淹涝胁迫对杂交中稻生长特性及产量形成的影响

以近年审定的20个杂交中稻品种为材料,研究了分蘖期和抽穗期淹涝胁迫对杂交中稻的某些生理指标、生长发育、产量及干物质生产的影响。结果表明:(1)淹没胁迫对杂交中稻的生育期有显著影响。分蘖期受淹没胁迫,头季稻和再生稻的抽穗期分别平均延长了3.25 d和3.95 d,成熟期分别平均延长了1.85 d和2.75 d;而抽穗期受淹没胁迫,成熟期会提前,平均提前1.60 d,且品种间差异较大。(2)淹没胁迫对杂交中稻的产量有显著影响。与对照相比,分蘖期受淹没胁迫,分蘖期叶干重、有效穗数、每穗粒数降低,使其平均减产59.0%;齐穗期受淹没胁迫,每穗粒数和结实率显著降低,使其平均减产57.6%。(3)分蘖期受淹没48 h后,不宜割苗蓄留再生稻,应以加强田间管理保留头季稻为主,耐淹性较强的品种有川谷优6684、冈优169和乐优198;抽穗期受淹没48 h后,则以割苗蓄留再生稻较佳,其中冈优169、内5优317、蓉优22和川谷优6684的产量较高。(4)分蘖期和抽穗期耐淹组合间没有相关性,生产上应分别在各时期筛选相应耐淹能力较强的品种。     

不同淹涝胁迫强度对杂交稻和常规稻农艺性状和生化特性的影响

在分蘖期对目前湖南省普遍栽培的16个杂交稻和常规稻品种进行不同淹涝强度处理,测定了淹涝胁迫处理对杂交稻和常规稻的农艺性状、相对电导率、丙二醛和脯氨酸含量的影响。结果表明： 1）叶片相对受害率的高低表明杂交稻的耐淹涝能力明显强于常规稻。2）随着淹涝天数的增加,杂交稻和常规稻的株高都呈现出低 高 低变化规律,杂交稻出现最高株高的天数在处理4 d后,常规稻在处理2 d后。 3）随着淹涝天数的增加,杂交稻和常规稻的始穗期推迟的天数都增加,杂交稻始穗期推迟的天数幅度小于常规稻。 4）随着淹涝天数的增加,有效穗、实粒数、千粒重、单株产量都降低,杂交稻下降的幅度小于常规稻。 5）随着淹涝天数的增加,杂交稻相对电导率上升的幅度小于常规稻;在杂交稻中,丙二醛含量逐步上升,常规稻表现为先升高后急剧降低的变化趋势;杂交稻脯氨酸含量上升的趋势大于常规稻。 杂交稻耐淹涝胁迫的能力强于常规稻。     

淹涝胁迫对水稻生长发育危害与耐淹性机理研究的进展

评述了淹涝胁迫对水稻生长发育的影响、水稻耐涝的生理机制、淹涝胁迫的基因型差异和耐淹性遗传与减灾措施等方面的一些研究进展,并简要提出了今后的研究方向。     

磷胁迫下氮形态对苗期玉米氮素吸收与分配的影响

采用营养液培养的方法,比较Ca_3(PO_4)_2模拟磷胁迫条件时3种氮处理(NO_3~--N、NH_4~+-N、NO_3~--N+NH_4~+-N)对玉米氮素吸收与分配的影响。结果表明,与KH_2PO_4处理相比,磷胁迫处理时,硝态氮、铵态氮及铵硝混合营养处理的玉米整株生物量分别降低38.1%、17.4%和20.8%;与此同时,铵态氮处理的玉米植株全氮、氮素累积量、有机氮及硝态氮含量显著升高,而硝态氮处理时全氮、氮素累积量、有机氮显著降低,硝态氮含量无明显变化;此外,与硝态氮及铵硝混合处理相比,铵态氮处理的玉米叶中可溶性蛋白含量下降幅度最大,而游离氨基酸、脯氨酸含量下降幅度最小。因此,本试验中,铵态氮处理的玉米更耐磷胁迫,表现为增加了氮的吸收和积累以及增强可溶性蛋白降解为氨基酸的过程。     

杂交水稻苗期耐淹涝特性及其与亲本的关系

经对生产上主栽的野败型三系杂交组合及其亲本苗期耐淹涝能力的比较研究，杂交稻的耐淹涝能力的平均优势明显，且以显性效应为主。恢复系效应大于不育系；杂交稻淹涝后生存率与恢复系呈极显著正相关，与不育系呈显著正相关。杂交稻的耐淹涝表现以偏父型和中间型为主（80％以上），偏母型比例低。恢复系、不育系耐淹涝能力强的，配出的杂交稻耐淹涝能力更强。     

