水稻根系分布同产量之间关系的研究进展

水稻这种作物在世界很多国家的农业发展中都占有重要地位,而水稻根系又决定着其在整个生长过程中的效果,只有水稻有良好的生长情况才能够有良好的产量。所以本研究主要是以水稻根系与产量之间的关系为研究对象,首先,对水稻的根系分布以及根系形态2方面的研究成果进行了总结和分析,然后,根据这些分析结果对水稻根系与产量之间的关系进行了研究,以通过优化水稻的根系状况来不断提高其产量。     

稻鸭共作对水稻根系生长的影响

通过田间对比试验,研究了稻鸭共作技术对水稻根系的影响效应.结果表明:在稻鸭共作复合生态系统中,由于鸭子的田间活动和刺激作用,明显改善了水稻的根系生长质量.与常规稻作相比,水稻的根系活力、根系总吸收面积和活跃吸收面积分别增加4.76%～72.54%、9.16%～32.07%和0.93%～55.31%;水稻的根系体积、根系干质量、根系比表面积和生长中后期的根冠比也有不同程度的提高.说明稻鸭共作对减缓水稻根系的早衰、增强植株生理活性和促进水稻的生长发育均具有积极作用.     

水稻根系空间分布特性的三维建模及可视化研究

为明确水稻根系在土壤中的空间分布特性,应用"根箱法"进行试验,获取水稻根系坐标数据,分析根系生长随水稻生育进程的变化规律,采用植物模拟技术,建立了水稻根系三维形态模型,包括根节点初始位置的确定、根节点生长方向的确定、不定根位置的确定、不定根生长方向的确定等。根据水稻根系几何形态参数,采用Visual C++及Open GL标准图形库,对水稻根系的三维形态结构进行重构,使系统生成更加逼真的水稻根系图像。结果表明该模型对水稻根系形态结构动态生长具有较好的预测效果,同时也可为其他作物根系的可视化研究提供参考。     

水稻根系育种的研究现状及展望

对水稻根系的研究方法、外界因素对根系的影响、水稻根构型与产量的关系、水稻根系育种研究存在的问题、水稻根系育种实践的展望等方面进行了综述,为今后深入研究水稻根系育种提供理论参考.     

垄作对寒地水稻根系的影响

通过垄作与平作两种栽培方式,对供试水稻材料空育131的根系生长及产量构成进行调查,发现相对于常规平作,在垄作条件下水稻根系生长环境得到改善,其水、气协调,根系长,下扎较深,根系吸收能力增强,尤其在后期有较多有活力根系,从而表明根系生长状况良好是垄作栽培产量较高的原因之一。     

水稻根系形态与生理研究进展

综述了国内外近年来有关水稻根系形态生理的报道,并对未来水稻根系研究方向进行了展望,为合理培育水稻健壮根系,提高水稻产量提供依据。     

兽药土霉素对水稻幼苗根系及部分生理特性的影响

为了解抗生素对农作物生长的作用机理,选择中国养殖业中普遍使用的土霉素,采用水培试验研究了不同污染水平土霉素对苗期水稻根系生长、根系活力、叶片叶绿素含量和氧化酶活性等的影响。结果表明,土霉素污染对水稻地下部分的影响明显大于地上部分。低浓度（0.5和1 mg·L-1）的土霉素处理能促进水稻根系总长度和根表面积的增加,增强根系活力;但高浓度的土霉素（>5 mg·L-1）可显著降低水稻根系生物量,对根系活力、叶片叶绿素含量和氧化酶活性有明显的限制作用,增加根系相对质膜透性。研究认为,高浓度土霉素可对水稻幼苗产生毒害作用,限制水稻幼苗正常生长。     

水稻表层根系性状无损测量技术研究

水稻根系性状和产量之间存在着联系,通过根系育种来改良水稻品种成为未来研究的趋势之一。为研究水稻根系相关性状,设计了一种可以动态无损测量水稻表层根系的方法。将水稻植株种植于透明PMMA管中,利用可见光成像并结合图像处理技术,计算获取27个水稻表层根系性状。结果表明,水稻表层根系32~42 d生长速率达到最大,随后生长减缓或者死亡;质心位置在22~54 d下移较快,随后变化较小;表层根系与地上部分面积之比同产量之间存在类似于正态分布的关系,比例在0.45至0.65之间时产量较高;表层根系从上至下覆盖率递减,但不同品种水稻表层根系分布不同,最上方区域的表层根系覆盖率从最大45%到最小25%。该结果对水稻根系性状无损测量进行了初步探索,并对深入了解水稻根系结构和功能,以及推动植物表型组学的发展具有一定作用。     

