不同基因型花生品种根系形态差异的研究

[目的]明确不同基因型花生品种根系形态发育特征和根系生长发育规律.[方法]采用土柱栽培法,研究不同基因型花生品种不同生育期、不同土层根系形态发育特征及其差异.[结果]两品种单株总根长、根系总生物量、根系总体积、根系总表面积均随生育进程呈先增后减的“抛物线”型变化趋势,根系总生物量在播种后46d达最大值,而单株总根长、根系总体积、根系总表面积峰值则滞后到播种后68 d.两品种0～20cm、20～40cm土层中根系生物量均表现先增加后减小的变化趋势,40～100 cm土层则随生育进程呈渐增趋势.唐科8在各生育时期单株总根长、根系总生物量、根系总体积、根系总表面积均大于花育23,在播种后68d达峰值时,唐科8的根系总体积、单株总根长是花育23的1.66、1.65倍,40～100 cm土层根系生物量增加速率大于花育23.[结论]唐科8品种根系发达,具有较强的吸收水分、养分及抗逆能力;唐科8比花育23有更好的根系空间分布.     

浅层施肥对水稻苗期根系生长及分布的影响

【目的】研究水稻生长前期不同施肥深度对水稻根系生长及分布的影响,揭示浅层施肥对水稻苗期生长的重要作用,以期为水稻的合理施肥提供依据。【方法】本试验于华中农业大学盆栽场进行,采用盆栽土柱培养试验方式,设置不施肥和施肥深度1、5、10、15 cm 共5个处理,分别于播种后10、20、30和40 d取样4次,研究不同施肥深度对水稻苗期根系生物量、根系形态指标、根系总吸收面积及活跃吸收面积、根系分布及地上部生物量的影响。【结果】播种后10 d,各处理间无显著差异;播种后20 d,施肥深度1 cm处理水稻根系生物量、形态指标参数、根系吸收面积等指标均显著优于其它处理,具体表现为施肥深度1 cm＞5 cm、10 cm、15 cm＞不施肥处理（CK）;地上部生物量也表现出相同趋势。播种后30 d,施肥深度1 cm处理的优势更加明显,与施肥深度5 cm相比,根系生物量、地上部生物量分别显著增加163.8%、121.5%。播种后40 d,地上部生物量表现为1 cm＞5 cm＞10 cm、15 cm＞CK,施肥深度5 cm处理分别比10 cm、15 cm处理增加37.6%和34.6%。播种后40 d,根系分布结果显示,各处理均有60%以上根系分布于0-10 cm土层;施肥处理根系在各土层的生物量均显著高于不施肥处理,其中施肥深度1 cm处理的10-15 cm、15-20 cm根系分布比例显著高于其他处理,与施肥深度5 cm相比,增幅达26.1%和84.0%。【结论】不同施肥深度对水稻苗期根系生长及分布产生明显的影响。整个试验期间,施肥深度1 cm处理根系生物量、各形态指标参数及根系吸收面积都表现出明显优势,根系活力及下层根系比重均有所提高,有利于良好根系构型的建成。适宜的浅层施肥可以明显促进水稻生长前期根系生长发育,同时地上部生物量表现出显著的优势,这也是对根系生长及分布状况的积极响应。     

不同施肥水平和种植密度对水稻根部性状的影响

为了揭示不同施肥水平、种植密度处理对沈稻3号根部性状的影响程度,以沈稻3号为试材,采用二次回归正交旋转组合设计,在大田条件下研究了水稻不同生育期肥密条件与根系参数之间的关系。试验结果表明:拔节期、成熟期插秧穴距均与根体积密度和根干重密度均呈二次曲线关系;拔节期穗数与根体积密度(r=0.593**)、根干重密度(r=0.336*)、根活性表面积密度(r=0.462**)存在着显著或极显著的正相关,每穗粒数与根体积密度(r=-0.371*)、根活性表面积密度(r=-0.369*)存在着显著的负相关。齐穗期每穗粒数与根活性表面积密度(r=-0.449**)存在着极显著的负相关;成熟期穗数与根体积密度(r=0.631**)、根干重密度(r=0.441**)存在着极显著的正相关。因此,不同施肥水平和种植密度条件下,产量构成因素与沈稻3号根部性状间均存在着密切的直接关系。     