不同淹涝胁迫强度对杂交中稻头季稻及再生稻生长的影响

以杂交中稻冈优725为试验材料,通过人工模拟"洪涝",研究了在水稻孕穗期、抽穗期、乳熟期不同淹涝胁迫强度处理对其生育期、叶绿素含量(SPAD值)以及产量构成的影响。结果表明,孕穗期和乳熟期淹没会明显推迟水稻的成熟期3~9 d,抽穗期淹没对成熟期影响较小,但在孕穗期和乳熟期淹没都有将再生稻成熟期提前的趋势;淹没不会引起叶片SPAD值的降低;在植株被全淹情况下,只要气温高于15℃,被淹没的水稻就不会因水温而影响其生长;不同淹水时期对杂交中稻头季稻产量影响程度表现为抽穗期﹥孕穗期﹥乳熟期,淹顶﹥淹没2/3;淹水时间越长,产量损失越大,总体上看,淹没36 h以上产量明显下降;单就对再生稻的影响而言,不同淹水时期对其产量影响程度表现为乳熟期﹥抽穗期﹥孕穗期,全淹没与淹没2/3处理间差异较小,不同淹水时间对再生稻产量的影响差异也不大。     

低氮胁迫对不同氮效率玉米品种苗期叶片碳氮代谢的影响

研究低氮胁迫对不同氮效率玉米品种幼苗生长及叶片碳氮代谢的影响,分析比较不同氮效率玉米品种对低氮胁迫响应的差异。采用水培方法,以氮高效品种郑单958、正红311和氮低效品种川单428、先玉508为试验材料,在低氮胁迫(0.04 mmol/L)、正常氮(4 mmol/L)和低氮恢复处理3个氮水平下,分别测定苗期干物质积累量、叶片碳氮代谢产物含量及碳氮代谢相关酶活性,比较不同氮效率品种间的差异。结果表明,低氮胁迫显著降低玉米叶片和整株干物质重量、叶片氮代谢指标(硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、可溶性蛋白和游离氨基酸含量),提高根系干重、根冠比、叶片碳代谢指标(蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性、可溶性总糖和淀粉含量)。不同品种间各指标的变化幅度随着时间的延长表现出不同规律,氮高效品种在氮素胁迫下对碳氮代谢的平衡能力更强,受低氮环境影响较小,植株的恢复能力较强,对胁迫环境具有更强的耐性和适应性。     

氮胁迫和非胁迫对春玉米产量和品质的影响

以农大108、四单19、龙单26、丰禾10和东农250为材料,在施氮(N⁺)和不施氮(N0)两种条件下对参试品种的干物质、产量和品质性状变化进行了分析。结果表明:与氮胁迫相比,施氮能明显提高玉米干物质生产量、子粒产量、子粒粗蛋白含量和淀粉含量,但品种间存在明显的差异。农大108和四单19干物质积累能力强,但农大108没有表现出产量优势。     

玉米自交系铁7922苗期耐低氮胁迫原因探讨

以低氮胁迫(NO3--N0.2mmol/L)与正常供氮(NO3--N2mmol/L)条件下的生物量比值作为耐低氮能力指标,从12份玉米自交系中筛选出在低氮胁迫条件下苗期能够正常生长的自交系铁7922。通过不同玉米自交系对低氮胁迫反应差异的比较研究,从根系与氮利用效率对低氮环境的响应以及硝酸盐吸收动力学等3个方面对铁7922耐低氮原因进行了探讨。结果表明,铁7922对低氮环境的适应是多因素共同作用的结果,表现在氮胁迫浓度下根干重的增加、氮利用效率的显著提高以及较小的Km和低的Cmin。单纯的根干重的增加(掖515)或氮利用效率的提高(H21)或较小的Km(4F1、豫8701)并不能保证在低氮环境的正常生长。     

涝渍胁迫下玉米苗期不同叶龄叶片光合特性

以玉米品种浚单20为试验材料,采用盆栽方法,在4叶期开始水分处理,设CK(土壤相对湿度70%～80%)、持续淹水3、5、7 d和渍水5、10、15 d共7个处理,比较涝渍条件下不同叶龄叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、细胞间CO_2浓度及SPAD值的变化。结果表明,苗期淹水和渍水均显著降低玉米叶片的SPAD值,淹水影响程度大于渍水,淹水7 d和渍水7 d时叶片的SPAD值分别比对照降低37.9%和3.3%。不同叶龄叶片的光合特性对涝渍响应存在差异,叶龄大的叶片抗涝渍能力相对较强。涝渍≤7 d时新出生的第5叶和第6叶的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度显著下降;涝渍胁迫7 d时,渍水和淹水的净光合速率分别比CK降低18.5%和15.4%;渍水15 d时,第9叶的净光合速率比CK偏高6.1%,表明玉米对涝渍的适应性逐渐增加。     