我国超级稻根系特性及根际生态研究现状与趋势

以超级稻为代表的一批超高产水稻研发成功使水稻单产获得大幅度提高。较大的根系生物量、根重密度、根长、根长密度和根直径,根系偏向纵深分布且土壤深层根系生物量增大是超级稻根系生物学主要特征;高的单株根系氧化力、总吸收表面积、活跃吸收表面积、根系细胞分裂素(玉米素与玉米素核苷)含量是超级稻扩库增产的重要根系生理基础。生产中的施肥管理、水分管理、种植方式和根际土壤生态环境pH、氧、微生物、氮素形态等均可显著影响水稻根系的生长发育。通过适当的技术措施调控水稻根际生态环境向有利于水稻生长生理需求方向发展,以促进水稻根系健壮生长,实现水稻增产。水稻高产群体根系构型的形成与根际土壤生态因子匹配原理与调控,高产水稻地下根系、根际生态因子与地上群体的互作机制与调控路径,水稻根系定量化等方面是今后水稻根系深入研究的主要方向。     

不同水·氮条件对水稻根系生长的影响

[目的]研究苗期水分胁迫对水稻根系生长的影响。[方法]通过温室水培试验,采用α-萘胺法,测定水分胁迫下水稻的根系活力和吸收面积。[结果]正常水分条件下,NH4+-N使水稻根系平均直径增大,NO3--N使水稻根系总吸收面积增大,大量供应NO3--N处理的水稻根系活力最大。水分胁迫后,NO3--N营养促进根系平均直径增大,大量供应NO3--N处理的水稻根系活力最低,水稻的根系总吸收面积和活跃吸收面积均随NO3--N供应比例的增加呈上升趋势。[结论]无论是否水分胁迫,NO3--N营养均可使水稻根系总根长、根表面积、根体积增大,这为旱作水稻的水分控制、氮肥施用提供了理论依据。     

水稻根系建成对高产形成的模拟模型与调控决策研究Ⅱ.水稻根系生理参数与产量形成关系及其模拟模型研究

研究了水稻根系生理参数与产量形成之间的关系,结果表明齐穗期上位根的根表面积密度和活性表面积密度与叶片含氮量、每蔸有效穗数及水稻籽粒产量呈显著正相关;水稻产量与成熟期的根系活力也有较好的相关,与土壤生物量的关系品种间表现不一,并对水稻根系参数与产量形成的定量关系进行了讨论。     

水稻根系建成对高产形成的模拟模型与调控决策研究Ⅱ.水稻根系生理参数与产量形成关系及其模拟模型研究

研究了水稻根系生理参数与产量形成之间的关系,结果表明齐穗期上位根的根表面积密度和活性表面积密度与叶片含氮量、每蔸有效穗数及水稻籽粒产量呈显著正相关;水稻产量与成熟期的根系活力也有较好的相关,与土壤生物量的关系品种间表现不一,并对水稻根系参数与产量形成的定量关系进行了讨论.     

水稻根系性状和有机酸分泌对铊吸收能力的影响

【目的】探究水稻根系形状及有机酸分泌量对不同水稻品种根系对铊吸收的影响。【方法】利用 水培方法,比较了不同水稻品种间铊吸收量高低,测定了根系长度、根系数量,以及有机酸分泌能力,并分析 了铊吸收能力与水稻根系性状和有机酸分泌量的相关性。【结果】18 个水稻品种铊吸收量在 55.29 ~ 112.01 mg/ kg 范围内,吸收能力最高品种的吸收量约是最低品种的 2 倍 , 但根系总长度、根数量与 18 个品种铊吸收量间均 无相关性。进一步选出高、中、低吸收量的 6 个品种测定其根系有机酸分泌量,铊吸收量与根系草酸分泌量相 关系数 r ＝ -0.931（P ＜ 0.01）,呈极显著负相关,表明根系有机酸分泌有效抑制了水稻对铊的吸收。【结论】 水稻根系有机酸分泌量可作为衡量水稻苗期铊吸收能力的指标。     

免耕对水稻根系生长及根际环境的影响——Ⅱ免耕对水稻根系保护酶活性的影响

以金优253为材料进行盆栽试验,并测定水稻在免耕、常耕、分根栽培三种栽培条件下水稻根系SOD,CAT,POD活性和MDA含量.结果表明:免耕栽培水稻根系或分根栽培中免耕侧根系的SOD,CAT,POD酶活性在拔节期比常耕栽培水稻根系或分根栽培中常耕侧根系活性低,其MDA含量较高.相反,免耕栽培水稻根系或分根栽培中免耕侧根系的SOD,CAT,POD活性在灌浆期比常耕栽培水稻根系或分根栽培中常耕侧根系活性高,其MDA含量较低.免耕栽培水稻根系后期衰老较常耕栽培水稻根系慢.     

