水稻对低氧环境的适应及其机制研究进展

近年淹水低氧的稻田环境对水稻生产的不利影响受到越来越多人的关注,探索水稻对低氧环境的响应特征、适应机制以及增氧措施对水稻生长的影响,不断加深对水稻需氧特性的了解对我国水稻生产具有重要意义。从稻田低氧环境的形成、水稻在低氧环境下的生物学特征、水稻对增氧措施的响应三个方面综述了1997-2014年前人的研究结果,并围绕水稻需氧特性提出水稻生产中存在的问题及研究展望,旨在为水稻高产稳产提供新的思路。     

早籼稻品种改良进程中稻米品质的演变特征

为探明早籼稻品种演变进程中稻米品质的演变特征,在同一生态条件下种植不同年代育成的16个代表性早籼稻品种,依据国家标准测定各早籼稻品种的加工品质、外观品质、营养品质与蒸煮食味品质。结果表明,早籼稻品种演变进程中,加工品质变化不大,整精米率略有下降;粒长变大、粒宽变小,长宽比值变大,垩白粒率、垩白面积、垩白度均下降,透明度显著降低;碱消值、胶稠度均变化不大;营养品质中,直链淀粉含量变幅为23.3%~24.7%,差异均不显著,蛋白质变幅为11.7%~12.4%,差异均不显著;质量指数增加,而部标等级均较低,为5级或6级。研究表明,在早籼稻品种品质改良过程中,应根据需要进行区别对待,进行后续开发。     

施氮量和栽培密度对超级晚籼稻“天优华占”非结构性碳水化合物积累、分配和稻米品质的影响

以超级稻天优华占为材料,研究了4种不同氮肥施用量和2种不同栽培密度下灌浆结实期叶片光合特性,抽穗期和成熟期叶鞘和茎秆的非结构性碳水化合物积累与分配及其和稻米品质间的关系。结果表明:当施氮量为0～165 kg/hm2时,灌浆期（抽穗后16 d）剑叶中净光合速率随施氮量的增加而增加。当施氮量超过165 kg/hm2,光合速率略有下降。适宜的施氮量和栽插密度可增加抽穗期的糖和淀粉积累量。相关分析表明:糙米率和穗中可溶性糖以及淀粉累积量均呈显著正相关,垩白度和茎秆以及叶片中可溶性糖积累量呈显著或极显著正相关,直链淀粉含量和叶中可溶性糖积累量呈极显著负相关,蛋白质含量和叶中可溶性糖以及淀粉累积量呈显著或极显著正相关。     

溴氰虫酰胺对双委夜蛾生长发育、繁殖和营养利用的影响

【目的】研究低剂量的溴氰虫酰胺对双委夜蛾(Athetis dissimilis)生长发育、繁殖和营养利用的影响,明确溴氰虫酰胺对双委夜蛾的控制作用。【方法】采用人工饲料混毒法测定溴氰虫酰胺对双委夜蛾4龄幼虫的毒力;利用LC_5、LC_(25)和LC_(50)剂量的溴氰虫酰胺处理双委夜蛾4龄幼虫,观察其对亲代幼虫和蛹的发育历期、成虫寿命、产卵量、化蛹率和羽化率等生长发育指标的影响;测定溴氰虫酰胺处理72 h后对幼虫的近似消化率(AD)、相对取食量(RCR)、相对生长量(RGR)、摄入食物转化效率(ECI)、消化食物转化效率(ECD)等营养利用指数的影响;分析溴氰虫酰胺处理24、48和72 h后幼虫体内糖类、蛋白质和脂质含量的变化。【结果】溴氰虫酰胺对双委夜蛾4龄幼虫具有较高毒力,LC_5、LC_(25)和LC_(50)分别为0.13、0.34和0.66μg·g~(-1)混毒饲料;与对照组相比,LC_5、LC_(25)和LC_(50)剂量下双委夜蛾4—6龄幼虫的发育历期分别延长了1.63、1.75和5.48 d,同时蛹的发育历期延长,雌雄成虫的寿命缩短,并显著降低了双委夜蛾幼虫的化蛹率和蛹的羽化率,LC_5、LC_(25)和LC_(50)处理组雌蛹重分别为130.2、127.8和127.5 mg,显著低于对照组的蛹重(146.7 mg),但是对雄蛹重无显著影响。溴氰虫酰胺处理后,LC_5、LC_(25)和LC_(50)组的单雌产卵量分别为558.8、506.9和462.8粒,显著低于对照组(755.1粒)。同时,溴氰虫酰胺处理组缩短了成虫的产卵历期,但是对成虫产卵前期的影响不明显。此外,与对照组相比,LC_5、LC_(25)和LC_(50)剂量的溴氰虫酰胺显著降低了双委夜蛾4龄幼虫的RGR、RCR、ECI和ECD,降低了幼虫将食物转化为生物量的能力;溴氰虫酰胺处理双委夜蛾4龄幼虫24 h后显著降低了其体内碳水化合物的含量,而且这种不利影响持续到48 h和72 h,同时,溴氰虫酰胺处理也显著降低了4龄幼虫体内脂质和蛋白质的含量,阻碍了双委夜蛾幼虫正常的生长发育和繁殖。【结论】较低致死剂量的溴氰虫酰胺可以抑制双委夜蛾种群的生长发育和繁殖,有利于长期有效控制双委夜蛾的发生。     

