水稻不同生育期对硒的吸收、转运及累积规律

采用大田试验,研究土壤施用含硒肥料后水稻中硒的积累和分布的动态变化。结果表明:在水稻不同器官中硒的积累量与含硒肥料施用量呈正相关,相关系数达到0.98以上。水稻成熟期,硒施用量30 kg/hm2和120 kg/hm2处理全株硒浓度分别比对照处理提高了98.9%和313.7%。不同生育期,水稻各个器官中硒含量及累积量不同,水稻硒的生物富集高峰期表现在孕穗期,叶与水稻穗部吸收累积硒有着密切关系。水稻成熟期整个植株中硒的累积量为茎叶精米根颖壳。在整个水稻生育期硒有一定的运转累积规律:水稻分蘖期时,硒从根、茎流向叶片;孕穗期再由叶流向茎;灌浆期又从根运转到叶和穗中;最后成熟期叶中的硒流向穗。苗期施用含硒肥料是一条提高水稻硒含量的有效农艺措施。     

富硒与非富硒水稻品种对硒的吸收分配的差异及机理

采用盆栽试验方法研究了富Se与非富Se水稻(秀水48和丙9652)对土壤中Se吸收累积的生育期动态变化和Se在水稻植株不同部位的分配差异.结果表明:随着生长发育期的推进,水稻在拔节期对Se累积量骤增,从拔节期到灌浆期水稻Se的累积量占总Se累积量的65%-77%,说明这一段时期是水稻吸收Se的关键时期,水稻生命周期中吸收的Se大部分在这个时期完成.在水稻苗期,秀水48较高的Se吸收量是由于其根系对亚硒酸盐吸收能力较高.而在籽粒成熟期,两个品种生物量和Se吸收量没有差异,无论在低Se土壤还是加Se土壤上,秀水48籽粒Se含量都显著高于丙9652,这说明水稻对土壤Se的吸收是非恒定的,富Se水稻秀水48比非富Se水稻丙9652有较强的Se吸收能力和较强的Se转运能力,但是,Se在两个水稻品种的籽粒和其他器官中的分配差异是引起籽粒Se含量差异的一个重要原因.土壤不施Se时植株各器官Se含量顺序依次为根＞叶≈茎＞籽粒,Se易于向营养体富集,土壤施亚硒酸盐后植株各器官Se含量则为根＞籽粒＞叶＞茎,表现出Se向籽粒富集的特征.     

水稻不同品种在海南富硒土壤中硒的吸收和分配机理

利用盆栽研究了5个水稻品种在两种不同的富硒土壤中Se吸收累积的生育期动态变化和Se在水稻植株不同部位的分配机理.结果表明,随着生长发育期的推进,水稻在孕穗期对Se含量和累积量同时骤增,从苗期到孕穗期水稻Se的累积量占总Se累积量的45.5%～67%,同时Se含量也达到最高,说明这一段时期是水稻吸收Se的关键时期;在富硒土壤1中水稻各器官Se含量都显著大于相应土壤2中水稻各器官,水稻各器官Se含量顺序依次为根>叶>茎>籽粒,Se易向营养体富集;5个水稻品种中只有杂交稻在土壤1中生长正常;3个常规水稻中旱14、2004-95、稻翅品种在土壤2中的SOD、POD酶活性比土壤1中呈明显减小趋势,但杂交稻特优10 SOD酶活性变化相反,其POD酶活性变化的幅度也最小;在土壤2中5个水稻品种生长都正常,杂交稻的平均硒含量最低,但累积量最高.     

