涝胁迫对杂交中稻形态和产量的影响

湖北平原地区夏季降水多,水稻易受涝害,为了解涝对杂交水稻生长及产量的影响,以杂交中稻丰两优香1号为试材,在拔节期、孕穗期和灌浆期分别设计不同涝淹深度和受涝时间的胁迫试验。结果表明：杂交中稻受涝胁迫后,植株高度、节间长度均增长,灌浆期、孕穗期受涝胁迫后植株高度增长幅度大于拔节期,可用二元一次方程拟合水稻株高增长量（YPH）、节间长度（YIL）与受涝天数（D）和涝淹深度（H）之间的关系,涝淹深度对植株高度、节间长度的影响大于受涝天数。不同生育期受涝水稻减产顺序表现为孕穗期＞拔节期＞灌浆期,可用二元一次方程拟合水稻相对产量（Ry）与受涝天数（D）和涝淹深度（H）的关系,拔节期和灌浆期受涝天数对产量的影响大于受涝深度,而孕穗期涝淹深度的影响大于受涝天数。拔节期受涝胁迫结实率显著下降,孕穗期结实率和千粒重显著下降,灌浆期主要表现为结实率显著下降,其次是千粒重下降。拔节期、孕穗期和灌浆期受涝胁迫后,穗下部籽粒结实率的相对湿害指数分别为0.69%～44.01%、20.87%～71.14%（没顶淹9d为100%）、3.15%～81.84%;穗中部籽粒结实率的相对湿害指数分别为4.49%～32.36%、14.31%～62.21%（没顶淹9d为100%）、10.02%～66.89%;穗上部籽粒结实率的相对湿害指数分别为-0.77%～14.72%、7.64%～50.10%（没顶淹9d为100%）、2.75%～59.66%。     

水稻分蘖期耐淹能力评价及不同淹涝强度对重要农艺性状的影响

对不同品种水稻分蘖期耐淹能力及不同淹涝强度对一些农艺性状的影响进行了研究,结果表明:(1)淹后叶片相对成活率和茎蘖耐淹能力评分可作为评价水稻分蘖期耐淹能力的指标,供试品种可划分为耐淹、中性、敏感3种类型;(2)随着淹涝强度的增加,淹后株高一般表现出“矮-高-矮”的变化,始穗期推迟时间为:敏感品种>中性品种>耐淹品种,产量性状受影响程度为:敏感品种>中性品种>耐淹品种。     

淹涝胁迫和氮形态对苗期玉米糖、氮代谢底物量的影响

采用砂培培养方法,比较研究淹水和不同氮形态(铵态氮、硝态氮以及铵态氮︰硝态氮为1︰1)对苗期玉米根、茎鞘和叶的糖、氮代谢底物——可溶性糖、还原糖、硝态氮和游离氨基酸等物质含量的影响。结果表明,当淹涝胁迫持续7 d时,在非淹涝胁迫条件下,铵态氮处理的根、茎鞘和叶的可溶性糖和游离氨基酸含量均显著高于硝态氮处理(P<0.05);在淹涝胁迫条件下,硝态氮处理的根、茎鞘和叶的生物量干重显著低于铵态氮处理(P<0.05),其根和叶的生物量干重也显著低于铵态氮、硝态氮混合处理(P<0.05)。与非淹涝条件相比,在淹涝胁迫条件下,硝态氮处理的根系和叶的硝态氮含量显著降低(P<0.05),降低幅度分别高达62.6%和30.0%;此外,与非淹涝条件相比,在淹涝胁迫条件下,铵态氮处理的根的可溶性糖、还原糖以及游离氨基酸含量,茎鞘的可溶性糖和还原糖含量以及叶的可溶性糖和游离氨基酸含量均显著升高(P<0.05),而硝态氮处理仅根、茎鞘和叶的还原糖含量以及叶的游离氨基酸含量显著升高(P<0.05)。因此,在本试验条件下,由于糖、氮代谢底物含量充足,铵态氮处理的苗期玉米具有相对较强的耐淹涝胁迫能力。     

