旱稻和水稻不同基因型根细胞膜特性与氮素吸收的关系

 对常规粳稻、常规籼稻和巴西旱稻离体根细胞膜的H+-ATP酶活性及泵H+ 能力进行了测定，并结合根系NO3－ 吸收动力学参数及NH4+ 的影响等对各因素间的关系加以探讨。结果表明，根细胞膜H+-ATP酶活性与泵H＋能力间表现出较好的一致性。巴西旱稻的H+-ATP酶活性与泵H＋能力＞武育粳3号＞扬稻6号。在NO3-N吸收动力学方面，巴西旱稻的Vmax显著地高于另2个水稻品种，且很少受NH4+ 存在的影响。武育粳3号NO3－ 吸收的Vmax值受NH4+ 影响最大。 NH4+的这种影响很可能是通过降低膜电位从而影响质子驱动力以及抑制NO3－载体蛋白的合成所造成的，但NH4+并不影响根细胞膜载体蛋白与NO3－之间的亲和性。     

不同形态氮素对水稻和旱稻响应水分胁迫的影响

为比较不同氮素形态下水稻与早稻对水分胁迫的响应状况,采用营养液培养,通过供应不同形态氮素及PEG(6000)模拟水分胁迫的方法,对水稻、旱稻生长状况及相关指标进行了分析和评价。结果表明:(1)水分胁迫条件下,铵态氮营养水稻(或旱稻)叶片和地上部干重与正常水分条件下的相应处理相比无明显差异,而其余两种氮形态营养水稻与早稻的叶片和地上部干重明显低于正常水分条件下的相应处理;(2)铵态氮营养水稻(或旱稻) 在受到水分胁迫后,其吸水量的降低幅度明显小于硝态氮营养水稻(或旱稻);(3)水分胁迫条件下,硝态氮营养水稻和旱稻伤流液pH值低于正常水分条件下的相应处理,铵态氮和铵硝混合营养水稻和旱稻的伤流液pH值则均较正常水分条件下的相应处理有所升高。因此,可通过供应不同形态氮素调节水稻(或旱稻)对水分胁迫的适应性。     

铵态氮和硝态氮对旱稻、水稻生长及铁营养状况的影响

利用砂培试验,研究了铵态氮和硝态氮,以及不同铁供应水平对旱稻和水稻生长与铁营养状况的影响。结果表明:供铁显著促进了水稻和旱稻的生长,提高了铁吸收量;与铵态氮相比,不供铁时硝态氮加重了缺铁旱稻和水稻的铁缺乏状况。就氮素形态的影响而言,铵态氮明显促进了旱稻和水稻的生长,表现在株高、地上部干重的显著增加,植株铁营养状况的显著改善,叶片SPAD值和植株铁含量、铁吸收量的显著增加,尤其是不供铁条件下,这种促进作用更加明显。同时,铵态氮还促进了植物体内铁的转移。硝态氮的作用则与此相反,特别是在铁供应不足的情况下,硝态氮的供应降低了叶片SPAD值和植株铁含量,加重了铁缺乏症状。以上结果表明,铵态氮有利于旱稻摄取更多的铁营养,并改善生长状况;土壤中氮素以硝态氮为主可能是水作转为旱作后旱稻缺铁黄化的主要原因之一。     

水稻湘1和陆稻763612的抗旱性研究

以水稻品种湘1和早稻品种763612为材料,对它们苗期的抗早性进行了研究。实验表明,抗旱性较强的水稻品种湘1有较快的发根速度,较多的根条数。在渗透胁迫下能维持较高的相对含水量(RWC)和较高的保护酶(SOD)活性,质膜相对透性较小,膜伤害较轻。因而,在严重水分胁迫下有较高的存活率,并能维持一定的生物量。抗旱性较弱的旱稻品种763612正相反。这些结果意味着水、陆稻的抗旱体系似乎可以分为抗旱相、中间相、敏感相。     