链霉菌JD211对水稻根系形态特征和抗性酶活的影响

【目的】研究链霉菌JD211对水稻根系形态和抗性酶活的影响,为其在水稻旱育秧上的合理利用提供科学依据。【方法】采用施加链霉菌JD211固体菌剂的土壤栽培水稻,测定水稻根系形态指标和主要防御性酶酶活,初步从根系形态和酶学水平上探讨链霉菌JD211对水稻生长和抗性诱导机制。【结果】加入链霉菌JD211菌剂栽培的水稻根系形态指标和抗性酶活均有不同程度的提高。当水稻生长至35 d时,链霉菌JD211接种量1%处理组较对照组的根数、最长根长、根系体积分别提高了27.53%、31.74%、40.00%。超氧化物歧化酶(SOD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)在秧龄25 d时,与对照组相比,分别提高69.20%、16.75%、103.57%。【结论】适宜浓度的链霉菌JD211对水稻根系生长有促进作用,能诱发其防御性反应,提高水稻抗逆性。     

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

【目的】根系建模是虚拟水稻可视化模型中重要的组成部分,是认知以及研究水稻根系形态结构的重要方法,并为精确农业提供依据,本研究旨在构建仿真效果较好的水稻根系模型。【方法】利用水培法开展试验,测定水稻根系各类形态参数。【结果】构建了基于分形L系统的水稻根系模型,包括不定根模型、分枝根模型、旋转角度等信息。首先根据水稻根系形态特征解析出分形L系统的产生式,然后借助MATLAB软件实现了根系的形态模拟,最后根据模拟效果图进一步优化了分形L系统的产生式,提高了模型精度。【结论】构建完成的模型能够较好地模拟水稻根系的生长过程,在智慧农业发展过程中,具有一定的参考价值。     

水稻灌浆期间土壤含水量对根系生理活性的影响

 在可控条件下设计水稻灌浆期间灌溉稻田旱作的不同灌溉方法,形成了3种土壤含水量,观察对水稻根系生理活性的影响。结果表明,不论灌溉方式的异同(土壤含水量异同)都不能改变随水稻花后生长中心转移、籽粒逐步灌浆、稻株渐熟及其伴生的根系生理活性的下降趋势,且水稻旱作此过程更强烈。在本试验条件下水稻始穗至收获约有45d,此间增灌1次——齐穗后21d即灌即排,使土壤基本达到饱和田间持水量,对根系呼吸强度与根系伤流量下降的缓解作用十分显著,但对根系伤流液中玉米素含量的下降趋势影响甚微。增灌1次的生理效果在于延缓根系的衰老,由     

控水灌溉对水稻根系生长的影响

本试验主要研究不同灌溉方式对水稻根系生长的影响。研究结果表明,不同灌溉方式对水稻根系影响不同,适当的控水灌溉可以增加水稻根系长度、数量、根体积及干物质的重量,同时能够增强水稻根系活力;控水灌溉能够节约用水2625m3/hm2,提高水稻产量580.35kg/hm2。     

广西鹿寨水稻及其种植土壤中硒含量分布特征分析

【目的】研究广西鹿寨水稻及其种植土壤硒含量的分布特征,为广西富硒有机稻的产业化、规模化和科学化生产提供理论依据。【方法】采集广西鹿寨具有代表性的28套水稻植株及其对应的根系土样品,采用氢化物原子荧光光谱法分析水稻植株各部位的硒含量,并与其对应根系土中的硒含量进行对比,考查水稻生长过程中的富硒能力。【结果】28个水稻根系土样品的足硒率、富硒率及硒中毒率分别占样品总数的3.57%、92.86%和3.57%;28个水稻籽实样品中有26个样品达富硒标准值,富硒率达92.86%,剩余的2个样品硒含量低于标准值(占7.14%)。水稻植株不同部位及对应根系土硒含量的分布规律为:根系土>根须>茎叶>籽实;水稻籽实、茎叶、根须硒含量与对应根系土硒含量间均存在极显著正相关(P<0.01),且随着根须、茎叶、籽实与对应根系土距离的增加,其相关性随之依次减弱。【结论】广西鹿寨水稻田土壤富硒率高,其平均值(1.002 mg/kg)远高于全国平均水平(0.29 mg/kg),产出的水稻有92.86%达国家富硒水稻标准,具备生产天然富硒水稻的条件。     

水稻根系研究进展

总结了近20年水稻根系研究中形态建成规律、活力功能机理、根系与产量形成关系、环境因子对根系影响及根系性状遗传特性等内容，并依据水稻根系研究现状、结合作自己研究经验，对水稻根系理想形研究、根系与群体光合生产力关系的研究和水稻根系性状遗传育种改良研究。