抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素和品质的影响

以扬稻6号与南粳43为试验材料,通过在人工气候箱中进行高温处理,研究抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素及稻米品质的影响,旨在深入探讨高温对水稻的伤害机理。研究表明:水稻抽穗期高温降低了水稻的每穗总粒数、结实率和千粒重,同时稻米的糙米率、精米率、整精米率、可溶性糖和蛋白质含量也呈下降趋势,而稻米的垩白率、垩白度和直链淀粉含量增加明显,随胁迫温度的提高和胁迫时间的延长,2个水稻品种的产量构成要素和稻米品质急剧下降。相同温度胁迫下,扬稻6号的热害指数(Index of heat sensitivity,HIS)稍低于南粳43,其中扬稻6号的产量构成要素和品质受高温的影响也稍低于南粳43,说明扬稻6号耐高温能力高于南粳43。研究结果为进一步了解高温对水稻结实和稻米品质的伤害机理,筛选耐热性强的水稻品种提供重要的理论依据。     

高温胁迫下水稻红边特征及SPAD和LAI的监测

为了促进高光谱遥感技术在水稻长势监测及其灾害评估中的作用,该文以扬稻6号与南粳43为试验对象,通过高温胁迫试验,测定孕穗期高温胁迫后2个品种在不同生育期冠层高光谱反射率、红边参数和叶片绿色度（SPAD）值及叶面积指数（LAI）。结果表明,2个水稻品种剑叶的SPAD值与LAI随生育期的进行呈先上升后下降的趋势,在开花期均达到最大值,在始穗期与蜡熟期时较低。随着高温胁迫的加剧,SPAD值和LAI不断减小。冠层光谱红边位置、红边幅值与红边面积在开花前呈“红移”,开花后呈“蓝移”现象。随着胁迫温度的提高,3个红边参数也呈现“蓝移”现象。不同生育期剑叶SPAD值和LAI与红边特征参数均具有显著或极显著的相关关系。相对于红边幅值,以红边位置为参数所建的模型能更好地预测水稻剑叶的SPAD值和LAI。     

抽穗期高温胁迫对水稻开花结实的影响

以常规稻南粳43和杂交稻常优2号为试验对象,通过在人工气候箱中进行高温处理,研究抽穗期高温胁迫对花药生理机制、花粉活力和籽粒结实率的影响,旨在深入探讨高温对水稻的伤害机理.结果表明:高温胁迫下水稻花药中的脯氨酸(Pro)、游离氨基酸、可溶性蛋白质、抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量较对照处理均显著降低(p<0.01),并且随着胁迫温度的升高与胁迫时间的延长,其花粉活力、花粉萌发率、结实率、每穗实粒数与单株产量均有所下降,而千粒重的变化较小,说明高温胁迫破坏花药细胞膜结构与功能,影响花粉活力与萌发能力,从而降低结实率与每穗实粒数,最终导致产量下降.两个水稻品种相比,高温胁迫对常优2号的花粉活力、花粉萌发率以及结实率的伤害都明显小于南粳43,说明常优2号耐热性稍强于南粳43.相关分析表明,常优2号与南粳43品种的结实率与花粉活力和花粉萌发率之间均呈极显著正相关关系(p<0.01),因此影响水稻结实率降低的原因之一可能是花粉活力与花粉萌发率的降低.研究结果可为江淮地区生产中防御高温危害提供理论依据.     

不同水稻品种对铵态氮和硝态氮吸收特性的研究

采用水培方法研究了不同形态氮素对武育粳 3号 (常规粳稻 )和扬稻 6号 (常规籼稻 )生长的影响及其水稻苗期对NH 4 N和NO-3 N的吸收动力学特征。结果表明 :不同形态氮素对水稻生长影响差异显著 ,铵硝混合营养下水稻的生长最优 ;扬稻 6号比武育粳 3号具有更强的氮素吸收能力 ;不论武育粳 3号或是扬稻 6号 ,单一氮源时NO-3 的Km 值均大于NH 4 ,说明水稻对NH 4 的亲和力大于NO-3 ,武育粳 3号对NH 4 的最大吸收速率小于NO-3 ,而扬稻 6号则极为接近 ;NH 4 的存在均显著降低两个水稻品种对NO-3的吸收速率 ,武育粳 3号和扬稻 6号的NO-3 的Vmax分别比单一硝营养减小 1/ 2和 2 / 3,NO-3 的存在不影响武育粳 3号对NH 4 的吸收速率 ,但使扬稻 6号对NH 4 的吸收速率减小     

