连续增氧对不同基因型水稻分蘖期生长和氮代谢酶活性的影响

为明确氧对不同基因型水稻生长和氮素代谢的作用机理,以籼稻、粳稻和旱稻品种为材料,采用营养液培养,考察根际连续增氧水稻分蘖期生长和氮代谢状况。结果表明,连续增氧后,各水稻品种叶绿素含量均有所下降,国稻1号(籼稻)地上部分和根系干物质重分别降低44%和40%,巴西陆稻(旱稻)和秀水09 (粳稻)降低不显著。国稻1号和巴西陆稻的氮积累量分别降低35.8%和36.0%。各基因型水稻叶片NRA (硝酸还原酶活性)显著提高,GSA (谷酰胺合成酶活性)下降。秀水09,叶片NRA增加较少(P>0.05)。连续增氧提高了水稻根比表面积和氧化强度;但降低了叶片叶绿素含量和GSA,不利于水稻氮素吸收和干物质积累。不同基因型水稻对连续增氧的响应存在差异。     

植物生长调节剂S_(3307)对苗期淹水胁迫下大豆生理特性和显微结构的影响

为探究苗期(V1期)淹水胁迫对大豆生理特性和显微结构的影响及烯效唑(S_(3307))的缓解效应,以‘垦丰14’为材料,于V1期进行叶面喷施S_(3307),并于喷药后5d进行淹水处理,对淹水胁迫下大豆叶片和根系生理特性、下胚轴显微结构及S_(3307)的调控效应进行了测定和分析。结果表明,淹水胁迫会增加大豆下胚轴通气组织数量,随淹水胁迫时间延长,通气组织面积逐渐增大;S_(3307)能提高大豆对淹水逆境的适应性,增加通气组织数量和通气组织的面积,以应对淹水胁迫对植株造成的缺氧胁迫。与对照(CK)相比,淹水胁迫会增加叶片和根系中活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)含量,并随胁迫时间延长而逐渐升高。在淹水胁迫前期会诱导酶促抗氧化防御系统活性的增强,引起渗透调节物质含量的增加,随胁迫时间延长,抗氧化酶活性和渗透调节物质含量均呈下降趋势。S_(3307)可促进叶片和根系中抗氧化酶活性的提高,抑制ROS和MDA含量的过量积累,并始终维持较高的渗透调节物质含量,减缓淹水胁迫造成的损伤。     

种植方式对水稻产量及根系性状的影响

2011—2012年在湖南长沙以超级杂交稻Y两优1号、杂交稻汕优63和常规稻黄华占为材料的大田定位试验,比较了垄作梯式栽培技术(两种垄规格)和垄厢栽培技术(3种厢规格)对水稻产量和根系性状的影响。与平作栽培(T0)相比,窄垄作梯式栽培(T1)和垄厢栽培(T3)均可提高水稻产量,其中以T1的产量最高,比T0平均增产22.2%(17.1%～27.2%),其次T3平均增产10.4%(5.8%～15.0%),但随着垄宽或厢宽的增加,产量增幅逐渐下降。较高的穗数和每穗粒数、良好的根系特性(根系氧化力、根表面吸收面积、根系孔隙度)以及齐穗后干物质积累量大是上述两种栽培技术增产的重要原因。同时,根解剖结构表明垄作梯式栽培的根皮层减小、中柱和导管面积增大,增强了水分吸收能力。     

锌肥对干旱胁迫下冬小麦根系生长发育及产量的影响

为探究锌肥在干旱胁迫下对冬小麦根系生长发育及产量的影响,以洛旱6号小麦为供试材料,采用盆栽控水的方法模拟干旱胁迫,设置T1(正常灌溉+0 mg/kg锌)、T2(正常灌溉+1 mg/kg锌)、T3(干旱胁迫+0 mg/kg锌)、T4(干旱胁迫+1 mg/kg锌)4个处理,研究了锌肥对干旱胁迫下小麦根系形态结构、生理活性及单株产量的影响。结果表明,与T1处理相比,T3处理总体上小麦总根长、根平均直径、根总表面积和根总体积显著降低,根毛密度和根毛直径显著减少,而根毛长度差异未达显著水平。根毛结构因干旱胁迫受损,细胞壁变薄,未见细胞核,大部分细胞器解体,内含物消失,根毛衰亡。根系锌含量、生长素含量及根系活力下降,最终表现为单株产量显著降低。与T3处理相比,总体上T4处理的根系总长、根平均直径、根总表面积和根总体积显著增加,根毛密度和直径明显增大,根毛结构完整,细胞核清晰可见,内含物充实,根毛生长良好。根系锌含量、生长素含量和根系活力显著上升。研究还发现,与T3处理相比,T4处理下小麦单株穗数、穗粒数、千粒质量和单株产量分别增加了6.25%,8.01%,6.87%和50.00%。综合分析可知,在豫西旱地生态条件下,增施锌肥能增强小麦根系在干旱胁迫下的稳定性,改善小麦根系发育状况。因此,增施锌肥对缓解干旱胁迫下小麦减产有重要作用。     