行穴距配置对不同穗型粳稻抗倒伏性的影响

以辽宁稻区3种穗型常规稻品种及杂交稻为试材,设置3种行距、2种穴距,研究行穴距配置影响下蜡熟期水稻茎秆物理性状、力学性状及穗型因子与抗倒伏性的关系。结果表明:行、穴距同时影响水稻茎秆物理性状和穗型性状,进而使不同穗型水稻品种表现出抗倒伏能力的强弱;20 cm穴距下弯穗杂交稻辽优52210株高显著升高且抗折力显著下降,是其倒伏指数较高的主要因素;沈稻47和沈稻6号在25 cm×20 cm配置下,植株株高、基部N2节间至顶长度和鲜质量、穗颈角、穗长、单穗鲜质量、穗重心明显下降,倒伏指数降低;在35 cm×15cm配置下,3个水稻品种植株横截面积和抗折力显著高于其他配置,倒伏指数较低。从穗型角度分析,沈稻47和沈稻6号植株抗倒性对行穴距配置变化的适应能力强于辽优52210。各品种在25 cm×15 cm、30 cm×20 cm、35 cm×20 cm配置下穗颈角显著增大,且后2种行穴配置下单穗鲜质量和穗长增加,穗重心升高,均会使倒伏指数显著增加。综合来看,在高密度和低密度行穴距配置下,抗折力和节间弯矩分别成为倒伏指数增加的诱导因子,水稻分别受到倒伏和单位面积穗数的限制而无法获得高产稳产。因此,提高水稻的抗倒伏能力应以增加茎秆基部的抗折力为主攻目标;品种选择时,应选择节间弯矩适宜的品种,可以在保证较大生物量的同时提升抗倒性。     

不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征,探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制,在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,研究抗旱型品种"花育22号"、"唐科8号"和干旱敏感型品种"花育23号"3个不同抗旱性花生品种根系形态发育特征及其对干旱胁迫的响应。结果表明:抗旱型品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面积。干旱胁迫使抗旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反。干旱胁迫显著增加抗旱型品种"花育22号"20 cm以下土层内根长密度分布比例及根系表面积和体积,但"唐科8号" 相应根系性状仅在20-40 cm土层内增加;干旱胁迫使干旱敏感型品种"花育23号"40 cm以下土层内各根系性状升高,但未达显著水平且其深层土壤内各根系性状增加幅度小于"花育22号"。花生根系总长、总表面积及0-20 cm土层内根系性状与产量间呈显著或极显著正相关。土壤水分亏缺条件下,花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性,优化空间分布构型,以调节植株对水分的利用。     

镉污染农田施用EDTA对水稻生长发育的影响

[目的]探讨镉污染的农田中施用EDTA对水稻生长的影响规律。[方法]以高镉积累型水稻品种秀水63和常规品种Ⅱ优527为试材,在盆栽土壤上施加2．0mmol／LEDTA,研究EDTA（乙二胺四乙酸钠）对在镉污染的土壤中不同镉富集类型水稻品种生长和发育的影响。[结果]在镉污染的土壤上施加EDTA,提高了水稻株高,降低了根长,高镉污染（5．0mg／kg）对水稻生长的影响优于低镉污染（1．0mg／kg）。镉污染对Ⅱ优527有效穗数的影响大于秀水63。EDTA增加了镉污染农田水稻有效穗数、成穗率、穗实粒数和Ⅱ优527的千粒重,降低了受污染水稻的穗长和秀水63的千粒重,相同条件下,Ⅱ优527的有效穗数和成穗率大于秀水63。[结论]该研究为采用改良措施控制水稻对镉的吸收提供科学依据。     