铝胁迫下磷对水稻苗期生长的影响及水稻耐铝性与磷效率的关系

选用两个耐铝性差异较大的水稻品种武运粳7号(耐铝品种)和扬稻6号(铝敏感品种)作为实验材料,利用水培铝-磷交替处理试验研究了磷对水稻铝胁迫下苗期生长的影响及水稻耐铝性与磷效率之间的关系。结果表明,从水稻铝-磷交替处理下的生物量和根系形态等指标来看,P缓解了Al对两个水稻品种的毒害作用,且对敏感品种扬稻6号的缓解作用更加明显。铝-磷交替处理下,武运粳7号的体内磷含量显著高于扬稻6号的,而根部铝含量显著低于扬稻6号,因此武运粳7号体内的P/Al显著高于扬稻6号;同时,虽然两个品种间根表及根自由空间中Al浓度没有差别,而武运粳7号根表及根自由空间中P浓度显著高于扬稻6号,表现出耐铝品种更强的质外体解铝毒能力,这可能与武运粳7号较强的磷吸收效率有关。此外,与耐铝品种武运粳7号相比,铝敏感品种扬稻6号虽然磷吸收效率低,但利用效率高,即两个水稻品种的耐铝性与水稻的磷吸收效率和利用效率不一致,这为酸性土壤水稻育种提供了理论基础,即选育适应酸性土壤的水稻基因型不仅要关注其耐铝性还要关注其磷利用效率。     

孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响*5

为探讨孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响,以南粳45与两优培九为供试品种,于孕穗期设置不同高温强度和不同持续天数处理,分析水稻光合速率、物质分配及产量结构等对不同强度和持续时间高温胁迫的响应特征。结果表明,孕穗期高温处理后,水稻光合速率和产量均出现不同程度的降低,且温度越高、持续时间越长,降低幅度越大。与CK相比,41℃高温处理7d时,两优培九、南粳45光合速率降幅分别为44.6%、28.8%;减产率分别为81.6%、87.7%。高温导致颖花结实率降低、颖花量减少,光合物质向穗部运移不畅,进而导致水稻经济系数降低。41℃高温处理6d时,两优培九和南粳45茎秆占植株生物量的比重均超过70%。高温处理后水稻穗粒数、结实率和千粒重均呈减少趋势,其降低幅度与高温强度、持续时间有关。在41℃高温处理7d时,两优培九穗粒数减少41.9%,结实率降低93.5%,千粒重降低25.3%;南粳45穗粒数减少50.1%,结实率降低79.6%,千粒重降低23.7%。由此可见,孕穗期高温对水稻产量构成要素中结实率影响最大,穗粒数次之,千粒重受其影响最小。     

孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响

为探讨孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响,以南粳45与两优培九为供试品种,于孕穗期设置不同高温强度和不同持续天数处理,分析水稻光合速率、物质分配及产量结构等对不同强度和持续时间高温胁迫的响应特征。结果表明,孕穗期高温处理后,水稻光合速率和产量均出现不同程度的降低,且温度越高、持续时间越长,降低幅度越大。与CK相比,41℃高温处理7d时,两优培九、南粳45光合速率降幅分别为44.6%、28.8%;减产率分别为81.6%、87.7%。高温导致颖花结实率降低、颖花量减少,光合物质向穗部运移不畅,进而导致水稻经济系数降低。41℃高温处理6d时,两优培九和南粳45茎秆占植株生物量的比重均超过70%。高温处理后水稻穗粒数、结实率和千粒重均呈减少趋势,其降低幅度与高温强度、持续时间有关。在41℃高温处理7d时,两优培九穗粒数减少41.9%,结实率降低93.5%,千粒重降低25.3%;南粳45穗粒数减少50.1%,结实率降低79.6%,千粒重降低23.7%。由此可见,孕穗期高温对水稻产量构成要素中结实率影响最大,穗粒数次之,千粒重受其影响最小。     