差异显示法分离水稻耐淹涝相关的基因

摘 要：应用mRNA差异显示技术(DDRT—PCR)对耐淹材料FR13A和敏感材料IR39595-503-2-1-2在淹涝胁迫下的基因差异表达进行分析。结果显示：从40对引物中共扩增出1428条片段，筛选到102条在耐淹涝材料和敏感材料间差异明显的基因片段，差异率为7.1% 。其中有42条差异片段来自耐淹涝材料，有7个差异片段已通过Northern杂交验证在耐淹涝材料FR13A中表达，进一步克隆测序并进行数据库比对分析表明：有4个与受到水分胁迫时产生的应答反应和生理生化变化有关，其中一个与ATP结合蛋白的高度同源，3个与异柠檬酸酶脱氢酶，NADH2脱氢酶和乙醛酸转移酶部分序列高度同源。其余3个为新的cDNA片段。     

利用差异显示法研究水稻耐淹涝相关基因

应用mRNA差异显示法对耐淹材料籼稻(Oryzasativassp.indica)FR13A和敏感籼稻(O.sativassp.indica)IR39595-503-2-1-2在淹涝胁迫下的基因差异表达进行了分析。结果显示,从40对引物中共扩增出1428条片段,筛选到102条在耐淹涝材料和敏感材料间差异明显的基因片段,差异率为7.1%。其中有42条差异带来自耐淹涝材料,有7个差异片段已通过Northern杂交验证在耐淹涝材料FR13A中表达。进一步克隆测序并进行数据库比对分析表明,有4个与水分胁迫产生的应答反应和生理生化变化有关,其中一个与ATP结合蛋白高度同源,另3个与异柠檬酸酶脱氢酶、NADH脱氢酶和乙醛酸转移酶部分序列高度同源,其余3个为新的cDNA片段。     

苗期与拔节期淹涝抑制夏玉米生长发育、降低产量

为了探明夏玉米对不同淹涝时期与历时的响应规律,采用防雨棚下有底测坑试验在夏玉米的苗期、拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期分别设置不同的淹涝天数(2、4、6、8、10d),分析了淹涝时期与历时对夏玉米生长发育及产量性状的影响。研究结果表明,淹涝对夏玉米株高的影响随着淹涝时期的后移而减小,苗期淹涝对株高影响最大,拔节期次之,抽雄吐丝期影响较小,且随着淹涝历时的增加株高呈降低趋势,而灌浆期淹涝对株高无显著性影响。苗期淹涝解除后,因玉米前期的补偿生长能力强,受涝处理的株高与对照(CK)间的差异随生育进程的推进逐渐减少;而拔节期淹涝植株的补偿生长能力较弱,各处理灌浆期的株高与CK间的差异仍较大。不同淹涝处理下叶面积指数(LAI)的变化趋势与株高一致,任一生育期发生淹涝,其LAI随着淹涝历时的增加逐渐降低。与CK相比,苗期、拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期淹涝使株高和LAI平均分别降低5.49%～45.26%、2.38%～35.62%、1.60%～8.23%、0.63%～5.15%和17.36%～62.42%、14.81%～46.56%、4.40%～17.34%、1.97%～15.39%。淹涝对夏玉米生长发育进程也具有明显影响,特别是在生长前期,苗期淹涝对玉米生育进程的影响最大,其次为拔节期,抽雄吐丝期影响很小,灌浆期无影响。此外,任一生育阶段发生淹涝,其果穗长、出籽率、穂粒质量、穗粒数、百粒质量和产量均随淹涝历时的增加呈降低趋势;苗期、拔节期、抽雄期和灌浆期淹涝分别减产17.98%～54.97%、9.12%～100%、2.58%～28.63%和5.93%～20.28%,其淹涝历时分别达到2、4、6、4d时就会造成显著减产,减产率分别为17.98%、21.34%、12.99%和13.52%。可见苗期和拔节期是夏玉米淹涝的关键时期,生产上应避免该生育期发生淹涝。该研究可为对夏玉米农田排水方案的合理制定、洪涝灾害损失的评估以及抗灾减灾能力的提高提供参考。     

