耐盐性不同水稻品种根系对盐胁迫的响应差异及其机理研究

为阐明耐盐性不同的水稻品种根系和产量对盐胁迫的响应及其生理特性,以4个耐盐水稻品种和2个盐敏感水稻品种为材料,设置4个不同的盐浓度处理(0.0、1.0、2.0和2.5g/kg)。结果表明,与盐敏感水稻品种相比,耐盐水稻品种能够耐受更高浓度的盐胁迫(2.5g/kg),且减产幅度较小。耐盐水稻品种具有较高的产量,得益于其较高的总颖花量和结实率,且总颖花量对产量的影响最大。与盐敏感水稻品种相比,在分蘖中期、穗分化期和抽穗后15d,耐盐水稻品种在盐胁迫下具有更大的根系总吸收表面积和活跃吸收表面积,更高的根系氧化力,更有优势的根长、根直径和根表面积,较低的过氧化氢含量,较高的脱落酸含量以及更强的固定Na⁺的能力。上述结果表明,分蘖中期、穗分化期和抽穗后15d根系生理性状和形态性状差异会影响水稻产量构成因素中的总颖花量和结实率,进而影响产量,且根干重与根长对总颖花量和结实率的影响最大。这也证实了较发达的根系是水稻具有较强耐盐性的生理基础。耐盐水稻良好的根系生理和形态性状是获得高产的基础。该研究结果对水稻耐盐生理机制研究与水稻耐盐育种有借鉴意义。     

盐胁迫对水稻籽粒灌浆特性及产量形成的影响

以江苏沿海滩涂主栽常规粳稻南粳9108和淮稻5号为试材,研究不同盐胁迫处理包括对照(CK,盐浓度0)、中盐(medium-salinitystress,MS,盐浓度0.15%)和高盐(high-salinitystress,HS,盐浓度0.3%)对水稻籽粒灌浆及产量形成生理特性的影响。结果表明:(1)与对照相比,中盐和高盐胁迫均显著降低水稻产量,降幅分别为26.3%和57.7%(两品种平均);盐胁迫处理下,穗数、每穗粒数、结实率和千粒重均显著下降。(2)盐胁迫显著降低穗长、每穗强势粒和弱势粒籽粒数、结实率和千粒重,其中强势粒结实率和千粒重的降幅均低于弱势粒。(3)盐胁迫下,水稻植株抽穗期和成熟期干物重以及抽穗期至成熟期干物质积累量显著下降,但收获指数明显增加。此外,抽穗后15d和30d盐胁迫处理的叶片净光合速率和SPAD值均显著低于对照。(4)盐胁迫降低籽粒最大灌浆速率和平均灌浆速率,但达最大灌浆速率时间和有效灌浆天数有所增加;盐胁迫提高了强势粒和弱势粒有效灌浆天数,但平均灌浆速率显著下降,其中强势粒灌浆量的降幅低于弱势粒。(5)盐胁迫下,籽粒腺苷二磷酸焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉...     

影响籼稻品种产量水平的主要根系性状

2001和2002年，在群体水培条件下分别以国内外不同年代育成的籼稻代表品种（品系）88个和122个为供试材料，抽穗期测定12个有关根系形态性状和根系活力，成熟期测定产量、冠根比等，采用组内最小平方和的动态聚类方法对供试籼稻品种的产量进行聚类，研究不同产量类型籼稻品种根系有关性状的差异以及影响籼稻品种产量水平的主     

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。     

免耕对水稻根系活力和产量性状的影响

对早稻进行了免耕与常耕栽培对比试验。研究结果表明：与常耕栽培水稻相比,免耕水稻,根系活力高7.4%~34.9%,各生育期的干物质占黄熟期干物质之比高。有效穗数、每穗实粒数、千粒重和实际产量分别高1.1%、5.1%、0.6%和10.0%。产量与根系活力和干物质积累的相关分别达到0.9和0.87以上。     

