不同供氮形态下水稻苗期磷吸收累积与根系形态的关系

【目的】植物根系形态对于适应低磷胁迫具有一定的可塑性,对提高磷的吸收利用具有重要意义。因此,本研究以长江中下游地区主推的102个水稻品种为供试材料,研究根系形态与水稻幼苗磷吸收利用的相关性。【方法】采用国际水稻所营养液培养方法,研究在NH_4^+-N和NO_3^--N供应条件下苗期植株生物量、磷含量和磷素累积量及其与根系形态指标的相关性。【结果】研究结果表明,在相同供氮水平(40 mg/L)下,供应NH_4^+-N时,水稻苗期平均生物量为67.87 mg/株,比供应NO_3^--N时高4.27 mg/株;水稻苗期平均磷含量为0.49%,比供应NO_3^--N时高0.10%;水稻苗期平均磷累积量为0.37 mg/株,比供应NO_3^--N时高0.10 mg/株。在NH_4^+-N条件下,水稻根系形态指标变异系数呈现根尖数>总根长>分支数>总根面积>交叉数>总根体积>平均根系直径的规律;在NO_3^--N条件下,水稻根系形态指标变异系数呈现根尖数>分枝数>总根长>总根面积>交叉数>总根体积>平均根系直径的趋势。在NH_4^+-N条件下,总根长、总根面积、分枝数、交叉数四个形态指标与植株生物量、磷含量、磷累积相关最为显著(P<0.01),而在NO_3^--N培养下,总根长、总根面积、根尖数、交叉数与植株生物量及磷素吸收累积指标相关性最为显著(P<0.01)。【结论】供应氨态氮,水稻营养指标与根系形态指标的相关性更高。水稻苗期根系总根长、总根面积、交叉数可作为水稻磷高效评价的重要指标。     

不同供氮模式对水稻根系形态及生理特征的影响

【目的】为明确氮素优化管理模式(OPTs)下水稻根系形态和生理特征及其与氮素吸收和产量形成的关系。【方法】以镇稻11为材料,采用营养液培养,通过三种氮素供应模式分别模拟农民习惯施肥(FFP)、高效施肥(HE)及高产高效施肥(HEHY),研究了不同供氮模式对水稻主要生育期生物量和氮素累积、根系形态和生理特征以及产量形成的影响。【结果】与FFP相比,HE和HEHY(OPTs)通过提高每穗粒数、结实率和千粒重而使水稻籽粒产量分别增加5.7%和16.0%。与FFP相比,OPTs增加了生育期内水稻根系生物量、根系长度、根系总表面积、根系体积以及单个分蘖不定根数目,并提高了灌浆期根系活力、根系氮素同化能力以及叶片光合速率。相关分析表明,开花期根系生物量、总表面积、根体积、单个分蘖平均不定根数目、伤流液流速和谷氨酰胺合成酶活性均与总氮素累积量及产量显著正相关。【结论】因此,OPTs通过养分调控,可促进水稻根系的生长、优化根系形态结构,并能维持水稻生育后期较高的根系活力,从而促进了水稻对氮素的累积以及产量的形成。     

施用土壤酸化剂和调整播期防治膜下滴灌水稻苗期缺铁黄化的效果研究

黄化是石灰性土壤上水稻膜下滴灌常见的营养障碍,显著影响作物生长发育和产量。以水稻品种T-43为试验材料,采用两因素裂区试验研究播期和土壤局部酸化对改善膜下滴灌水稻苗期缺铁黄化的作用。主区设置三种不同的播期,即在土温达到12℃(T1)、15℃(T2)、18℃(T3)时播种;副区为不同的土壤酸化剂:硫酸铵+硝化抑制剂(AS)、磷酸(PP)、柠檬酸(CA)和对照(CK)。结果表明,三种酸化剂处理均显著降低土壤pH值,提高了土壤有效铁含量,其中AS效果最显著。AS、PP和CA处理的苗期水稻叶片中有效铁含量较CK分别提高14.4%、11.3%和9.2%。三种酸化剂提高了水稻苗期根系活力和根系的根长、表面积、根体积,以AS处理效果最好。晚播较早播显著提高了水稻苗期根系活力,增加了水稻根系的根长、表面积、根体积。晚播使水稻苗期叶片活性铁含量提高了11.2%,叶片SPAD值显著增加。酸化剂的施用有助于克服水稻苗期缺铁黄化,以硫酸铵(生理酸性盐)结合硝化抑制剂最佳,适当的推后播期也能有效改善膜下滴灌水稻缺铁黄化。     

