玉米花粉扩散频率及距离研究

利用紫色玉米紫糯18作为花粉供体,常规玉米吉单35作为花粉受体,通过模拟玉米花粉扩散实验,研究玉米外源基因向周围环境遗传漂流的频率和距离。结果表明,玉米花粉的扩散频率和距离与供、受体花粉的数量、花粉活力持续的时间及玉米散粉时的气象条件有直接关系。不同玉米品种花粉产量不同,紫糯18的单株花粉平均产量干重为3.251 5 g,吉单35为2.207 3 g。花粉的存活时间与空气湿度和温度有关,湿度高,气温低,花粉易存活。当基因的漂流阈值为1%时,供体与受体隔离距离应在45 m;当基因漂流阈值为0.1%时,隔离距离应为300 m。鉴于转基因玉米的特殊性,建议将0.1%作为转基因玉米基因漂流的管理阈值。     

超高产杂交稻两优培九齐穗期株型的区域差异及对冠层结构的影响

 以超高产杂交稻两优培九为材料,于2006年和2007年在江苏扬州、福建尤溪、湖北武汉、云南涛源、四川江油、广东广州、海南海口、广西南宁共8个生态试验点进行齐穗期株型观测,分析了各个生态点株型特征,并根据相应气象资料建立了两优培九齐穗期株型的环境模型。依据1951-2005年的气候资料模拟,比较了华南双季稻区、长江中下游稻区、四川盆地稻区和云南河谷单季籼稻区齐穗期两优培九株型的特征与差异,分析了4个稻区叶片形态差异对植冠层结构的影响。提出植冠层有效厚度和叶面积密度可以作为水稻“株型产量”载体的2个群体结构指标。     

低温敏感不育水稻培矮64S育性转换的植株温度指标

【目的】在两系法杂交稻制种中，对温敏型不育系育性转换的预测一般根据气象站发布的气温报告（150cm百叶箱温度）进行。本文以低温敏不育系培矮64S为研究材料，提出以直接测量植株育性敏感部位的温度或其周围气温来监测不育系的育性转换的方法，比大气温度预测法更直接和准确。【方法】用不同类型温度及持续时间模拟低温敏不育系培矮64S的育性量化模型。【结果】以20 cm高度处连续3 d平均植株茎温或气温表示育性转换温度指标效果最好。以20 cm连续3 d平均茎温作为指标时，培矮64S的育性转换上限温度为22.8℃，最适可育温度为22.5℃，育性转换下限温度为21.7℃。以20 cm连续3 d平均气温为指标时，培矮64S的育性转换上限温度为23.2℃，最适可育温度为21.8℃，育性转换下限温度为21.5℃。【结论】可以根据本指标对制种田不育系进行育性监测并通过对制种稻田的小气候进行即时调控来保障和提高制种种子纯度，从而降低两系法杂交稻制种风险。本研究还建立了20 cm茎温和气温的统计预报模型，可以根据制种田灌溉时的进水口和出水口水温和气象台报告的百叶箱温度及云量估算20 cm茎温或气温，实现对低温危害的调节和评估。     

两系杂交稻两优培九生物学特性及主要配套技术

两优培九为两系法杂交稻,已大面积成功种植。对两优培九的主要生物学特性和配套技术进行了综述,分析探讨了其适宜的种植区域与栽培技术框架,如：趋利避害种植技术、适宜制种区域及其最佳制种期、制种的低温抵御技术等。     

利用鱼眼影像技术反演不同株型水稻的冠层结构参数

快速、可靠、精确地评估植被冠层结构参数在大气-植被相互作用的研究中起着举足轻重的作用。为探明鱼眼影像在水稻冠层结构研究中的应用前景, 本研究选择3种不同冠层结构的水稻品种作为研究对象, 利用带有鱼眼镜头的数码相机在冠层的8个不同高度分别拍摄冠层影像, 通过对影像的预处理提取冠层间隙度参数, 根据冠层内辐射环境与冠层结构之间的定量化关系, 利用Beer-Lambert定律反演水稻冠层的叶面积指数(leaf area index, LAI)和平均叶倾角(mean leaf angle, MLA)。研究结果表明, 鱼眼影像反演的LAI均方根误差(root mean square error, RMSE)为1.2~1.5, 相对误差(relative error, RE)为18.6%~22.5%, 仅比人工测定结果低估7.6%~13.1%, 优于Sunscan的测定结果。其次, 反演的MLA与人工测定结果之间有较好的一致性, 相关系数为0.9205^**, RMSE为11.7°, RE为16.1%。研究结果表明, 鱼眼影像反演水稻冠层结构是可行的方法。     

增强紫外线-B辐射冬小麦产量和光合特性的影响

为了研究紫外线-B（ultraviolet-B UV-B, 280-320nm）辐射增强20%对保护性耕作冬小麦产量及光合特性的影响,在中国南京开展了2 a的田间试验研究。试验采用常规耕作（耕深25 cm）、少耕（耕深10 cm）和免耕（土壤不耕作）3种耕作处理种植冬小麦,采用人工增加紫外辐射的方法模拟UV-B辐射增强。试验测定了冬小麦旗叶的光合速率、光合-光响应曲线、叶绿素质量分数、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性、丙二醛（malonaldehyde, MDA）质量分数和可溶性蛋白质量分数等指标。结果表明：在UV-B辐射增强20%条件下,与常规耕作相比,少耕和免耕2种保护性耕作处理可显著提高冬小麦的产量,分别比常规耕处理作高1632.12和952.15 kg/hm2。从叶片光合生理特性来看,在UV-B辐射增强20%条件下,从冬小麦籽粒灌浆中期开始,少耕和免耕处理旗叶的光合速率、表观量子效率（apparent quantum yield, AQY）、最大净光合速率（Pmax）、叶绿素质量分数、SOD活性、可溶性蛋白质的质量分数显著高于常规耕作处理,MDA质量分数显著低于常规耕作处理,2种处理冬小麦的叶片衰老显著低于常规耕作处理。在UV-B辐射增强20%条件下,少耕和免耕2种保护性耕作处理冬小麦旗叶在籽粒灌浆中期及以后保持高的光合能力和低的衰老程度,是其产量高于常规耕作处理的原因。该文可为制定UV-B辐射增强条件下的冬小麦栽培措施提供参考。     