干旱胁迫时期对水稻产量及产量性状的影响

为了明确干旱胁迫对水稻产量及产量性状的影响,以粳稻品种农大3号为材料,利用盆栽的方式人工控制土壤水分（水势）,研究了不同生育阶段干旱胁迫对产量及产量性状的影响。结果表明：任何时期干旱胁迫都会导致减产,孕穗中期、后期减产幅度最大,其次是分蘖中期、前期。分蘖后期（无效分蘖期）干旱虽然穗粒数有所增加,但是祢补不了由于穗数下降造成的产量损失,出穗前各阶段干旱胁迫的减产幅度大于出穗后各阶段。分蘖期干旱使单穴有效穗数减少,孕穗期干旱穗粒数减少;孕穗期、产量形成期（出穗—乳熟期）干旱千粒重、成熟粒率降低;孕穗中期干旱结实率下降,混合千粒重降低。干旱胁迫条件下,提高单穗平均粒数和混合千粒重有助于提高产量,提高饱满千粒重和混合千粒重有助于提高成熟粒率。     

FACE对水稻根系及产量的影响

2002－2003年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,以武香粳14为供试品种,设施Ｎ量150 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2 (NN)、350 kg·hm-2 (HN) 3个处理,研究了大气CO2浓度比对照高200 μmol·mol-1的FACE处理对水稻根系形态性状、根系活性和产量的影响。结果表明,(1) FACE使LN、NN、HN处理水稻抽穗期的     

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...     

水分胁迫对水稻生长发育及产量的影响

选用抗旱性不同的3个杂交水稻品种,分别在正常供水和水分胁迫条件下,研究水稻产量构成因素及株高、穗长、叶面积、干物质积累等生育特性的变化。结果表明:水分胁迫下,水稻株高降低,叶面积及叶面积指数减小;各器官干物重、总干重均明显降低;前期干物质积累缓慢,后期植株衰老加速。水分胁迫引起各品种穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重均下降,最终引起产量降低。品种的抗旱性不同,其产量及其构成对水分胁迫的反应存在一定差异,表现为抗旱性强的品种下降幅度相对较小。     

局部根系水分胁迫下氮素形态对水稻幼苗生理特性和根系生长的影响

为了探讨局部根系水分胁迫下不同形态氮素对水稻幼苗氮素吸收、生理特性和根系生长的影响,以水稻品种金优402为材料,设置非胁迫、局部根系胁迫、全根胁迫3种水分条件和全硝、铵硝比为50/50、全铵3个氮素形态,采用PEG模拟水分胁迫的室内分根营养液培养方法,研究其氮素吸收和累积、光合速率、蒸腾速率、气孔导度及根长、根表面积、根体积的变化规律。结果表明,在局部根系水分胁迫下,两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N最有利于水稻氮素的吸收和累积,两侧根系均单一供应NO_3~--N的水稻氮素吸收和累积量最少;与未受胁迫处理的水稻相比,局部根系胁迫下两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻光合速率受影响较小,而气孔导度和蒸腾速率则明显下降。不同氮形态处理间,两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻光合速率和气孔导度均为最大,单一供应NO_3~--N的最小。在所有处理中,局部根系水分胁迫下两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻WUE最高。在局部根系水分胁迫下,两侧同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻根长、根表面积、根体积绝大多数大于其他2种氮素形态,且受胁迫一侧和不受胁迫一侧根系相差较小。除左右根室均单一供应NO_3~--N的水稻外,局部根系胁迫处理的根长、根表面积、根体积均大于非胁迫处理。研究结果表明,局部根系水分胁迫和氮素形态耦合可以提高水稻幼苗的水、氮素吸收。     

水稻根系与氮素吸收利用之研究进展

当前中国过高的氮肥施用量引起相对严重的环境问题。氮素是作物最主要的营养元素,而根系则是水稻吸收养分的主要器官,多项研究表明,作物对氮素的高效吸收取决于根系的生物学特征。因此研究水稻根系与氮素吸收利用的关系对于提高氮肥利用率、缓解环境污染具有重要意义。综述了近年来与水稻对氮素养分吸收和利用有关的根系研究的情况,归纳和比较了水稻根系形态及其活力的一般研究方法,并对氮素养分与水稻根系形态及根系生理活性的关系进行了探讨。     

