水稻植株与CH4排放的相关因子及模糊聚类分析

通过对不同水稻品种甲烷排放量与水稻通气组织相关性分析,确定聚类指标,运用离差平方和聚类分析方法对水稻品种进行聚类,初步探讨了水稻植物学特性与甲烷排放的相关性.结果表明,早、晚稻不同水稻品种甲烷排放量与植株显著相关的指标是不同的.早稻品种植株第2节间茎秆维管束总面积、第2节间茎秆壁厚、第2节间叶鞘横切面积/节间横切面积、第2节间叶鞘气腔面积/叶鞘与茎秆横切面积之和4个指标与甲烷排放量呈显著相关关系.晚稻品种植株株高与茎秆长度、第3节间茎壁横切面积/节间横切面积、第3节间茎壁髓腔面积/节间横切面积、第3节间叶鞘横切面积/节间横切面积、第3节间叶鞘维管束面积/节间横切面积、第3节间叶鞘气腔面积/茎壁横切面积、第3节间茎秆维管束面积/茎秆横切面积8个数量指标与甲烷排放量都呈显著相关性.分别以上述相关因子为聚类指标,对早、晚稻品种进行聚类分析,都可分为甲烷排放量高、中、低3类,与实测结果吻合度分别为87.5%和90%.因此,所选指标作为水稻品种甲烷排放量等级聚类指标是可行的,为水稻品种甲烷排放量定性分析提供了实践及理论依据.本研究将为水稻品种甲烷排放量等级区分提供依据,为高产杂交稻、超级稻的育成与推广提供环境学支撑.     

水稻茎秆形态特征与抗倒伏能力对外源植物生长调节剂的响应差异

[目的]研究水稻茎秆形态特征、解剖结构及抗倒伏指标对不同外源植物生长调节剂的响应差异,分析抗倒伏相关性状间的关系,为水稻的抗倒伏高产优质栽培提供理论依据.[方法]以粳稻品种南粳9108为供试材料,以始穗期喷施清水为对照(CK),设3种植物生长调节剂处理,分别为乙烯利(10×10-3 mL/L)、劲丰(5 mL/L)和多效唑(300 mg/L),测定不同处理水稻成熟期的茎秆形态特征、解剖结构及抗倒伏指标.[结果]水稻茎秆形态特征与抗倒伏能力对不同外源植物生长调节剂的响应不同.乙烯利和劲丰处理显著降低水稻的株高、秆长和重心高度(P<0.05,下同),提高基部节间的机械组织和薄壁组织厚度,增加茎秆中的储藏物质及维管束的数目和面积,提高了基部节间充实度,增加茎秆茎粗和壁厚,使得节间抗折力大幅提高,倒伏指数显著降低,水稻抗倒伏能力有效增强;多效唑处理则无显著效果.相关性分析结果显示,倒伏指数与株高、重心高度和秆长呈极显著正相关(P<0.01,下同),与茎粗、壁厚、充实度、抗折力及维管束的数目和面积、机械组织和薄壁组织则呈极显著负相关;茎秆机械组织与茎粗、壁厚、薄壁组织、抗折力及维管束数目和面积均呈极显著正相关.[结论]水稻始穗期喷施乙烯利和劲丰能显著影响植株茎秆的形态特征、解剖结构及抗倒伏指标,降低茎秆倒伏指数,提高植株的抗倒伏能力.     