短期高温胁迫对海岛棉不同部位果枝产量形成的影响

高温是影响棉花产量的重要环境因子,研究盛花期短期高温胁迫对海岛棉不同部位果枝产量及产量构成因素的影响,有助于为海岛棉选育耐热稳产性品种、制定丰产抗逆栽培技术提供理论方法。以‘新海43号’和‘新海49号’为材料,于盛花期在田间搭设增温棚,设置不同增温持续时间[0 d （CK）、3 d （H3）、6 d （H6）、9 d （H9）]模拟短期高温胁迫对海岛棉干物质积累、叶片净光合速率、蕾铃脱落率、产量及产量构成因素的影响。结果表明：盛花期短期高温胁迫,导致‘新海43号’和‘新海49号’中部果枝蕾铃脱落率显著增加,棉株总干物质积累量下降。在花后30~50 d,各增温处理棉铃的干物质量与对照相比显著降低;而花后40~50 d,两品种H6、H9处理茎、叶干物质量与对照相比显著升高。随生育进程的推进,‘新海43号’和‘新海49号’在H3、H6、H9处理下棉铃最大干物质量比对照分别降低8.9%、29.3%、36.3%和11.8%、28.1%、42.6%;棉铃日均积累量分别下降10.9%、32.8%、42.2%和12.8%、30.3%、45.9%;而达到快速积累期终止时期所需的时间分别增加5 d、8 d、14 d和1 d、5 d、10 d。在增温处理期间,两品种主茎叶P_n随增温持续时间的延长呈大幅下降趋势;增温结束后,各处理叶片P_n的衰减速度不同,在生殖生长后期（花后40 d） H3、H6、H9处理下叶片P_n均高于对照,表现为H9 > H6 > H3 > CK。短期高温胁迫导致两品种单株结铃数、单铃重和衣分显著降低,其中单株结铃数变异系数（15.4%~18.5%）最大,衣分变异系数（4.1%~4.7%）最小。‘新海43号’和‘新海49号’H3、H6、H9处理下单株结铃数分别减少21.6%、22.5%、28.9%和16.6%、26.4%、34.7%;而增温显著增加了上部果枝铃数,进而提高了上部果枝产量及产量贡献率。品种间,‘新海49号’净光合速率、单株结铃数和单铃重下降幅度以及蕾铃脱落率的增加幅度均大于‘新海43号’,说明‘新海43号’具有更好的耐热性。     

水分胁迫对水稻幼苗氮素同化酶及光合特性的影响

用不同浓度的聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱处理,以探明水分胁迫对4 叶期的扬稻6号（籼稻）幼苗氮素形态、氮代谢关键酶以及对光合特性的影响。结果表明,轻度水分胁迫（PEG5％、水势-0.05 MPa）不影响氨基酸态氮、可溶性蛋白含量以及硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合酶（GOGAT）和谷氨酸脱氢酶（GDH）活性;但对硝态氮的吸收和积累有一定刺激作用,并显著降低幼苗净光合速率和干物质累积。相关分析表明,光合速率的降低对茎叶干物质累积的影响明显大于水稻体内通过代谢抵御外界不良环境的正面效应,导致茎叶干物质积累降低。当高水分胁迫强度（PEG10％、水势-0.15 MPa）,不同氮素形态的含量、氮代谢关键酶以及光合速率显著降低;而且根器官对水分胁迫的敏感程度明显大于叶片。表明水稻幼苗中不同氮素形态的含量、氮代谢关键酶以及光合速率与水分胁迫强度密切相关。     

外源镉和温度变化对不同品种水稻抽穗期光合特性的影响

探讨外源镉（Cd）和温度变化对水稻抽穗期光合特性的影响,为水稻生长过程中应对稻田土壤重金属污染和气候变暖的复合作用提供理论依据。通过添加外源Cd （0和2 mg/kg土）和模拟温度（白天/夜晚分别为30℃/25℃（CK）、33℃/28℃（T1）、36℃/31℃（T2））,研究外源Cd和温度变化对不同品种水稻（武运粳30号和新两优6号）抽穗期光合参数、荧光参数及其生物量的影响。结果表明,单一Cd处理显著降低了新两优6号的SPAD值,而单一增温处理则显著降低了武运粳30号的SPAD值（P<0.05）。虽然外源Cd和温度的复合作用未显著影响武运粳30号和新两优6号的净光合速率（P_n）,但Cd处理显著降低了两品种的P_n,而增温处理则显著影响了新两优6号的P_n;大部分Cd和温度处理下,新两优6号的SPAD值和P_n大于武运粳30号。Cd处理和增温处理均影响了水稻叶绿素诱导动力学曲线的形状,O、K、J和I点的荧光因处理的不同而具有一定差异。Cd处理和增温处理对水稻F_v/F_m和比活度参数的影响与水稻品种有关,Cd处理未显著影响运粳30号和新两优6号的F_v/F_m值,而增温处理则显著减少了武运粳30号的F_v/F_m值;新两优6号的比活度参数ABS/RC、DIo/RC、TRo/RC、ET0/RC在Cd处理下显著降低,而武运粳30号的比活度参数在增温处理下则显著增加（P<0.05）。Cd处理显著降低了新两优6号的茎叶生物量,而增温处理则显著降低了武运粳30号茎叶生物量,然而两者的复合作用对水稻茎叶和根生物量的影响因品种不用而具有差异,新两优6号的茎叶和根干物质量在大部分处理下大于武运粳30号。综上可知,Cd和增温处理通过影响水稻的光合参数和荧光参数,从而影响水稻的生物量,但影响程度因品种不同而具有差异,其中,武运粳30号对Cd具有较强的抗性而新两优6号对增温有较强的抗性。因此,在实际的田间管理中,应选择合适的水稻品种,以应对土壤Cd污染和温度升高对水稻生长的影响。     

