臭氧胁迫对不同敏感型水稻干物质积累与分配的影响

【目的】研究臭氧胁迫对不同敏感型水稻物质生产与分配的影响,为耐性水稻品种的选育提供参考。【方法】利用自然光气体熏蒸平台,以23个水稻品种或株系为供试材料,设置室内对照(臭氧浓度为10 nL/L)和臭氧浓度增高臭氧浓度为(100 nL/L)处理,研究臭氧胁迫对水稻成熟期地上部物质积累与分配的影响及其与最终生长量响应的关系。采用组内最小平方和的动态聚类方法,将所有供试材料按地上部最终生物量对臭氧胁迫的响应从小到大依次分为A、B和C三类不同敏感型水稻。【结果】与对照相比,臭氧胁迫使A、B和C类水稻成熟期地上部干质量平均分别下降19%、39%和52%,B和C类达极显著水平。臭氧胁迫使A类水稻成熟期叶片干质量略增,但使B类(–11%)、C类水稻(–25%)极显著下降。臭氧胁迫下A、B和C类水稻的茎秆和稻穗干质量均显著或极显著下降,其中茎秆干质量分别下降26%、41%和57%,稻穗干质量分别下降34%、59%和62%。臭氧胁迫使叶片占地上部干质量的比例大幅增加(+46%),而茎秆(–8%)和稻穗(–24%)占地上部干质量的比例极显著下降。臭氧处理与水稻类型对上述参数均有不同程度的交互作用,表现为A类水稻对臭氧的响应明显小于其他两类水稻。【结论】100 nL/L臭氧浓度严重影响水稻器官建成,减少光合产物向茎秆和稻穗的分配比例,但使叶片干质量比例大幅增加,臭氧熏蒸还导致茎秆机械强度明显下降。这些变化敏感水稻总体上较钝感类型水稻表现更为明显。     

机插方式和栽插密度对超级稻南粳9108生长和产量的影响

以南粳9108为供试材料,以毯苗机插水稻为对照,探讨不同机插方式和栽插密度对水稻生长和产量的影响.试验结果表明,与常规毯苗机插相比,采用钵苗机插方式,水稻缓苗时间短、分蘖发生快,平均可增产4.8％,适当密植产量增幅可达5.4％.     

小麦生产农机农艺融合技术推广对策研究

介绍了小麦生产农机农艺融合关键技术及要求,并就技术推广提出对策建议.     

臭氧浓度增加对超级稻南粳9108稻穗不同部位籽粒氨基酸含量的影响

为了解臭氧浓度升高对稻米品质的影响,2015年以高产优质超级粳稻南粳9108为供试材料,利用自然光气体熏蒸平台,设置对照(18 n L·L~(-1))和高浓度臭氧(100 n L·L~(-1))处理,研究了臭氧浓度增加对成熟期稻穗不同部位糙米氨基酸性质的影响。结果表明:臭氧浓度增加使稻米氨基酸、必需和非必需氨基酸总量显著增加,但对必需或非必需氨基酸占氨基酸总量的百分比无显著影响;从氨基酸组分看,除半胱氨酸外,臭氧浓度增加使糙米中7种必需氨基酸和9种非必需氨基酸的含量均呈增加趋势,其中苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、亮氨酸、络氨酸、天冬氨酸和苯丙氨酸的增幅均达显著或极显著水平;总体上,稻穗下部稻米氨基酸及其组分浓度对臭氧浓度增加的响应大于稻穗上、中部,其中臭氧处理与籽粒着生部位对苯丙氨酸、络氨酸、组氨酸、精氨酸有明显的互作效应(P0.1)。以上数据表明,100 n L·L~(-1)臭氧浓度使供试超级稻稻米氨基酸及其组分浓度明显增加,且多数情况下弱势粒的增加趋势大于强势粒。     

