叶面积指数拔节期相当,孕穗期、抽穗期和蜡熟期呈显著或极显著的下降趋势,成熟期略微下降,播种期到拔节期、拔节期到抽穗期和全生育期的的光合势均呈显著或极显著的下降,抽穗期到成熟期有所下降,差异不显著。（7）随着播期的推迟,群体生长率播种期至拔节期呈极显著的上升趋势,拔节期至抽穗期差异不显著,抽穗期至成熟期呈极显著的下降趋势,净同化率播种期至拔节期和拔节期至抽穗期呈明显的上升趋势,抽穗期至成熟期呈明显的下降趋势。【结论】播期对直播稻光合物质生产特征具有较大的影响。较迟播而言,早播具有前期物质生产量适宜,中后期积累旺盛,干物质总量大且分配合理,运输转化效率高,抽穗后光合生产能力强的特点。     

垄厢栽培对水稻根系及土壤肥力的影响

以中嘉早17(早稻季)和泰优390(晚稻季)为试验材料，2019年在湖南省浏阳市开展大田小区试验，探究3种栽培方式(垄作栽培、厢作栽培、平作栽培)对水稻根系特性、土壤肥力及水稻产量的影响。结果表明：相比平作，垄作栽培显著提高了晚稻孕穗期、齐穗期的根总长和根表面积，其中，孕穗期的根总长和根表面积分别显著提高49.43%、52.14%，齐穗期的根总长和根表面积分别提高46.13%、36.90%；厢作栽培降低了晚稻分蘖盛期的根总长和根表面积，分别显著降低33.75%、31.39%；垄作栽培提高了早、晚稻孕穗期、齐穗期的根系伤流量，其中，早稻孕穗期、齐穗期的根系伤流量分别显著提高73.31%、101.14%，晚稻孕穗期、齐穗期的根系伤流量分别显著提高92.81%、52.22%；与平作相比，垄作栽培显著提高早、晚季稻田土壤脲酶活性、0~20 cm土层中有机碳的含量以及晚稻季>5~20 cm土层中碳氮比值，厢作栽培显著降低了晚稻>5~10 cm土层中有机碳含量；相比平作栽培，垄作栽培增加了早、晚稻有效穗数与每穗总粒数，产量分别提高了30.20%和10.75%。综上，相比平作和厢作，垄作栽培更有利于提升稻田土壤地力和提高双季稻产量。     

供氮浓度对水稻根系生长的影响

在水培条件下 ,设计 0、1 4、2 8、42 mg/kg4个供氮浓度 ,研究其对扬稻 6号不同生育时期、生育阶段根系生长的影响。结果表明 :1依对氮素反应而言 ,根系性状可分为 3大类 :第 1类为随供氮浓度的提高而增加的性状 ,如每株不定根数 ;第 2类为随供氮浓度的提高而显著下降的性状 ,包括每条不定根长、不定根粗、不定根重和单位长度不定根重等 ;第 3类根系性状 ,在一定的氮素供应范围内 ,其生长量随供氮浓度的提高而增加 ,但供氮浓度进一步增加其增幅变小 ,如每株根干重和不定根总长度。2抽穗期根系性状中 ,每株不定根数主要取决于无效分蘖期 ,其次是有效分蘖期 ,再次为拔节长穗期 ;每株根干重和不定根总长度主要取决于无效分蘖期 ,其次是拔节长穗期 ,再次为有效分蘖期。3无效分蘖期是影响每株根干重、不定根数和不定根总长度生长的主要生育阶段 ,根系增加量的不同是由其生长速率不同所致     

重穗型籼粳杂交稻甬优6号超高产生理特性

【目的】探明籼粳杂交稻甬优6号的重穗、超高产与生理特性的关系。【方法】以重穗型籼粳杂交稻甬优6号、轻穗型常规晚粳稻秀水63和中穗型籼型杂交晚稻汕优63为试验材料,进行组合(品种)间物质生产过程中的"源、流、库"等生理特性的对比考查与测定,研究和探讨甬优6号超高产的生理特性。【结果】重穗型籼粳杂交稻甬优6号突出的生理特性是:①"源足",表现为叶面积指数大、叶片功能期较长、叶绿素含量多、叶片光合速率高、比叶重和粒叶比较大;②"流畅",为齐穗期单株茎鞘物质向成熟期的穗部输出量大、输出率和转换率高;③"库大",为单位面积总颖花量和有效颖花量多、库容量大、穗重5g以上;④"根强",为次生根发达、根量大、根活力强、根冠比值高,为地上部生长健壮抗倒、活熟到老并实现超高产提供根本保障。【结论】从重穗型的甬优6号优良生理特性得到启示:为实现籼粳杂交稻的超高产目标,育种者在选择亲本,尤其是筛选F1代时,应着重鉴别亲本、新组合物质生产过程中"源、流、库"的协调性,以及根冠比值的适宜大小。     

杂交中稻、再生稻两季增产的施肥技术研究

为提高杂交中稻、再生稻两季单产，多次试验其施肥技术，结果表明，中稻适当减少基、蘖肥用作穗（粒）肥，使其前期促蘖壮蘖，中期稳长，群体适中，后期个体健壮，抗逆力增强，光合效率和N肥利用率均提高，因此头、二季均较“重底早追施肥法”显著增产，尤其与穗型较小的品种、中苗移栽、穴植双株、适当密植和增施N肥、中期增施K肥等措施并用时效果更佳。N素基、蘖、穗肥比例为5：2：3的两季增产率均高于其他参试8种单项增产措施，起关键作用的是穗（粒）肥，随施N总量增加而提高其所占比例，对两季总产的配合效应愈好。穗（粒）肥施期则根据中期长势长相而定，一般宜在孕穗期或齐穗期施用。     

双季杂交稻高产施肥技术研究

采用田间试验研究施肥水平与杂交水稻产量的关系,以及不同生育阶段养分吸收量,据此,提出了夺取杂交水稻高产的施肥技术。 杂交早稻亩产540公斤,需吸收氮10.9公斤、五氧化二磷4.9公斤、氧化钾15.9公斤、二氧化硅43.8公斤;杂交晚稻亩产560公斤,需吸收氮15.9公斤、五氧化二磷5公斤、氧化钾19公斤、二氧化硅63.8公斤.同一施肥水平,杂交晚稻比杂交早稻多吸收氮20％～27.5％,钾7％～24.1％,磷相似。杂交晚稻秧苗期、分蘖盛期吸钾量高于杂交早稻,齐穗后低于杂交早稻;杂交稻要获高产在氮磷水平中上稻田,施钾是第一位因素,杂交早稻应重视中后期施钾,杂交晚稻应重视苗期及早施钾肥;早晚杂交稻要获超500公斤产量其氮磷钾最佳拖肥量分别为12、4、10.7公斤/亩和12、4、12公斤/亩。