旱作条件下水陆稻灌浆期根系生长特性研究

对旱作条件下水陆稻灌浆期根系生长特性作了比较研究,结果表明：（１）灌浆期根系的垂直分布不同,水稻的根系一般分布在０～４０ｃｍ土层,陆稻根系一般分布在０～６０ｃｍ土层,最深可达８０ｃｍ,且水稻总根系分布较浅（０～３０ｃｍ间占总量的８７．０２％～９６．６７％）,陆稻总根系分布较深（０～３０ｃｍ间只占总量的６１．４２％～８１．７０％）。因此,陆稻具有深扎根性。（２）除比根长参数外,不论是同一垂直位置,还是整个根系,陆稻的各根参数值远远大于水稻,甚至达３．２１倍。（３）旱作条件下,陆稻的比根长小于水稻,即陆稻的根直径略大于水稻,这可能是生态适应性的缘故。（４）陆稻的耐旱性强于水稻。     

水、陆稻根部性状的研究

选用来自日本、中国华北、东北、西北等地的粳型水稻品种8个和陆稻品种7个，在大田旱种和雾培条件下测其根系性状和叶片水势等。结果表明，在2种栽培条件下水、陆稻的根长、根数、根基粗、根中粗和根体积等性状相关显著；水、陆稻不同的品种间根系性状的差异均达极显著水平，陆稻品种的根比水稻品种的长、根的基部粗。陆稻品种的叶 片水势比水稻高，并且与根长、根基粗相关显著；水陆稻幼苗4叶期根基粗和灌浆期的根基粗相关极显著。因此水、陆稻苗期根基粗可以作苗期初步鉴定抗旱性的一种指标。     

PEG胁迫下水、陆稻幼苗生长势比较研究

选用2个陆稻品种作为抗旱类型，2个水稻品种作为敏旱类型，以PEG作为水分胁迫剂，通过对幼芽，幼根和幼苗等不同时期或状态的PEG胁迫比较水，陆稻的生长势，。研究结果表明：水，陆稻幼芽粗度，幼根粗度差异相对较小；／陆稻幼芽长度，幼根长度，发芽率及3周后苗高等明显比水稻表现有较强的生长势，因此可用这些性状与抗旱品种的相对生长势鉴定水，陆稻的抗旱性，未浸种处理的种子可用15％的PEG溶液胁迫，浸种处理过的种子可用20％的PEG溶液胁迫，低浓度的PEG溶液（＜15％）胁迫抗旱类型与敏旱类型差异不明显，高浓度的PEG溶液（＞20％）胁迫对所有试验材料损伤严重，达不到鉴定抗旱类型与敏旱类型的目的，因此，可以在15％（未浸种）或20％（浸种）浓度的PEG处理下，以抗旱的陆稻品种作对照比较幼芽长度，幼根长度，发芽率及幼苗高度等性状的相对值Xu/Xp,%,称胁迫系数）来判别供试品种的抗旱性，以达到简单，快速鉴定抗旱品种的目的。     

不同基因型水稻苗期叶片NRA及其受NH4+的影响

对14个基因型水稻幼苗的叶片原始硝酸还原酶活性(NRA)、经NO3^-诱导后的NRA以及添加NH4^ 后的NRA等进行测定。结果表明：在未经诱导的情况下，早稻叶片NRA高于水稻，水稻呈现杂交稻高于常规稻、籼稻高于粳稻的趋势。经NO3^-诱导后，所有供试基因型水稻叶片NRA均大幅度提高，提高幅度为早稻高于水稻、杂交稻高于常规稻、籼稻高于粳稻。NH4^ 的存在对绝大部分基因型水稻叶片NRA有抑制作用，其中以对粳稻的抑制作用最大，对杂交籼稻和早稻的抑制作用较小。     

酸性环境下作物幼苗对NO-3-N和NH+4-N的吸收特征

以水稻、小麦、玉米3种作物的不同品种为试验材料,采用溶液培养方法研究介质pH对幼苗根系铵态氮(NH_4~ - N)和硝态氮(NO_3~--N)吸收速率的影响。结果表明:植物幼苗根系对2种无机氮素的吸收速率受介质pH的影响大,影响程度与作物的种类、品种和苗龄有关。多数作物品种在pH 4.0条件下对NO_3~--N的吸收速率高于pH 6.0,而介质pH对NH_4~ -N吸收速率的影响与此相反。水稻幼苗对NO_3~--N的吸收速率随苗龄的增大而减慢,但对NH_4~ -N的吸收速率则逐渐加快。小麦和玉米对NO_3~--N和NH_4~ -N的吸收速率均随苗龄的增大而加快。     