一种新型自然光气体熏蒸平台：系统结构与控制精度

研制新建自然光气体熏蒸平台主要用于开展大气环境变化对作物影响的研究.该平台采用分布式拓扑结构,通过监测系统实时探知温度、湿度、光照、压力以及目标气体浓度的变化,利用温度、湿度调控系统和布气系统实现对外界环境的动态模拟,使气室内的气象因子与室外基本一致,并使气体浓度达预定目标要求.平台设置室外对照(Ambient)、室内对照(CK)、高浓度臭氧([O3])、高浓度二氧化碳([CO2])和高浓度O3和CO2([O3×CO2])5个处理,其中室内对照实时模拟室外环境,[O3]处理为Ambient的1.6倍,[CO2]处理比Ambient高200 ppm.2011年水稻生长季气室运行结果表明,[CO2]和[O3]控制精度在90％以上的时间占总布气时间的比例分别达95％和80％以上,温度、湿度和大气压力控制精度在90％以上的时间均占总运行时间的95％以上,平台光照控制精度在90％以上的时间占总运行时间的75％以上.整个布气期间,CO2和O3浓度平均控制目标完成比(target achievement ratios,TAR)分别为1.01和1.00,温度、湿度、光照和大气压TAR分别达1.01、0.99、0.96和1.00.稳态熏蒸测试结果表明,气室内O3、CO2、温度和湿度的水平分布和垂直分布均匀,控制稳定.     

臭氧胁迫对不同敏感型水稻叶片伤害的比较研究

【目的】研究臭氧胁迫下不同敏感型水稻叶片表观响应特征,为耐性水稻品种的选育提供参考。【方法】利用自然光气体熏蒸平台,以23个水稻品种或株系为供试材料,臭氧设置室内对照(10 n L/L)和高臭氧浓度(100 n L/L)两个处理。采用组内最小平方和动态聚类方法,根据供试材料地上部最终生物量对高浓度臭氧的响应从小到大依次分为A、B和C 3个类别,研究臭氧胁迫下不同敏感类型水稻叶片伤害指数(LBS)特别是顶3叶叶色值(SPAD值,土壤、作物分析仪器开发)的动态响应及其与最终生长量变化的关系。【结果】臭氧胁迫使A、B和C 3类水稻成熟期地上部生物量平均分别下降19%、39%和52%,后两者降幅达极显著水平。臭氧处理水稻的LBS随生育期推移呈明显的增加趋势,但不同敏感类型水稻间均无显著差异,各测定时期表现一致。与对照相比,臭氧胁迫使不同测定时期的叶片SPAD值显著下降,降幅随熏蒸时间延长和叶位下移明显增加。全生育期平均,臭氧胁迫使所有供试材料倒1叶、倒2叶和倒3叶SPAD值分别下降11%、18%和30%,均达极显著水平。与此不同,臭氧胁迫对叶片SPAD值的影响不同水稻类型间无显著差异,不同测定时期趋势相同。相关分析表明,尽管臭氧胁迫水稻成熟期地上部生物量的响应与部分测定时期LBS存在一定的相关性,但其与所有测定时期叶片SPAD值变化的相关性均不显著,不同叶位趋势一致。【结论】在本研究条件下,臭氧熏蒸叶片的伤害指数和SPAD值的响应均不宜作为水稻生长对臭氧耐性程度的评价指标。     

大气CO2和O3浓度升高对水稻'汕优63'叶片光合作用的影响

大气CO2浓度升高使水稻光合作用增强,而地表O3浓度增加则相反,但人们对大气CO2和O3浓度同时升高情景下水稻光合作用的响应和适应知之甚少。本文利用新型的自然光气体熏蒸平台,以杂交籼稻‘汕优63’为供试材料,设置室内对照(CK,大气本底浓度,实时模拟室外环境)、高浓度CO2(CO2本底浓度+200μmol·mol-1)、高浓度O3(O3本底浓度的1.6倍)、高浓度CO2+O3 4个处理,于拔节期、抽穗期和灌浆期测定稻叶的主要光合参数。整个布气期间,CO2和O3浓度平均的控制目标完成比(TAR)分别为1.04和1.00。与CK相比,CO2处理使拔节、抽穗和灌浆期净光合速率(Pn)分别增加15%、11%和28%,O3处理使对应生育期Pn分别降低32%、32%和88%,CO2+O3处理对拔节期和抽穗期Pn无显著影响,但成熟期Pn平均下降48%。CO2处理使拔节和抽穗期叶片气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著下降,但灌浆期无显著变化;O3处理对各期Gs和Tr的影响明显大于CO2处理,且以灌浆期的降幅最大;CO2+O3处理叶片Gs和Tr的降幅总体上明显低于单独的O3处理。CO2处理或CO2+O3处理叶片胞间CO2浓度(Ci)明显增加,而O3处理叶片Ci的变化相对较小。CO2处理使各期水分利用效率(WUE)增加,而O3处理则呈相反趋势,特别是生长后期。CO2+O3处理叶片拔节期和抽穗期WUE平均增加约15%,但灌浆期因O3的累积伤害,WUE不升反降。以上结果表明,大气CO2浓度升高将使杂交稻‘汕优63’叶片光合能力增强,但地表同步升高的O3浓度则使光合能力削弱并表现出明显的累积伤害,大气CO2和O3浓度同时升高可缓解O3胁迫对‘汕优63’光合作用的负效应。     