荧光定量PCR检测淹涝胁迫下水稻Adh2基因的表达量变化

采用荧光定量PCR方法,应用特异性引物,对淹涝胁迫下水稻叶片中低丰度表达的乙醇脱氢酶基因Adh2（Alcohol dehydrogene2）进行转录水平上的定量分析。实验得到一组基线平整、斜率大、指数区明显的S形荧光曲线。结果显示,在淹涝胁迫前期,Adh2基因表达持续增加,在水淹后8h表达量最大,随后下降。淹涝胁迫能诱导叶片中Adh2基因大量表达,且呈低一高一低的变化趋势。     

拔节-孕穗期淹涝胁迫对水稻生长的后效影响

为探究每年7-8月(拔节-孕穗期)洪涝淹没对水稻生长的后效影响,该研究以Ⅱ优898为试验对象,在安徽新马桥农水试验站开展为期2 a的水稻淹涝胁迫试验.试验设置了具有不同淹水深度(半淹、3/4淹、全淹)和淹水持续时间(5、7、9 d)组合的9个试验组,以及正常控水的对照组.在淹水胁迫结束后,对后胁迫时期水稻的叶片光合特性...     

拔节期高温与涝交互胁迫对水稻生长发育的影响

黄淮地区水稻拔节孕穗期恰逢强高温和降水易发期,稻田易遭受高温和涝害双重胁迫,研究水稻对高温和涝及其交互胁迫的响应,可为探究高温与涝交互胁迫致灾机理及减灾措施提供参考。试验共设拔节期高温胁迫（T1）、高温×轻涝胁迫（T2）、高温×重涝胁迫（T3）、轻涝胁迫（T4）、重涝胁迫（T5）和全生育期浅水勤灌（CK）6个处理,研究了黄淮地区拔节期高温、淹涝及高温与涝胁迫对水稻形态指标和产量的影响。结果表明：1）拔节期高温（T1）、重涝（T5）和高温×轻涝（T2）胁迫会抑制水稻的生长,到成熟期,T1和T5处理水稻株高分别较CK显著降低了5.63和5.96 cm,且高温与涝胁迫较高温（或重涝）对水稻生长的抑制作用减弱;2）高温与涝胁迫促进了水稻叶面积的增加,且高温×重涝（T3）处理促进了水稻地上部干物质积累;3）除轻涝（T4）处理外,其他处理均显著降低水稻产量,其中,T2和T3处理分别较CK显著减产44.16%和22.29%,主要是因为结实率下降。但是,与高温胁迫相比,高温与涝交互能缓解胁迫,可以避免水稻大幅减产。     

旱涝交替胁迫对水稻干物质生产分配及倒伏性状的影响

为揭示旱涝交替胁迫水稻干物质生产和分配规律,研究其对水稻倒伏相关形态性状、力学性状及化学成分的影响,于2013年5—10月在江苏省河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室进行不同灌溉方法的粳稻盆栽试验。试验共设分蘖期涝-轻旱交替胁迫(T-LD)、分蘖期涝-重旱交替胁迫(T-HD)、拔节期涝-轻旱交替胁迫(J-LD)、拔节期涝-重旱交替胁迫(J-HD)和全生育期浅水勤灌(CK)5个处理。结果表明,在开花期以后,各灌溉处理的功能叶的叶绿素含量与水稻移栽后天数呈二次曲线关系,且决定系数R2均大于0.97(P0.01);在开花期后,水稻剑叶的叶绿素含量和光合速率存在线性正相关(P0.001)。分蘖期旱涝交替胁迫处理(T-LD和T-HD)的剑叶面积、开花后平均叶绿素含量以及光合速率为CK处理的1.1~1.2倍,而茎鞘贮藏物质的平均输出率和转化率则分别为CK处理的32%和22%;拔节期旱涝交替胁迫处理(J-LD和J-HD)的剑叶面积、茎鞘贮藏物质的平均输出率和转化率分别为CK处理的84%、33%和37%,而开花后其平均光合速率为CK处理的1.19倍。与CK及分蘖期旱涝交替胁迫处理相比,拔节期旱涝交替胁迫处理显著提高基部以上第1伸长节间的抗折安全系数(P0.05)。研究可为通过灌溉方式实现水稻抗倒和高产的目标提供依据。     

