1,2,4-三氯苯胁迫对水稻分蘖盛期植株生长和生理特性的影响

在土培条件下,以对1,2,4-三氯苯(TCB)敏感性显著差异的宁粳1号(敏感)和扬辐粳8号(耐性)为对象,研究了不同浓度1,2,4-三氯苯(TCB)胁迫对两种水稻分蘖盛期生长和生理特性的影响。结果表明,不同浓度TCB胁迫下,敏感基因型宁粳1号最长根长、株高、单穴分蘖数、地上部和地下部干物重随胁迫程度加深均显著递减; 耐性基因型扬辐粳8号在低浓度(20 mg kg^-1) TCB胁迫下,最长根长、地上部和地下部干物重极显著增加,当中高浓度(40 mg kg^-1、60 mg kg^-1) TCB胁迫时,最长根长、株高、单穴分蘖数、地上部和地下部干物重显著下降。不同浓度TCB胁迫下,敏感基因型宁粳1号根系活力、叶绿素含量、叶片和根系可溶性蛋白质含量相对较低,叶片和根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性明显降低,O₂^?产生速率和丙二醛(MDA)含量显著增高; 耐性基因型扬辐粳8号在低浓度(20 mg kg^-1) TCB胁迫下,根系活力、叶片和根系的可溶性蛋白含量、SOD、POD、CAT活性极显著增加,O₂^?产生速率和MDA含量极显著降低,当中等浓度(40 mg kg^-1) TCB胁迫时,SOD、POD、CAT活性虽然增强,但O₂^?产生速率显著增加,MDA大量积累,当高浓度(60 mg kg^-1) TCB胁迫时,其根系活力、叶绿素含量极显著降低,根系中SOD、CAT活性显著降低,O₂^?产生速率和MDA含量显著增加。总之,低浓度TCB胁迫下,长势良好、叶片和根系可溶性蛋白质含量高、抗氧化系统清除活性氧能力强、膜脂过氧化程度低是耐性基因型扬辐粳8号区别于敏感型宁粳1号的主要特征。     

扬辐粳8号的特征特性及高产配套栽培技术

扬辐粳8号(原名扬辐粳4901)系江苏省里下河地区农业科学研究所利用武育粳3号后代扬粳94-18作母本,与镇香24辐照当代杂交,于1999年选育成的优质高产多抗迟熟中粳稻新品种。2003~2005年参加江苏省迟熟中粳区域试验和生产试验,2006年1月通过江苏省农作物品种审定委员会审定,并申请了植物新品种权保护和列入2006年江苏省水稻良种补贴品种。2005年在淮安市试种,2006年扩大应用,种植面积200hm²,结果如下。1产量表现扬辐粳8号具有高产潜力,2005年示范2hm²,平均产量9498kg/hm²,其中,高产田块产量达10538.1kg/hm²,比武育粳3号增产9.64%;2006年……     

设施条件下两个石榴品种光合荧光特征参数差异与变化

为明确‘泰山红’和‘突尼斯软籽’石榴设施栽培的光合生理特性,观测了光合和荧光特征参数的差异及变化趋势。本研究结果表明,两个品种光合有效辐射和大气温度随时间的增加均先升高后降低。净光合速率、气孔导度和蒸腾速率日变化均为典型的双峰曲线,存在光合“午休”现象。细胞间CO₂浓度和水分利用效率先降低后升高,水蒸气压亏缺先升高后降低再升高。‘泰山红’净光合速率、气孔导度和蒸腾速率整体上高于‘突尼斯软籽’。F_o随时间的增加先升高后降低,F_m、F_v/F_m、F_v/F_o和PI先降低后升高,Vj先升高后降低再缓慢升高。大气温度与水分利用效率、细胞间CO₂浓度极显著负相关。光合有效辐射与F_o显著正相关,与F_m、F_v F_m、F_v/F_o显著负相关。气孔导度与净光合速率极显著正相关。细胞间CO₂     

