超级杂交稻茎秆形态结构及其与抗倒性的关系研究（英文）

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。     

不同水稻品种抗倒伏性状的形态构成

为探讨水稻形态特征与抗倒伏能力的关系,为超高产水稻品种的选育提供理论依据,以不同年代育成的103个水稻品种为材料,以茎秆倒伏指数和田间茎秆强度为抗倒伏性的基本指标.用相关分析方法从形态构成方面研究了水稻茎秆性状与抗倒伏能力的关系.结果表明:株高、基部茎秆截面积与上1、上5伸长节是影响水稻抗倒伏能力的主要因子;上1、上4、上5节长度占株高比例与茎秆倒伏指数及田间茎秆强度呈极显著相关.进一步研究发现,在株高相同的条件下,上1伸长节节间长度短且占株高比例小,基部茎秆截面面积大,基部两节间的长度略短但占株高比例偏大,是抗倒伏性较强的水稻品种的形态构成特点.     

播栽方式对2个籼稻品种抗倒伏能力的影响

【目的】明确播栽方式对水稻抗倒伏能力的影响。【方法】以籼稻品种Tachisugata和Hokuriku193为材料,设置了直播和移栽2种播栽方式,研究其对水稻茎秆形态学、解剖结构以及茎秆化学成分含量的影响。【结果】播栽方式对水稻茎秆折断型和弯曲型倒伏均有显著影响,直播处理水稻茎秆的断面系数、抗挠刚度和惯性力矩分别比移栽处理显著降低12.27%、28.80%和19.33%,折断弯矩小,抗倒伏能力弱。同时,与移栽处理相比,直播处理水稻株高降低6.85%,茎秆长度变短8.73%,茎秆基部节间的外径短轴和内径短轴分别显著减小7.55%和13.55%,大维管束面积显著降低10.89%,茎秆纤细。此外,播栽方式对2个籼稻品种抗倒伏能力的影响也存在一定差异。与移栽处理相比,直播处理Tachisugata茎秆基部节间长度显著增加,外径长轴和短轴长度均显著变短,茎壁厚度显著增加,机械组织厚度显著降低;而播栽方式对Hokuriku193茎秆基部节间长度、外径长轴、短轴、茎壁厚度和机械组织厚度的影响不显著,但直播处理Hokuriku193茎秆基部节间横切面面积显著减小,纤维素含量显著降低,淀粉含量显著增加。【结论】播栽方式主要改变了水稻茎秆长度(特别是基部节间)、基部节间形态结构(维管束面积、横切面面积、机械组织厚度)以及其化学成分含量(木质素、纤维素和半纤维素),最终影响水稻茎秆抗倒伏能力。     

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。     

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.     

常用杂交中籼亲本抗倒伏特性评价及改良

以生产上应用的10个恢复系和7个不育系为材料,以倒伏指数为主要评价指标,对生产上应用的杂交中籼亲本的抗倒伏特性进行了测定和评价,并分别分析了恢复系和不育系抗倒伏能力的动态变化以及倒伏指数与茎秆性状的关系。结果表明：杂交稻亲本的抗倒伏能力存在差异,恢复系以9019和黄华占的抗倒伏能力最强,不育系则以安农9054S和Ⅱ-32A为好;恢复系基部第1节间倒伏指数与株高呈显著相关,与基部节间长、壁厚和单位节间干重多呈显著或极显著相关;壁厚、单位节间干重与倒伏指数多呈显著或极显著负相关;不育系基部第1节间倒伏指数节间长和壁厚相关系数较大,多呈显著相关。通过研究笔者认为,改良恢复系要适当控制株高,缩短基部节间长度、增加茎秆的充实度;而不育系改良的重点在缩短基部第1节间长度和增加茎秆的充实度。     

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。     

不同水稻品种(系)抗倒伏能力与茎秆形态性状的关系

分析水稻株高、基部节间形态性状等水稻茎秆的物理性状,以阐明决定水稻倒伏的主要因素.以抗倒伏品种南粳44和武运粳7号与不抗倒伏品系宁7412为试验材料,通过氮钾肥配比试验,探明株高、基部节间形态性状与抗倒性的关系.结果显示:水稻倒伏指数与基部节间长度呈显著正相关,与基部节间的粗度、壁厚和截面积呈显著负相关;水稻的抗倒伏能力存在着品种间差异;增施氮、钾肥对水稻倒伏有显著影响.表明水稻基部节间的长度、粗度、壁厚和截面积对品种抗倒伏能力影响较大,这些性状的优化组合是提高水稻品种抗倒伏能力的关键.     