干湿交替灌溉对抗旱性不同水稻品种产量的影响及其生理原因分析

【目的】旨在阐明全生育期干湿交替灌溉对抗旱性不同水稻品种产量的影响。【方法】以抗旱性差异显著的4个水稻品种(籼稻扬稻6号和两优培九,粳稻旱优8号和镇稻88)为材料,以常规水层灌溉(CI)为对照,在盆栽条件下研究了轻干湿交替灌溉(WMD)和重干湿交替灌溉(WSD)对水稻产量、根系、叶片及籽粒部分生理特性的影响。【结果】与CI相比,WMD处理下抗旱性较强品种扬稻6号和旱优8号产量分别提高6.90%和7.45%,抗旱性较弱品种两优培九和镇稻88产量分别降低7.28%和8.10%。WSD处理下,4个水稻品种的产量均显著下降,抗旱性较弱的品种产量降幅远高于抗旱性较强的水稻品种。WMD处理下,扬稻6号和旱优8号复水后根系氧化力、根系与叶片细胞分裂素(玉米素+玉米素核苷)含量、叶片光合速率和籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶的活性均较CI有不同程度提高,而两优培九和镇稻88上述指标则与CI持平或有不同程度降低。WSD处理下,4个品种上述指标均较CI不同程度降低。【结论】轻干湿交替灌溉条件下,根系活性强、叶片细胞分裂素含量和光合速率高、籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性强是抗旱性较强水稻品种的基本生理特征。     

土壤质地对玉米产量的影响

采用空间位移法,将砂土、砂质黏壤土、砂质壤土3种不同质地土壤移到同一地点的水泥池小区上,研究土壤质地对玉米产量的影响。结果表明,无论是免耕还是翻耕,玉米产量均表现为砂质黏壤土>砂质壤土>砂土。不同质地的土壤玉米产量均表现为翻耕比免耕高,但差异不显著。根据玉米产量构成因素分析,不同土壤质地条件下玉米产量的差异主要由单穗粒重和千粒重的变化引起。     

HCO3−和灌溉方式对水稻铁吸收和利用的交互影响

【目的】膜下滴灌水稻是一项兼顾高产和节水潜力的水稻栽培技术。然而，在石灰性土壤上膜下滴灌水稻经常表现出缺铁(Fe)黄化症状。前期研究发现，在滴灌条件下HCO₃⁻对水稻Fe吸收的抑制强度弱于淹灌，但内在机制并不清楚。本文主要探讨HCO₃⁻对两种灌溉型水稻土壤DTPA-Fe浓度、水稻木质部伤流液pH值、Fe吸收和利用的影响。【方法】在两种灌溉水稻[淹灌(FI)和覆膜滴灌(DI-PFM)]处理下设四种灌溉水HCO₃⁻浓度处理(0，2，10和40 mmol/L HCO₃⁻，分别表示为BC-0，BC-2，BC-10和BC-40)。【结果】DI-PFM土壤DTPA-Fe含量显著低于FI。随着HCO₃⁻浓度增加，土壤pH增加，而土壤DTPA-Fe浓度呈降低趋势。水稻木质部伤流液pH值随灌溉水中HCO₃⁻浓度的增加而增加，FI处理水稻木质部汁液pH值显著高于DI-PFM。水稻叶片和根系质外体铁浓度均随HCO₃⁻浓度的上升表现为先减少后增加的趋势，在BC-40处理下最高。两种灌溉型水稻叶片活性铁浓度、共质体铁浓度、水稻生物量和全铁积累量均随HCO₃⁻浓度的上升而降低，但DI-PFM处理下这些参数的降幅小于FI。水稻根系和叶片中共质体Fe与质外体Fe浓度比值随HCO₃⁻浓度的增加而降低，FI处理水稻根系和叶片中共质体Fe与质外体Fe浓度比值大于DI-PFM。【结论】HCO₃⁻引起水稻木质部伤流液pH升高影响水稻铁吸收和利用，但HCO₃⁻并不是造成滴灌水稻缺铁的主要因子。石灰性土壤上滴灌水稻缺铁的主要原因可能仍是因为土壤铁有效性低引起的。     