盐胁迫对2个不同盐敏感性水稻品种（系）叶片光合特性与产量的影响

研究盐胁迫对不同盐敏感性水稻品种（系）叶片光合作用、叶绿素荧光参数及产量的影响,为耐盐品种选育和盐碱地有效开发利用提供理论参考。以武运粳30（盐敏感性品种）和振稻23309（耐盐性品系）为材料,比较研究不同盐分梯度（0%、0.07%、0.14%、0.21%、0.28%、0.35%）对水稻产量和抽穗期水稻叶片光合特性的影响。结果表明,随盐浓度的提高,两个品种（系）产量呈现递减趋势,且武运粳30的降幅更大。在盐胁迫条件下,武运粳30的穗数、穗粒数、结实率显著降低且降幅显著大于振稻23309,两个品种（系）千粒重变化都不明显。与对照相比,在低盐胁迫（0.07%）下,振稻23309的叶片净光合速率（P_n）、叶绿素含量（SPAD值）、水分利用效率（WUE）、表观叶肉导度（AMC）、荧光参数（潜在活性F_v/F_o、最大光化学效率F_v/F_m、实际光化学效率Φ_PSⅡ、光化学猝灭系数q_p、非光化学猝灭系数q_N）均显著上升;0.14%盐浓度处理下,两个基因型水稻除q_N显著提高外,其余各参数均呈下降趋势,且振稻23309的降幅要小于武运粳30;盐浓度大于0.14%时,两个基因型水稻各参数均显著降低,且武运粳30的降幅更大。由此可见,盐胁迫对水稻产量和叶片光合特性的影响不仅与盐浓度有关,且存在显著的基因型差异;水稻叶片叶绿素含量高、光合作用的气孔限制向非气孔限制转变慢、植株水分利用率高、光合系统Ⅱ非辐射能耗散增加、光保护能力强等因素是耐盐品系振稻23309表现出较强耐盐性的内在原因。     

脱落酸对低温胁迫下玉米幼苗生长和光合特性的影响

脱落酸（ABA）是作物生产中广泛应用的一种植物激素。探究ABA对低温胁迫下玉米幼苗光合特性的影响,为阐明低温胁迫下玉米幼苗叶片光合结构的防御保护机制提供理论依据。以玉米品种“久龙5号”为试验材料,采用盆栽试验,探讨了低温胁迫0、2、4、6、8d下不同浓度脱落酸对玉米幼苗生长及光合特性的影响。结果表明,低温胁迫显著抑制玉米幼苗的正常生长,导致SPAD值下降,叶片净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、PSⅡ光化学最大效率（F_v/F_m）和潜在光化学效率（F_v/F_o）水平下降,初始荧光（F_o）显著升高。外源喷施适当浓度的ABA能够显著缓解由低温胁迫导致的玉米叶片P_n、T_r和G_s下降幅度,提高F_v/F_m和F_v/F_o,降低F_o水平。由此可见,外源施加适当浓度的ABA能提高幼苗叶片的光合能力,提高PSⅡ反应中心活性,促进物质积累,提高玉米幼苗的耐冷性。同时,外源施加ABA存在一定的浓度效应,即“低促高抑”。本研究所设计浓度范围中15mg/L ABA浓度对光合抑制缓解效果最显著。     

水稻产量对氮肥响应的品种间差异及其与根系形态生理的关系

以籼稻天优华占、两优培九和粳稻陵香优18、宁粳1号为材料,研究了水稻产量对氮肥的响应。结果表明,水稻产量对施氮量的反应存在明显的品种间差异。上述4个水稻品种在获得最高产量(10.1~10.3 t hm^-2)时,天优华占和陵香优18所需施氮量为242.5~255.5 kg hm^-2,明显低于两优培九和宁粳1号的327.3~328.0 kg hm^-2。天优华占和陵香优18的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均明显高于两优培九和宁粳1号,表明天优华占和陵香优18产量对氮肥的反应较两优培九和宁粳1号敏感。在高产(10.5~10.9 t hm^-2)条件下,天优华占和陵香优18主要生育期根系的重量、长度和总吸收表面积低于两优培九和宁粳1号,而根系活跃吸收表面积及其占总吸收表面积的比例、根系伤流量以及根系活力则显著高于两优培九和宁粳1号。上述结果表明,通过栽培措施调控或选用根系活跃吸收表面积、根系伤流量和根系活力高的水稻品种将更有利于降低水稻施氮量和提高产量及氮肥利用效率。     

花期追施锌肥对大豆生长和锌素积累的影响

以大豆品种秦豆8号为试验材料,采用盆栽方式,研究锌肥对大豆不同组织生物量、耐性指数、转运指数、锌积累量、锌含量和叶绿素含量的影响。结果表明,15mg/kg锌处理显著提高大豆根和叶片的生物量、叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量、F_o、F_v、F_m、Zn含量,耐性指数、转运指数和叶片Zn积累量显著增加。综合评价表明,大豆对锌有较好的吸收和富集能力。     