偏高秆偏大穗杂交粳稻屉优418和 辽优5218的抗倒伏能力分析

文章对偏高秆、偏大穗杂交粳稻屉优418、辽优5218组合在随机区组三次重复、较高肥力条件下的抗倒伏能力进行了分析。研究认为偏高秆、偏大穗杂交粳稻屉优418、辽优5218组合具有抗倒伏能力强的理想茎秆物理形状:地上部第一伸长节间长度很短,地上部第二伸长节间长度也较短,基部茎秆截面椭圆长轴、短轴长和面积大,壁厚宽和茎壁截面积大,植株表现出抗倒伏能力强;在育种和栽培实践中,通过减少第一和第二伸长节间长度,适当加强茎秆基部物理性状的强度,降低穗位,增加穗长和穗颈长度等,可以提高杂交粳稻植株的抗倒性,使倒伏与株高和生物产量的矛盾在更高产水平上得到统一。     

水稻抗倒伏能力与茎秆物理性状的关系及对产量的影响

研究了不同肥力条件下的水稻抗倒伏能力与茎秆物理性状的关系及对产量的影响。以成熟期植株倾斜角度代表的抗倒伏能力与茎秆第1伸长节间长度呈极显著负相关,与基部茎秆粗度、厚度分别呈极显著正相关。不同株高品种的抗倒伏能力存在着品种间差异;施氮对水稻群体倒伏具有重要影响。就产量来说,最高产群体一般出现在750kg/hm2的中肥区。研究认为,通过降低第1和第2伸长节间长度,适当加强茎秆基部物理性状的强度、降低穗位、增加穗长和穗颈长度等,可以提高水稻植株的抗倒性,使倒伏与株高和生物产量的矛盾在更高产水平上得到统一。     

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。     

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。     

超级杂交籼稻抗倒能力比较及其对氮素的响应

【目的】比较不同抗倒性超级杂交籼稻抗倒伏性差异及其原因,并分析氮素影响超级杂交籼稻抗倒性的生理机制,以期为水稻高产抗倒伏品种选育与栽培管理提供依据。【方法】以超级杂交籼稻Y两优2号（抗倒伏品种）和Ⅱ优084（易倒伏品种）为材料进行大田试验,2012年设置0、150和300 kg·hm^-2 3个氮肥水平,2013年设置135、270和405 kg·hm^-2 3个氮水平,比较不同处理倒伏发生率,并从力学、形态学和生理学指标等方面分析倒伏差异的原因。【结果】Y两优2号产量达11.7 t·hm^-2,较Ⅱ优084高9.45%。这主要归因于Y两优2号较高的穗粒数及颖花量,二者分别较Ⅱ优084高28.0%和31.8%。与Ⅱ优084比较,Y两优2号成熟期田间倒伏率明显减少,倒伏指数下降19.0%,差异达显著水平,原因是Y两优2号基部节间显著缩短,茎壁明显增厚,叶鞘单位长度干重显著提高,从而弥补了茎秆粗度方面的劣势;其基部节间单位长度茎干重虽略有降低,但结构性碳水化合物含量较高,导致茎秆弯曲应力和折断弯矩显著增加,抗倒伏性提高。随施氮量增加,超级杂交籼稻基部节间茎秆折断弯矩显著降低,导致倒伏指数显著上升。大幅增加氮肥水平显著降低了抽穗期单茎鞘干重和灌浆后期基部节间单位长度叶鞘干重,从而使得茎秆质量变劣,且叶鞘对茎秆的保护和支持能力降低;此外,基部节间茎、鞘中木质素含量明显降低,茎秆弯曲应力和折断弯矩随之下降,倒伏风险增加。Ⅱ优084在较低的施氮水平下,折断弯矩大幅降低,甚至低于Y两优2号高氮水平,导致倒伏指数明显上升,尽管增加氮素用量未能显著增加其倒伏率,却较大幅度地降低了产量。【结论】缩短基部节间长度,增加茎壁厚度以弥补茎秆粗度不足的劣势,增加叶鞘充实程度,提高对茎秆的保护和支撑作用,是增强超级杂交籼稻茎秆机械强度和抗倒伏性的主要途径。氮素主要通过降低基部节间叶鞘充实程度及茎秆中结构性碳水化合物含量,特别是木质素的含量,从而降低茎秆强度,增加倒伏风险。     

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。     

不同穗型水稻品种穗部参数及其相互关系

研究了5个不同穗型的杂交稻品种主要穗部性状参数及其相互关系。分析了穗长、枝梗分布、枝梗颖花数及其结实率、穗部维管束数目和开花期单茎干物重对穗粒数的影响。初步确立大穗型品种所需参数指标。讨论了株型设计中大穗型的培育方向。结果表明:不同穗型品种的穗长与颖花数呈极显著正相关(P0.01),基部和颈部直径与穗粒数呈显著正相关(P0.05)。培育基部节间粗的品种,并以单位干物重的高颖花数作为选择指标,可以增强抗倒伏能力,也是培育适合当今种植需要的大穗型品种的选择之一。     