施氮水平对旱秧本田期氮素营养和根系生长和产量形成的影响

以武育粳3号(粳)和汕优63(杂交中籼)为供试材料，研究不同施氮水平对旱秧本田期氮素营养、根系生长和产量形成的影响。结果表明粳稻旱秧本田期植株含氮量、吸氮量、根重和根系伤流强度均随施氮量的增加而增加。杂交稻施氮量过多，生育后期植株含氮量、根系伤流强度下降，吸氮量降低；与湿润秧相比，旱秧拔节前和抽穗后根系活力具有明显优势，植株含氮量高，吸氮量多，但拔节至抽穗根系活力较低；旱秧返青至N-n叶龄期具有明显的分蘖优势，N一n叶龄期之后分蘖消长速度低于湿润秧，茎蘖动态表现出速发稳降的特征；在适宜的施氮水平下，旱秧比湿润秧产量高，在穗粒结构上表现为穗数多、德型大、千粒重偏低的特点，提高千粒重是进一步发挥旱秧增产潜力的关键。     

土壤水分对水、陆稻品质的影响

本文探讨了水稻和陆稻不同品种抽穗后不同时期不同程度控水,对稻米品质的影响。结果表明：不同处理对水、陆稻糙米率和精米率的影响相似,多数处理表现不同程度的提高,整精米率不同品种表现不同,各品种几乎所有处理垩白率都明显增加,各品种多数处理籽粒厚度有不同程度的增加,两个陆稻品种粒长、粒宽增加较为明显,不同处理对青米率影响不大。控水使各品种多数处理无论优势粒、劣势粒的蛋白质含量均表现增加(一些处理增加达显著或极显著水平),且水稻品种的增加幅度大于陆稻,除垦选一号陆稻外,所有水、陆稻品种中劣势粒蛋白质含量高于优势粒。     

水旱栽培条件下水、陆稻品种产量和生理性状比较

选用来自日本、中国华北、东北、西北等地的早熟粳型水稻品种8个和陆稻品种7个，在盆栽保水、盆栽旱种和大田旱种3种栽培条件下，比较水稻品种和陆稻品种的穗长、穗粒重、实粒数、结实率、百粒重和株粒重等产量性状、叶片水势、叶片鲜重、气孔阻力、植株高度和叶片卷叶度等生理及其它地上部性状的差异。结果表明：旱种条件下水稻、陆稻产量都低于保水栽培的产量，水稻品种的抗旱系数（旱种产量／保水产量）低于陆稻；旱种下株高低于保水种植；陆稻品种的叶片水势均高于水稻品种，且叶片水势与抗旱系数密切相关；旱种条件下陆稻气孔阻力低于水稻品种，保水条件下并无规律性；品种间叶片鲜重差异不大，但陆稻品种稍大于水稻品种；陆稻的叶片卷叶度低于水稻。此外还提出苗期通过根系或旱种卷叶度，后期通过叶片水势鉴定水陆稻抗旱性的方法。     

The effects of water and nitrogen on the roots and yield of upland and paddy rice