水稻根际含氧量对根系生长的影响

以多个水稻品种为材料, 采用营养液培养试验, 通过气泵增加水稻根际的含氧量, 研究水稻根际含氧量与根系生长的关系。结果表明, 在水稻生长过程中, 抽穗期根系吸收氧气的能力最强, 需氧量最大。根际含氧量对水稻根系形态与分布有影响, 增氧显著增加根长, 提高根系自根基到根尖10~20 cm、＞20 cm部分所占的生物量比例, 同时减少根数; 而在缺氧环境下生长的水稻根数增多, 根长缩短。氧溶量对水稻根系活力的影响存在品种间差异, 提高水稻根际的氧溶量, 杂交稻汕优63和国稻1号齐穗期根系的活跃吸收面积和根系活力显著增加; 根系活力较高的常规籼稻湘早籼11和甬粳18在充氧处理中的根系活力也明显提高, 但根际氧含量的增加对根系活力较低的水稻品种湘早籼24和春江06的根系活力并无明显作用; 缺氧环境下生长的水稻根系的活力降低。     

淹水胁迫下水稻幼苗对丁草胺的生理响应

采用盆栽试验,探讨淹水胁迫下丁草胺不同剂量对水稻幼苗生长和生理特性的影响。结果表明:淹水胁迫显著增加了丁草胺对水稻株高、鲜重、光合速率、叶绿素含量、根系活力及可溶性蛋白含量等生理指标的抑制,尤其加重低剂量(<1350g a.i./hm²)丁草胺对水稻的伤害,延长水稻幼苗恢复正常生长的时间。剂量为1350g a.i./hm²的丁草胺处理在无水层胁迫时水稻株高、光合速率、叶绿素含量、根系活力和可溶性蛋白含量抑制率分别为1.14%、10.97%、7.17%、11.66%和12.17%,经过淹水胁迫处理的抑制率分别为8.88%、23.81%、18.32%、23.29%和19.47%。在无水层胁迫时丁草胺1350g a.i./hm²处理对水稻幼苗的抑制作用在施药后7~21d可以恢复,淹水胁迫下丁草胺1350g a.i./hm²处理后水稻幼苗恢复正常生长的时间均超过21d。淹水胁迫严重降低丁草胺对水稻的安全性。     

垄作稻鱼鸡共生对水稻根系生长性状的影响

为了探究水稻垄作栽培和稻鱼鸡共生模式的结合对水稻根系生长性状的影响,在总结前人垄作栽培、稻鱼和稻鸡共生技术的研究基础上,创新提出了水稻垄作栽培养鸡、养鱼的种养结合技术,通过设计常规水稻垄作栽培(CK)、水稻垄作养鱼(RF)、水稻垄作养鸡(RC)和水稻垄作养鸡养鱼(RFC)的田间对比试验,研究了垄作稻鱼鸡共生模式下水稻根系生长性状和生理活性的特征。结果表明:2 a中垄作稻鱼鸡共生不同处理间水稻根系形状结构和生理活性存在一定差异。RFC和RC处理间的水稻根干物质、根冠比、根体积、根数、最长根长及齐穗后的根系氧化活力和伤流液等指标差异不显著,二者略优于CK(部分指标差异显著),其中根系体积较CK分别增加0.77%～14.05%和0.10%～13.88%,根系氧化活力较CK分别增加2.15%～13.48%和0.64%～10.05%;RF处理下水稻根系形态各构成指标、根系氧化活力和根伤流液均较CK显著降低,其中根系干物质、根系体积、根系氧化活力和根系伤流液减幅分别为24.62%～50.70%,7.80%～47.45%,10.49%～21.68%,24.39%～39.25%。综上所述,垄作稻鱼鸡和...     