氮肥用量对机插优质晚稻光合物质生产的影响

为探明优质晚稻物质生产、积累、分配与转运对氮肥的响应特征,以优质双季晚稻泰优398、黄华占、天优华占、美香新占4个品种为试验材料,于机插条件下设0(N0)、135(N1)、180(N2)、255 kg·hm^-2(N3)4个施氮水平,测定光合物质生产、积累、分配与转运等指标。结果表明,随着施氮量的增加,机插优质晚稻产量,拔节期叶面积指数、光合势、群体生长率,齐穗后叶面积衰减幅度,播种至拔节期及拔节期至齐穗期干物质积累量均提高;齐穗期与成熟期叶面积指数、齐穗期至成熟期的光合势、群体生长率、阶段干物质积累量先增加后减少,且均在N2水平下达到最大值,N2处理下4个品种上述各指标分别较N0增加了46.5%～115.7%、78.8%～200.0%、79.8%～143.9%、26.2%～79.1%、34.1%～98.5%。齐穗期、成熟期的单茎干物质量、各器官干物质量均表现为N2、N3>N1>N0,且多数指标在N2与N3处理间无显著差异,其中,N2处理齐穗、成熟期单茎干物质量分别较N0增加了5.8%～31.9%、6.8%～45.7%。齐穗后茎鞘输出量、输出率与转化率随...     

不同生育期水分胁迫对夏玉米叶片光合生理特性的影响

以苏玉20和郑单958为材料,采用盆栽控水试验,设置干旱、水涝和对照3个处理,研究不同水分胁迫条件对两个夏玉米品种关键生育期（拔节期和抽雄期）光合生理特性的影响。结果表明：（1）干旱和水涝均会降低夏玉米的叶片绿色度值（SPAD）、净光合速率（NPn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）,增加叶片胞间CO2浓度（Ci）。（2）两个夏玉米品种抽雄期对水分的敏感程度高于拔节期,且对水涝的敏感程度大于干旱。（3）两个夏玉米品种对水分逆境胁迫的抗性相比,苏玉20与郑单958的抗旱性相同,而苏玉20的抗涝性小于郑单958。研究结果可为探明不同种植区夏玉米水分抗逆性研究提供理论依据。     

灌浆结实期高温对水稻剑叶生理特性和稻米品质的影响

以水稻耐热品系996和热敏感品系4628为材料,在灌浆结实期利用人工气候室进行高温处理（9：00-17：00,37℃,17：00-翌日9：00,30℃）和适温处理（CK,9：00-17：00,30℃,17：00-翌日9：00,25℃）22d,研究高温胁迫对水稻剑叶光合特性、膜透性、抗氧化酶活性及稻米品质的影响,并进行对比分析.结果表明：（1）灌浆结实期高温胁迫下水稻剑叶叶绿素含量、叶绿素a/b和净光合速率均降低,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性表现出胁迫初期升高,高温处理5d后,随胁迫时间延长呈降低趋势,热敏感品系4628剑叶中叶绿素含量、净光合速率和抗氧化酶活性下降幅度大于耐热品系996;（2）高温下剑叶丙二醛（MDA）含量上升,相对电导率增加,热敏感品系4628增加幅度大于耐热品系996;（3）高温胁迫下垩白粒率和垩白度显著增加,精米率和整精米率显著降低,直链淀粉含量降低,蛋白质含量增加.灌浆结实期高温胁迫下,水稻功能叶抗氧化酶活性降低,膜透性增加,光合能力及光合产物的运输与卸载能力下降,可能是稻米品质降低的重要原因.     