氮肥形态对不同持绿性玉米品种产量及叶片光合氮素的影响

以成单30(CD30)和正红505(ZH505)为试验材料,研究在无氮(N1)和纯氮225kg/hm²的NH4Cl(N2)、KNO₃(N3)、尿素(N4)、猪粪(N5)等5种处理下的产量、氮效率以及花后叶片氮素的变化。结果表明,氮肥显著影响玉米产量,其变化为N4>N3>N2>N5>N1。品种间产量和吸氮量没有显著差异,ZH505的氮素收获指数显著高于CD30,CD30的保绿度显著高于ZH505。氮肥形态和品种显著影响Chla和Chlb的变化,其中N4处理下含量最高,CD30显著高于ZH505。叶片氮浓度在花后20d达到最高值,两个品种在花后40d的Chla和Chlb平均含量较花后20d分别降低19.11%、13.63%和42.98%、36.31%。氮肥形态显著影响Rubisco和PEPC的变化,其中N5处理显著高于N4处理。因此根据玉米品种持绿特性,通过尿素和有机肥配合施用,提高叶片光合氮素利用效率是实现玉米高产氮高效的途径。     

低磷胁迫下氮素形态对玉米苗期生物学性状、花青苷含量及糖含量的影响

为了探讨低磷胁迫下氮素形态对玉米糖代谢以及花青苷含量的影响,以Ca3(PO4)2模拟低磷胁迫环境,采用水培方式,研究3种形态氮素营养(NO3--N、NO3--N与NH4+-N混合营养和NH4+-N)对玉米植株生物量、花青苷含量及糖代谢等的影响.结果表明:当营养液中以Ca3 (PO4)2形式供应磷素时,与KH2PO4形式供应磷素相比,3种氮素处理的玉米整株生物量依次降低20.6％、15.4％和12.9％;在磷胁迫状态下,玉米茎秆的花青苷含量显著升高,同时受到氮素形态的影响,3种氮形态处理下茎秆的花青苷含量高低顺序依次为:铵态氮＞铵硝混合营养＞硝态氮;磷胁迫还引起玉米植株中糖分累积,与KH2PO4处理相比,3种氮形态处理的玉米植株根、茎、叶的可溶性糖含量均明显升高,且在根和茎中差异达显著性水平;在低磷胁迫时,铵态氮处理的玉米根、茎、叶中可溶性糖含量分别是硝态氮处理的1.12倍、1.22倍、1.18倍,相应的还原性糖的数值依次为1.03倍、1.37倍、1.24倍.可见,铵态氮处理的玉米生长受抑制程度最小,表现为铵态氮处理提高了植物各部分糖的含量,促进了花青苷合成,以此缓解低磷胁迫引起的代谢失调.     

水氮胁迫对玉米产量和氮素吸收和运移的影响

2011~2012年在吉林公主岭试验区可移动防雨棚内进行两年微区试验,探讨水氮胁迫对玉米产量及氮素的吸收和分配的影响。结果表明,全生育期灌水300 mm情况下,玉米产量随施氮量的增加而增加;水分胁迫(灌水100 mm)情况下,玉米产量随施氮量的增加而减少。植株氮积累总量成熟期最高,氮素在营养器官中的比例最高时期是拔节期,生殖器官含氮比例最高在吐丝期,子粒的含氮百分比最高时期是吐丝后15 d。水氮胁迫条件下,氮素转运率、贡献率均下降,仅氮胁迫转运率和贡献率增加。相同灌水量情况下,子粒吸收氮素量与施氮量显著正相关;水分胁迫条件下,表观土壤水分利用效率随施氮量的增加而下降,正常供水则相反;水分胁迫下的土壤水分利用效率极显著高于正常供水。     

铅胁迫对玉米光合特性及产量的影响

试验选用玉米为试材,在盆栽条件下设置不同铅处理浓度,通过测定不同生育时期玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Cs)、胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素含量(Chl)和产量等指标,探讨了不同浓度铅胁迫对玉米光合生理特性及产量的影响。结果表明：①不同浓度的铅胁迫处理,除低浓度铅处理的各项指标基本好于对照外,其余处理均不同程度地使叶片Tr下降,Pn、Cs和Chl含量降低,Ci上升;②铅胁迫影响了玉米子粒产量形成。穗粒数的减少是玉米产量下降的主要限制因子。进一步分析成熟后的果穗性状,发现铅胁迫主要是通过秃尖和穗长变化影响穗粒数和穗粒重,最终影响子粒产量。     