氮素对不同生育期小麦植株累积硒的影响

【目的】施用氮肥是农业生产上最重要的增产措施之一,但增施氮肥对不同生育期小麦植株中硒累积、 转运和分配的影响尚不明确。本研究通过盆栽试验研究不同氮水平对小麦生长过程中植株各器官硒累积的影响,为合理施氮提高小麦硒含量提供理论参考。【方法】 试验设置N 100 mg/kg和200 mg/kg 两个水平,每个氮水平设置低硒 (Se 0.81 mg/kg)和高硒 (Se 5.02 mg/kg) 处理,分别在小麦苗期、 拔节期、 孕穗期、 抽穗期、 扬花期、 灌浆期和成熟期取样,分析不同生育期小麦对土壤外源硒的吸收速率,探讨不同硒水平下施氮量对小麦各器官硒累积、 转运和分配的影响。【结果】 1)与低氮相比,高氮促进了小麦籽粒产量增加,低硒的促进作用大于高硒,低硒和高硒时的高氮处理小麦籽粒产量较低氮处理分别提高了21.7%和13.7%。低硒时的高氮处理能提高小麦穗(特别是籽粒)和老叶中的硒含量,籽粒和颖壳硒含量较低氮处理分别提高了31.2%和13.6%,但高硒时高氮处理却导致小麦各器官(特别是籽粒和根)中硒含量下降,其中籽粒和根部硒含量较低氮处理分别下降了13.2%和17.8%。 2)相同硒水平下,高氮处理小麦根部硒占植株总硒的比例较低氮处理下降了约1/4; 在营养生长阶段,低硒时高氮处理能促进硒向小麦地上部转运,而在生殖生长阶段其能促进硒从小麦茎叶向颖壳和籽粒中转运,使得籽粒中硒占总硒比例提高了18.4%; 但高硒时高氮处理却促进硒从茎叶转运到颖壳中,致使籽粒中硒占总硒比例下降了8.0%。3)小麦根部硒含量在苗期和拔节期,抽穗期和扬花期之间增长幅度最大,说明此期间是小麦硒吸收的敏感期。【结论】小麦硒含量因生育期和外源硒水平的不同而异,施氮量也影响着小麦硒累积、 转运和分配。增施氮肥能提高硒的利用效率,建议低硒地区农业生产中补硒时要结合氮的合理施用。     

硒(Ⅳ)预处理下根表铁膜对水稻幼苗吸收和转运汞的影响

采用水培试验的方法研究硒(Se,Ⅳ)预处理下,根表铁膜对水稻幼苗吸收和转运汞(Hg)的影响。将水稻幼苗置于Se0和Se0.5(mg L-1)培养液中培养2周,再用4种不同浓度的Fe2+溶液(0、25、50和100 mg L-1即Fe0、Fe25、Fe50、Fe100)诱导水稻根表形成不同数量的铁膜,随后置于0.3 mg L-1的Hg Cl2培养液中继续培养72 h。结果表明,根表铁膜对水稻幼苗生长无显著影响,但硒可以增加其生物量。碳酸氢钠―柠檬酸三钠―连二亚硫酸钠(DCB)提取液(即根表铁膜)中含铁比例(57.3%~96.2%)显著高于水稻幼苗地上部(1.1%~17.5%)和根部(2.7%~25.9%),水稻幼苗的大部分铁被积累至DCB提取液中。随着根表铁膜数量的增加,根和地上部汞含量均显著降低。在Fe50和Fe100处理中,硒的加入显著减少了地上部和根部的汞含量,也显著降低了汞的分配系数,Se(Ⅳ)预处理能明显提高铁膜固持汞的量。综上所述,Se(Ⅳ)预处理和根表铁膜均能阻碍水稻幼苗对汞的吸收和向地上部的转运,减轻水稻汞胁迫,从而起到保护水稻避免汞毒害的作用。本研究对于提高汞污染区稻米质量和保证粮食安全具有一定的现实意义。     

