水杨酸通过一氧化氮途径调控水稻缓解低磷胁迫

【目的】深入剖析水杨酸调控水稻低磷胁迫响应的生理与分子机制具有重要意义。【方法】选取常规水稻品种日本晴,外源添加水杨酸后测定水稻体内总磷含量、酸性磷酸酶活性、木质部汁液磷含量、水稻根系特征参数、磷转运子基因表达水平和一氧化氮含量等指标解析水杨酸缓解水稻缺磷胁迫的生理和分子机制。【结果】1）水杨酸对水稻磷吸收的调控存在剂量效应,1 μmol/L水杨酸显著提高低磷条件下水稻体内总磷含量,5 μmol/L水杨酸则降低水稻体内总磷含量。2）低磷条件下,1 μmol/L水杨酸使酸性磷酸酶活性提高了11.35%,根系总长增加了20.90%,根系表面积增加11.86%,根系体积增加了15.38%,总根数增加了23.55%,木质部汁液中的磷含量提高了22.67%。同时,1 μmol/L水杨酸提高了水稻根系磷转运子基因的表达,从而提高水稻对外界磷的吸收和体内磷的转运。3）水杨酸通过提高硝酸还原酶的活性增加水稻根系的一氧化氮含量,从而通过调控磷转运子基因的表达提高低磷条件下水稻对外界磷的吸收。【结论】水杨酸与信号分子一氧化氮互作缓解低磷胁迫。     

根部增氧模式对水稻产量与氮素利用的影响

【目的】根部缺氧是影响水稻生长发育与养分吸收的主要非生物因子之一。为了明确不同增氧模式的作用效果,探明水稻产量和氮素利用效率对根部增氧的响应特征,本试验研究了不同根部增氧模式下水稻生长动态、产量和氮素吸收积累与转运特性。【方法】以深水水稻品种IR45765-3B和水稻品种中浙优1号为材料,试验在顶部用透明塑料膜遮雨的水泥栽培池中进行,试验设施用CaO₂（CaO₂）、微纳气泡水增氧灌溉（MBWI）和干湿交替灌溉（AWD）等三个增氧模式处理及淹水对照（WL）。分别测定了两品种的生长动态、产量和与氮素利用相关的指标。【结果】与淹水对照相比较,根部增氧处理均显著促进IR45765-3B分蘖的发生,增幅为10.7%~33.6%,而中浙优1号茎蘖数仅在CaO₂处理和AWD处理部分调查时期显著高于对照;根部增氧处理显著提高了两品种的干物质积累量,并显著提高两品种水稻产量,增氧处理下IR45765-3B产量较对照分别增加26.3%（CaO₂）、21.8%（MBWI）和10.7%（AWD）,而中浙优1号产量较对照分别增加51.0%（CaO₂）、52.2%（MBWI）和29.68%（AWD）;根部增氧显著增加水稻的氮素吸收与利用,与对照相比较,增氧处理下IR45765-3B和中浙优1号氮肥偏生产力均显著升高;施用CaO₂和MBWI处理水稻氮素转运效率和氮素转运贡献降低,但齐穗期后两品种的氮素吸收量显著增加,齐穗期后IR45765-3B和中浙优1号在CaO₂处理下的氮素吸收量较对照分别增加了73.4%和119.2%,MBWI处理下的氮素吸收量较对照分别增加了128.7%和106.5%。【结论】根部增氧显著促进水稻分蘖发生与成穗,增加水稻干物质积累并显著提高产量;在氮素利用方面,增氧处理下水稻植株对氮素的吸收与积累显著增加,且增氧处理显著促进了水稻对氮素的利用效率;三种增氧模式中CaO₂和MBWI的效果较AWD更明显。     

不同栽培方式和秸秆还田对水稻产量和营养品质的影响

为阐明水稻产量和营养品质在不同栽培方式和秸秆还田条件下的表现特性, 以两优培九(籼稻)为材料, 常规水作(CFC)为对照, 通过长期定位试验(2001—2010年)研究了覆膜旱作(PFMC)、裸地旱作(NMC)和秸秆还田对水稻产量、精米中蛋白质和氨基酸、糙米中铁和锌含量的影响。2008—2010三年试验结果(平均值)表明, 与CFC相比, PFMC能显著增加水稻产量, 增产幅度达8.0%, 精米中总氨基酸含量下降3.5%, 精米中蛋白质, 糙米中铁锌含量与CFC处理差异不显著; NMC处理产量显著下降5.1%, 蛋白质、总氨基酸和铁含量分别下降4.4%、9.3%和11.9%。秸秆还田较不还田处理, CFC条件下, 产量增加了113.6 kg hm^-2; NMC条件下, 产量增加142.6 kg hm^-2; PFMC条件下, 产量增加522.1 kg hm^-2; 三种栽培方式产量平均增加3.3%, 糙米中的铁和锌含量平均增加3.1%和6.4%, 精米中蛋白质和总氨基酸含量差异不显著。本试验结果表明, PFMC能显著提高水稻产量, 秸秆还田能显著提高水稻产量和稻米中铁、锌含量。     