It is of great significance to study the root characteristics of rice to improve water and nitrogen(N) use efficiency and reduce environmental pollution. This study investigated whether root traits and architecture of rice influence grain yield, as well as water and N utilization efficiency. An experiment was conducted using the upland rice cultivar Zhonghan 3(a japonica cultivar) and paddy rice cultivar Huaidao 5(also a japonica cultivar) using three N levels, namely, 2 g urea/pot(low amount, LN), 3 g urea/pot(normal amount, NN), and 4 g urea/pot(high amount, HN), and three soil water potentials(SWPs, namely, well-watered(0 kPa), mildly dried(–20 kPa) and severely dried(–40 kPa). The results showed that with decreasing SWP, the percentage of upland rice roots increased in the 0–5 cm tillage layer, and decreased in the 5–10 and 10–20 cm tillage layers, whereas paddy rice roots showed the opposite trend. With increasing amounts of N, the yield of upland and paddy rice increased, and the percentage of root volume ratios of the two rice cultivars in the 0–5 and 5–10 cm tillage layers increased, whereas that in the 10–20 cm tillage layer decreased. The roots of upland rice are mainly distributed in the 10–20 cm tillage layer, whereas most paddy rice roots are in the 0–5 cm tillage layer. These results indicate that the combination of-20 kPa SWP and NN in upland rice and 0 kPa SWP and LN in paddy rice promotes the growth of the root system during the middle and late stages, which in turn may decrease the requirements for water and N fertilizer and increase rice yield.     

不同水分条件下NO3--N供应对水稻生长·氮吸收速率的影响

[目的]研究不同水分条件下NO3--N供应对武育粳3号水稻生长及氮素吸收速率的影响。[方法]采用室内营养液培养试验,聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法。[结果]在正常水分条件下,硝态氮供应量达60 mg/L时,水稻幼苗植株生物量最大,而NO3--N供应量对水稻幼苗的株高无显著影响,NO3--N的吸收速率均随着NO3--N供应量的增加而增加。水分胁迫条件下,水稻幼苗植株生物量随着NO3--N供应量的增加而下降,水稻幼苗株高随NO3--N供应量的增加而减少,水稻幼苗根长、平均直径、体积、表面积、根尖数均随着NO3--N供应量的增加呈下降趋势。[结论]水分胁迫影响水稻生长对NO3--N供应的响应,降低水稻对NO3--N的吸收速率。     

镉对水稻幼苗根系细胞膜电位和膜透性的影响

镉(Cd)对膜透性、跨膜电势差等膜性质所产生的直接影响是造成Cd胁迫下植物对营养元素吸收异常的重要原因。以对Cd2+敏感性不同的两个水稻品种(淮稻11号和扬稻6号)作为试验材料,采用玻璃微电极技术原位考察了水稻幼苗根细胞膜电位对Cd2+胁迫的响应,同时分析了Cd2+对水稻根系细胞膜透性的影响。结果表明,Cd2+可使根表皮细胞膜电位在短时间内发生明显的去极化,去极化程度随Cd2+浓度提高而增加;相同浓度Cd2+所诱导的膜电位去极化程度与水稻品种有关,扬稻6号幼苗根系膜电位的去极化程度明显高于淮稻11号;在迅速的去极化之后,随后的30min内是否发生复极化与水稻品种和Cd2+浓度有关;就更长时间(0～12h)来看,膜电位在经过了去极化阶段后仍有缓慢的恢复,淮稻11号在1.0mmo1·L-1Cd2+处理6h后已接近初始的膜电位值,而扬稻6号在处理12h后仍不能恢复到处理前的水平;Cd2+处理增大了水稻根细胞膜透性,且扬稻6号比淮稻11号膜透性增加的程度要大。     

种植方式对陆稻和水稻籽粒灌浆及垩白的影响

 【目的】揭示种植方式对籽粒灌浆及垩白的影响。【方法】连续2年以中旱3号（陆稻）和武香粳99-8（水稻）为供试材料，设置覆膜旱种和裸地旱种2种旱种方式，以水层湿润灌溉为对照进行对比试验。【结果】与水种（对照）相比，陆稻覆膜旱种的产量显著低于对照，而水稻覆膜旱种的产量与对照无显著差异，裸地旱种的产量均较对照显著降低。陆稻旱种（覆膜旱种和裸地旱种）后强、弱势粒的相对起始灌浆势（R0/W）、最大灌浆速率（Gmax）、平均灌浆速率（G）均大于对照，活跃灌浆时间（D）小于对照，粒重均高于对照，垩白粒率显著低于对照。水稻旱种后强、弱势粒的R0/W、Tmax和粒重与陆稻旱种的结果相反。水稻覆膜旱种的垩白粒率与对照无显著差异，裸地旱种的垩白粒率显著下降。水稻和陆稻旱种的垩白度均显著减小。稻米的垩白粒率与籽粒的Gmax和G呈极显著和显著负相关。【结论】水稻和陆稻旱种可以增大籽粒的灌浆速率，改善稻米的外观品质。     