小麦叶绿素荧光参数叶位差异及其与植株氮含量的关系

以中蛋白质含量小麦品种矮抗58和高蛋白质含量品种郑麦366为试验材料,2008-2010年连续2个生长季进行了施氮梯度下(0、90、180和270 kg hm^-2)的田间试验。在关键生育时期同步测定叶片荧光参数、叶和茎生物质量及氮含量,建立了基于叶位差的小麦植株氮含量荧光估算模型。结果表明,在小麦旺盛生长的拔节至孕穗期叶绿素荧光参数F_m、F_v、F_v/F_m和F_v/F_o与对应叶片氮含量的相关系数分别为0.557、0.601、0.619和0.633,均达极显著水平(P<0.01)。顶三叶间荧光参数差异较小,随施氮水平提高,顶部第4叶荧光参数与顶三叶间差异逐渐缩小,说明其对增施氮肥反应敏感。顶部第4叶与顶部第1叶间的荧光参数差异(LPD_4-1)可较好拟合小麦拔节期植株氮含量变化,F_v/F_o和F_v/F_m方程决定系数R²分别为0.644 (P<0.001)和0.651 (P<0.001);顶部第4叶与顶部第2叶间的荧光参数差异(LPD_4-2)方程拟合决定系数有所降低,分别为0.626 (P<0.002)和0.592 (P<0.005);而顶部第4叶与顶三叶之间的差异(LPD_4-n)与小麦孕穗期植株氮含量间呈显著线性关系,其F_o、F_v和F_m方程决定系数分别为0.726 (P<0.001)、0.791 (P<0.001)和0.784 (P<0.001)。独立数据检验结果表明,小麦拔节期对F_v/F_o和F_v/F_m的LPD_4-1预测精度R²分别为0.844( P<0.001)和0.828 (P<0.001),相对误差(RE)分别为13.0%和16.7%,而LPD_4-2估算植株氮含量精度有所降低,R²分别为0.793 (P<0.001)和0.813 (P<0.001),RE分别为16.9%和18.4%。小麦孕穗期对F_v和F_m的LPD_4-n预测方程的R²分别为0.831 (P<0.001)和0.815 (P<0.001),RE分别为13.2%和16.4%。比较而言,小麦拔节期F_v/F_o的LPD_4-1和孕穗期F_v的LPD_4-n可更好地用于评估不同条件下植株氮含量的变化,为施肥调控提供决策依据。     

不同氮敏感性粳稻品种的氮代谢与光合特性比较

本文旨在探明不同氮敏感性粳稻品种氮代谢与光合特性。以2个氮敏感高产品种淮稻5号和连粳7号, 2个氮钝感品种宁粳1号和扬粳4038为材料, 设置0和200 kg hm^-2 2个施氮水平, 研究其产量、氮肥利用效率以及地上部生理性状的变化特点。结果表明, 在2种施氮水平下, 氮敏感品种的产量和氮肥利用效率显著高于氮钝感品种。与氮钝感品种相比, 氮敏感品种具有较高的光合速率和氮素积累, 较强的氮代谢酶活性和较高的光合氮素利用效率, 抽穗期茎叶中积累较多的可溶性糖和淀粉, 抽穗至成熟期茎鞘中非结构性碳水化合物向籽粒转运率较高。表明氮敏感品种在较低施氮量下具有较高的生理活性和物质生产效率; 这些特征可作为筛选高产氮敏感水稻品种的重要生理指标。     

施氮量对不同水稻品种氮肥利用率与农艺性状的影响

为探明施氮量对不同水稻品种产量、氮肥利用率和农艺性状的影响,以适合江苏省种植的12个中粳稻（含籼/粳杂交稻）品种为材料,大田种植,设置0N（全生育期不施氮）、200N（全生育期施纯氮200kg/hm ²）和360N（全生育期施纯氮360kg/hm²）3个施氮量处理,研究各品种产量、氮肥利用率和一些农艺性状的差异。结果表明：甬优2640在3个施氮水平产量均最高,库容量大是其高产的主要原因。其他品种产量对氮肥响应的表现不一。在较低氮（0N、200N）条件下,淮稻13号和武运粳30的产量较高,宁粳1号和扬粳4038的产量较低。在高氮（360N）条件下,宁粳1号和扬粳4038产量较高。在较低施氮量条件下,产量和氮肥利用率较高的品种具有较高的干物质积累量、茎蘖成穗率、叶面积指数、粒叶比及群体生长速率,这些指标可作为筛选氮高效品种的农艺性状指标。     