应用15N示踪技术研究水稻对氮肥的吸收和分配

运用15N示踪技术研究了不同生育时期水稻对肥料氮的吸收和分配。结果表明：15N分别标记基肥（N1）、分蘖肥（N2）和拔节孕穗肥（N3）处理中,水稻吸收的氮素在分蘖盛期、拔节孕穗期和开花期分别有23.1%、8.3%和19.9%来自肥料;从开花期到成熟期,不同时期标记的15N转运量大小为：拔节孕穗期追肥（N3）>基肥（N1）>分蘖期追肥（N2）, 但基肥的氮素转运效率最高, 其他两次追肥氮素转运效率相当;在成熟期,N1、N2、N3处理残留在的稻草中的15N分配比例分别为24.3%、26.7%和30.4%。无论是氮肥基施,还是分蘖期或拔节孕穗期追肥,水稻开花期之前所吸收的15N主要分配在叶片中,其次是鞘,再次是茎,开花期后,随着15N从营养器官向籽粒中的转移,叶片、茎秆和鞘中的15N分配百分比逐渐下降,籽粒15N的分配百分比逐渐上升。试验结果还显示,基肥15N标记时,分蘖盛期所吸收氮来自肥料最高,为23.1%,随生育期的推进逐渐下降,到成熟期仅为10.6%,成熟期吸收的氮来自分蘖期和拔节孕穗期追施的氮肥分别为5.9%和12.4%。表明（1）当土壤氮素含量不高时, 基肥对水稻整个生育期生长很重要,基肥适量增加可显著增加水稻茎蘖数,对水稻群体质量建成有决定作用;（2）拔节孕穗肥可显著促进水稻生育后期的籽粒灌浆和充实,增加拔节孕穗期的氮素供应有利于提高水稻的氮素收获指数;（3）分蘖期追肥氮素损失较大,水稻吸收较少,可以适量增加水稻基肥而不施分蘖肥,或在水稻分蘖后期水稻生物量较大时适量施肥以促进水稻吸收。     

太阳辐射减弱和O3增加对冬小麦植株磷含量、分配和转运的影响

采用开顶式气室(OTC)和遮阳网模拟O3增加和地表太阳辐射减弱条件,测定冬小麦不同生育期不同器官的磷含量,并分析O3增加和太阳辐射减弱对植株体内磷含量、分配和转运的影响。结果表明,(1)太阳辐射减弱条件下冬小麦根、茎、叶和穗中磷含量均比自然光条件下显著增加(P<0.05),根和穗中磷的分配率降低,叶和生育后期茎中磷的分配率增加,植株营养器官中磷的总转运量(P<0.01)和转运率降低(P<0.05);(2)100nL.L-1O3处理(T)会增加根、茎、穗和生育后期叶中磷含量,降低乳熟期-成熟期根和穗中磷的分配率,增大成熟期茎和叶中磷的分配率,极显著降低根、茎、叶和营养器官中的磷转运量(P<0.01),增加叶和营养器官中磷的转运率。(3)O3增加和不同太阳辐射减弱的复合处理均会增加根、茎、叶和穗中磷含量,极显著降低植株根、茎、叶和营养器官中磷的转运量(P<0.01),降低穗和孕穗期-抽穗期根中磷的分配率(P<0.05),增加灌浆期-成熟期磷在茎和叶中的分配率(P<0.05),各复合处理对茎和穗中磷分配率的影响,随着太阳辐射减弱程度的增加而增大,并且在乳熟期-成熟期表现为协同作用。     

叶面喷施硒对水稻籽粒中硒含量及形态的影响

为研究叶面喷施氨基酸螯合硒对水稻籽粒硒含量及形态的影响,以水稻品种百香 139 为材料,通过大田试验,在水稻破口期叶面喷施不同用量的氨基酸螯合硒,并在水稻拔节孕穗期、始穗期、扬花授粉期、灌浆期、蜡熟期 5个不同生育期叶面喷施 13.5 g/hm²(以硒计)的氨基酸螯合硒,在水稻成熟期测定、分析各处理组水稻地上部不同组织器官硒含量和籽粒硒形态。结果表明,喷施外源氨基酸螯合硒可提高水稻各器官硒含量,在适量范围内水稻植株各器官硒含量随着喷硒浓度的增加而提高;水稻籽粒中硒主要以硒代蛋氨酸存在,水稻籽粒中硒代蛋氨酸含量与总硒含量的变化规律相一致。喷施氨基酸螯合硒用量为 6.75、13.5、27.0 g/hm² 时水稻籽粒中硒含量分别为 0.168、0.431、0.439 mg/kg,均达到《富硒农产品硒含量分类要求》(DB45/T 1061-2014)的要求。拔节孕穗期至灌浆期喷硒处理水稻籽粒硒含量呈现增高趋势,灌浆期喷硒处理的水稻籽粒总硒含量最高,达到 0.320 mg/kg;水稻籽粒中硒代蛋氨酸含量占总硒含量的比例为 43% ～ 91%,硒代蛋氨酸含量占总硒含量的比例由大到小依次为:拔节孕穗期 >始穗期>扬花授粉期＝灌浆期>蜡熟期,硒代蛋氨酸比例随着施硒时期越靠近水稻成熟期越低,表明水稻叶片中硒的转化时间对稻米中硒形态有显著影响,提早喷施硒有利于有机态硒的形成,提高稻米中有机态硒的比例。在硒的生物强化生产富硒水稻中,水稻破口期叶面喷施氨基酸螯合硒的最佳用量为 13.5 g/hm²,在 5 个不同生育期喷施 13.5 g/hm² 的氨基酸螯合硒均能生产出富硒大米,且最佳喷施外源硒的时期为灌浆期。     