长江下游防虫网覆盖塑料大棚内温湿度模拟

为了对防虫网覆盖塑料大棚内空气温度和相对湿度进行预测,该文根据能量平衡和质量平衡原理,建立了以塑料大棚外气象要素（太阳辐射、温度、相对湿度、风速、气压）为驱动变量,以塑料大棚结构（容积、表面积、通风窗面积、棚内地表面积）、覆盖材料（塑料薄膜透光率、防虫网目数）、小白菜（叶宽、叶面积指数）等为参数的塑料大棚内温湿度模拟模型,并根据试验观测资料对模型进行了检验。结果表明：模型能较好地预测长江下游地区防虫网覆盖塑料大棚内温度和相对湿度。模型对该地区夏季晴天、多云天和阴天覆盖防虫网塑料大棚内温度预测值与实测值的决定系数（R2）分别为0.93、0.92和0.87,回归估计标准误差（RMSE）分别为1.3、1.4和0.9℃,相对误差（RE）分别为5.8%、6.5%和4.1%;夏季晴天、多云天和阴天大棚内相对湿度预测值与实测值的R2分别为0.91、0.90和0.89,RMSE分别为4.1%、4.7%和3.2%,RE分别为4.8%、5.6%和3.8%。模型的建立也为防虫网覆盖塑料大棚结构优化和管理提供参考。     

水稻株型因子对冠层结构和光分布的影响与模拟

 以3个具有代表性株型的杂交稻为材料,并结合上位2叶伸长期施用氮肥以调节上部叶片的形态,于齐穗期、齐穗后10 d、齐穗后25 d平行测定了株型元素 分层叶面积 冠层光分布。用试验数据验证了由水稻株型因子计算分层叶面积的解析模型,并用该模型分析了3个材料株型因子对冠层结构的影响。进一步根据作物群体光分布模型,验证了分层叶面积与冠层内光分布的数值关系,并用该模型分析了3个材料株型因子对冠层内辐射分布的影响。实现了由水稻株型因子估算冠层结构和冠层内光分布的方法。     

喷施不同化学制剂对水稻叶片抗高温胁迫的效果分析

以杂交早籼稻陵两优268为研究对象,采用盆栽实验,在水稻拔节期连续3d对叶片喷施4种不同浓度的抗高温化学制剂,分别为1.5mmol·L-1和2.5mmol·L-1的次硅酸钠（Na2SiO3·9H2O溶液）,0.5mmol·L-1和1.5mmol·L-1水杨酸（SA）溶液,10.0mmol·L-1和20.0mmol·L-1的氯化钙溶液（CaCl2·5H2O）溶液和22.04mmol·L-1和36.74mmol·L-1的磷酸二氢钾（KH2PO4）溶液,以叶面喷施蒸馏水为对照（CK）。利用人工气候箱进行5d高温处理（6：00-18：00,40±0.5℃;18：00-次日6：00,30±0.5℃,日平均气温为35℃）,在高温处理72h、120h和高温处理结束后自然条件下室外恢复120h,分别测定水稻叶片叶绿素含量、SOD、POD、CAT活性、MDA和可溶性蛋白质含量,研究不同化学制剂对水稻高温胁迫的缓解作用。结果表明：高温胁迫条件下,与CK相比,喷施4种化学制剂皆可显著提高水稻叶片叶绿素含量,提高SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白质含量,减少MDA含量;其中以喷施20.0mmol·L-1CaCl2·5H2O溶液和22.04mmol·L-1KH2PO4溶液作用效果最显著,喷施KH2PO4溶液在整个高温处理过程及高温结束后恢复120h、喷施CaCl2·5H2O溶液在高温处理120h和高温结束后恢复120h水稻叶片的抗衰老能力最强。     

抽穗期灌溉缓解水稻高温热害的微气象学分析

为研究灌溉对水稻高温热害的防御效果,在南京以“两优培九”为研究对象,在抽穗期高温热害发生期间采用2种灌溉处理(T1,田间无水层覆盖;T2,田间保持10 cm水层)进行了田间试验,测定了稻田土壤和冠层温度,计算了稻田能量平衡各分量日变化。结果表明:在白天,T2处理可以降低水稻冠层的日最高气温、平均气温和稻田土壤温度,延后土温最大值出现时间1 h。灌溉主要影响了稻田的显热通量(H)和潜热通量(LE)交换,从而使冠层气温出现差异。T2处理 LE/Rn 比T1高9.71%, H/Rn 比T1低31.87%,表明水层覆盖下稻田潜热交换增加,显热交换降低,有利于田间蒸散散热,使冠层气温和土壤温度上升较T1缓慢。田间水层覆盖缓解了水稻抽穗期高温热害的危害。