基质类型及烯效唑对不同秧龄晚稻机插质量和产量的影响

为明确基质类型及烯效唑对不同秧龄晚稻秧苗生理特征及本田期生长发育特性的影响,确定适宜晚稻机插育秧的基质类型、烯效唑浸种措施及秧龄,该研究以嘉58为供试晚稻品种,以2种代表性育秧介质(营养土和轻型无土育秧基质)为研究对象,采用2种(清水浸种和25 mg/L烯效唑浸种)外源生长调控措施,阐明了不同育秧介质和烯效唑浸种对不同秧龄晚稻秧苗生理特征、机插质量的影响及调控技术。结果表明,随晚稻秧龄延长,秧苗地上部分干物质量显著增加,叶片SPAD值和根系活力先增加后降低;水稻全生育期延长,大田生育期缩短。采用烯效唑浸种可提高秧苗素质,浸种处理秧苗茎基宽约增加0.1~0.2 mm,株高显著降低,叶片SPAD值和根系活力显著提高。短秧龄条件下烯效唑浸种对秧块质量和机插质量影响较小,长秧龄条件下烯效唑浸种可有效提高成苗率和大田基本苗数,降低漏插率和伤秧率。采用营养土育秧时最适机插秧龄为18 d,轻型无土基质育秧适宜机插秧龄为18~24 d。秧龄大于24 d时,烯效唑浸种可提高营养土育秧晚稻有效穗数和每穗粒数,增加晚稻产量,且秧龄越长,烯效唑浸种的增产效果越显著。烯效唑浸种对轻型无土基质育秧的产量影响较小。采用轻型无土育秧基质培育机插晚稻秧苗,产量高于常规营养土处理,适宜晚稻机插育秧。研究结果可为提升晚稻种植机械化水平提供重要参考。     

配施不同腐秆剂对还稻田麦秸腐解和水稻产量的影响

为阐明沿淮地区秸秆还田配施不同腐秆剂在秸秆腐解和水稻产量方面的差异,遴选出适合该区域使用的腐秆剂.本研究通过安徽省霍邱县的麦秆促腐还田定位试验,深入分析了秸秆还田和氮磷钾优化平衡施肥后不施腐秆剂(SF)、施腐秆剂1号(SFD1)、施腐秆剂2号(SFD2)和施腐秆剂3号(SFD3)等处理连续两年在秸秆腐解和水稻产量等方面...     

干湿交替灌溉下施氮模式对水稻光合产物和氮转运的影响

[目的]采用大田小区试验,研究不同灌溉模式下氮肥施用模式对水稻产量、光合生理特性、非结构性碳水化合物和氮素利用效率的影响,以期为当地稻田灌溉和施氮模式优化管理提供理论依据.[方法]以中浙优1号为供试材料,设常规淹灌和干湿交替2种灌溉模式,以及不施氮(N0)、常规施氮(PUN100)、减氮20％(PUN80)、缓控释复合...     