低温胁迫后水分对水稻幼苗根系活力和水孔蛋白相关基因表达的影响

【目的】为了探究低温冷害胁迫后水分/湿度对水稻幼苗根系活力和水分运输等的影响,【方法】以具有低温耐性差异的嘉籼7号和辐8329两个水稻品种为研究材料进行低温胁迫处理后,在进行实验Ⅰ（不同湿度梯度,正常温度培养条件下）和实验Ⅱ（快速回温处理实验,以正常温度恢复为对照）。【结果】实验Ⅰ结果表明,与较低湿度（30%）相比,较高的湿度（60%和90%）可以提高根系活力,有效保证水稻幼苗的存活率并缓解其遭受的低温冷害。水孔蛋白基因OsPIP2;5和OsPIP2;6的表达水平与根系活力密切相关,对水稻的抗寒和低温耐性具有显著的调控作用。实验Ⅱ结果表明,与对照组（CK）相比,快速回温处理后水稻幼苗的含水量和根系活力显著降低;且正常自然恢复状态下,两个水稻品种的存活率明显高于快速回温组幼苗。【结论】低温胁迫显著影响水稻幼苗的生长发育过程。较高的湿度环境有助于缓解幼苗的低温冷害损伤,保证存活率。同时,低温胁迫后的外界环境湿度对水稻幼苗的含水量、根系活力和水孔蛋白相关基因表达有显著影响,其中OsPIP2;5和OsPIP2;6的表达水平与根系活力正相关,在水稻幼苗抵御外界低温冷害过程中起重要作用。因此,与低温胁迫后田间大量灌溉相比,正常温度下土壤缓慢的温度上升对幼苗的根系活力影响较小,有助于其在低温冷害后恢复生命活动。     

根际氧环境对水稻幼苗根系微形态结构的影响及其生理机制

【目的】研究根际氧环境对水稻幼苗根系微形态建成的影响及其生理机制,以期为水稻幼苗理想根型的构建提供理论依据。【方法】以春优84和秀水09为材料,用国际水稻所营养液配方进行水培试验。秧苗移栽一周后用在线溶氧仪(氮气、氧气调节)设定低氧(0~1.0 mg/L)、中氧(2.5~3.5 mg/L)和高氧(>6.0 mg/L,饱和溶解氧处理,在水稻生长过程中用充气泵连续向水体中充入空气)和常规水培(CK,不进行氧调节,水稻移栽一周后水中氧含量约为0.3~2.5 mg/L) 4个氧处理,研究水稻幼苗生物量、根系微形态结构、根系分泌有机酸、呼吸强度等指标。【结果】1）各处理水稻幼苗根系直径为d₁(0~0.50 mm)、d₂(0.51~1.00 mm)和d₃(1.01~1.50 mm)的细根占总根的比例均超过90%,对水稻苗期根系形态构建尤为重要。中氧处理后,春优84直径为d₁、d₂和秀水09直径为d₁、d₃的根的根长和根表面积均明显高于对照。2）低氧处理减少地上部和地下部生物量,抑制细根(d₁)生长,促进粗根(d₅, 2.01~2.50 mm)的生长,降低呼吸强度,增加有机酸分泌量。中氧和高氧处理后水稻植株的生物量均有增加,但生理反应不尽相同。中氧处理后水稻根系呼吸强度上升,而高氧处理后根系呼吸强度降低。各氧处理均减少水稻幼苗根系生长素(IAA)含量,中氧和高氧处理与对照间差异达显著水平。高氧处理显著增加根系一氧化氮(NO)含量,其他处理间差异不显著。3）相关分析结果表明,两供试品种总根和细根(d₂)的各形态指标(根长、表面积和体积)均与根系有机酸分泌量、呼吸强度、NO含量正相关,与生长素(IAA)含量负相关。【结论】适当增氧(中氧)处理增加水稻幼苗根系呼吸强度和有机酸分泌量,根系生理活性增强;增加细根(直径为0~1.50 mm)的根长、吸收面积的占比,优化其根系形态结构。因此,生产上可以通过栽培措施改变根际氧环境调控分蘖期水稻根系微形态结构,增强根系功能。     