不同生育期增温对水稻产量及氮、磷含量的影响

人类活动导致全球温度上升,明确增温对水稻产量和氮、磷含量的影响,可为预测和评估未来气候条件下水稻产量及品质提供依据。选用泰瑞丰5号、镇稻16号两个品种水稻进行盆栽试验,分别在分蘖期、孕穗期、抽穗期、开花期和灌浆期将水稻置于较对照高5℃的生长箱中处理7 d,分析不同生育期增温对水稻产量及氮磷含量、氮磷收获指数的影响。结果表明,不同生育期增温显著影响水稻的产量构成因素,其中,孕穗期和抽穗期增温对水稻产量影响最大;孕穗期增温下泰瑞丰5号和镇稻16号的穗粒数、结实率和籽粒重最低。总体而言,与对照相比,不同生育期增温显著增加了泰瑞丰5号和镇稻16号茎、叶、壳、籽粒的氮含量(p0.05)。而不同生育期增温对水稻磷含量的影响取决于增温时期及水稻品种。与对照相比,分蘖期、抽穗期、开花期和灌浆期增温使泰瑞丰5号的氮收获指数显著降低,而抽穗期增温使镇稻16号的氮收获指数显著降低。与对照相比,抽穗期和灌浆期增温显著降低了泰瑞丰5号的磷收获指数,分蘖期和抽穗期增温显著降低了镇稻16号的磷收获指数。本研究结果表明,孕穗期和抽穗期是增温影响水稻产量和氮磷吸收的关键时期。     

不同生育期干旱胁迫条件下施钾对水稻生理性状和产量的影响

明确不同生育时期干旱胁迫对水稻影响与钾素调控干旱胁迫机制，可为水稻的钾素管理和节水抗旱提供理论依据。采用不同时期水分和钾素管理两因素盆栽试验，设置施钾（+K）、不施钾（-K）两个钾肥处理；有效分蘖期干旱胁迫（TD）、孕穗期干旱胁迫（BD）、灌浆期干旱胁迫（MD）和正常灌溉（WW）四个水分处理，分析在不同生育期干旱胁迫钾肥对水稻产量和生理性状的影响。结果表明：干旱胁迫显著降低了稻谷产量，TD、BD、MD处理相较于WW处理，在-K条件下稻谷分别减产53.9%、45.2%、7.6%；而在+K条件下稻谷分别减产28.3%、16.5%和5.9%，不同生育期的干旱胁迫对产量的影响程度为：TD>BD>MD，且缺钾加剧了水分亏缺的负面影响。同时，干旱胁迫也造成冠层蒸腾速率、叶水势和叶片净光合速率下降，减少干物质积累，TD、BD处理相较于WW处理，叶片生物量分别平均降低42.9%、31.2%；茎鞘生物量分别降低43.8%和38.0%。不同生育期水分亏缺对生物量的影响为：TD＞BD。而缺钾不仅造成净光合速率下降，也使叶面积和叶绿素含量降低，植株截获光辐射能力显著下降，干物质积累量减少，相较于+K处理，TD、BD及相应同时期WW处理的叶片生物量在缺钾条件下分别降低52.6%、32.7%、42.1%、31.2%，茎鞘生物量分别降低55.3%、63.6%、52.2%、28.0%，干旱胁迫加剧缺钾的消极影响。综上，干旱胁迫会降低净光合速率与叶水势，造成水稻减产，其中有效分蘖期和孕穗期的减产效应较灌浆期明显；缺钾不仅降低叶片净光合速率，也减少叶面积与叶绿素含量，水稻同化积累物质能力下降，抗旱性显著降低。     