花后人为模拟倒伏对超级稻生长、产量和品质的影响

倒伏是水稻实现高产优质的主要限制因子之一。以‘南粳9108’为材料,研究人为模拟倒伏对超级稻物质生产和分配、产量和产量构成因素以及稻米品质的影响及其与倒伏发生时期的关系,探讨倒伏对水稻生长、产量和品质的影响,为超级稻抗倒栽培提供依据。试验设3个处理,分别为正常植株(CK)、抽穗后15 d倒伏(AL15)和抽穗后30 d倒伏(AL30),成熟期测定水稻物质积累与分配、产量和产量构成以及稻米主要品质性状。结果表明,与正常生长水稻相比,AL30和AL15处理使水稻地上部各器官生物量下降,总生物量分别显著降低7.3%和24.3%。从物质分配看,AL15处理使水稻生物量在生殖器官中的分配比例显著下降,而AL30处理植株响应不显著。AL30和AL15处理使水稻产量分别显著下降8.3%和36.4%。抽穗后倒伏造成的产量损失主要与饱粒率和饱粒千粒重下降有关。AL30处理使饱粒率和饱粒千粒重分别显著下降5.6%和3.3%,AL15处理分别极显著下降30.8%和6.7%。水稻结实期倒伏导致饱粒重下降主要与糙米变小,稻谷充实程度明显降低有关。从稻米品质看,AL30和AL15处理使水稻整精米率分别下降7.5%和14.7%,达显著和极显著水平;AL30处理对稻米蛋白质和直链淀粉含量均无显著影响,但AL15处理使稻米蛋白质含量极显著增加20.2%;RVA谱数据表明,结实期倒伏水稻崩解值减少而消减值增加,但均未达显著水平。以上结果表明,结实中后期发生倒伏对超级稻‘南粳9108’籽粒产量和稻米品质影响较小,但结实早期倒伏将使物质生产和籽粒灌浆均受到抑制,最终导致产量大幅下降,同时稻米加工和食味品质亦呈变劣趋势。     

全生育期臭氧胁迫对不同水稻品种稻草饲用品质的影响

【目的】研究不同类型水稻品种稻草饲用品质相关理化指标对臭氧胁迫的响应。【方法】利用新型自然光气体熏蒸平台,以 8个水稻品种为供试材料,设置室内对照和高臭氧浓度(80 nL/L)处理,于抽穗期、穗后20 d和成熟期分别测定叶片和茎鞘中饲用品质相关的理化指标。【结果】与对照相比,高浓度臭氧处理使稻草粗蛋白、木质素、纤维素、半纤维素和总酚含量分别增加7.07%(P <0.1)、10.88%(P <0.1)、1.98%、0.92%和5.01% (P<0.01),可溶性糖和淀粉含量分别下降15.07%(P <0.1)和18.55%(P <0.01)。多数情形下,叶片各指标含量对臭氧胁迫的响应大于茎鞘。所有测定指标的品种间差异均达极显著水平。不同生育期稻草木质素、纤维素、半纤维素和总酚含量表现为穗后20 d>成熟期>抽穗期,稻草可溶性糖和淀粉含量则表现为抽穗期>成熟期>穗后20 d,而粗蛋白含量随生育进程推进呈降低趋势。方差分析表明,臭氧胁迫与品种互作对所有测定指标的影响均达显著或极显著水平;除总酚含量外,臭氧与植株部位互作对所有测定指标的影响均达极显著水平;而臭氧与生育时期互作仅对植株粗蛋白、纤维素、可溶性糖和总酚含量有显著或极显著影响。【结论】稻草饲用品质相关理化指标因生育时期、供试品种和茎叶不同部位而异,高浓度臭氧环境下稻草饲用品质表现出变劣的趋势。     

水稻生产农机农艺融合技术应用探析

结合扬州市水稻生产实际,介绍了水稻生产农机农艺融合模式及关键技术,分析了水稻生产农机农艺深度融合中存在的问题,并提出对策与建议。