孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻相关生理指标及叶绿体超微结构的影响

为了研究低温冷害对寒地粳稻生理特性及叶绿体超微结构的影响,以耐冷型粳稻‘东农428’(‘DN428’)、冷敏感型粳稻‘松粳10’(‘SJ10’)为供试材料,于孕穗期进行不同时间的冷水灌溉处理(0、5、10、15d),分析孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻功能叶片抗氧化酶活性、活性氧物质含量、渗透调节物质含量、内源激素含量、叶绿体超微结构及产量的影响。结果表明:与对照相比,孕穗期冷水灌溉下,两种寒地粳稻功能叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧阴离子(O■)和过氧化氢(H₂O₂)含量、可溶性糖(SS),可溶性蛋白(SP)含量均显著升高,增幅随冷水灌溉时间增加而上升,其中‘DN428’功能叶片SOD、POD、CAT和SP的增幅大于‘SJ10’,‘SJ10’功能叶片SS、O■和H₂O₂的增幅大于‘DN428’。冷水灌溉下,与对照相比,寒地粳稻功能叶片内源激素中脱落酸(ABA)含量升高,吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA₃)、玉米素核苷(ZR)含量下降...     

分蘖期冷水胁迫对寒地粳稻根系生理特性及产量的影响

试验以东农428和松粳10为供试材料,于2018年在东北农业大学阿城实验实习基地开展分蘖期不同天数(0、5、10、15 d)冷水灌溉处理试验,分析分蘖期冷水灌溉对寒地粳稻根系活力、抗氧化系统、渗透调节物质含量、内源激素含量及产量的影响。结果表明,分蘖期冷水灌溉下,寒地粳稻根系SOD、POD、CAT活性和脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量与正常灌溉相比均显著升高,增幅随冷水灌溉时间延长而上升,东农428增幅大于松粳10,但松粳10的O_2~-、H_2O_2和MDA含量增幅大于东农428。冷水灌溉下,两个品种根系内源激素IAA、GA3、ZR含量随冷水胁迫时间延长呈下降趋势,但ABA含量随冷水灌溉时间延长而升高。分蘖期冷水灌溉下,寒地粳稻产量随冷水灌溉天数增加显著下降,松粳10比东农428下降幅度大。     

低温下土壤水分对籼稻及粳稻根系生长的影响

用籼稻品种浙9248，湘早籼24号和粳稻品种胆振早稻，早雪，探讨低温及不同土壤水分条件下水稻根系生长及与根系活性变化的关系，结果如下：低温下籼稻品种湿润处理的增加根数、种子根伸长量、种子根的一次侧根、粗大一次分枝根增加数以及根系伤流量优于淹水区，并且灿稻品种少于粳稻品种，根系生理活性的大小与根的生长量具有密切关系，恢复常温后的增加根数、剪根移栽后的发根数、伤流量的恢复程度也以湿润处理的为优，这与低温时根的生长及伤流量的变化有密切的对应关系，认为在根的生长界限温度条件下，由于湿润处理增加了分枝根的数量，特别是粗大分枝根的数量，提高了根的生理活性维持能力，这与低温处理后生长恢复的优势密切相关。     

孕穗期冷水胁迫对早粳稻氮磷钾养分的影响

为探明在孕穗期冷水胁迫下不同耐冷性早粳稻氮磷钾养分的变化规律,选用30份黑龙江省品种（系）,在孕穗期平均17℃冷水灌溉20 d的试材为低温处理,按结实率CRI值进行耐冷性分级,研究冷水胁迫下抽穗期植株氮磷钾积累及其与早粳稻耐冷性的关系。结果表明,冷水处理导致所有材料茎、鞘和叶片中氮含量,茎和鞘中磷和钾含量下降,其中冷水胁迫对茎中氮含量影响最大,其次是鞘中氮含量,并且耐冷性弱和极弱的材料茎和鞘中氮、磷和钾含量,叶片中氮含量较耐冷性极强和强的材料更容易受到冷胁迫的影响。冷水胁迫对不同器官氮、磷和钾含量影响不同,其大小顺序为：茎>鞘>叶片。相关分析表明,抽穗期鞘中氮含量与结实率、每穴实粒数、产量的CRI值呈显著正相关;茎中磷含量与产量和千粒重的CRI值呈显著正相关;茎中钾含量与每穴实粒数和产量的CRI值呈显著正相关,可见,鞘中氮含量和茎中磷和钾含量可作为寒地早粳稻孕穗期耐冷性鉴定的辅助指标。     

孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻籽粒氮素形成及产量的影响

为探究孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻籽粒氮素形成及产量影响,以水稻松粳6(不耐旱型)和东农425(耐旱型)为材料,通过盆栽控水方式于孕穗期不同梯度干旱处理(土壤水势分别为:0、-10、-25、-40 k Pa),20 d后恢复正常管理。结果表明,与对照相比,轻度干旱胁迫下(土壤水势为-10 k Pa)籽粒氮代谢关键酶(GS、GPT、GOT)活性显著升高,东农425增幅高于松粳6;重度干旱胁迫(土壤水势为-40 k Pa)下酶活性显著降低,东农425降幅小于松粳6,品种间差异显著。干旱胁迫可提高籽粒蛋白质及各组分含量,籽粒清蛋白、球蛋白含量升高主要受GS、GPT和GOT活性变化影响,醇蛋白含量升高与籽粒GS活性关系密切,谷蛋白含量变化主要受籽粒GPT、GOT活性影响。孕穗期干旱胁迫显著降低寒地粳稻产量,随土壤水势降低,产量降幅逐渐增大,东农425降幅显著低于松粳6,产量降低主要影响因素是穗粒数、结实率和千粒重。文章从氮代谢关键酶调控角度分析孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻籽粒灌浆过程中蛋白质及各组分含量和产量影响,为揭示干旱胁迫下寒地粳稻产量及品质形成机制提供理论依据。     

交替灌溉对间作小麦蚕豆产量和根系的影响

通过根箱试验,研究了交替灌溉对小麦间作蚕豆的产量、根质量、根长的影响,以期探讨将交替灌溉技术集成到间作中的可行性.结果表明:与传统灌溉方式相比,交替灌溉使单作小麦的经济产量、生物产量、根质量、根长分别提高了14.7%、2.9%、6.4%、7.2%,使间作小麦分别提高了21.1%、13.2%、16.1%16.0%;交替灌...     

孕穗期冷水胁迫下施用γ-氨基丁酸对寒地粳稻氮光合效率的调控效应

以生育期相近粳稻品种东农428和松粳10为试验材料,研究孕穗期冷水胁迫下施用外源γ-氨基丁酸(GABA)对寒地粳稻功能叶片氮光合效率及产量的调控效应,为制定有效抵御低温冷害化控栽培技术提供理论依据。结果表明,外源GABA主要通过提高松粳10剑叶光保护能力提高其光合效率;通过缓解低温胁迫对东农428剑叶光损伤程度,提高光保护能力进而提高其光合效率。孕穗期冷水胁迫下寒地粳稻剑叶OsGS1;1、OsGS1;2、OsGS1;3及OsGAD2表达量上调,与植物冷应激反应有关。OsNADH-GOGAT、OsGDH1和OsGDH3表达量上调、OsFd-GOGAT表达量显著下调,谷氨酰胺合成酶(GS)活性显著上升,说明孕穗期冷水胁迫抑制剑叶光呼吸过程中谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合酶(GS/GOGAT)循环代谢,促进质体中GS/GOGAT循环及谷氨酸脱氢酶(GDH)途径中铵(NH4+)同化代谢。孕穗期冷水胁迫下施用GABA(4.5 mmol·L-1)促使寒地粳稻剑叶OsGS2、OsFd-GOGAT和OsNADH-GOGAT表达量下调;但OsGS1;3、OsGDH3和OsGAD2表达量上调,GS、GDH及谷氨酸脱羧酶(GAD)活性显著升高,使谷氨酸(Glu)家族氨基酸含量显著上升,如抗逆氨基酸GABA、脯氨酸(Pro)、Glu等,避免高NH4+毒害,提高寒地粳稻耐冷性。     

水杨酸对孕穗期低温胁迫寒地粳稻颖花形成的影响

为探讨外源水杨酸(Salicylic acid,SA)对孕穗期低温胁迫寒地粳稻颖花形成的影响,丰富寒地粳稻化控抗寒研究,试验以耐冷品种东农428和冷敏感品种松粳10号为供试材料,设置5个SA浓度(0.25、0.50、1.00、2.00和4.00 mmol·L~(-1)),设置低温清水对照(Cold)与常温清水对照(CK),分析外源SA对孕穗期低温胁迫寒地粳稻颖花形成、干物质积累及产量的影响。结果表明,与CK处理相比,低温胁迫下水稻产量及产量构成指标显著降低。施用不同浓度SA提高寒地粳稻花粉育性、颖花分化数、籽粒干物质积累量、灌浆速率、产量及产量构成指标,随喷施SA浓度增加,东农428与松粳10号花粉育性、颖花分化数、籽粒干物质积累量、灌浆速率、产量及产量构成指标均表现为先升后降趋势。分析得出,孕穗期低温胁迫下东农428与松粳10号喷施外源SA最适浓度为0.50 mmol·L~(-1)。     