高温胁迫对玉米关键生育期生理特性和产量的影响研究进展

以气候变暖及极端气候为主要特征的全球气候变化,会对农业生产产生重大影响,甚至威胁全球粮食安全。随着技术进步和社会对粮食需求的改变,玉米已成为中国第一大粮食作物。高温胁迫对玉米生理生化特征及生长发育产生不利影响,导致玉米产量和品质降低。本文对高温胁迫对与产量相关的玉米器官的生理生化影响和不同生育期高温胁迫对玉米生长及产量的影响进行综述。高温胁迫对玉米细胞膜及抗氧化系统、叶片光合作用及相关酶活性、雄穗分支分化及花粉活力、雌穗吐丝及花丝活力、子粒内淀粉合成相关酶活性均有负面影响;不同生育期高温胁迫对产量及产量构成有不同程度影响,玉米生育期对高温胁迫的敏感程度由高到低分别为开花期灌浆期穗期苗期。同一生育期高温胁迫在不同玉米品种间亦有较大差异。     

氮肥施用量对超高产玉米光合性能及产量的影响

在田间栽培条件下,研究不同施氮量对玉米植株光合性能及产量的影响。结果表明,增施氮肥能够增加玉米叶片的叶绿素含量、叶面积指数,提高光合速率、蒸腾速率和气孔导度。施用过量的氮肥会造成植株贪青徒长,使生育后期的光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降,影响产量。施氮量300 kg/hm2为试验区最适施氮量。     

不同深松方式与氮肥运筹对玉米生长发育及光合特性的影响

选用郑单958为材料,研究不同深松方式和氮肥运筹对玉米生长发育及光合特性的影响.结果表明,深松后玉米生育后期维持较高叶面积指数(LAI)时间较长,延缓了叶片衰老,促进了干物质积累,不同深松处理间差异不明显;增加氮肥施用次数LAI下降减缓,干物质积累量的峰值减小;隔行深松与行行深松均提高玉米叶片的最大净光合速率,较不深松分别提高9.93％和2.12％.在施氮次数处理中,1/3氮肥于苗期作种肥、2/3于拔节期作追肥施入处理净光合速率最大;深松处理间产量差异不显著,增加氮肥施用次数增产效果十分显著;深松方式与等量氮肥施用次数间存在显著交互效应,隔行深松且施氮以种肥、拔节肥、灌浆肥各占总量1/3的处理产量最高,分别较不深松且氮肥作种肥一次施用和作种肥与拔节肥两次施用增产43.91％、17.37％.     

玉米苗期氮素吸收利用效率差异及聚类分析

采用循环营养液培养法,研究安徽省23个玉米主推品种苗期吸收与积累氮素的差异.结果表明,在常氮(5 mmol/L)和高氮(45 mmol/L)水平下,玉米茎叶干重、总干重、叶面积、茎叶氮累积量和整株氮累积量的变异系数分别在0.34～0.58和0.35～0.51;其中,常氮和高氮条件下茎叶干重、总干重、叶面积、茎叶氮累积量和整株氮累积量呈极显著正相关(P<0.01),其相关系数分别在0.529～0.998和0.821～0.995.以玉米茎叶干重、总干重、叶面积、茎叶氮累积量和整株氮累积量为玉米苗期氮高效评价指标,玉米苗期氮效率综合值在常氮和高氮水平下分别在0.199～1.113和0.216～1.128,其中,浚单20在常氮和高氮条件下的氮效率综合值均大于0.90,且聚类分析中均在第一类群,为氮高效品种.     

氮高效玉米杂交种的筛选及氮效率相关特性分析

选用生产中常用的8个玉米杂交种作为材料,在高氮和低氮条件下进行氮高效杂交种的筛选和氮高效指标研究。主成分分析结果表明,郑单958、金山27、郑单17为氮高效品种。通径分析表明,吸收效率对氮效率的贡献均大于利用效率,不论是否施氮,植株氮积累均以花前为主,但花后差异显著,花前氮积累对氮效率的贡献较大。不论施氮与否,完熟期全株干重、吐丝期穗三叶含氮量、花前氮积累量、穗位叶光合速率均是重要的筛选指标,不施氮肥时子粒含氮量也是重要的筛选指标。