灌溉模式与施氮量互作对水稻茎蘖产量形成的影响

【目的】明确灌溉模式与施氮量及其互作对水稻根系形态、茎蘖产量形成的影响,以期为水稻绿色生产及水肥高效利用提供理论依据。【方法】采用大田试验的方法,以两优287为材料,设置浸润式灌溉(W1)、常规灌溉(W2)和淹水灌溉(W3)三种灌水模式,不施氮(N0,0 kg/hm²)、常规施氮(N1,165.0 kg/hm²)和高氮(N2,247.5 kg /hm²)三个氮肥用量共9个处理。在水稻关键生育期取样,测定根系形态和活力、茎蘖动态、生物量和养分含量,研究灌溉模式与施氮量及其互作对水稻生长发育、产量、氮肥利用率和品质的影响。【结果】与W2处理相比,尽管W1处理水稻成穗率平均减少9.2%,但主茎、一次分蘖和二次分蘖的产量分别增加32.7%、18.1%和33.4%,总体产量平均增加18.5%;W3处理水稻成穗率平均减少5.0%,主茎、一次分蘖和二次分蘖的产量分别平均增加9.3%、2.0%和46.4%,总体产量无显著差异。与N0处理相比,各施氮处理的水稻成穗率平均增加6.1%,主茎和一次分蘖的产量分别平均增加8.1%和92.6%,二次分蘖产量平均增加0.57 t/hm²(N0处理无二次分蘖),总体产量平均增加88.0%。方差分析结果显示,灌溉模式与施氮量对茎蘖产量、总体产量及每穗粒数存在显著交互作用。此外,灌溉模式与施氮量对根系形态、根系活力、氮素吸收以及氮素干物质生产效率均产生了显著影响。方差分析结果显示,灌溉模式与施氮量对总根长、根体积、根尖数、根系伤流速度以及根、茎、叶、穗各器官生物量、群体生长速率等均存在显著交互作用。【结论】灌溉模式和施氮量显著影响水稻根系形态、分蘖形成及产量,且存在明显的交互作用。本试验条件下,浸润式灌溉模式下施用适量氮肥(165.0 kg/hm²)可在获得较高产量的同时提高水分和氮肥利用效率并改善稻米品质。     

水稻对穗枯病的抗病机理初步研究

【目的】水稻在孕穗期比苗期更容易感染穗枯病(Bacterial panicle blight of rice)并出现病症。本研究旨在探究水稻不同时期对穗枯病的抗性机理,为培育抗病水稻品种奠定基础。【方法】采用喷雾法和注射法分别对苗期和孕穗期的抗、感病水稻品种接种颖壳伯克氏菌(Burkholderia glumae),测定处理组与对照组的3种抗氧化酶(POD、CAT、SOD)活性的差异,并利用实时荧光定量PCR测定5种防卫反应基因(PR1a、PR10b、Rcht、LOX、PAL)的表达量。【结果】B.glumae的侵染能引起水稻活性氧的积累,提高抗氧化酶活性,使部分防卫反应基因大量表达,但是苗期和孕穗期的应答有较大区别。水稻孕穗期的抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性和防卫反应基因(PR10b、Rcht和PAL)的表达量比苗期高,但PR1a和LOX的表达量却低于苗期。【结论】B.glumae能诱导孕穗期的水稻产生更多抗病反应,参与抗病反应的主要是水杨酸信号传导途径。     

滴灌条件下不同价态外源硒对水稻硒吸收及转运的影响

【目的】通过田间小区试验,研究外源硒酸盐及亚硒酸盐施入滴灌稻田中对土壤中不同价态硒含量及其生物有效性的影响,旨在为滴灌条件下富硒水稻的开发提供理论依据。【方法】以水稻品种T-43为材料,硒肥为亚硒酸盐与硒酸盐,施硒量为0.3、0.6、1.2 kg/hm~2。【结果】研究结果表明,施肥后1 d硒酸盐1.2 kg/hm~2处理土壤中可溶态硒含量最高,比对照高了340%;可交换态硒、铁氧化物态硒及有机态硒含量在施肥后4 d亚硒酸盐1.2 kg/hm~2处理最高,较对照分别提高了380%、56%、59%,硒酸盐处理铁氧化物态硒及有机态硒含量增加不显著,说明硒酸盐主要以可溶态硒存在,而亚硒酸盐主要以可交换态硒存在,并且由可溶态转化为其他形态,因此降低了其有效性。对水稻的根、茎、叶及籽粒硒含量分析后发现,亚硒酸盐处理的籽粒和叶中的硒含量显著低于硒酸盐处理,而其根部硒含量显著大于硒酸盐处理,茎部硒含量无显著差异,且亚硒酸盐处理的根部硒累积量均大于硒酸盐处理。【结论】说明施用亚硒酸盐大部分积累在水稻根部,硒酸盐处理的地上部硒累积量大于亚硒酸盐处理,同时,硒酸盐处理的根系吸收系数、初级转运系数、次级转运系数均大于亚硒酸盐处理,说明亚硒酸盐大部分积累在水稻根部且向地上部转运较难,硒酸盐随水滴施的生物有效性高于亚硒酸盐。     