淹水胁迫下水稻种子和胚芽葡萄糖供应差异与胚芽存活的关系

【目的】为了探明淹水逆境下水稻种子向胚芽供应葡萄糖能力的品种间差异及其与胚芽存活的关系,从而解析水稻芽苗期耐淹机理。【方法】以4个淹水耐性不同的品种为试验材料,设置长期淹水和湿润播种(对照)两个处理,分析种子和胚芽组织的非结构性碳水化合物含量,种子α-淀粉酶活性、胚芽抗氧化酶活性随时间的动态变化,及其与胚芽存活率的相关性。【结果】淹水胁迫下,淹水敏感材料中嘉8号(S1)和中嘉早17(S2)胚芽的葡萄糖含量、SOD、POD酶比蛋白活性在淹水72h后显著下降,表型上表现为胚芽生长停滞并出现死亡症状;而耐淹材料日本晴(T1)、耘两优玖48(T2)的胚芽中葡萄糖含量、SOD、POD的酶比蛋白活性在淹水96 h内保持稳定,胚芽持续伸长。对种子α-淀粉酶活性的分析表明,虽然短期淹水(0-48 h)能够增强所有4个材料的种子α-淀粉酶活性,但随淹水时间的延长(72-96h),仅耐淹的T1、T2保持α-淀粉酶高活性,其种子内的淀粉含量持续下降而葡萄糖含量不断增加,胚芽葡萄糖含量相对稳定;而淹水敏感材料S1、S2种子内的α-淀粉酶活性则分别在淹水72 h和48 h后下降,种子内淀粉含量相对稳定,但种子和...     

水稻种子包衣技术的研究与应用

种子包衣技术是近半世纪来逐步发展起来的种子处理新技术,对提高种子出苗率、防治农作物苗期病虫害效果明显。本文对近年来我国种子包衣技术发展及水稻种子包衣技术的研究及应用进行了总结,并展望了其未来的研究趋势。     