淹水胁迫对烤烟不同生育时期生理生化特性的影响

以烤烟品种K326为材料,在盆栽条件下研究了不同生育期根际淹水对烤烟生理生化特性的影响。试验结果表明,在淹水胁迫下烤烟的光合色素含量下降,丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和游离脯氨酸(Pro)含量增大;根系活力降低。以团棵期和旺长期受淹水胁迫的影响最大。     

免耕半固态直播对水稻剑叶生理特性的影响

为探究免耕半固态播种模式对水稻剑叶生理及光合特性的影响。通过设计翻耕半固态直播(FZ)、免耕半固态直播(MZ)、水稻插秧(YZ)和传统撒直播(CK)的田间对比试验,研究了不同栽培模式下水稻剑叶生理和光合特性的特征。与CK处理相比,2016年早稻中早39、湘早籼45号FZ、MZ处理的剑叶SPAD值在乳熟期-成熟期显著高于CK处理,2017中早39的FZ、MZ、YZ处理较CK处理早稻与晚稻增幅分别为0.85%～15.41%,1.60%～13.04%,且在齐穗+28 d和齐穗+35 d均达到显著性差异。FZ、MZ和YZ较CK处理水稻剑叶POD和SOD活性在齐穗后均呈增加趋势,而MDA呈降低趋势,其中中早39各时期MDA含量的均值平均降幅分别为13.35%,9.35%,12.49%,9.43%,9.53%和7.12%,湘早籼45降幅分别为10.22%,7.75%,10.01%,6.72%,8.44%和6.01%。FZ、MZ和YZ处理水稻剑叶可溶性糖含量在齐穗+14 d-齐穗+35 d均显著高于CK。2017年晚稻,2个品种的FZ、MZ、YZ处理的蒸腾速率在齐穗+25 d显著高于CK,净光合速率在抽穗期和抽穗后10 d均显著高于CK,分别高出10.56%,11.13%,10.29%和12.40%,14.46%,15.65%。水稻半固态直播和插秧的种植方式能够提高剑叶SPAD值和叶绿素含量,进而有利于提高剑叶光合能力,为水稻齐穗后干物质和有机物质等的积累奠定基础,进而利于水稻产量的提高。     

淹水胁迫对水稻玉香油占秧苗生长和生理特性的影响

为探究淹水胁迫对水稻秧苗的影响,以水稻品种玉香油占为材料,通过盆栽试验研究了淹水胁迫对其秧苗生长发育和生理特性的影响。淹水处理分为3个水平:无淹水(CK)、淹水1.0~1.9cm(W1)、淹水2.0~2.9cm(W2)。结果表明,随着淹水程度的加深,秧苗地上部的光合色素含量、生物量、可溶性糖含量均明显下降,白根数和总根数明显增加。而SOD活性、POD活性、游离脯氨酸含量呈现先降后升的趋势,CAT活性、可溶性蛋白含量、MDA含量呈现先升后降的趋势。     

土壤酸化对双季早、晚稻产量的影响

土壤pH是影响水稻生长的重要因素,目前还不清楚土壤酸化对双季水稻产量的影响。本研究利用硫酸调节土壤pH结合移栽后浇灌不同pH的水使土壤酸化。结果表明,随着土壤pH的下降,双季早、晚稻生育期延长,物质生产量下降,产量降低,当浇灌水pH下降至4.5以下,土壤pH下降至5.0以下时,双季早、晚稻产量下降明显,其中早稻平均下降7.82%,晚稻平均下降8.06%;当浇灌水pH下降至3.5以下,土壤pH下降至4.5以下时,双季早、晚稻产量下降幅度更大。土壤酸化主要抑制双季早、晚稻前期分蘖的发生,导致每穗粒数降低,结实率和千粒重也表现出下降的趋势。     