臭氧胁迫对不同敏感型水稻茎秆抗倒性状的影响

为了研究臭氧胁迫对不同敏感类型水稻成熟期茎秆抗倒性状的影响,利用自然光气体熏蒸平台,以23个水稻品种或株系为供试材料,设置室内对照(10 n L·L-1)和臭氧浓度增高(100 n L·L-1)处理,利用组内最小平方和的动态聚类方法,将所有供试材料按地上部成熟期生物量对臭氧胁迫的响应从小到大依次分为A类(-19%)、B类(-39%)和C类(-52%)3个类别。臭氧胁迫环境下A、B和C类水稻倒3节间抗折力降幅差异不显著,均为19%~20%;但倒4节间抗折力分别下降28%、36%和44%,降幅因类型不同而异,与原位测定的植株田间抗折力的变化趋势一致。臭氧胁迫使水稻基部节间的长度、干重、单位长度干重、横截面积、长直径、短直径和茎壁厚均显著或极显著下降,节间干重降幅最大(平均58%),长直径、短直径以及茎壁厚的降幅最小(平均13%~15%);不同节间比较结果显示,臭氧胁迫对这7个参数的影响多表现为第4节间第3节间,其中臭氧处理与节间互作对节间长度、单位长度干重、横截面积、长直径和短直径的影响均达极显著水平;从不同类型看,臭氧胁迫下上述指标的降幅多表现为C类B类A类水稻,其中臭氧处理与水稻类型的互作对节间横截面积、长直径和短直径的影响均达极显著水平。相关分析表明,臭氧胁迫下基部两节间抗折力的响应与对应节间横截面积、长直径、短直径和节间单位长度干重的响应多呈明显的线性正相关。以上结果说明,100n L·L-1臭氧浓度使不同类型水稻茎秆质量明显变劣,臭氧胁迫导致的茎秆抗折力显著下降主要与节间变细相关,其次与节间单位长度干重下降亦有关联。     

不同栽培条件对杂交晚稻茎秆抗倒伏性状的影响

研究施氮量和栽插密度对水稻茎秆抗倒伏能力的影响及其与茎秆形态性状和力学性状的关系,为水稻抗倒伏高产栽培调控提供依据。以3种不同抗倒伏水平的籼型杂交晚稻品种为材料,设置3个氮水平、3种栽插密度,进行大田试验,研究施氮和栽插密度对水稻茎秆基部节间形态和力学性状的影响及其与倒伏指数的关系。结果表明,随着施氮量和栽插密度的增加,茎秆基部第1节间变细长,第2、3节间长度先增加后下降,茎壁变薄,秆型指数降低,从而提高茎秆的倒伏指数和降低抗倒伏能力;在高氮与高密栽培条件下,水稻的群体大,个体生长受抑制,使水稻植株茎秆的倾斜角度加大,倒伏指数加大,从而使水稻更容易倒伏;水稻基部茎秆的倒伏指数与株高、基部各伸长节间的长度呈正相关,与茎粗、茎壁厚、秆型指数呈负相关;增施氮肥与增加栽插密度,在一定程度上增加了茎长与植株茎秆的弯曲力矩,降低了壁厚、机械强度和折断弯矩(M),从而降低了茎秆的抗倒伏能力,提高了水稻茎秆的倒伏指数(LI)。施纯氮160 kg·hm^-2和栽插密度20.0 cm×16.6 cm时,水稻抗倒伏性能较好。     

水稻核心种质资源茎秆抗倒伏性研究

为了探究不同株高、重心高度及基部茎秆性状对水稻抗倒伏能力的影响,以533份水稻核心种质资源为试验材料,在2种栽培条件下,对10个性状进行相关分析和通径分析,结果表明:低株高水稻基部第1节间壁厚和基部抗折力对倒伏指数有协同作用,低株高水稻抗倒伏茎秆性状改良应集中在基部第1节间茎粗、壁厚,高株高水稻倒伏性更易受株高和重心高度的影响,高株高水稻抗倒伏性状改良应集中在基部第2节间茎粗,增强水稻茎秆基部抗折力是提高不同株高水稻抗倒伏能力的途径之一。     