强光高温同时作用下不同小麦品种的光合特性

以小麦品种藁城8901、豫麦49、郑麦9405、周18为试材,用强光(1 900 μmol m^-2 s^-1)、高温(35℃)同时处理材料3 h,研究了高光强和高温共同合胁迫对小麦旗叶光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明,正常生长条件下,郑麦9405和周18的光饱和速率、饱和光强均高于藁城8901和豫麦49,郑麦9405的表观量子效率也最高。强光高温处理使藁城8901、豫麦49和周18的光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)较对照大幅下降;郑麦9405的P_n、G_s也出现了下降,但降幅最小,P_n仍保持11.6 μmol CO₂ m^-2 s^-1,T_r较对照略有上升;4种基因型小麦的Ci未较对照明显变化;与对照相比,4个材料的最大光量子效率(F_v/F_m)、开放的光系统II反应中心的激发能捕获效率(F_v’/F_m’)、作用光下光系统II的实际量子效率(Ф_PSII)、光化学猝灭系数(q_P)均下降,而非光化学猝灭系数(NPQ)大幅上升;其中郑麦9405的各项荧光参数均较高。研究表明,小麦旗叶对强光高温的适应性存在品种间差异,郑麦9405的耐强光高温特性优于其他3品种;强光高温下较高的蒸腾速率和较大的NPQ可能是郑麦9405维持光合机构功能的重要原因。     

沼液与尿素配施对冬小麦光合特性及产量的影响

2007—2009年度,在总施氮量相同的条件下,比较了沼液与尿素氮肥不同基追比对冬小麦品种温麦28光合特性及产量的影响。在基施沼液的基础上追施尿素,提高叶片PSII潜在活性(F_v/F_o)、PSII光化学最大效率(F_v/F_m)和荧光光化学猝灭系数(q_P),降低荧光非光化学猝灭系数(q_N),其PSII量子效率(ΦPSII)和电子传递速率(ETR)优势明显,具有较高的光合速率,尤其是基施25%沼液氮+追施75%尿素氮处理,光合功能强,籽粒产量最高,2007—2008年度达8 277.90 kg hm^-2,2008—2009年度为7 318.07 kg hm^-2。整个生育期单施沼液处理使小麦营养生长过旺,荧光参数变劣,光合速率下降,产量显著降低。单施尿素氮肥处理F_v/F_o和F_v/F_m在开花期前具有明显优势,但在开花期后不再延续前期优势,Φ_PSII和ETR参数年度间存在差异,q_P值持续低于基施沼液追施尿素的配施处理,而q_N值表现相反,荧光参数间不够协调,产量较基施沼液追施尿素处理降低,而较单施沼液处理显著提高。     

超级稻叶片光合特性和根系生理性状与产量的关系

为阐明超级稻产量形成机理, 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)和扬辐粳8号(粳稻)]为对照, 观测了不同生育时期叶片光合性状和根系生理性状的变化特点。结果表明, 4个超级稻品种的平均总颖花量和产量较两个对照品种分别高出43.5%和16.1%, 但超级稻的结实率较对照品种低15.3个百分点。超级稻品种在生育前期叶片中叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量、类胡萝卜素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和根系中单位干重根系活力、每株根系活力、总根系吸收面积、活跃吸收面积和比表面积均高于对照品种, 而在生育后期以上性状下降速率大于各自对照品种, 直至齐穗后20 d前以上性状指标均小于各自对照品种。说明超级稻强大的产量库容与其生育前中期较强的叶片光合能力和较好的根系生理性状密切相关, 生育后期叶片光合能力和根系生理活性下降快导致其结实率下降, 从而限制了其产量潜力的发挥。提高生育后期特别是结实后期根系生理活性是进一步提高超级稻产量的重要途径。     

Differential Response of Southern US Rice (Oryza sativa L.) Cultivars to Ultraviolet‐B Radiation

Elevated ultraviolet‐B (UV‐B; between 290 and 320 nm) radiation, because of depletion of the stratospheric ozone layer, is one of the major environmental factors influencing plant metabolic processes and yield. The southern US rice cultivars contribute greatly towards US rice production, but the effects of elevated UV‐B radiation on these cultivars are not well known. The objective of this study was to determine the effects of elevated UV‐B radiation on leaf photosynthetic rate (P_n), membrane stability, pollen viability, phenolic concentration and yield of eight commercially popular southern US rice cultivars (five inbred cultivars and three hybrids). Plants were grown in a temperature‐controlled greenhouse in Beaumont, TX, USA, and were exposed to UV‐B radiation of 0, 8 or 16 kJ m^?2 day^?1 for 90 days. For most of the cultivars, plants grown under 8 or 16 kJ UV‐B radiation showed significant decreases in P_n, membrane stability, pollen viability, and yield compared with the plants grown under an UV‐B‐free environment, whereas there was a significant increase in leaf phenolic concentration under 16 kJ UV‐B radiation. The hybrid ‘Clearfield XL729’ performed best among the selected southern US rice cultivars under 16 kJ UV‐B radiation.     