免耕栽培对桂西北稻区水稻生长及产量的影响

为探讨免耕栽培对桂西北稻区水稻各生育性状即水稻生育期、水稻分蘖状况、水稻有效穗数、穗长、穗粒数、千粒重以及产量的影响。2010年在南丹县开展了不同耕作方式对水稻生长与产量影响的试验研究,试验结果表明,免耕栽培促进水稻分蘖,缩短生育期,有利于水稻的早生快发,较常规翻耕栽培相比,株高、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重、理论产量分别提高0.57%、0.49%、0.96%、0.11%、0.18%、1.72%、1.90%,水稻增产1.90%,产值增加1.90%,净利润提高14.11%。     

黑龙江不同类型土壤对水稻生长发育及产量的影响

采用盆栽试验方法,研究黑龙江省不同类型土壤对水稻生长发育及产量的影响。结果表明:不同类型土壤水稻分蘖消长动态、干物质积累及叶面积指数存在差异,对水稻穗数、穗粒数影响差异显著,对水稻产量影响差异达极显著水平,水稻产量排序为白浆土>草甸土>草甸黑土>黑土>盐碱土。     

不同有机无机肥配施对空心菜的根系特性、产量与品质的影响

采用田间小区试验,研究了不同比例对空心菜的根系特性、产量与品质的影响,为生猪养殖垫料废弃物肥料化利用提供科学依据。试验结果表明:在空心菜生育中期,处理提高空心菜根系活力的效果最好,有利于植株生长;处理的空心菜产量都比纯化肥处理高,A处理的空心菜的产量相比各处理达到最高,比纯化肥提高14.58%;处理空心菜硝酸盐含量低于纯化肥处理,以D处理效果最明显,还可提高空心菜可溶性糖和还原性维C的含量,对粗纤维含量影响不大。综上表明可以促进蔬菜生长,提高蔬菜品质,增加蔬菜产量,其中以A、B处理的效果最好。     

水氮管理对优质杂交中稻旌优127产量及氮肥利用率的影响

为充分发挥优质稻的产量潜力并实现水氮资源的高效利用,以优质杂交中稻旌优127为材料,在大田环境下研究管水方式(W)、施氮量(N)和施氮方式(D)及其互作对水稻产量、穗粒结构和氮肥利用率的影响。结果表明:管水方式(W)、施氮量(N)、管水方式(D)与施氮方式互作(W×D)、管水方式与施氮量互作(W×N)、施氮量与施氮方式互作(N×D)以及三者互作(W×N×D)间对旌优127产量的影响达极显著水平,施氮方式(D)对产量的影响接近显著水平(P=0.050 5),旌优127产量在不同施氮量下均以浅湿管水且氮肥后移时产量最高。管水方式(W)、施氮量(N)、施氮方式(D)及其互作对水稻穗粒结构有不同程度的影响,通径分析表明影响产量的主要因子为单位面积有效穗数,其次是穗粒数。除施氮方式(D)、管水方式与施氮量互作(W×N)外的其他因子及其互作对氮肥农学利用率有显著影响;浅湿管水处理氮肥农学利用率显著低于常规管水处理;在浅湿管水下,氮肥后移时水稻氮肥农学利用效率随着施氮量的增加显著降低,常规施氮时差异较小;在常规管水下则相反。除施氮方式(D)外的其他因子及其互作对氮肥偏生产力有显著影响;浅湿管水处理氮肥偏生产力显著高于常规管水处理;氮肥偏生产力在不同的管水方式下均随施氮量的增加显著降低。浅湿管水,施氮100 kg/hm2,最高苗期适量施用穗肥是试验所在生态区最佳的水氮管理方式。     