烯效唑对遮阴下重穗型水稻渝香203茎秆形态结构和抗倒伏性的影响

【目的】明确弱光下烯效唑对重穗型水稻植株倒伏风险的缓解效应及途径。【方法】以重穗型水稻渝香203为材料,设置裂区试验,主区为正常光照(CK)和遮阴处理(U),副区为0(U0)、40 mg/L(U40)、80 mg/L(U80)烯效唑处理,比较茎秆力学,物质积累分配及形态性状方面差异,并分析其与植株抗倒伏性的关系。【结果】较正常光照,遮阴处理显著降低渝香203产量,归因于有效穗、穗粒数和千粒重的降低。施用烯效唑显著增加了有效穗(P<0.05),产量略微增加;遮阴处理显著降低了基部节间茎鞘干重、基部节间茎粗、茎壁厚及单茎鞘干重,使得茎秆折断弯矩显著降低,倒伏指数增加,尽管弯曲力矩也显著降低。相关分析表明,断面模数,茎粗、茎壁厚、单茎鞘干重及茎鞘充实度与折断弯矩显著正相关,与倒伏指数显著正相关。随烯效唑用量增加,基部节间长度显著缩短,株高和重心高度降低,从而降低了弯曲力矩;同时,基部节间茎粗、茎壁厚及茎鞘充实度呈显著增加趋势从而提高了茎秆强度和抗倒伏性。【结论】弱光下重穗型水稻基部节间茎秆强度降低是植株倒伏风险增加的主要原因,烯效唑缩短基部节间长度,从而降低株高和重心高度,增加茎粗、茎壁厚及茎秆充实质量,增强了茎秆机械强度,提高了弱光下重穗型水稻抗倒伏性。     

养分综合管理对寒地水稻抗倒伏性能的影响

【目的】研究养分综合管理与寒地水稻抗倒伏性能的关系,探明提高水稻抗倒伏能力的机制。【方法】采用田间小区试验方法,设置习惯施肥、优化施肥、传统高产施肥、优化高产施肥4个处理,通过养分综合管理形成不同产量群体,测定水稻茎秆物理性状、力学特性和茎秆碳氮比等指标。【结果】习惯施肥产量为8.55t·hm-2,通过优化施肥使水稻产量提高了11.6%,基部一、二节间长度分别降低了13%和6%(P5%),抽穗后30d的碳氮比显著增加,茎粗、茎壁厚度、叶鞘重和茎横截面积显著提高,茎秆抗折力提高,水稻倒伏指数降低了14.18%(P5%);与习惯施肥相比,传统高产施肥产量提高了15.2%,实现了水稻高产目标。通过养分进一步优化,水稻产量又增加了7.4%,基部一、二节间长度分别减少了12%和4%(P5%),抽穗后30d的碳氮比、茎粗、叶鞘重和茎横截面积显著提高,茎秆抗折力有增加趋势,倒伏指数降低了6.19%(P5%)。与优化施肥相比,优化高产施肥处理收获穗数增加了15.1%(P5%),产量增加了10.9%(P5%),倒伏指数两处理差异不显著。【结论】虽然优化施肥和优化高产施肥使水稻重心高度和株高增加,但是由于优化了水稻节间配置,降低了基部节间长度,提高了水稻茎秆碳氮比,增加了水稻茎粗和充实度,在增加水稻产量的同时,显著提高了水稻的抗倒伏能力。     

丘陵地带无人机撒播水稻抗倒伏性研究

为研究无人机撒播方式水稻植株抗倒伏特性,以籼稻F优498为研究试材,设置育秧手插、机插、无人机撒播3种方式,与齐穗期后30 d,分析3种种植方式水稻植株基部各节间抗倒伏能力的差异,并对抗折力、弯曲力矩、倒伏指数以及茎秆主要物理特性进行了相关分析。结果表明,除基部第1节间外,水稻植株基部第2,3节间的抗折力、弯曲力矩和无人机撒播方式显著低于其他2种方式,且倒伏指数较高。无人机撒播方式水稻株高显著高于手插水稻,与机插水稻差异不明显;水稻重心高度,无人机撒播显著低于其他2种方式,但相对重心高度高于其他2种方式,差异不明显。无人机撒播方式水稻茎秆基部各节间干物质和叶鞘干物质都显著低于其他2种方式。无人机撒播方式水稻植株基部第1,2,3节间长都显著小于其他2种种植方式。无人机撒播方式水稻茎秆粗显著低于其他2种种植方式,尤其第1节间粗度的差异已达到了极显著的水平,且各节间茎壁厚度,除第1节间茎壁厚度差异不显著外,无人机撒播方式水稻茎壁厚度都显著高于其他2种种植方式。上述茎秆物理特性在不同种植方式间有较大差异,且无人机撒播水稻茎秆抗折力和倒伏指数与水稻茎秆与节间长、茎秆粗等关系较显著,很大程度影响了水稻抗倒伏的能力。无人机撒播方式在茎秆主要物理特性上的显著差异表现为基部第2,3节间茎秆细,且植株较高,抗折力较小,倒伏指数较高,是抗倒伏能力较差的主要原因。     