水分胁迫对节水抗旱稻产量形成和根系形态生理特性的影响

目的 探究节水抗旱稻组合旱优73在不同灌溉条件下产量形成特点及其根系形态生理的变化情况。方法 以节水抗旱稻旱优73和高产水稻H优518为材料,通过根管试验设置三种水分处理(常规灌溉、轻度水分胁迫、重度水分胁迫),调查株高、分蘖、根系形态特征和生理特性以及产量构成因素,分析性状之间的关系,探究不同程度水分胁迫对旱优73和H优518产量形成和根系形态生理的影响及其差异。结果 两年的重复试验结果表明,与常规灌溉相比,在轻度水分胁迫下,旱优73的产量及其构成因素无显著变化,H优518的产量在两年内平均减少了25.6%,每穗粒数、结实率、千粒重也显著降低;在重度水分胁迫下,两品种产量及其构成因素均显著降低,其中,旱优73的产量两年内平均减少了28.8%,H优518产量减少了46.1%。与常     

增氧处理对稻田土壤微生物量碳、氮和酶活性的影响

【目的】探讨增氧方式对稻田土壤微生物量碳、氮和土壤酶活性的影响。【方法】以中旱221(旱稻)、中浙优8号(水稻)和IR45765-3B(深水稻)为材料,研究微纳米气泡水增氧灌溉、干湿交替灌溉、淹水灌溉对稻田土壤微生物量碳、氮,土壤氮代谢作用强度和土壤氮素转化相关酶活性的影响。【结果】微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉可以显著提高稻田土壤微生物生物量碳、氮,中旱221、中浙优8号和IR45765-3B的增氧处理较淹水灌溉处理微生物生物量碳、氮分别增加了30.0%~46.1%和7.1%~92.1%,并且增氧处理降低了3个水稻品种的微生物量碳氮比;与淹水灌溉相比,微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉有助于提高稻田土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、羟胺还原酶活性,降低硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性。【结论】微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉改善稻田土壤的氧化特性,提高土壤酶活性、微生物量碳、氮和硝化强度,有助于改善土壤环境和肥力状况,协调了C、N代谢的平衡。     

结实期干湿交替灌溉对水稻根系、产量和土壤的影响

[目的]干湿交替灌溉(WMD)对水稻根系生长和产量形成有重要影响,但其对土壤性状的影响,以及与根系生长的关系尚不明确.[方法]本研究以5个不同类型的水稻品种为材料,在结实期设置常规灌溉(CI)和干湿交替灌溉(WMD)两种灌溉方式处理,研究了其对水稻产量、根系形态生理及土壤性状的影响.[结果]1)与CI相比,结实期WMD...     

播种量对机插水卷苗秧苗素质及产量形成的影响

【目的】本研究旨在探明水卷苗机插高产适宜的播种量。【方法】以长江中下游地区代表性品种武运粳24号(常规粳稻)和6两优9368(杂交籼稻)为供试材料,研究不同播种量对水卷苗秧苗素质、机插质量、大田生长特性及产量的影响。【结果】移栽前秧苗地上部和根系干物质量、发根力、根系活性、成苗率、苗基宽、重高比及光合速率均随着播种量的降低而显著增强,叶面积指数显著下降。小播量处理秧苗返青活棵快、分蘖发生力强、每穗粒数多,但播量过小导致基本苗和穗数不足,当武运粳24号播种量从180g/盘降低到120g/盘(738.9g/m²)、6两优9368播种量从110g/盘降低到70g/盘(431.0g/m²)时,产量没有显著变化;但播种量继续降低,产量均显著下降。【结论】水卷苗育秧方法适宜播种量,常规粳稻为2.03粒/cm²,杂交籼稻为1.14粒/cm²。     

不同氮肥处理下机插杂交稻的根系动态生长特征研究

【目的】研究不同氮肥用量下机插杂交稻的根系生长特征的变化规律及其与产量关系。【方法】以两个杂交水稻组合全两优1号和全两优681为供试材料,设置N_0(0 kg/hm~2)、N_1(150 kg/hm~2)和N_2(250 kg/hm~2)氮肥处理。利用Minirhizotron分析两个品种移栽后20 d至开花期在0~30 cm土层中的根系分布和动态变化特征。【结果】研究结果表明,氮肥处理对两个杂交稻根数、根长、根体积和根表面积影响显著。N2处理下两个品种的总根数显著多于N1,且全两优1号和全两优681的总根数相比对照N1分别增加了12.3%和17.6%,两个品种的总根量在移栽后65 d达到最大值。随着施氮量的增加,两个杂交稻品种的根数、根长、根体积和根表面积在0~10 cm和10~20cm两个土层深度均有所增加,其中以10~20 cm土层深度的根量增幅最为显著。10~20 cm土层深度的总根长与产量、根数与产量显著相关,且相关系数分别高达0.80和0.87,且全两优681在10~20 cm土层深度为的总根量要显著高于全两优1号。【结论】高氮下总根量增加,但10-20 cm土层中的根系分布对产量影响最大,因此,生产中通过培育和增加深层根系的比例有利于水稻实现高产高效。