内蒙古东部膜下滴灌旱作水稻作物需水量与产量研究

提高水资源利用率,解决农业用水短缺一直是世界性的问题,如何在减少灌溉用水量和优化用水结构的同时保障内蒙古主要水稻产区的粮食生产能力,是目前的研究热点。本研究基于水量平衡原理,于2018—2019年的5—9月在内蒙古东部扎赉特旗开展膜下滴灌旱作水稻灌溉试验,并且以传统插秧泡田种植为参照,提出了内蒙古东部典型地区膜下滴灌旱作水稻的作物需水量和不同生育阶段需水规律,并且分析了不同灌溉方式的水稻最终产量及作物需水系数。研究结果表明膜下滴灌水稻全生育期需水量为608.4 mm,其生育阶段土壤含水率占饱和含水量的85%~100%时的产量最大,苗期需水量最小,抽穗灌浆期最大;拔节孕穗中期的耗水强度最大,需水系数在全生育期中抽穗灌浆期为最大。     

硝基苯污染对水稻生长发育及稻米安全性的影响

摘 要：硝基苯是一种带有苦杏仁味的、无色的油状液体,密度比水大。硝基苯有毒,是制造染料的重要原料。硝基苯对农作物的生长发育有多大的影响,以往的研究得并不多。本研究以水稻哈04-34为材料,研究了有机污染物硝基苯对水稻生长发育、产量性状及稻米安全性的影响。结果表明硝基苯处理抑制水稻的生长发育,表现为拖后抽穗、延缓抽穗进程、延迟成熟等症状;水稻在产量上均有不同程度的下降,主要是由于每穴穗数明显下降;用硝基苯污染水灌溉的水稻,污染达到国家标准浓度的3倍以上的稻田区没有种植水稻的价值,低浓度条件下只要水稻能正常成熟,其植株和籽粒中均不能检测出有机污染物的残留。     

磁化水灌溉对农作物生长发育影响的研究进展

磁化水处理应用于农作物的生产实践是一个比较特殊的领域,国内外科研人员在开发磁化水的基础上开展了磁化水对农作物生长发育影响的诸多研究,比较了磁化水与普通水灌溉对种子发芽、秧苗生长素质、田间相关农艺性状及土壤理化性质影响的异同,表明磁化水对水稻生长发育调控和土壤改良效应有一定的影响。通过系统总结,发现磁化水对水稻及其他农作物表现出的差异主要集中于土壤特性、生长指标、叶片叶绿素含量、根系性状、产量及品质方面,同时磁化水灌溉影响水稻及其他农作物的生理特性。研究结果为磁化水灌溉在农作物生产中的推广应用提供参考依据。     

利用ORYZA2000模型分析北京地区旱稻产量潜力及需水特征

在模型验证的基础上，利用ORYZA2000模型分析表明，北京地区旱稻产量潜力30年平均为8 573 kg hm^-2，变化范围为6 747~11 278 kg hm^-2，年际间变异系数为16.3%。而雨养产量的多年平均值为4 084 kg hm^-2，变化范围223~8 018 kg hm^-2，年际间的变异系数高达51.1%。产量潜力与雨养产量之差表明北京地区旱稻尚有一定的增产潜力。旱稻全生育期需水量的多年平均值为713 mm，年际间变异为8.5%。其中，出苗—穗分化阶段由于持续时间长，需水量最大，占全生育期的49.7%。全生育期的平均需水强度为5.3 mm d^-1，需水强度最大的时期为穗分化—开花阶段，平均为5.5 mm d^-1。北京地区生育期内的降水量不能完全满足旱稻的需水要求，50%的年份水分亏缺量在250 mm以上，水分亏缺量多年平均值为226 mm，年际间变异较大，变异系数高达81.4%。     

基于水分亏缺指数的贵州省水稻干旱特征分析

为探究贵州省水稻生长期的干旱特征,以作物水分亏缺指数作为干旱研究指标,结合协同克里金插值法及趋势分析等方法,利用贵州省31个气象站点逐日气象数据,分析贵州省水稻种植区水稻各生育时期的降水-需水变化特征及不同等级干旱的频率分布特征。研究表明：水稻生长期的降水量呈“东增西减”特征分布,各生长期累积降水量为移栽-分蘖期>抽穗-成熟期>播种-秧苗期>拔节-孕穗期,播种-秧苗期降水呈减少趋势,可能会加剧干旱灾害的发生;各生长期累积需水量为抽穗-成熟期>移栽-分蘖期>拔节-孕穗期>播种-秧苗期,播种-秧苗期水稻需水量小于同时期降水量,在播种-秧苗期各等级干旱发生的频率较低,铜仁地区及黔东南地区的东部在拔节-孕穗期和抽穗-成熟期是重旱及特旱的高频发生区。     