不同穗型水稻伤流强度的比较研究

为探讨穗直立程度不同的水稻品种茎秆不同部位伤流强度的差异,在田间条件下选用穗直立程度不同的3个水稻品种沈农265、豫粳6号和水晶3号,系统研究了基部节间、中间茎节和穗颈节间伤流强度的动态变化。结果表明:(1)同一穗型水稻品种不同部位的伤流强度随生育期的变化有很大差异,以基部节间伤流强度最大,其次为中间茎节,穗茎节伤流强度最小;(2)不同穗型的水稻品种基部节间、中间茎节、穗颈节的伤流强度变化趋势基本一致,其总体趋势是下降的;(3)弯曲穗型的水稻品种不同部位伤流强度一般要比直立穗型的高。     

北方直立穗型粳稻抗倒性的研究

 【目的】培育抗倒能力强的水稻品种是实现水稻高产优质所面对的重要课题。本研究旨在探讨北方直立穗型粳稻抗倒性,为提高北方粳稻抗倒性,实现水稻高产优质提供一定的理论依据。【方法】以12个不同穗颈弯曲度的北方粳稻品种为试材,于齐穗后30 d,研究了直立穗型与弯曲穗型粳稻地上部分各节间抗倒伏能力的差异,并通过对茎秆抗折力与茎秆形态性状、茎秆解剖结构和茎秆化学成分进行相关分析,研究了直立穗型粳稻抗倒的茎秆形态特点与生理基础。【结果】直立穗型粳稻穗下第1节间（N1）、第2节间（N2）、第3节间（N3）和第4节间（N4）的弯曲力矩与弯曲穗型品种差异不显著,但N1、N2、N3的抗折力却显著提高,从而使N1、N2、N3的倒伏指数显著或极显著低于弯曲穗型粳稻,说明中上部节间抗倒能力明显增强。进一步分析直立穗型与弯曲穗型粳稻茎秆解剖结构、化学成分以及它们与茎秆抗折力的相关性后发现,直立穗型粳稻N1、N2、N3抗折力强的主要原因是：（1）茎壁厚度和茎壁面积增大,节间抗折的物理性状明显提高;（2）大小维管束数目多,大小维管束、韧皮部、木质部面积增大,节间内部组织的结构明显改善;（3）纤维素含量高,支持细胞壁结构的物质含量多。【结论】茎壁厚度、茎壁面积、维管束性状及纤维素含量可以作为选育抗倒伏品种的主要参考指标。就北方粳稻而言,培育直立穗型品种,更容易获得抗倒性强的品种。     

小麦茎秆截面椭圆化影响因素研究

以郑麦9023为材料,在小麦灌浆期测试第2节间去鞘茎秆的弯曲强度,并对测试数据进行了回归分析;建立了小麦茎秆模型,利用力学理论分析了小麦茎秆截面椭圆化的影响因素。理论分析、试验测试结果一致表明,壁厚与外径比值越大,弹性模量越大,小麦茎秆截面越不易椭圆化。因此,提高茎秆节间的弹性模量,增大壁厚与外径比值,可以增强抗倒伏能力,避免小麦茎秆弯折倒伏。     