盐逆境下缓/控释肥对水稻生长发育、产量和品质的影响

为探明盐逆境下缓/控释肥对水稻生长发育、产量和品质的影响,以南粳5055为材料开展盆栽试验。设置3个盐分水平：0.0g/kg(S0)、1.5g/kg(S1)、3.0g/kg(S2)和4种氮肥处理：常规尿素（F1）、有机缓释水稻专用肥（F2）、大颗粒尿素（F3）和硫包衣尿素（F4）,各处理的施氮量和磷钾肥用量相同,以不施氮肥处理为对照（CK）。结果表明,盐逆境下,F2的最大茎蘖数、株高和成穗率均最高;在S0下,F2、F3和F4的产量比F1分别高出11.89%、5.58%和17.14%;在S1和S2下,F2的产量比F1分别高出30.28%和37.20%,而F3和F4的增产效果不佳。在盐逆境下,F2主要通过增加有效穗数、穗粒数和千粒重提高产量。盐逆境下穗粒重、一次枝梗的粒重、千粒重和结实率,二次枝梗的粒重和千粒重均以F2最高。盐逆境下,F2具有较高的糙米率、精米率、胶稠度和较低的直链淀粉、蛋白质含量。由本研究可得出,盐逆境下,F2的增产效果最佳,且对稻米品质具有一定的有利影响,在一定程度上能缓解盐逆境对水稻的危害。     

外源水杨酸、脯氨酸和γ-氨基丁酸对盐胁迫下水稻产量的影响

水杨酸(SA)、脯氨酸(Pro)和γ-氨基丁酸(GABA)在植物生长发育以及抵御逆境胁迫中起重要作用。为了研究三者复配对盐胁迫下水稻产量是否具有协同增效作用,本文采用三元二次通用旋转组合设计,建立了SA、Pro和GABA复配剂与盐胁迫下水稻产量之间的数学模型,通过频数分析获得SA、Pro与GABA复配优化组合方案。结果表明,二次模型拟合较好,对盐胁迫下水稻产量的影响程度为SAGABAPro,SA与GABA,Pro与GABA之间交互作用对盐胁迫下水稻产量有显著影响。模拟寻优获得提高盐胁迫下水稻产量10%以上的最佳复配组合为SA 0.44~0.51mmol L–1、Pro 27.63~31.20 mmol L–1、GABA 3.55~4.28 mmol L–1。外源SA、Pro与GABA单剂和复配剂对盐敏感品种牡丹江30的调控作用大于耐盐品种龙稻5号。SA或Pro与GABA复配对盐胁迫下水稻产量的影响具有协同作用,而SA与Pro复配效果与品种耐盐性差异有关。SA、Pro和GABA三者复配效果优于两两复配,任意单剂与其他2种外源物质复配对水稻产量的影响均存在协同作用。     

不同类型水稻品种间根系性状的差异

在群体水培条件下, 选用包括常规籼稻、常规粳稻、广亲和品种、三系杂交籼稻、杂交粳稻、两系法杂交稻在内的92个水稻品种(组合), 研究不同类型水稻品种间每株不定根数、每株根干重、每株不定根总长度、每条不定根长、最长根长、每条不定根粗、每条不定根重、单位长度不定根重、单位干重根系活性、每株根系活性、根系吸收总面     

生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响

为明确生物炭对水稻根系与产量的效应,探明生物炭在水稻生产上应用的潜力与价值。采用盆栽试验研究了生物炭对超级粳稻不同生育期根系生长、形态特征及生理特性的影响。结果表明,土壤中施入生物炭能增加水稻生育前期根系的主根长、根体积和根鲜重,提高水稻根系总吸收面积和活跃吸收面积。在水稻生育后期,生物炭在一定程度上延缓根系衰老。根系伤流速率、根系活力和可溶性蛋白在整个生育期内均高于对照,同时维持了较为适宜的根冠比,根系生理功能增强;生物炭处理的水稻产量增加,表现为每穴穗数、每穗粒数、结实率提高,比对照平均增产25.28%。以每千克干土加20 g生物炭处理的产量最高,比对照提高了33.21%。生物炭处理对水稻根系形态特征的优化与生理功能的增强具有一定的促进作用。     