根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质的影响

选用寒地穗重型超级稻品种松粳9号、穗数型高产品种龙稻11号与优质品种龙稻18号为试验材料,盆栽条件下通过灌浆成熟期喷施硫酸镁和齐穗期增施氮肥处理及对照处理,系统比较根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质性状、叶片碳氮代谢相关酶活性和基因转录表达量及根系活力变化等的影响。结果表明,灌浆成熟期喷施硫酸镁显著降低稻米蛋白质含量,提高稻米蒸煮食味品质,而齐穗期增施氮肥处理使稻米蛋白质含量提高而降低蒸煮食味品质,硫酸镁处理通过降低稻米蛋白质含量提高稻米黏性和食味品质;灌浆成熟期喷施硫酸镁或齐穗期增施氮肥均显著提高灌浆成熟期叶片全氮含量和叶绿素含量以及灌浆各时期叶片Rubisco亚基基因转录表达量,增强水稻根系活力,促进根系氮素吸收,调控灌浆不同时期叶片和籽粒GS活性,但喷施硫酸镁效果显著优于增施氮肥;叶片全氮含量与GS活性间呈极显著负相关,与叶绿素含量、伤流液含氮化合物总量及Rubisco各亚基基因mRNA表达量呈极显著正相关。减氮同时在灌浆成熟期根外喷施硫酸镁是提高水稻产量和蒸煮食味品质的有效途径,研究为阐明根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质形成的影响和提高优质绿色水稻栽培技术水平提供理论依据。     

水稻根系的空间分布及其与产量的关系

选择9个水稻品种，在水稻生长根系最旺盛的抽穗期进行取样，研究高产水稻群体的根系空间分布特征。结果表明：不同水稻品种的根系体积和质量的总量存在差异，各品种水稻根系的体积和质量均随土层深度增加而下降，但主要分布在土壤耕作层(0～20cm)，且表层(0～10cm)占80％以上，其垂直分布可用指数模型、乘幂模型、对数函数、多项式函数表示，相关系数都在0．9以上，上层根(0～10cm)质量与产量之间没有显著的相关关系，而下层根质量(10cm以下)与产量之间呈显著正相关关系，相关系数达0．7258，研究认为，从整株根系和高产的角度来看，适当减少表层根系，培育和增加深层根系的比例有利于促进水稻产量的提高。     

长期滴灌施肥对荔枝根系生长及土壤pH的影响

[目的]探讨长期滴灌施肥对荔枝（Litchi chinensis）根系生长分布及荔枝园不同土层土壤pH变化的影响。[方法]采用田间试验。追肥包括CO（NH2）2、KCl和MgSO4等,均通过滴灌施肥系统施入,主要施肥时期为每年荔枝的秋梢期、花期和结果期前后;过磷酸钙、花生麸及鸡粪等则以基肥的形式沿树冠滴水线沟施。[结果]滴灌施肥能显著促进荔枝根系的生长,增加根系与土壤的接触面积,连续6年滴灌施肥后滴灌施肥区土体中的根干重、根长、根表面积分别为非滴灌区的2.29、2.17和2.25倍。荔枝根系主要分布在0～40cm土层,但滴灌施肥区和非滴灌区在0～20和20～40cm土层中的根系分布存在明显的差异性,滴灌施肥更有利于根系向土壤深层生长分布。长期滴灌施肥条件下,荔枝园土壤酸化明显,与非滴灌区相比,滴灌施肥区在10～20cm土层土壤pH的降幅最大,达到1.47个单位。[结论]该研究可为滴灌施肥技术在荔枝生产中的推广应用提供理论依据。     