不同种植方式对超级稻植株抗倒伏能力的影响

 【目的】倒伏是水稻“高产、优质、高效、生态、安全”综合生产目标的限制因素之一。本研究旨在探讨不同种植方式超级稻的抗倒伏能力,为合理选用种植方式,实现“十字”综合目标提供理论依据。【方法】长江下游稻-麦两熟制条件下,以超级稻品种淮稻9号和Ⅲ优98为材料,设置旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式,以倒伏指数作为衡量植株抗倒伏能力的指标,在齐穗后25 d,研究不同种植方式水稻基部第1节间（N1）、第2节间（N2）、第3节间（N3）、第4节间（N4）抗倒伏能力和主要物理性状的差异,并对倒伏指数、抗折力与茎秆主要物理性状进行相关分析。【结果】不同种植方式水稻抗倒伏能力差异极显著,手栽稻倒伏指数最小,抗倒伏能力最强,直播稻倒伏指数最大,抗倒伏能力最差,机插稻居于二者之间。抗折力的大小是不同种植方式水稻倒伏指数差异的主要原因,N1、N2、N3、N4节间的抗折力与株高、重心高度、茎秆粗度、茎壁厚度、茎秆干重、叶鞘干重、单位节间干重、节间基部至穗顶的长度和鲜重及弯曲力矩呈显著或极显著正相关,与相对重心高度和节间长度呈显著或极显著负相关。与机插稻和直播稻相比,手栽稻基部节间抗折力大、倒伏指数小的主要原因是:（1）株高的增加是节间数增多、穗长及穗下2个节间变长所致,而茎秆基部易于发生倒伏的2—3个节间长度反而比机插稻和直播稻短;（2）基部各节间粗度和茎壁厚度均有明显增加,且茎、鞘干重大,单位节间干重极显著增加,茎秆的充实度好。【结论】不同种植方式水稻茎秆主要物理性状优化组合不同,基部节间短而粗,茎壁厚度大,茎秆充实程度好,是手栽稻抗折力大、倒伏指数小、抗倒伏能力强的直接原因。     

超级杂交稻茎秆形态结构及其与抗倒性的关系研究

以6个超级杂交稻组合为材料,研究了其茎秆形态和解剖结构及其与抗倒性的关系.结果表明.抗倒伏能力较强的杂交稻品种具有基部伸长节间较短、茎秆基部较粗的形态特征;超级杂交稻倒伏指数与茎秆基部第1,2,3伸长节间长度呈极显著正相关,与茎秆基部壁厚以及基部第2伸长节间小维管束数目和面积、大维管束面积和维管束总面积均呈显著负相关,而与株高和茎秆基部长、短轴直径相关不显著.说明缩短基部节间长度、增加茎秆基部壁厚和基部伸长节间维管束面积和数目,能增强超级杂交稻茎秆抗倒伏能力.     

立丰灵对水稻抗倒性和产量性状的影响

观察水稻施用立丰灵后的节间形态、抗倒性及产量性状的生理效应,结果表明:①立丰灵抑制节间伸长期的纵向伸长,促进节间伸长期的横向生长,使节间外径增粗,秆壁加厚;②立丰灵通过矮缩节间减少弯曲力矩和增进节间粗厚度提高抗折力的双重作用,来降低倒伏指数,即增加抗倒力;③水稻倒4、倒3节间是最易倒伏的部位,因而,倒4、倒3节间的倒伏...     

拔节期光强对水稻抗倒伏能力的影响及机理

【目的】探讨拔节期光强对水稻Oryza sativa L.抗倒伏能力的影响。【方法】通过人工气候箱光强控制试验,在基部第1、第2、第3节间伸长期及第1~3节间伸长期进行不同光强处理,测定水稻茎秆倒伏指数和基部节间的形态和材料力学性状。【结果】倒伏指数随着光强增加显著下降。在第1~3节间伸长期连续用中、高光强处理,茎秆倒伏指数比低光强处理降低34.8%~73.9%。倒伏指数与节间长度呈极显著正相关,与节间粗度、茎壁厚度和节间充实度呈显著负相关。第2节间伸长期是茎秆抗倒伏能力对光强反应最敏感的时期。光强对水稻抗倒伏能力的影响有累积效应。第1~3节间伸长期连续处理条件下,倒伏指数和多数形态、材料力学性状的变异系数高于单个节间伸长期处理。【结论】节间长度、茎壁厚度和节间充实度是影响茎秆抗倒伏性的关键因子。光强改变了节间长度、单位体积节间干质量和茎壁厚度等形态特性,进而影响茎秆抗折力和弯曲力矩等材料力学性状,最终影响水稻抗倒伏能力。     

