氮素穗肥运筹对两个杂交中籼稻叶片形态、光合生产及产量的影响

【目的】为探究氮素穗肥不同促花肥和保花肥比例对水稻光合生产和产量的影响,并为水稻氮素穗肥管理提供依据,【方法】以株型和产量均存在较大差异的2个杂交中稻品种(德香4103和宜香3724)为材料,在常规施氮量(180 kg/hm2)下,研究了占总氮40%的穗肥不同促花肥和保花肥运筹比例(1∶3,2∶2,3∶1,4∶0)对水稻叶片生长、形态、光合生产及产量的影响。【结果】2个水稻品种均在低促花肥、高保花肥时(1∶3)表现出叶片直立、受光形态好,净光合速率高和群体干物质积累量大的特点,并最终获得较高产量;而在高促花肥、低保花肥下,2个水稻品种的剑叶、倒2叶叶面积和叶角增大,披垂度增加,群体质量变差,结实率和粒重下降,产量降低。德香4103因其颖花量较大,上3叶叶面积和总叶面积相对适宜,粒叶比高,且在不同穗肥运筹下叶面积和叶角变幅较小,因而受光姿态和群体质量更优,干物质积累量更大,产量更高。【结论】水稻氮素穗肥运筹应塑造良好叶片形态和群体质量,并增加花后物质积累量才能有助于产量提高;并对水稻株叶型选育进行了探讨。     

脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤氮素转化的影响

【目的】本研究旨在阐明脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)和硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)对稻田土壤氮素转化的影响,探讨抑制剂提高稻谷产量以及氮肥利用率的机理。【方法】本试验设在我国南方红壤稻田,共5个处理:1)不施氮肥(CK);2)尿素(U);3)尿素+脲酶抑制剂(U+UI);4)尿素+硝化抑制剂(U+NI);5)尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+UI+NI);脲酶抑制剂采用N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT),硝化抑制剂采用3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)。在水稻分蘖期和孕穗期测定土壤脲酶活性、硝酸还原酶活性、土壤铵态氮含量、硝态氮含量以及微生物碳、氮的含量,分析NBPT与DMPP对水稻两个主要生育期土壤氮素供应的影响,比较各处理的产量以及氮肥利用率,通过逐步回归分析研究以上各指标对产量的影响,探明脲酶抑制剂NBPT与硝化抑制剂DMPP在稻田的增效机理。【结果】1)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施均显著提高稻谷产量与地上部氮素回收率,两个处理分别增产6.56%与8.24%,氮素回收率提高幅度为19.4%与23.7%。2)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施,显著降低水稻分蘖期的土壤脲酶活性和铵态氮含量,显著提高孕穗期的铵态氮含量,而对此时期的脲酶活性无显著影响,所有处理对两个时期的硝态氮含量、硝酸还原酶活性、微生物量碳、氮含量均无显著影响;因此,NBPT对于抑制脲酶活性以及提高铵态氮含量的作用主要在孕穗期之前,而单施DMPP没有显著效应。3)从各项土壤指标与水稻产量相关性的逐步回归分析结果来看,水稻分蘖期与孕穗期稻田土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无显著影响。【结论】脲酶抑制剂NBPT以及NBPT与硝化抑制剂DMPP配施显著提高孕穗期土壤中的铵态氮含量,显著提高稻谷产量以及地上部氮素回收率,证明了生产上氮肥后移的重要意义。     