不同耐旱性棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制

【目的】研究耐旱性不同的棉花品种根系生长及水分利用效率对干旱的响应机制,为棉花抗逆栽培和耐旱性品种选育提供理论依据。【方法】以不耐旱性品种新陆早17号和耐旱型品种新陆早22号为试材,设常规灌溉(CK)、轻度干旱(W₁)和中度干旱(W₂)处理,测定不同处理下棉花产量形成期0~120 cm 土层根长密度、根体积密度、根重密度及水分利用效率。【结果】干旱处理下,0~20 cm土层内,2品种根重密度、根体积密度、根长密度均显著低于CK;80~120 cm土层内,新陆早22号随干旱胁迫程度的增强而增加,新陆早17号则降低。W₁、W₂处理的水分利用效率分别比CK高15.18%、21.91%。品种间,新陆早22号根长密度在40~80 cm土层的分布比例显著高于新陆早17号,80~120 cm土层的分布比例显著低于新陆早17号。新陆早22号耗水量比新陆早17号低6.30%,但水分利用效率比新陆早17号高40.95%,差异显著。新陆早22号在80~120 cm 土层根体积密度与生物学水分利用效率呈显著正相关。【结论】耐旱型棉花品种通过增加深土层根系分布比例延伸其在干旱下汲取水分空间,保证地上部生长,实现有限水分高效吸收与利用。     

水稻深层根系对生长和产量的影响

在穗分化期和开花期采用切根方法,研究了土表15cm和30cm以下根系对杂交水稻组合65002和汕优63的生长和产量及其构成因子的影响。与对照相比,在穗分化期切断土表15cm处根系,65002和汕优63穗长分别下降2．7和2．4cm,每穗总粒数下降36．0％和26．6％,对结实率影响不大;切断土表30mc处根系,对穗长影响较小,每穗总粒数分别下降17．2％和7．8％,结实率下降11．7％和5．％。开花期切根使结实率显著降低,切断15cm处根系使65002和汕优63的结实率分别下降17．2％和11．8％,切断30cm处根系使结实率下降14．4％。切根对大穗型品种籽粒产量的影响大于对小穗型品种的影响;在穗分化期切根的影响大于开花期。穗分化期根对叶绿素含量的影响以倒3叶最显著。穗分化期和开花期切根还显著降低了倒1叶的光合强度。     

粳糯稻垦糯3号品种特性及配套栽培技术

垦糯3号株高100cm，茎秆粗壮，株型紧凑，根系发达，分蘖力强；中抗穗茎瘟，抗纹枯病和稻曲病；主要米质指标达到国家部颁优质米标准；在冀东稻区全生育期约172d，适于旱育稀植栽培技术。插秧密度为30cm×15cm；全生育期施纯氮量255．0kg／hm^2左右，分底肥、蘖肥、穗粒肥，比例以4：4：2为宜。     

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。     

江淮杂交中籼水稻机插适宜行距的研究

在江淮一季稻区,选择穗数型、穗粒兼顾型和超大穗型3种类型杂交中籼水稻品种,采用机插盘育秧,本田模拟机插,设置25.0、30.0和33.0 cm 3种行距,配置15.0 cm株距、每穴2粒种子苗栽培情况下,比较3种类型水稻品种的分蘖与成穗、产量及构成的变化。结果表明:不同类型品种对栽插行距的适应性不同,穗数型、穗粒兼顾型和超大穗型品种机插适宜行距分别为25.0、30.0和33.0 cm。     

分子标记辅助选择改良圣稻13和圣稻14的条纹叶枯病抗性

【目的】利用分子标记辅助选择改良圣稻13、圣稻14的条纹叶枯病抗性,培育抗条纹叶枯病的粳稻新品种及新种质。【方法】以感病品种圣稻13、圣稻14为受体,以抗病品种镇稻88及高代抗病品系圣稻519为抗条纹叶枯病基因供体,采用自交改良和回交改良2种方法,利用与Stv-bi紧密连锁的分子标记H11-8、H11-12和H21进行辅助选择,结合条纹叶枯病田间抗性鉴定及农艺性状分析,将Stv-bi(或其等位基因)转移到圣稻13、圣稻14品种中,培育抗条纹叶枯病品种。【结果】通过2个自交混选群体的分子标记辅助选择获得多份稳定抗条纹叶枯病材料;通过回交改良,获得携带Stv-bi的圣稻13回交稳定品系E01、E13、R107等6个。【结论】利用分子标记辅助选择可显著提高选择效率和准确性,建立了抗条纹叶枯病分子标记辅助育种体系,为今后开展抗性育种提供了理论依据和材料基础。     