乙烯利和氮肥对玉米基部节间性状和抗折断力的调控研究

在大田条件下,以郑单958为玉米材料,在华北平原研究了乙烯利(0和180g/hm2)和氮肥水平(施氮量0、150、225和300kg/hm2)对玉米节间形态性状、化学成分和抗折断力的影响。结果表明:乙烯利显著提高基部节间最大直径、最小直径、单位节间长度干重和抗折断力,显著降低节间长度和干重。增施氮肥可以提高基部节间最大直径、最小直径、干重、单位节间长度干重和抗折断力,但是N225和N300处理之间差异不显著。乙烯利和氮肥均能显著提高各时期基部节间全氮含量。喷施乙烯利降低了成熟期基部节间纤维素和木质素含量;随着氮肥水平的提高,基部节间半纤维素、纤维素和木质素呈下降趋势。乙烯利和氮肥对2012年的节间直径、节间长度、干重和单位节间长度干重有互作效应,对成熟期节间全氮、半纤维素和纤维含量有互作效应。相关性分析可得,抗折断力与节间最大直径、最小直径、单位节间长度干重和全氮含量呈显著正相关,但是与节间长度、纤维素和木质素含量呈负相关。氮肥施用225kg/hm2的基础上配合拔节期喷施180g/hm2乙烯利可以塑造粗壮矮短的基部节间,有助于提高玉米的抗倒伏能力。     

甘蔗节间Mg~(2+)-ATP酶活性与节间生长的关系

对8个甘蔗基因型即粤糖86-368、新台糖16号、农林8号,拔地拉、割手密以及从甘蔗杂交后代F1的实生苗中选出的3株种茎的无性系,在伸长初期测定+2至+8节间长度、茎径,+3、+5、+8节间可溶性Mg2+-ATP酶、细胞壁离子型Mg2+-ATP酶、细胞壁共价型Mg2+-ATP酶活性及可溶性总糖含量.结果表明,从+2到+8节间,不同基因型节间长度的变化极为相似.除割手密外,其它基因型的节间长度都在+6节间达到最长;但茎径在+6节间之后仍保持稍微的增粗.从+3到+5、+8节间,不同基因型的3种Mg2+-ATP酶活性都逐渐下降,而可溶性总糖含量逐渐提高.其中,节间较粗的3个基因型3种Mg2+-ATP酶的活性和可溶性总糖含量都相对较低.     

芒草茎秆弯曲特性试验

以湘杂芒2号、芒/南荻杂交种、2年生南荻无性繁殖苗和3年生南荻种子苗为试验对象,测量、计算芒草不同节间含水率、外径、原始截面面积、茎秆截面惯性矩、最大荷载、弹性模量、抗弯刚度等,研究芒草茎秆的弯曲特性.结果表明,湘杂芒2号、芒/南荻杂交种、2年生南荻无性繁殖苗和3年生南荻种子苗的茎秆最大弹性模量分别为6 377.07、...     

乐恢188与不同不育系配组的杂交稻茎秆物理性状与抗倒伏力的相关性

为抗倒伏杂交稻育种提供参考,以乐恢188与7个不育系配组的系列杂交水稻品种为材料,对比分析不同不育系配组的杂交稻植株的抗倒伏能力与基部各节间长度、茎秆粗度和茎壁厚度等性状的相关性。结果表明:基部各节间长度与倒伏指数呈正相关,与抗折力呈负相关;茎秆粗度、茎壁厚度、节间基部至穗顶长度与倒伏指数呈显著负相关,与抗折力呈显著正相关。金优188茎秆粗度与茎壁厚度小于其他品种,倒伏指数最大,最易发生倒伏;冈优188、福伊优188和蓉18优188茎秆粗度与茎壁厚度较大,倒伏指数小,不易发生倒伏。