不同生育期水稻耐冷性的鉴定及耐冷性差异的生理机制

以粳稻9516、H45、武育粳、转PEPC基因水稻、Kitaake、苏沪香粳，籼稻扬稻6号、香籼、IR64，培矮64S以及杂交稻粤优938、汕优63、X07S/紫徽100、两优培九等14个水稻品种为材料，分别鉴定了芽期（胚根1 cm, 胚芽0.5 cm）、苗期（三叶）和孕穗期的耐冷性，同时选取南京对水稻播种敏感的自然低温条件，进行低温鉴定。结果表明，芽期存活率、苗期的枯死率和孕穗期结实率均为可靠的水稻耐冷性鉴定指标。进一步从叶片的光合速率、PSⅡ光化学效率（F_v/F_m）、脂肪酸组分、活性氧指标(丙二醛,过氧化氢和超氧阴离子和抗氧化物质(抗坏血酸和谷胱甘肽)的变化等方面，研究耐冷性不同的水稻的耐冷生理机制。表明耐冷的水稻品种武育粳含较多的不饱和脂肪酸，在低温逆境下，膜的流动性愈大，低温对其伤害愈小；对杂交稻汕优63而言，其叶内抵御逆境的保护系统抗坏血酸和谷胱甘肽的循环被较大地激活，特别是谷胱甘肽再生的高速运转，与不耐冷的品种香籼相比，汕优63叶内的过氧化物质累积较少，其耐冷性表现中等。看来水稻叶片维持高的脂肪酸不饱和指数和谷胱甘肽的周转循环能力是水稻耐冷的重要特征。     

不同年代中籼水稻品种的产量与氮肥利用效率

本研究旨在探明中籼水稻在品种改良过程中产量与氮肥利用效率的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40—50年代、60—70年代、80—90年代和2000年以后4个类型,设置0 N(全生育期不施氮)、MN(全生育期施氮210 kg hm–2)和HN(全生育期施氮300 kg hm–2)3个施氮量处理,研究其产量、氮肥利用效率及其生理特性。结果表明,随品种应用年代的演进,不同年代中籼水稻品种的产量和氮肥利用效率均获得较大提高。2000年以后的品种(超级稻)产量和氮肥利用效率较高,根系性状和叶片光合特性以及氮代谢相关酶活性强是其重要生理基础。超级稻抽穗后根系氧化力和剑叶光合速率下降的幅度较大可能是导致超级稻结实率较低的一个重要原因。提高灌浆中后期超级稻的根系氧化力和剑叶光合速率,有望提高超级稻的结实率。     

超高产常规粳稻宁粳1号和宁粳3号群体特征及对氮的响应

2007—2008年对宁粳1号和宁粳3号的丰产示范方进行调查,2008年以宁粳3号为材料进行氮肥用量和前后比例试验,研究常规粳型超级稻超高产群体特征及对氮的响应。结果表明,常规粳型超级稻宁粳1号和宁粳3号抽穗后干物质积累占籽粒产量的70%~80%,茎叶等营养器官的表观转运率少,易高产稳产。足够的颖花量是高产稳产的保证,要达到11.0 t hm^-2以上的产量,颖花数要 ≥ 42 000 m^-2;要达到11.7 t hm^-2以上的产量,颖花数要 ≥ 45 000 m^-2,同时结实率 ≥ 90%,粒重 ≥ 26 mg。超高产群体抽穗期适宜叶面积指数(LAI)为7.0~7.5,叶色呈“黑黄”节奏变化,后期生长速率(CGR)高,收获指数(HI)≥ 0.5。氮肥的适量施用和适当后移,不仅可以保证宁粳1号和宁粳3号生育期“黑黄”节奏变化,建立抽穗期适宜LAI的群体,还可以保持超高产株型特征,提高抽穗后LAI、叶面积维持期、CGR和HI,最终实现超高产量。