氮利用效率差异水稻品种的根系铵离子吸收特性

【目的】测定不同水稻品种对外界铵浓度（Ammonium ion, NH₄⁺）的响应,通过分析不同水稻品种在不同NH₄⁺ 浓度下的表型差异及NH₄⁺ 吸收特性,揭示水稻品种间氮利用差异的机理。【方法】采用水稻品种齐粒丝苗（QLSM,氮高效品种）和沪科3号（HK3,氮低效品种）,以营养液培养方式在苗期进行3种不同NH₄⁺ 浓度（低、中、高）处理,15 d后分析两个水稻品种的株型特征、氮含量和氮积累量、根系活力及根系呼吸强度,并采用扫描离子选择电极技术分析根系NH4+ 流通量。【结果】氮高效品种QLSM在低NH₄⁺ 条件下生长较好,其株高、分蘖与对照（CK）相比无显著差异,总干物质重和根部氮积累量分别增加25.9%和74.2%。氮低效品种HK3的株高、分蘖、总干物质重及根部N积累量则显著降低,降低幅度分别为10.1%、26.4%、19.5%和2.3%;此外,与CK相比,低NH₄⁺ 条件显著降低QLSM和HK3的地上部和根部氮浓度。同时,低NH₄⁺ 条件使2个水稻品种的根系活力分别降低76.0%和78.2%,根系呼吸强度分别降低29.5%和33.8%,说明水稻并未通过提高根系活力或者根系呼吸强度增加水稻在外界低NH₄⁺ 浓度下对NH₄⁺ 吸收;进一步研究表明,在低NH₄⁺ 条件下,QLSM的根系分生区有较强的NH₄⁺ 吸收,而HK3对NH₄⁺ 不敏感,其净流入量显著偏低。【结论】氮高效水稻品种QLSM低NH₄⁺ 条件下较高的NH₄⁺ 吸收利用能力与其根系分生区较高的NH₄⁺ 流入量有关。     

水稻氧营养的生理、生态机制及环境效应研究进展

 氧是水稻生命活动过程中重要的营养因子。水稻利用通气组织将大气中的氧从地上部分转运到根部,同时也能通过根系从生长介质中吸收一部分氧。良好的氧营养状况下水稻才能正常生长,不仅如此,氧营养还参与了水稻 土壤环境系统的作用过程,具有重要的生态效应。从氧营养的水稻生物学响应和根际生态效应两个方面综述了近年来稻田氧营养相关研究状况,重点总结了目前国内外有关水稻需氧性,氧营养对水稻形态学、解剖学特征的影响,相应的生理、生态机制以及环境效应的研究成果,同时比较了水稻生产上所采用的氧营养调控途径,并对水稻氧营养研究作了展望。     

水稻对过氧化尿素用量的响应特征

为明确过氧化尿素不同用量对根际缺氧胁迫下水稻生长的影响,通过2007年和2008年土培试验,考察了水稻的根系形态、生理性状、干物质积累、产量等对过氧化尿素不同用量的响应特征。结果表明:相对其它处理,追施2/3量的过氧化尿素土表水层较高溶氧量的持续时间较长;增施少量过氧化尿素,水稻分蘖期根系孔隙度显著降低,而随着过氧化尿素施肥量的增加,根系孔隙度有增加的趋势;根系总吸收面积和活性吸收表面积比呈现随过氧化尿素施肥量增加先增大后减小;从产量及其构成上看,适度施加过氧化尿素增氧能够提高每穗实粒数、结实率及有效穗数,进而提高作物的产量。通过不同过氧化尿素施肥量下水稻生长状况的对比,施155 kg/hm2尿素并在分蘖期和孕穗期追加480 kg/hm2过氧化尿素的增氧模式不仅有利于改善水稻淹水状况下的氧状况,同时促进了水稻根系发育、干物质积累及产量的形成。     

施氮量对籼粳杂交稻甬优1540产量和氮肥利用效率的影响及其机制

旨在探讨施氮量对籼粳杂交稻甬优1540产量和氮肥利用效率的影响及其相关生理基础。本研究以浙江省大面积推广应用的籼粳杂交稻品种甬优1540为材料,设置4个施氮量,即全生育期不施用氮肥(N0)、全生育期施用纯氮80 kg hm^–2 (N1)、160 kg hm^–2 (N2)以及240 kg hm^–2 (N3)。研究结果表明,(1)施氮量对水稻产量与氮肥利用效率影响显著。在0～160kghm^–2范围内,水稻产量随施氮量的增加而增加,产量的增加主要得益于总颖花量的增加;超过此范围产量则不再增加,主要是由于结实率降低,且氮收获指数与氮肥利用效率(氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力以及产谷利用率)也显著降低。(2)施氮量对水稻地上部生长发育影响显著。在0～240 kg hm^–2范围内,随着施氮量的增加,拔节期、齐穗期以及成熟期水稻地上部干物重显著增加,但收获指数则显著降低;在0～160kg hm^–2范围内,灌浆中、后期水稻剑叶净光合速率、剑叶中Z+ZR含量以...