溶解氧浓度对水稻分蘖期根系生长及氮素利用特性的影响

【目的】探究特定溶解氧浓度对水稻分蘖期根系生长及全生育期氮素吸收利用的影响,以期为水稻氧营养研究及高产栽培提供理论依据。【方法】试验于2016年在中国水稻研究所网室进行。供试水稻品种为中浙优1号（水稻）、IR45765-3B（深水稻）和中旱221（旱稻）,用国际水稻所营养液配方进行培养。试验设置5个溶解氧浓度处理,分别为全生育期溶解氧浓度1 mg·L ^-1（T₁）、3 mg·L ^-1（T₂）、5.5 mg·L ^-1（T₃）和7.5 mg·L ^-1（T₄）,以自然生长处理作对照（CK）,溶解氧浓度由在线测试控制系统自动控制（昆腾Q45D,美国）,并实时用便携式溶氧仪进行校对（YSI 550A,美国）。【结果】（1）水稻分蘖期,随溶解氧浓度上升,全浓度营养液中总氮含量下降速率减小,铵盐含量下降速率增加;硝酸盐含量在T₁处理下最低,T₄处理下最高;亚硝酸盐在全浓度营养液中含量极低且不稳定。（2）与CK相比,3个水稻品种在T₂处理下根系活力均有所提高,T₄处理根系活力显著低于CK。最大根长随溶解氧浓度上升而提高,T_I和T₄处理降低水稻根系总根长、总表面积、根体积和根干重;T₂处理下,中浙优1号和IR45765-3B的根系形态指标和干重均高于CK。（3）3个水稻品种拔节期植株含氮率随溶解氧浓度提高逐渐下降,齐穗期和完熟期随溶解氧浓度提高逐渐上升。相较于CK,T₂处理提高了3个水稻品种全生育期氮素积累量;T₃和T₄处理降低了水稻氮素吸收,但提高了齐穗期至完熟期生长阶段的氮积累量吸收比例。在完熟期,3个水稻品种氮素积累量,T₂处理较CK增加2.3%—7.3%,T₁、T₃和T₄处理较CK分别下降0.7%—3.6%、3.6%—8.5%和15.0%—27.1%。（4）3个水稻品种不同处理间干物质量和产量表现一致,均为T₂>CK>T₁>T₃>T₄。3个水稻品种氮素干物质生产效率均以T₁处理表现最高;与CK相比,T₂处理提高了3个水稻品种的收获指数和氮收获指数,T₁、T₃和T₄均低于CK;T₁处理下,中浙优1号和IR45765-3B氮素籽粒生产效率均显著低于CK,中旱221无显著差异。【结论】适度增氧可促进水稻根系形态建成,增加植株干物质量和氮素积累,提高水稻氮素利用效率和籽粒产量;低氧和高氧胁迫均会抑制不同生态型水稻品种根系活性,降低水稻植株氮素吸收,且旱稻对氧胁迫的耐逆性强于水稻和深水稻。     

稻田干湿交替对水稻氮素利用率的影响与调控研究进展

稻田干湿交替（alternate wetting and drying,AWD）是提高水稻水、氮利用率的重要水分管理措施。水稻品种、生态环境、氮肥运筹和土壤落干强度是影响AWD下水稻氮素利用率（nitrogen use efficiency,NUE）的主要因素。AWD通过改变土壤水-气环境而影响土壤中生物化学过程,进而影响土壤氮素营养的有效性。轻度AWD促进水稻根系的生长和活力,促进水稻氮素的吸收、同化和转移而提高NUE。轻度AWD不仅提高水稻光合作用,还促进干物质向籽粒的分配,从而提高水稻产量和氮素利用率。AWD还引起植物激素的变化,植物激素也可能参与了对水稻氮素利用的调控。该文从根际氮素营养与环境、根系形态功能、氮素同化和再转移,以及碳同化和分配、植物激素调控等方面综述了 AWD对水稻氮素利用率的影响与调控,并提出了一些值得深入探讨的问题。     

有机水溶肥对水稻干物质、氮素积累和转运的影响

采用大田小区试验,研究了有机水溶肥对水稻各器官干物质和氮素积累、转运和分配的影响及其与水稻产量的关系。结果表明,常规施氮条件下,根施肥能显著提高水稻产量,产量达8 288.3kg/hm ²,且根施肥效果优于叶面肥;减氮15%条件下根施肥和叶面肥配合施用能有效缓解减氮对水稻产量的降低作用,较减氮15%处理显著增产3.2%。根施肥和叶面肥均能显著提高水稻抽穗前营养器官干物质、茎鞘和叶片氮素积累量;同时,增加抽穗后叶片向穗的氮转运量,进而提高其氮回收利用率和氮生理利用率。水稻产量与抽穗期茎鞘、叶片（除分蘖期茎鞘外）干物质积累量以及抽穗后茎鞘和叶氮素转运量显著正相关。研究表明,施用有机水溶肥能维持水稻营养生长期较高的干物质和氮素积累量,增强抽穗-成熟期氮素向穗转运能力,促进水稻高产和氮高效利用。     

盐胁迫对粳稻品种生长和生理特性的影响

以津原85、金穗26、隆粳27、辽粳763为试验材料,研究了不同盐胁迫浓度对这4个品种生长和抗逆性的影响,以期为盐碱地适宜水稻品种的筛选提供理论参考。结果表明,盐胁迫显著抑制水稻幼苗的生长,金穗26受到的影响最小。在盐胁迫下,津原85离子选择吸收性较强,有利于提高耐盐性。盐胁迫对水稻的主要伤害是破坏膜质结构,进而影响细胞正常功能。盐胁迫浓度较高时,细胞丙二醛含量表现为辽粳763>隆粳27>津原85>金穗26。耐盐性水稻品种和盐敏感水稻品种的过氧化氢酶活性也有差别。综合来看,耐盐性高低依次表现为金穗26>津原85>隆粳27>辽粳763。