控制水稻金黄色颖壳与节间基因OsCAD2的图位克隆

【目的】水稻色素不仅对其自身生长发育有重要生理作用,而且在水稻育种、农副产品改良等方面运用比较广泛。对水稻色素相关基因进行表型分析和基因定位,为进一步研究色素代谢途径及调控机理奠定基础。【方法】利用EMS诱变粳稻长粒粳(CLJ),在突变体库内筛选到一个金黄色颖壳与节间突变体gh881;在成熟期,测定野生型与gh881的主要农艺性状;将gh881与野生型及中恢8015杂交,观察BC1F1及F1植株表型,并对BC1F2及F2表型分离进行卡方检验,对gh881进行遗传分析;利用F2群体和图位克隆的方法对gh881突变基因进行定位;采用q PCR检测颖壳颜色相关基因在gh881与野生型不同发育时期的幼穗、节间以及剑叶叶鞘的相对表达量。【结果】与野生型相比,突变体的颖壳与节间均呈金黄色;除单株有效穗数外,gh881突变体的株高、每穗总粒数及实粒数、结实率和千粒重等性状均极显著降低。遗传分析和基因定位结果表明,gh881的突变表型受1对隐性核基因控制,位于第2染色体短臂,并最终将该基因精细定位于标记FH-13和RH-25之间,物理距离约33.2 kb,该区域中包含4个开放阅读框(ORFs)。【结论】序列分析结果表明,发现其中一个编码肉桂醇脱氢酶(CAD)的基因OsC AD2(Os02g0187800)的3 563 bp处发生了1个单碱基突变(G转换为A),导致该基因编码区的第297位氨基酸由甘氨酸突变为天冬氨酸,由此认为该突变体为OsC AD2基因单碱基突变的新等位基因。q RT-PCR结果表明,突变体的节间中OsCAD2相对表达量极显著下调,而在剑叶叶鞘及穗部则基本都是极显著增加,其他相关基因也发生显著变化,证实OsCAD2是木质素代谢中的重要基因,且可能与其他相关基因存在反馈调节。     

原位胚拯救技术获得花生属区组间杂种的研究

花生野生种尤其是不亲和野生种,具有高产、抗逆等优异基因,但长期以来得不到有效利用。为选育高油酸抗逆花生新品种,以高油酸品种花育963为母本、不亲和野生花生作父本杂交,采用原位胚拯救技术直接收获花生不亲和种间杂种F_1。利用MITE转座子分子标记对杂种进行真实性鉴定。结果表明萁中有35粒样品同时具有双亲条带,为真杂种,真杂种率为44.3%。近红外分析表明,真杂种油酸含量显著低于高油酸花生,为杂种真实性提供了旁证。     

施磷水平对不同基因型花生种子发芽期耐寒能力的影响

以3种基因型(耐寒型、中间型和敏感型)共10份花生种子为材料,于6个浓度梯度的过磷酸钙溶液(0浓度为对照)浸泡进行发芽试验,以露白率,发芽率及相对发芽率为指标,研究了在常温(25℃)浸种与低温(2℃)浸种下不同基因型花生种质发芽能力。结果表明:在种子吸胀萌发期,25℃/72h平均露白率由高到低为P2P3P4P1P5P0;2℃/72h平均露白率由高到低P4P2P5P3P1P0,无论常温浸种还是低温浸种,72h露白率都高于对照水平。3种基因型的10份花生种质25℃/120h发芽率明显高于2℃/120h发芽率,经低温处理后,耐寒型种质(S8,B1,Y4)和中间型种质(E4,Q2)发芽率高于中间型种质(H56)和敏感型种质(H33,J11,J19,J4),且敏感型种质随磷浓度的增高种子的发芽率随之增高。通过露白率与发芽率的相关性分析发现,针对不同基因型可以增施不同浓度的磷肥来提高花生种子发芽期的耐寒能力,耐寒型种质以P3最明显,中间型种质以P2最明显,敏感型种质以P5最明显。     

控释肥对花生氮代谢相关酶活性的影响

大田条件下,以花育22号和花育20号为试验材料,设控释肥(T1)、控释肥减施(T2)、普通肥料(T3)和不施肥(T4)处理,研究了控释肥对花生氮代谢相关酶活性的影响。结果表明,与不施肥处理相比,施肥处理花生结荚期和成熟期根系和叶片的可溶性蛋白含量、NRase、GDH、GS、GPT等活性显著增加。各施肥处理间比较,与普通肥料相比,控释肥可有效提高花生结荚期和成熟期根、叶可溶性蛋白质含量,增加氮代谢相关酶NRase、GDH、GS、GPT等活性;控释肥减施处理花生根叶可溶性蛋白含量和相关酶活性花生生育前期低于控释肥处理和普通肥料处理,但成熟期和普通肥料处理差异不显著。总之,控释肥比普通无机肥更有利于花生生育后期氮素同化和蛋白质的合成,延缓根系和叶片衰老。     