水肥耦合及其对水稻生长与N素利用效率的影响研究进展

在农业水资源的日益紧缺下,为了减少水稻的灌溉用水和肥料高效利用以实现水稻稳产高产,综述了国内外水肥耦合的研究进展、水肥耦合的概念及其协同、拮抗、叠加三种效应,水肥耦合的机理、水肥耦合对水稻生长发育及产量品质的影响、水肥耦合对水稻中N素利用效率的影响;展望了中国目前在水肥耦合研究方面可以提升的空间,提出了水肥耦合模式是争取水稻高产优质的有效措施,以及如何根据实际需要,运用“以水促肥、以肥调水”,建立合理的水肥耦合模式,提高水肥利用效率,在节约灌溉用水和不增加施肥量的前提下达到既保证作物优质高产又减少环境污染的双重效果,为今后节水农业及水稻的田间栽培和管理提供理论与技术依据。     

水稻叶片伸长过程的模拟模型

水稻叶片生长过程的动态模拟, 对于实现水稻生长的数字化和可视化表达具有重要的理论意义和应用价值。本研究以4个不同株型的水稻品种为试验材料, 通过对水分试验、氮素试验条件下不同叶位叶片的叶长、叶宽特征进行连续观测, 综合分析了水稻叶片几何形态指标随生育进程和环境条件的变化规律, 进而构建了水稻叶片生长过程的动态模拟模型。模型采用Logistic方程描述了水稻主茎及分蘖叶片随生长度日(GDD)的动态伸长过程; 利用二次曲线描述了叶宽随GDD的动态变化过程; 分别用幂函数和一元二次方程描述了叶形(不同叶长处的叶宽)的动态变化过程; 另外, 以叶片氮素和水分因子分别描述了不同水氮水平对叶片形态建成过程的定量影响。同时利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了测试和检验, 主茎和分蘖动态变化叶长、叶宽的均方根差(RMSE)分别为3.6 cm、3.96 cm以及3.15 cm、3.56 cm。表明本模型对水稻叶片的动态伸长过程具有较好的预测性和解释性。     

锰素对水稻幼苗生长及生理效应的影响

锰是水稻生长发育必需的微量元素。笔者以水稻幼苗为材料,探讨锰素对水稻苗期生长及生理效应的影响。采用水培方法,通过设计缺锰及锰过量,对水稻植株相关农艺性状及生理生化指标进行测定。结果表明,水稻在幼苗期对锰胁迫反应敏感。水稻株高、根长、鲜重、叶绿素和可溶性蛋白含量均有不同程度下降,MDA含量升高,POD活性降低;水稻幼苗叶片受损程度大小依次为1000 Mn＞100 Mn＞-Mn。缺锰或锰过量均会对水稻幼苗生长产生不利影响,应合理施用锰素。     

湖南水稻干旱评估方法研究

为了探讨双季早稻、双季晚稻、一季稻干旱影响定量评估方法,统计各熟制水稻各生育期综合气象干旱指数、水分亏缺指数与水稻受旱率、成灾率、单位面积粮食减产量的相关,分析各熟制水稻干旱影响敏感期;基于相关系数,定量计算综合气象干旱指数、水分亏缺指数组合成综合评估指标所占的权重,组建各熟制水稻旱情综合评估指标;基于各熟制水稻旱情综合评估指标,结合抗旱能力,通过多元回归建立各熟制水稻受旱率、成灾率、单位粮食减产量评估模型。结果表明：（1）湖南季节性干旱特征明显,对于双季晚稻,各生育期干旱出现频率基本接近,干旱影响期为返青分蘖期和幼穗形成期;双季早稻、一季稻各生育期干旱出现频率差异较大,以水稻生长后期干旱出现频率高,而水稻干旱影响敏感期也在水稻生长后期。（2）双季早稻干旱灾害评估模型历史同级拟合率平均为77.6%,级差一级以下的拟合率为91.1%;双季晚稻同级拟合率为70.9%,级差一级以下的拟合率为83.0%;一季稻同级拟合率为61.8%,级差一级以下的拟合率为84.5%。基于降水、需水、可供水等因子建立水稻干旱灾害评估模型,物理意义清楚,准确率较高,可为水稻干旱影响定量评估提供技术支持。