穗期高温对玉米子粒灌浆生理及产量的影响

为揭示玉米穗期高温胁迫对子粒灌浆生理及产量的影响,以耐热型玉米品种郑单958和热敏感型玉米品种先玉335为试验材料,研究了第9片叶完全展开至抽雄期高温对玉米子粒灌浆特性、淀粉合成酶活性、激素含量和产量的影响。结果表明,穗期高温处理,郑单958和先玉335的产量分别比对照降低了11.14%和25.40%;2个品种的粒重和灌浆前期的灌浆速率降低,到达最大灌浆速率的时间延迟,灌浆速率最大时的生长量减小,活跃灌浆期延长;灌浆前期子粒淀粉合成酶活性降低;高温对先玉335的影响明显高于对郑单958。高温处理后,2个品种子粒中的生长素、玉米素核苷和赤霉素含量变化趋势一致,均表现为灌浆初期降低,灌浆后期升高,脱落酸含量表现则相反。     

抽穗-灌浆期低温与弱光对超级稻结实率和生理性状的影响

以超级稻两优培九(两系杂交籼稻)、淮稻9号(粳稻)及高产品种汕优63(三系杂交籼稻)、扬辐粳8号(粳稻)为试材,通过盆栽种植试验,于抽穗至抽穗后10 d、抽穗后11~20 d分别进行低温和遮光处理,观察抽穗-灌浆期不同阶段低温、弱光胁迫对超级稻结实率和部分生理性状的影响。结果表明:低温或弱光胁迫显著降低4个水稻品种的结实率、剑叶光合速率、过氧化氢酶活性、超氧化物歧化酶活性、根干重、根系氧化活力和根系玉米素+玉米素核苷含量,增加剑叶丙二醛含量和过氧化物酶活性。低温与弱光对2个超级稻品种产量和生理性状的影响高于对照,20℃低温处理高于40%遮光处理,抽穗-抽穗后10 d时段高于抽穗后11~20 d时段。结果提示超级稻品种对温度和光照的反应较常规高产品种更为敏感,保证结实期特别是开花灌浆早期温光条件对超级稻灌浆尤为重要。     

高温胁迫对玉米形态、叶片结构及其产量的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,模拟增温处理,探索营养生长和生殖生长并进时期(第9片叶完全展开至抽雄期)高温处理对玉米形态、叶片结构及其产量的影响。结果表明,高温处理后ZD958和XY335的产量分别比对照降低了11.14%和25.40%。高温处理促进株高增长,促使茎粗变细,降低叶面积指数、干物质重、成熟叶片和幼嫩叶片的比叶重。随生育进程,XY335的株高、茎粗、叶面积指数、干物质重和ZD958的干物质重变化幅度逐渐增大,2个玉米品种的幼嫩叶片比叶重降低幅度均要大于成熟叶片比叶重。叶片厚度和上下表皮细胞厚度变薄,叶绿体膜结构被破坏,抑制光合作用及光合产物的输出。对高温胁迫的敏感性而言,XY335大于ZD958,ZD958成熟叶大于幼嫩叶,XY335幼嫩叶大于成熟叶。     

施氮量对沿黄粳稻根系形态、生理特性及产量的影响

以沿黄常规粳稻品种郑稻19和郑稻20为材料,设置8个氮肥施用水平,即整个生育期不施用氮肥和整个生育期施氮肥(折合纯氮)180、210、240、270、300、330、360 kg/hm~2,分析不同氮肥水平对其产量及根系形态、生理特性的影响,以期为水稻的高产高效栽培提供理论依据。结果表明,郑稻19和郑稻20的地上部干质量随生育进程的推进增加,而根系体积、根干质量、根系氧化力、根系吲哚乙酸含量、根系玉米素+玉米素核苷含量、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积则均随生育进程的推进先增加后降低。2个水稻品种的根系体积、根干质量、地上部干质量和根系总吸收表面积在分蘖中期、穗分化始期、抽穗期和成熟期均随施氮量的增加而增加;根系氧化力、吲哚乙酸含量、玉米素+玉米素核苷含量和活跃吸收表面积在分蘖中期和穗分化始期均随施氮量的增加而增加,而在抽穗期和成熟期均随施氮量的增加先增加后降低,在施氮量为270 kg/hm~2时最高。郑稻19和郑稻20的产量均随施氮量的增加先显著增加后显著降低,在施氮量为270 kg/hm~2时最高,分别为9.35 t/hm~2和8.79 t/hm~2,显著高于其他施氮量处理;氮肥农学利用率总体上均随施氮量的增加先显著增加后显著降低,在施氮量为270 kg/hm~2时最高,分别为17.0 kg/kg和14.9 kg/kg,显著高于其他处理;氮肥偏生产力则均随施氮量增加而显著降低。综上,在施氮量为270 kg/hm~2时,郑稻19和郑稻20的根系形态、生理特性最佳,产量和氮肥农学利用率最高,且品种间比较,郑稻19优于郑稻20。     