灌溉方式耦合氮肥运筹对寒地粳稻产量形成影响

为探究灌溉方式耦合氮肥运筹条件下寒地粳稻干物质积累及产量形成规律,以东农425和松粳6号为试材,设置3种灌溉方式(W1正常灌溉;W2轻干湿交替灌溉;W3重干湿交替灌溉)和3种氮肥运筹(基肥蘖肥穗肥粒肥分别为6310(N1)、5311(N2)、4321(N3)),研究灌溉方式耦合氮肥运筹对寒地粳稻干物质积累与转运、花粉粒育性、籽粒灌浆特性、产量及产量构成因素影响,为寒地粳稻丰产、高效栽培提供指导。结果表明,灌溉方式耦合氮肥运筹对上述指标存在显著互作效应。与W1相比,W2和W3处理下两粳稻品种干物质转运率和贡献率提高,籽粒灌浆速率增大,灌浆时间缩短,提前达到最大灌浆速率时间,有效穗数、穗粒数和花粉粒育性降低。W2处理下两粳稻品种千粒重提高,东农425干物质积累量和输出量无显著差异,结实率和收获指数提高,而松粳6号干物质积累量、输出量、结实率和收获指数显著下降;W3处理下两粳稻品种千粒重、干物质积累量、输出量、结实率和收获指数下降。两粳稻品种根冠比均随干旱胁迫程度加剧而增大。在相同灌溉条件下,与N1相比,东农425和松粳6号均表现为N2有效提高干物质积累及转运能力、有效穗数、穗粒数、结实率、千粒重、收获指数、花粉育性和最终产量,为最佳氮肥运筹方式;N3处理下有效穗数、穗粒数、千粒重、产量有所提高,结实率、收获指数、茎鞘物质转运率和贡献率均降低。综上,东农425以W2N2为最佳耦合方式,松粳6号以W1N2为最佳耦合方式。     

孕穗期低温胁迫对寒地粳稻功能叶片SOD、POD和CAT活性的影响

试验选用耐冷性不同的3个寒地粳稻品种东农428、松粳10和龙稻7为材料,研究孕穗期冷水胁迫处理后功能叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的变化规律。试验结果表明:冷水胁迫后,3个品种功能叶片SOD、POD和CAT活性随着处理天数增加均呈现先升高后下降的趋势,品种间酶活性差异较大;胁迫后3个品种SOD、POD、CAT活性均降低,叶片表现出明显的冷害症状,但耐冷性较强的东农428具有相对较高的CAT活性;恢复期SOD和POD活性各处理间无显著变化,耐冷性最弱的松粳10和耐冷性中等的龙稻7的CAT活性在胁迫后仍然较高,而东农428的CAT活性则较低。     

孕穗期水分胁迫对水稻部分生理特性与产量补偿效应的研究

[目的]在孕穗期对水稻进行不同程度水分胁迫后复水,探讨水稻生理特性与产量补偿效应,以期为提高水稻水分利用率及其抗旱性提供依据.[方法]采用盆栽试验,对5个水稻品种在孕穗期分别设置3个不同水分胁迫处理,于复水后,每隔6d采样分析生理指标等.[结果]随着复水天数的增加,不同水稻品种轻旱处理B叶片的水势、SPAD、净光合速率增加速度较快,可溶性糖的补偿效应大于重旱处理C;经过水分胁迫处理的水稻茎流速度均下降.对于产量构成因素,水分胁迫处理的每株穗数和每株实粒数均有下降,每株粒数下降值受水分胁迫程度影响明显;除D优363外,其他品种结实率均以处理B最高;与对照处理A相比,受水分胁迫的两个处理B、C的千粒重和单株穗重均有所下降.[结论]水稻在孕穗期经过不同程度的水分胁迫,恢复常规管理后,受到轻度水分胁迫处理的水稻部分生理特性以及产量性状均获得较好的补偿效应.     

孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻干物质积累、转运及产量形成影响

干旱缺水是限制水稻产量主要环境因素之一。为探讨孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻干物质积累规律及产量形成影响,选用耐旱型品种东农425和干旱敏感型品种松粳6号为试验材料。通过盆栽结合人工控水方式于孕穗期控制土壤水势至0、-10、-25和-40 k Pa,处理21 d后恢复正常灌溉。研究孕穗期不同程度干旱胁迫对寒地粳稻干物质积累分配转运、产量及产量构成因素影响。结果表明,孕穗期干旱胁迫导致地上部干物质积累量、转运量均随土壤水势降低而下降。成熟期不同器官干物质分配表现为籽粒茎鞘叶,茎鞘干物质和源器官干物质分配比例及源/库随干旱程度上升而增加,而籽粒干物质分配比例与其相反。抗旱性强品种在干旱胁迫条件下有较强物质积累优势,贮藏物质转运能力明显高于抗旱性较弱品种。干旱胁迫使枝梗性状下降,对枝梗性状影响表现为二次枝梗一次枝梗。干旱胁迫下寒地粳稻由于每穴穗数、穗粒数和结实率显著降低造成产量显著下降,降幅随土壤水势降低而逐渐上升。     

干旱对小麦孕穗期叶片生理特性及产量的影响

为明确土壤干旱对孕穗期小麦生理特性和产量的影响,选用小偃22等7个冬小麦品种材料,通过盆栽控水方式,测定孕穗期叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性、相对电导率、丙二醛(MDA)含量等生理和产量指标结果表明,在中度和严重干旱下,小麦叶片中的SOD、POD和CAT活性、相对电导率值、MDA含量、可溶性糖和脯氨酸含量均有不同程度地提高;除晋麦47、小偃22、矮抗58和西农979的可溶性蛋白含量有所增加外,其余品种均下降。干旱胁迫下单株穗粒数、穗粒重和千粒重均显著降低。经主成分分析,供试品种的抗旱性依次为晋麦47＞小偃22＞矮抗58＞西农979＞西农509＞郑麦366＞郑麦9023。     

控水灌溉对水稻产量及品质的影响

以绿洲2号和绥粳3号为试验材料,在水稻全生育期实行不同程度的控水灌溉处理,研究控水灌溉对水稻的产量及米质的影响。结果表明,两个品种绿洲2号和绥粳3号在控水处理Ⅱ的水稻分蘖数、穗粒数、千粒重及产量分别高于相应的CK处理,其中产量比相应CK处理分别增产11.04%和8.24%,差异达极显著水平;控灌处理条件下两个品种蛋白质含量、直链淀粉含量、糙米率均低于CK,精米率和综合食味评分高于CK,说明适当控水有利于提高稻米品质。     

不同灌水下限对水稻生长特性及产量的影响

为了给水稻生长过程中适宜灌溉下限指标提供参考,以银粳2号水稻为试材,研究了不同灌水下限(20％、40％、60％、80％)对水稻生长特性及产量的影响.结果表明:灌水下限对水稻生长、生理特性、光合指标和产量影响较大,灌水处理下水稻生长指标变化趋势基本一致;随着灌水下限的增加,水稻生长指标(主根长、株高、茎粗、叶面积指数、比叶重、地上和地下生物量)、生理指标(保护酶SOD、POD、CAT和非保护酶PAL、PPO活性、叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖)、光合特性(净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、胞间CO2浓度Ci、光饱和点LSP、光补偿点LCP、表观资产额AQY、羧化效率CE、气孔限制值Ls和水分利用效率WUE)均表现为先上升后下降趋势,游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量逐渐降低;当灌水下限为60％时,水稻幼苗生长各指标最大,80％次之,灌水下限为20％时水稻幼苗生长各指标达到最小,60％～80％可作为水稻育苗的灌水下限指标;灌水处理并没有改变水稻光合日变化趋势,不同灌水处理下水稻净光合速率(Pn)日变化均呈双峰曲线,胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(EVAP)日变化与光合速率(Pn)日变化趋势相反,说明了气孔限制导致了光合“午休”现象.     

水氮耦合对冬小麦根系分布和根冠比及产量的影响

【目的】研究膜下沟灌水氮耦合对冬小麦根系分布、根冠比及产量的影响,为冬小麦生产提供理论依据。【方法】以冬小麦为试材进行田间试验,设1500、3000m3/ha两个灌水水平和75、150和300kg/ha3个施氮水平,测定不同处理组合冬小麦根部特征及产量。【结果】冬小麦根系随着土层深度增加,根长密度呈指数下降;灌水量相同时,适当增加施氮量能促进冬小麦根系生长,但施氮量过高时又会抑制冬小麦根系生长。施氮量相同时,增加灌水量会显著抑制冬小麦根系生长。冬小麦产量随灌水量的增加而增加,而冬小麦根冠比随灌水量的增加而减少。冬小麦产量与根冠比之间呈一元二次显著性相关。【结论】冬小麦产量与根冠比呈一元二次显著相关,3000m3/ha灌水量和150kg/ha施氮量为较优的灌溉施氮方式。