不同土壤对陆稻根系生长发育的研究

采用自创的“三维坐标容器法”,研究了潮 砂土、红壤土,水稻土对陆稻根系生长发育的影响。结果表明：（１）不论何种土壤类型,根系分布一般在６０ｃｍ左右,根系体积,总表面积,活跃表面积,根重,根密度均随根系入土深度的增加而减少,但根长,根重,根密度在２５－３０ｃｍ间略有回升;     

旱稻矿质养分吸收与施肥效应

 早稻和水稻的养分吸收规律不同。施氮肥可明显提高旱稻产量,并促进养分吸收;豆科植物与旱稻间套作会增加早稻的氮素养分吸收,对提高早稻产量有重要作用。热带酸性土壤缺磷是限制早稻产量的主要因素之一,施磷肥有显著的增产效果。早稻主要吸收Mehlich-1法浸提形态的磷,但基因型之间对磷的利用效率有明显差异。酸性土壤施入石灰能改善磷的有效性,促进旱稻对磷、钙和镁的吸收而提高产量;但石灰量的增加导致旱稻对钾、锌、铜、锰和铁的吸收减少。旱稻钾的营养和施肥研究结论不一,与各地土壤有效钾含量不同有关。其它元素中锌和硅的研究较多,硅肥和锌肥能提高旱稻产量。我国对旱稻矿质营养及施肥研究仍未引起重视,尤其对国内培育的新品种矿质营养的研究和当前旱稻的主栽区北方碱性土壤中旱稻对氮、磷、钾吸收利用的研究更为薄弱。     

不同水稻基因型苗期NO_3~-吸收动力学特征及其受吸收液中NH_4~+的影响

 采用水培方法研究了 12个水稻品种和 2个旱稻品种在苗期 (2 0d)的NO3 -吸收动力学特性及添加吸收液中NH4+ 对NO3 -吸收的影响。结果表明 ,NO3 -吸收的最大速率 (Vmax)为 :旱稻 >水稻 ,籼稻 >粳稻 ,杂交稻 >常规稻。NH4+ 对NO3 -吸收Vmax的影响在基因型间有较大差异 :籼稻受影响小于粳稻 ,杂交稻小于常规稻 ,旱稻基本不受影响。NH4+ 对个别籼稻和旱稻品种的NO3 -吸收甚至有促进作用。NH4+ 对所有供试水稻基因型NO3 -吸收的Km 值影响均很小 ,说明NH4+ 对NO3 -吸收的影响可能主要在于影响细胞膜上NO3 -载体的运转速率而非吸收位点与NO3 -之间的亲和性     

种植方式对陆稻(中旱3号)和水稻(武香粳99-8)生长特性和产量形成的影响

以陆稻中旱3号和水稻武香粳99-8为材料,探讨3种种植方式(覆膜旱种、裸地旱种和水种)对陆稻和水稻生长特性和产量形成的影响。结果表明:与水种方式(对照)相比,覆膜旱种方式稻分蘖数较多、成穗率降低、花后叶绿素含量和伤流强度下降较缓慢、茎鞘物质运转率和转换率高;裸地旱种方式则相反。两种旱种方式稻根冠比、活跃灌浆期和收获指数均小于水种方式,但平均灌浆速率则相反。中旱3号覆膜旱种方式产量和粒叶比显著低于水种方式,而武香粳99-8没有显著差异。中旱3号和武香粳99-8均以裸地旱种方式产量最低。3种种植方式平均,中旱3号成穗率和籽粒灌浆速率比武香粳99-8高,但灌浆期叶绿素含量和伤流强度下降快,活跃灌浆时间缩短,茎鞘物质输出率及转运率、粒叶比、收获指数和产量低。