超级稻花后强、弱势粒淀粉合成相关酶活性和激素含量变化及其与籽粒灌浆的关系

 种植4个超级稻品种\[两优培九和Ⅱ优084（杂交籼稻）、淮稻9号和武粳15（粳稻）\]和2个高产对照品种\[汕优63（杂交籼稻）和扬辐粳8号（粳稻）\],观察其结实期强、弱势粒中蔗糖合酶（SuSase）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）、淀粉合酶（StSase）和淀粉分支酶（SBE）活性及玉米素+玉米素核苷（Z+ZR）、3 吲哚乙酸（IAA）和脱落酸（ABA）含量的变化,并测定了强、弱势粒灌浆速率。结果表明,超级稻品种强势粒的最大灌浆速率、到达最大灌浆速率的时间、平均灌浆速率和糙米重与对照品种差异较小,超级稻品种弱势粒的灌浆速率和糙米重显著低于对照。灌浆期强、弱势粒的SuSase、AGPase 、StSase 和SBE活性变化及Z+ZR、IAA 和ABA 含量变化均呈单峰曲线。弱势粒的SuSase、AGPase、StSase 和SBE的峰值活性和平均活性及其Z+ZR 和IAA的峰值含量和平均含量均低于强势粒。弱势粒的ABA 峰值含量和平均含量显著高于强势粒,超级稻品种高于对照品种。籽粒灌浆速率与SuSase、AGPase和StSase 活性及Z+ZR 和IAA含量均呈显著或极显著正相关,与SBE活性及ABA含量的相关不显著。说明超级稻品种弱势粒中较低的SuSase、AGPase和StSase活性及较低的Z+ZR和IAA含量是其灌浆速率小、粒重轻的一个重要原因。     

超级稻花后强、弱势粒多胺浓度变化及其与籽粒灌浆的关系

以4个超级稻品种[两优培九和II优084(杂交籼稻)、淮稻9号和武粳15(粳稻)]为材料,2个高产品种[汕优63(杂交籼稻)、扬辐粳8号(粳稻)]为对照,测定了结实期强、弱势粒中腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)浓度和灌浆速率,分析了它们之间的关系并用化学调控的方法进行了验证。结果表明,强势粒的最大灌浆速率、平均灌浆速率和糙米重,超级稻品种与对照品种差异较小,弱势粒的灌浆速率和粒重表现为超级稻品种显著低于对照品种。灌浆期强、弱势粒的Put、Spd和Spm浓度变化均成单峰值曲线。Put的峰值浓度和平均浓度,弱势粒高于强势粒。Spd和Spm峰值浓度和平均浓度,弱势粒显著低于强势粒,超级稻品种低于对照品种。籽粒平均灌浆速率和糙米重与Put浓度呈极显著负相关,与Spd和Spm浓度以及Spd/Put和Spm/Put呈极显著正相关。灌浆初期对稻穗喷施Spd和Spm,增强了弱势粒中蔗糖合成酶、ADP葡萄糖焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性,提高了弱势粒灌浆速率、结实率和粒重,喷施Put或多胺合成抑制剂 (MGBG)的结果则相反。说明多胺参与水稻籽粒灌浆的调控,超级稻品种弱势粒较低的Spd和Spm浓度及较低的Spd/Put和Spm/Put值是其灌浆速率小、粒重轻的一个重要生理原因。     