水稻茎秆性状与抗倒性的关系及配合力分析

【目的】研究水稻茎秆形态性状、化学成分含量和茎秆解剖结构与抗倒性的关系,分析抗倒伏相关性状的配合力,为抗倒伏高产水稻品种的选育提供依据。【方法】2014年,以3个水稻新两用核不育系和5个恢复系按不完全双列杂交所配的15个组合为材料,2015年,以4个水稻新两用核不育系和3个恢复系按不完全双列杂交所配的12个组合为材料,以单茎抗推力作为抗倒性的评价指标,研究水稻茎秆形态、化学成分含量、茎秆解剖结构与抗倒伏能力的关系及相关性状的配合力方差和亲本的一般配合力。【结果】2014年的相关分析表明,单茎抗推力与秆长、单茎鲜重、弯曲力矩、粗纤维含量、硅含量和小维管束数目呈显著正相关;2015年的相关分析表明,单茎抗推力与秆长、茎粗、单茎鲜重、弯曲力矩、粗纤维含量、钾含量、硅含量、大维管束数目和小维管束数目呈显著正相关。其中秆长、单茎鲜重、弯曲力矩、粗纤维含量、硅含量和小维管束数目与单茎抗推力的相关性在2年的试验中均达显著水平。2014年的逐步回归分析表明,弯曲力矩、硅含量和小维管束数目对单茎抗推力具有正向作用;2015年的逐步回归分析表明,秆长、茎粗、粗纤维含量和小维管束数目对单茎抗推力具有正向作用。2年均入选回归方程的性状有小维管束数目。单茎抗推力的不育系×恢复系特殊配合力方差和不育系的一般配合力方差两年均达到显著水平,且单茎抗推力的不育系一般配合力方差明显大于恢复系的一般配合力方差和杂交组合的特殊配合力方差。水稻不育系075S和023S,水稻恢复系R276、R964、R527和R389的单茎抗推力的一般配合力较高。【结论】秆长、单茎鲜重、弯曲力矩、粗纤维含量、硅含量和小维管束数目是影响水稻抗倒伏能力的主要因素。单茎抗推力的遗传由加性基因和非加性基因共同控制,不育系的基因加性效应对杂交组合的抗倒能力影响较大。不育系075S和023S及恢复系R276、R964、R527和R389的单茎抗推力的一般配合力较高,可用于抗倒伏杂交水稻组合的配制。     

喷施烯效唑对甜荞茎秆抗倒性能及产量的影响

【目的】甜荞（Fagopyrum esculentum M.）被誉为21世纪人类的绿色食品之一。倒伏是制约甜荞产量和品质的重要因素。研究喷施不同浓度的烯效唑对甜荞茎秆抗倒性能的影响,为甜荞的抗倒伏栽培提供理论依据。【方法】试验于2013-2014年在西南大学歇马科研基地进行,采用随机区组设计,以中抗甜荞品种“宁荞1号”为试验材料,设置0（CK）、25 mg·L^-1（T1）、50 mg·L^-1（T2）、75 mg·L^-1（T3）和100 mg·L^-1（T4）5个烯效唑浓度处理,于4叶期按100 mL·m^-2进行叶面喷施。分别于开花期、灌浆期和成熟期对茎秆抗折力、倒伏指数、茎秆形态特性和茎秆解剖结构等指标进行测定分析,并于成熟期调查倒伏习性和产量。【结果】（1）茎秆抗折力、茎壁厚度和维管束面积从开花期至成熟期呈先增加后减小的变化趋势,在灌浆期达最大值;倒伏指数、株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重、基部第2节间长、基部第2节间粗、机械组织厚度和维管束数目从开花期至成熟期逐渐增加;第2节间干重、节间充实度和机械组织层数从开花期至灌浆期逐渐增加,而后变化不明显。（2）产量、茎秆抗折力、基部第2节间粗、基部第2节间干重、节间充实度、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积在CK-T3处理浓度下表现为随浓度的增加而增加,在T3-T4处理浓度下表现为随浓度增加而降低;倒伏率、倒伏指数、株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重、基部第2节间长在CK-T3处理浓度下表现为随浓度的增加而降低,在T3-T4处理浓度下表现为随浓度增加而增加。（3）与CK相比,T1、T2、T3和T4处理的产量分别增加了2.3%、6.5%、21.3%和11.3%,倒伏率分别降低了17.9%、40.7%、84.0%和60.5%。（4）不同烯效唑浓度处理间,茎秆抗折力、倒伏指数、茎秆形态特性和茎秆解剖结构均存在显著差异。产量与株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重和基部第2节间长、倒伏指数及倒伏率呈极显著负相关,与基部茎秆第2节间粗、基部第2节间干重、节间充实度、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积及茎秆抗折力呈极显著正相关。茎秆抗折力、基部第2节间粗、基部第2节间干重、节间充实度、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积表现为T3＞T4＞T2＞T1＞CK,倒伏指数、株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重和基部第2节间长表现为CK＞T1＞T2＞T4＞T3。【结论】本试验条件下,当烯效唑喷施浓度为75 mg·L^-1时,能有效优化甜荞茎秆结构,改善茎秆质量,减小倒伏发生风险,增加产量。研究结果为甜荞的抗倒伏栽培奠定了基础。