不同品种水稻对砷的吸收转运及其健康风险研究

为了比较不同品种水稻砷的积累特点,筛选可食用部分低砷积累水稻品种,研究通过盆栽试验,分析了江苏省常见的11个水稻品种根、茎、叶、谷壳和籽粒中的砷含量、砷的转运系数和根表铁膜厚度及其对砷固持的影响,并预估了不同品种水稻籽粒砷的健康风险。结果表明,不同品种水稻各部位的砷含量差异显著(P <0.05),泰瑞丰5号籽粒中的砷含量最高,而镇稻16号籽粒中的砷含量最低,后者大约是前者的一半。砷在水稻相邻部位的转运系数存在品种间差异(P <0.05),砷在水稻叶与籽粒间的转运系数最大的水稻品种是泰瑞丰5号,最小的是镇稻16号。根表铁膜量在不同品种间差异显著(P <0.05),其中淮稻6号的铁膜量是武运粳23的2.17倍。根表铁膜量与铁膜中的砷含量及水稻根叶中的砷含量均呈显著正相关关系(P <0.05)。不同水稻品种间的目标风险指数(THQ)也存在显著差异,其中泰瑞丰5号的THQ值最高,而镇稻16号的THQ值最低,两者相差0.99倍。研究表明,镇稻16号由于较低的砷吸收和转运能力,在中低砷污染土壤上种植风险较小,而泰瑞丰5号风险最大。     

宁夏引黄灌区春小麦不同生育期吸收氮、磷、钾养分的特点

选择宁夏引黄灌区中等肥力灌淤土,设置施肥与不施肥处理,在相距约5km的3个试验点进行了肥料田间试验,研究春小麦不同生育期氮、磷、钾养分的吸收特点。结果表明,在供试土壤条件下,施肥可明显提高小麦产量、干物质累积量、体内氮、磷、钾含量及其累积量。施肥或不施肥,小麦地上部干物质的累积量随生育期呈典型S型曲线增长,其中拔节期和灌浆期出现两个高峰期,各占总累积量的30%左右。植株氮、磷、钾含量随生育期呈曲线下降趋势,特别是从拔节到灌浆中期下降幅度较大;而在分蘖期以前和灌浆中期以后变化幅度较小。植株氮、磷、钾累积吸收量随生育期的延长和施肥水平的提高而增加,但各生育期相对累积吸收比例,施肥与否差异不大。苗期氮、磷、钾的吸收量约占总吸收量的4%～5%,分蘖期占20%～23%,拔节期分别占30%、41%、34%,抽穗期分别占14%、12%、10%,灌浆期分别占29%、20%、26%,成熟期占1%～3%,其中拔节期是养分吸收的高峰时期。不论施肥与否,地上部氮、磷、钾累积吸收量与其干物质累积量之间均呈极显著正相关,而与植株氮、磷、钾含量之间呈极显著负相关。     

Uptake and Accumulation Characteristics of Arsenic and Iron Plaque in Rice at Different Growth Stages