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。     

钵苗机插水稻群体动态特征及高产形成机制的探讨

【目的】旨在阐明钵苗机插水稻产量构成特征和群体动态特征以及高产形成机制。【方法】2010年选用24个不同单穗重粳稻品种统一高产栽培,以成熟期平均单穗重聚类分析划分3种穗型,并每种穗型筛选2个具有代表性品种。2011-2012年采用大穗型品种甬优8号和甬优2640,中穗型品种武运粳24号和宁粳3号,小穗型品种淮稻5号和淮稻10号为试验材料,在江苏省兴化市钓鱼镇进行大田试验,以毯苗机插水稻为对照,系统研究钵苗机插水稻产量及其产量构成、群体茎蘖动态、叶面积指数动态和干物质积累动态特征,并从秧苗素质、栽后物质积累、阶段光合物质生产、光合势、群体生长率、净同化率、株型特征、茎鞘物质输出与转运、根系活力等方面深入探讨钵苗机插水稻高产形成机制。【结果】钵苗机插水稻产量显著或极显著高于对照,大穗型品种增产8.71%-11.11%,中穗型品种增产6.85%-7.89%,小穗型品种增产5.30%-6.34%。钵苗机插水稻产量的提高主要原因是在足够穗数的基础上,显著或极显著增加每穗粒数,进而提高群体颖花量,同时保持稳定的结实率和千粒重。与对照相比,钵苗机插水稻群体茎蘖数栽后增长快,高峰苗适宜,拔节后群体茎蘖数消减缓慢,最终有效穗数足,成穗率高;群体叶面积指数和干物质积累量,有效分蘖临界叶龄期钵苗机插水稻显著高于对照,拔节期两者相当,孕穗后钵苗机插水稻显著或极显著高于对照,成熟期叶面积指数钵苗机插水稻较对照高出5.17%-11.00%,干物质积累量钵苗机插水稻较对照高出5.36%-9.20%。钵苗机插水稻高产形成机制为带土带蘖栽插,秧苗素质高,群体起点质量优,活棵早,分蘖快,低位分蘖多,栽后地上和地下部物质积累多,为争足穗、促壮秆和攻大穗奠定生物学基础;抽穗期株型紧凑,叶系配置优,叶面积大,比叶重高,基部茎秆粗壮,粒叶比高,形成高光效高质量群体;生育后期根系活力强,叶面积衰减慢,光合势大,群体生长率和净同化率高,干物质积累多,灌浆充实量大,茎鞘物质输出与转运合理。【结论】钵苗机插水稻群体起点质量高,栽后分蘖早生发快,群体生长优势明显,特别是生育中后期光合生产能力强,物质积累多。钵苗机插水稻产量构成特征表现为“穗数足、穗型大、粒数多”。     

氮素高效吸收型粳稻品种物质生产与分配的基本特征研究

[目的]明确氮素高效吸收型粳稻品种物质生产与分配的特点及影响粳稻品种氮素吸收的主要物质生产因素,以期为粳稻品种氮素高效吸收利用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,测定植株各器官干物重和含氮率、产量等,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 6类,研究不同氮素吸收型粳稻品种物质生产与分配的差异。[结果]供试品种间吸氮量的差异很大。氮素高效吸收型粳稻品种平均产量极显著高于氮素低效吸收型品种;氮素高效吸收型粳稻品种各生育阶段群体及单穗干物质生产量大,根干重、茎鞘叶干重、穗干重也显著大于氮素低效吸收型品种,但经济系数无明显差异;成熟期群体干物质生产量对总吸氮量的作用大于经济系数的作用;抽穗前物质生产量、抽穗后物质生产量对成熟期物质生产量均有重要的作用,前者略大于后者;单穗干物质生产量对群体干物质生产量的作用大于单位面积穗数的作用,抽穗前更明显;提高抽穗前后茎鞘叶干重和成熟期穗干重有利于成熟期干物质生产量提高。[结论]促进单穗干物质生产量尤其是抽穗前单穗干物质生产量,促进抽穗前后茎鞘叶干重和抽穗后穗干重的提高可显著提高氮高效吸收型品种成熟期群体物质生产量。