花期低温对晚稻干物质积累及分配的影响

以“广两优香66”为试材, 于2014年8-10月在南京信息工程大学农业气象站进行人工控制实验, 研究花期低温对晚稻光合作用和后期灌浆过程的影响, 并分析低温胁迫下晚稻后期干物质积累和分配的变化。低温胁迫温度设定为22℃/17℃（昼/夜）, 处理时间分别为2、4、6和8d, 分别依次记为T2d、T4d、T6d和T8d, 以外界环境条件32℃/25℃(昼/夜)为对照（CK）。结果表明：（1）低温处理后, T2d处理最大光合速率（Pmax）变化较小, T4d和T6d分别比CK下降11.66%和21.47%, T8d的Pmax仅为17.25μmol·m^-2·s^-1, 比CK减少28.54%。低温处理后叶片光饱和点（LSP）降低, 而光补偿点（LCP）明显升高, 与CK相比, T2d、T4d、T6d、T8d的LSP分别降低6.68%、8.08%、8.63%、10.87%, LCP升高2、3、4、6倍。说明低温处理降低晚稻叶片的光合能力;（2）对不同处理的灌浆过程的拟合表明, 低温处理时间越长, 达到最大灌浆速率所需时间（T-GRmax）越长, 晚稻最大千粒重（A）越小, 灌浆活跃期的时间（T90）也越短, 导致整体平均灌浆速率（GR）呈不同程度下降, 说明低温会减缓晚稻的灌浆过程;（3）低温处理时间越长, 晚稻结实率越低, 不超过2d低温对结实率无显著影响, 但4d及以上低温处理能显著降低晚稻结实率, T8d处理的结实率比CK降低34.39%;（4）晚稻总干物质与花期低温处理时间呈负相关, 且低温处理6d后总干物质显著减少, T8d处理总干物质比CK减少28.05%, 其中叶片和穗部减少较明显, 低温处理4d后两者干物质均明显下降, 处理8d后比CK分别减少42.57%和38.70%。研究表明花期低温处理抑制晚稻光合作用, 4d及以上低温处理显著降低结实率, 减缓籽粒灌浆过程, 对产量形成不利。     

遮荫对水稻冠层叶片SPAD值及光合、 形态特性参数的影响

SPAD（soil-plant analysis and development）计是一种快速、 方便、 非破坏性的诊断植物叶片相对叶绿素或氮含量的仪器,与传统的氮营养诊断方法相比,此仪器节省时间、 劳力和资源。本试验通过未遮荫和遮荫的方法观察水稻冠层叶片SPAD值、 叶绿素含量、 叶绿素荧光、 光合参数、 叶片厚度和比叶重（叶片干重除以叶片的面积）等生理形态指标的变化,建立SPAD值与光系统II（PSII）最大量子产量（Fv/Fm）之间的回归关系。结果表明,遮荫条件下,甬优9号(YY9)和丙9363(B9363)冠层叶片变薄、 SPAD值、 叶绿素a/b、 比叶重、 电子传递速率（ETR）降低,但快速光曲线的初始斜率无明显变化; 同时, 遮荫导致了叶片的呼吸速率、 最大净光合(Pmax)、 量子效率、 光补偿点和饱和点降低,表明水稻叶片为适应弱光环境, 降低光合能力、 减少呼吸消耗, 以增加对有限光能的利用。不同光照条件下,水稻冠层叶片SPAD值与PSII的Fv/Fm的回归方程呈指数式关系（YY9 R2=0.896; B9363 R2=0.833）, 表明SPAD计可以快速、 无损、 有效地评估水稻冠层叶片的光合作用进程,当SPAD值小于35时,其光合过程可能处于受损状态。     

高温对茶树叶片光合及抗逆特性的影响和恢复

以4个茶树品种福鼎大白茶、鸠坑、龙井43和乌牛早7a生植株为研究对象,采用人工气候箱模拟高温（35℃和40℃）处理6、12、18、24、48h,取出后置于人工气候箱中（25℃）恢复3、6、9d,以未经高温处理置于人工气候箱中（温度25℃）的各品种茶树为对照（CK）,测定茶树叶片的最大净光合速率、荧光参数、抗氧化酶活性以及细胞伤害率。结果表明：高温胁迫显著抑制了茶树的最大净光合速率（Pnmax）和最大光化学效率（Fv/Fm）,处理时间越长、温度越高,Pnmax和Fv/Fm下降越快,除35℃处理的福鼎大白茶外,其它3种茶树经过高温处理后,在恢复期间其Fv/Fm无法恢复至正常水平;茶树叶片的SOD酶活性在高温处理的前12h迅速上升,随着处理时间的延长,其活性降低;叶片MDA含量的平均值在高温处理第48小时达到最大,恢复期间缓慢下降;随着处理温度的升高和处理时间的延长,各茶树叶片的细胞伤害率均呈增加趋势。4种茶树耐热性的强弱由高到低依次为福鼎大白茶＞乌牛早＞鸠坑＞龙井43。