Arsenic (As) uptake by rice plants and its toxicity to human beings have caused worldwide concerns. Investigating the characteristics of As accumulation in rice in relation to root surface iron plaque during the whole growth of rice would provide important information for devising measures to mitigate rice As uptake in As-polluted areas. Uptake and accumulation characteristics of As in rice at different growth stages as well as iron plaque on rice root surfaces were investigated in a pot culture experiment in a greenhouse. The results showed that As concentrations in roots, stems, and leaves increased with rice growth, while As concentration in spikelets decreased with grain development: 53.63% of As content in leaves, 61.51% in spikelets, and 82.09% in stems were found at both the jointing and booting stages, which suggested that the two stages were the key stages of As uptake. Root surface iron plaque at different growth stages was extracted by DCB (dithionite-citrate-bicarbonate). DCB-extractable iron (Fe) and DCB-extractable As were significantly increased with rice growth (P < 0.001), and there was a significant positive correlation between DCB-extractable Fe and As (P < 0.001), indicating that iron plaque was very important to sequester As on rice root surfaces.     

根系通气组织发育程度对水稻苗期生长及氮素吸收的影响

水稻苗期由于根系通气组织发育不完善导致根际缺氧是限制水稻生长的因素之一。本研究在水培条件下通过施用不同种类通气组织刺激剂，硝普钠、亚硒酸钠、硫氢化钠，研究其对水稻苗期生长、氮素积累、根系内部通气组织发育（孔隙度）及外部形态、根际氧含量的影响。结果表明，不同通气组织刺激剂均能通过刺激通气组织发育改善根际氧环境从而促进苗期水稻生长。其中施用0.01 mmol/L亚硒酸钠处理效果最佳，植株干重、氮积累量、根孔隙度及根际氧含量分别较不添加刺激剂的对照处理显著增加36.7%、16.1%、70.5%和39.9%。无论是生物量还是氮积累均与水稻苗期通气组织发育程度存在一个明显的突变阈值（42.0%）。当孔隙度小于该阈值时，孔隙度每增加1%时，单株水稻生物量和氮积累量分别显著增加6.5及0.2 mg；而当孔隙度超过阈值时，二者则迅速降低。因此，苗期添加适宜浓度的通气组织刺激剂可以通过提高根系泌氧来缓解苗期水稻根际环境中溶解氧不足对水稻发育的抑制，同时也为提高水稻氮素吸收提供新的思路。     

夜间增温对小麦干物质积累、转运、分配及产量的影响

为明确夜间增温对小麦产量形成的影响,于2019—2020和2020—2021年两个小麦生长季,以苏麦188和安农0711为试验材料,采用被动式夜间增温方法,以不增温为对照,对小麦生育前期3个阶段(分蘖期至拔节期、拔节期至孕穗期、孕穗期至开花期)进行夜间增温处理,研究不同阶段夜间增温处理对小麦干物质积累、分配、转运以及产量的影响。结果表明,分蘖期至拔节期与拔节期至孕穗期夜间增温处理均能提高小麦孕穗期和开花期的旗叶叶面积,且分蘖期至拔节期夜间增温处理与对照差异显著,孕穗期至开花期夜间增温处理的旗叶叶面积较对照有所降低;在小麦拔节期和孕穗期时,分蘖期至拔节期与拔节期至孕穗期夜间增温处理较对照均提高了小麦的株高,开花期各增温处理的株高与对照无显著差异;分蘖期至拔节期与拔节期至孕穗期夜间增温处理均提高了小麦干物质的积累量和产量,在分蘖期至拔节期夜间增温处理下,苏麦188和安农0711的两年平均产量较对照分别提高了5.63%和6.77%。综上,分蘖期至拔节期夜间增温处理提高了小麦的叶面积和株高,使其获得更多的光能用于光合作用,最终增加了小麦的干物质积累量和产量。本研究结果为制定未来气候变化背景下的农业适应战略提供了理论依据。     