亚精胺引发对水分胁迫下水稻种子活力及幼苗生理特性的影响

以抗旱性不同的水稻品种旱116和湘早籼32号为材料,分别用0.25mmol·L-1的亚精胺(Spd)和水引发处理36 h后,在浓度为0、5%、10%、15%、20%和25%的PEG6000溶液中进行发芽试验,并测定幼苗生理生化指标。结果表明,Spd和水引发处理可显著提高水稻种子在水分胁迫条件下的活力,促进幼苗生长,显著提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及脯氨酸(Pro)和Spd的含量,明显降低丙二醛(MDA)含量。表明Spd和水引发处理对提高水分胁迫下水稻种子活力及增强幼苗抗旱性具有重要作用。试验还表明,引发处理对抗旱性较强的水稻品种旱116的引发效果好于抗旱性较弱的湘早籼32号,Spd的引发效果好于水。     

不同灌溉处理对旱稻根系生长及水分利用效率的影响

通过对不同灌溉处理下旱稻根系生长及水分利用效率的试验研究,结果表明：早稻根系大部分根干重都集中在地表以下30cm内;不同灌水处理对根量及其分布有着显著不同的影响,灌水量越少,水分胁迫处理下的根系系统在30cm以下分布相对越多,中下层土壤中根系占的百分率越高;其中限量灌溉Ⅱ产量较充分灌溉处理减幅最小,穗粒数减幅也最小,农业水分利用效率最高,根冠比次高,增加了对土壤深层水的利用,减少了灌溉水的投入。在水资源缺乏的北京地区,是一种较为合理的灌溉方式。     

黑龙江水稻孕穗期障碍型冷害及其对产量的影响

以连续3d以上日均气温≤18℃为指标判定障碍型冷害,利用黑龙江省稻作区1961—2006年每年7月中-下旬逐日平均气温和水稻产量资料,采用气候统计方法分析水稻孕穗期障碍型冷害的发生特征,在此基础上利用多元线性回归方法分析水稻实际单产与孕穗期障碍型冷害期间平均温度和低温持续时间的关系。结果表明：1961—2006年,黑龙江省稻作区水稻孕穗期障碍型冷害呈现不规律的时间变化特征,共有17a发生,发生范围大、持续时间长、平均气温低的年份有1964、1971、1990和2006年,20世纪80年代发生最多,为7a,20世纪90年代发生最少,为1a。研究期间,孕穗期障碍型冷害的发生频率在地域上呈现由北向南、由东向西减少的趋势,北部最多,西部最少;在同一冷害年内,孕穗期障碍型冷害的发生具有明显的区域差异,冷害的发生程度在区域上表现为东部重于西部,北部重于南部。水稻实际单产与孕穗期障碍型冷害期间平均温度和低温持续时间具有极显著的相关关系（P〈0．01）,孕穗期障碍型冷害期间平均温度每下降1℃,水稻单产降低1234．177kg／hm^2,孕穗期障碍型冷害持续时间每延长1d,水稻单产下降104．208kg／hm^2。     

抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素和品质的影响

以扬稻6号与南粳43为试验材料,通过在人工气候箱中进行高温处理,研究抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素及稻米品质的影响,旨在深入探讨高温对水稻的伤害机理。研究表明:水稻抽穗期高温降低了水稻的每穗总粒数、结实率和千粒重,同时稻米的糙米率、精米率、整精米率、可溶性糖和蛋白质含量也呈下降趋势,而稻米的垩白率、垩白度和直链淀粉含量增加明显,随胁迫温度的提高和胁迫时间的延长,2个水稻品种的产量构成要素和稻米品质急剧下降。相同温度胁迫下,扬稻6号的热害指数(Index of heat sensitivity,HIS)稍低于南粳43,其中扬稻6号的产量构成要素和品质受高温的影响也稍低于南粳43,说明扬稻6号耐高温能力高于南粳43。研究结果为进一步了解高温对水稻结实和稻米品质的伤害机理,筛选耐热性强的水稻品种提供重要的理论依据。