水稻高产栽培技术

水稻是世界上主要粮食作物之一,水稻播种面积占我国粮食作物播种面积的25%,而总产量则占粮食总产的50%以上。中国作为世界栽培稻起源地之一,稻作栽培技术经历了由直播到育苗移栽的转变,然后直播和育苗移栽长期共存。     

不同追氮模式对河南沿黄稻区粳稻根系生长和产量的影响

为明确不同追氮模式对河南沿黄稻区粳稻产量的影响,以常规粳稻品种郑稻19和郑稻20为材料,于水稻拔节后设置4种追氮模式,基蘖肥∶促花肥∶保花肥∶粒肥分别为6∶4∶0∶0（T1）、6∶0∶4∶0（T2）、6∶2∶2∶0（T3）、6∶0∶2∶2（T4）,以施用等量基蘖肥不追施氮肥（T0）作为对照,研究中后期不同追氮模式对水稻根系形态和生理特征的影响及其与产量的关系。结果表明,郑稻19和郑稻20的穗数、结实率和千粒重在不同追氮模式间无显著差异,而T3处理的穗粒数和产量显著高于其他处理,均表现为T3>T1>T2>T4>T0。同时,2个水稻品种齐穗期、齐穗后至成熟期的根系体积、根干重、总吸收表面积、活跃吸收表面积和地上部干重均是T3处理最高,且根系氧化力、吲哚乙酸含量和玉米素+玉米素核苷含量也是T3处理最高。说明水稻拔节后分次适时（促花肥和保花肥）追氮能够促进中后期根系生长,维持根系较高的生理活性,延缓根系退化衰老,有利于水稻高产,而一次追肥或延迟追肥对水稻生长促进作用减弱。     

垄作对冬小麦、夏玉米产量和水分利用率的影响

试验于2005-2007年两年度在河南省浚县农业科学研究所试验田进行,设冬小麦、夏玉米一体化垄作和平作（对照）2个处理,重复2个周期。采用水分平衡法,研究了一体化垄作条件下冬小麦和夏玉米的产量和水分利用效率的变化。结果表明：冬小麦、夏玉米一体化垄作后,产量性状明显优于传统平作。垄作全年2季作物较平作增产9112～21688kg/hm2,增产幅度达45%～100%,其中,垄作冬小麦增产2425～5103kg/hm2,增产幅度为27%～59%,接续的夏玉米增产6687～16586kg/hm2,增产幅度达59%～128%;产量构成因素的变化表现为,冬小麦不育小穗数降低,成穗数增加,夏玉米果穗秃尖变短,2季作物的穗粒数和千粒重均增加。垄作节水效果显著,全年2季作物总耗水量降低61%～119%,水分利用效率提高113%～249%,其中垄作冬小麦耗水量降低92%～142%,水分利用效率提高132%～234%,接续的夏玉米耗水量降低37%～95%,水分利用效率提高103%～248%。     

超级稻高产栽培生理研究进展

 我国于1996年启动了理想株型与亚种间杂种优势相结合为技术路线的超级稻育种计划,目前已育成约80个超级稻品种。这些品种产量高,兼顾品质与抗性,在试验示范区或特定气候条件下产量可达到12～21 t/hm2,展示了超级稻的巨大增产潜力。对于超级稻品种高产的原因,可概括为以下几个方面：与常规高产品种相比,超级稻品种每穗颖花数多、库容量大(即单位面积颖花数多);叶面积指数大、绿叶面积持续期长、光合速率高、茎秆抗倒性强;  抽穗前干物质累积量高, 结实期茎叶中碳水化合物转运到籽粒中的量大;  根量大、根系活性强。但是,超级稻品种在生产上也存在一些问题,突出地表现在两个方面：一是强势粒(着生在穗子中上部、开花较早的籽粒)、弱势粒(着生在穗子基部、开花较迟的籽粒)充实整齐性差;二是结实率低且不稳定。综述了超级稻的生物特性、产量结构、群体质量特征以及相关生理机理方面的研究进展,提出深入开展超级稻栽培生理研究的建议。