涝胁迫对杂交中稻形态和产量的影响

湖北平原地区夏季降水多,水稻易受涝害,为了解涝对杂交水稻生长及产量的影响,以杂交中稻丰两优香1号为试材,在拔节期、孕穗期和灌浆期分别设计不同涝淹深度和受涝时间的胁迫试验。结果表明：杂交中稻受涝胁迫后,植株高度、节间长度均增长,灌浆期、孕穗期受涝胁迫后植株高度增长幅度大于拔节期,可用二元一次方程拟合水稻株高增长量（YPH）、节间长度（YIL）与受涝天数（D）和涝淹深度（H）之间的关系,涝淹深度对植株高度、节间长度的影响大于受涝天数。不同生育期受涝水稻减产顺序表现为孕穗期＞拔节期＞灌浆期,可用二元一次方程拟合水稻相对产量（Ry）与受涝天数（D）和涝淹深度（H）的关系,拔节期和灌浆期受涝天数对产量的影响大于受涝深度,而孕穗期涝淹深度的影响大于受涝天数。拔节期受涝胁迫结实率显著下降,孕穗期结实率和千粒重显著下降,灌浆期主要表现为结实率显著下降,其次是千粒重下降。拔节期、孕穗期和灌浆期受涝胁迫后,穗下部籽粒结实率的相对湿害指数分别为0.69%～44.01%、20.87%～71.14%（没顶淹9d为100%）、3.15%～81.84%;穗中部籽粒结实率的相对湿害指数分别为4.49%～32.36%、14.31%～62.21%（没顶淹9d为100%）、10.02%～66.89%;穗上部籽粒结实率的相对湿害指数分别为-0.77%～14.72%、7.64%～50.10%（没顶淹9d为100%）、2.75%～59.66%。     

不同减氮栽培模式对杂交籼稻氮素吸收利用及产量的影响

[目的]探索不同减氮栽培模式对水稻氮素吸收利用及产量的调控效应,为水稻减氮高产栽培提供理论依据.[方法]选用杂交籼稻品种'成优981'和'宜香优2115'为试验材料,以常规高产栽培为对照(湿润灌溉、种植密度20.0×104/hm2、施氮量187.5 kg/hm2,T0),设3种减氮栽培处理:单一减氮(湿润灌溉、种植密度...     

施磷量对不同磷效率小麦氮、磷、钾积累与分配的影响

在土培盆栽条件下,以磷高效小麦(CD1158-7、省A3宜03-4)和磷低效小麦(渝02321)为材料,研究了不施磷、施磷(P)10、20和30mg/kg对小麦不同生育时期生物量、籽粒产量及氮、磷、钾的积累与分配的影响。结果表明:(1)随施磷量的减少,不同磷效率品种小麦籽粒产量和生物量均减少;同一施磷处理,磷高效品种籽粒产量和生物产量高于磷低效基因型。不施磷、施磷10mg/kg,高效品种CD1158-7、省A3宜03-4的籽粒产量为低效品种渝02321 的1.84 倍和1.74倍、1.64倍和1.27倍。(2)低磷处理,磷高效品种小麦植株能够积累较多的氮素;扬花期之前,磷高效品种氮素积累量占小麦全生育期积累量的比例高于低效品种。拔节期、孕穗期氮素分配比例为叶>茎>根,扬花期为叶>茎>穗>根,而成熟期为籽粒、颖壳>茎>叶>根。拔节期和孕穗期磷高效品种根的氮素分配比例高于低效品种,而扬花期和成熟期磷高效品种穗(籽粒)氮素分配比例较高。(3)小麦植株磷素积累量主要集中在拔节期以后的生育时期,占全生育期的82.32%~94.23%。低磷处理,高效品种在拔节期和孕穗期磷素积累量高于低效品种,孕穗期尤为突出。扬花期之前,不施磷处理下,磷高效品种根的磷素分配比例较高。(4)不同施磷处理下,拔节期、孕穗期及扬花期,磷高效品种小麦的钾积累量高于低效品种。不同器官钾素分配比例拔节期和孕穗期均为叶>茎>根,扬花期为茎>叶>穗>根,成熟期为茎>叶>籽粒、颖壳>根。磷高效品种在颖壳和籽粒的钾素分配比例高于低效品种。