水稻产量对氮肥响应的品种间差异及其与根系形态生理的关系

以籼稻天优华占、两优培九和粳稻陵香优18、宁粳1号为材料,研究了水稻产量对氮肥的响应。结果表明,水稻产量对施氮量的反应存在明显的品种间差异。上述4个水稻品种在获得最高产量(10.1~10.3 t hm^-2)时,天优华占和陵香优18所需施氮量为242.5~255.5 kg hm^-2,明显低于两优培九和宁粳1号的327.3~328.0 kg hm^-2。天优华占和陵香优18的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均明显高于两优培九和宁粳1号,表明天优华占和陵香优18产量对氮肥的反应较两优培九和宁粳1号敏感。在高产(10.5~10.9 t hm^-2)条件下,天优华占和陵香优18主要生育期根系的重量、长度和总吸收表面积低于两优培九和宁粳1号,而根系活跃吸收表面积及其占总吸收表面积的比例、根系伤流量以及根系活力则显著高于两优培九和宁粳1号。上述结果表明,通过栽培措施调控或选用根系活跃吸收表面积、根系伤流量和根系活力高的水稻品种将更有利于降低水稻施氮量和提高产量及氮肥利用效率。     

土壤水分胁迫对水稻产量和品质的影响

以农大3号为试材,盆栽,控水,研究了不同生育阶段土壤水分（水势）胁迫（≤－75 kPa）对水稻产量和品质的影响。结果表明,孕穗中期土壤水分胁迫导致功能叶变短,穗粒数减少,生物产量与经济产量降低,糙米率、米粒长宽比、食味下降。分蘖期干旱胁迫使单穴有效穗数降低,生物产量与经济产量下降。出穗后干旱胁迫导致叶片萎蔫变黄,叶面积指数下降。乳熟期和灌浆期干旱胁迫,饱满粒率、饱满千粒重降低,整精米率下降。灌浆期干旱还导致垩白率、垩白度明显增高。蜡熟期干旱使叶绿素含量减少,胶稠度、蛋白质含量降低。     

混合盐胁迫对马蔺幼苗根系构型及生长量的影响

为探讨不同种类盐胁迫对马蔺幼苗生长状况的影响,采用室内培养的方法,研究总质量浓度为0.3%的NaCl、NaHCO₃单盐溶液及其不同配比的混合盐溶液胁迫对马蔺(Iris lactea var. chinensis)幼苗生长量、地上部干鲜重比值、地下部干鲜重比值以及根系构型的影响。结果表明,随着胁迫时间的延长,0.3%NaCl溶液对叶数和株高增长量的影响最小,其次为3种混合盐溶液,各处理在第14天时株高增幅达到最大。经0.3%NaHCO₃处理后的幼苗地上部干鲜重的比值为空白对照的2.17倍,地下部干鲜重则为空白对照的56.61%,随着混合溶液中NaHCO₃浓度的上升,地上部干鲜重比值表现出上升的趋势,地下部干鲜重比值则表现出下降的趋势。经35天处理后,0.3%NaHCO₃胁迫的马蔺幼苗根系总长、根系表面积较对照均显著下降,降幅分别为39.73%、26.08%,而各处理间的根系体积却无显著差异。研究结果显示,0.3%NaHCO₃溶液对马蔺幼苗的胁迫作用最强,2种单盐对根系的胁迫作用强于混合盐胁迫,而0.3%NaCl溶液对生长量的胁迫作用最弱。     

盐逆境对耐盐水稻穗部性状及产量构成因素的影响

探明不同盐逆境水平对耐盐水稻穗部性状及产量构成因素的影响,旨在为沿海滩涂水稻种植和耐盐水稻高产育种提供科学依据.以'扬农稻1号'(V1)、'南粳5055'(V2)和'通海粳18-2'(V3)为试材,利用盐池设施设置O g/kg(S0)、1.5 g/kg(S1)、3 g/kg(S2)3个不同盐分水平,采用裂区试验,测定分...