中美德系玉米品种的耐密性对深松耕作措施的响应分析

采取耕作方式×种植密度×品种三因素裂区试验,深松40 cm和旋耕15 cm耕作条件,在9.0万株/hm~2和10.5万株/hm~2种植密度下,对中系郑单958和登海618、美系先玉335和华美1号、德系KX3564和KWS2564不同血缘玉米品种的地上部形态、生理及产量构成指标进行对比分析。结果表明,深松可降低增密后玉米净光合速率、LAI、SPAD值和单株生产能力的下降幅度,缓解株型的变化,提高玉米的耐密性。我国玉米品种的耐密性对深松耕作响应与美系和德系玉米品种存在差异,深松耕作与旋耕相比,华美1号、KX3564、KWS2564、先玉335增加种植密度后,其穗位叶叶倾角、净光合速率、LAI、SPAD值下降缓慢,产量、耐密系数显著提高,其耐密适应性对深松耕作的响应度高于郑单958、登海618。     

高种植密度条件下玉米杂交种耐密性鉴选指标及评价方法

采用种植密度8.25万株/hm~2和10.5万/hm~2两个种植密度,以28个玉米杂交种为材料,测定植株形态、物质积累、光合特性、穗部性状及单株产量等相关指标,探讨准确有效鉴定玉米杂交种的耐密性指标及方法。利用相对值变异系数较大的指标作为杂交种耐密性强弱的鉴选和评价指标,再利用以指标归一化的变异系数作为权重的模糊隶属函数综合评价方法对28个玉米杂交种的耐密性进行评价。结果表明,以各指标相对值的变异系数(CV≥15%)为标准,筛选出相对茎粗、相对SPAD值、相对Pn、相对干物质量、相对秃尖长、相对行粒数和相对单株产量7个主要指标作为耐密性的评价指标。以7个主要指标归一化变异系数为权重对28个杂交种的耐密性进行模糊隶属函数综合评价,筛选出耐密性较强的杂交种为利民33、登海618、瑞普908、华美1号、KWS2564等,耐密性较弱的杂交种四单19、科河8号、丰田6号、陇单339等。利用主成分分析法进一步验证,得出耐密性强和耐密性弱的前5个品种的重合度均为90%。     

氮肥不同用量对北方粳稻群体质量及品质的影响

氮是植物体内氨基酸、蛋白质、核酸、辅酶以及光合色素分子等的组成成分,因此,氮的营养状况与许多生理过程密切相关。针对水稻氮肥用量过高这一突出问题,本试验研究了氮肥施用总量对北方粳稻产量及其构成因素、叶面积指数、干物质积累、群体库容量以及品质特征等方面的影响,进一步明确不同氮肥施用量条件下北方粳稻产量和品质形成的调控机制。结果表明,施氮量的增加对叶面积指数、光合势及群体生长率有促进作用,随着施氮量的增加,水稻最高茎数、最高分蘖数、分蘖穗数和分蘖穗比例有逐渐增加的趋势;增加施氮量会导致整精米率、蛋白质含量上升,精米白度、食味值、峰值粘度、最低粘度、崩解值、最终粘度值降低,但不同施氮量对直链淀粉含量影响不大。     

盐胁迫对野生稻种子萌发及幼苗生长的影响

以3个野生稻品种(系)和常规稻品种吉粳301(CK)为试验材料,研究了不同NaCl浓度对野生稻种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,盐胁迫对野生稻和常规粳稻种子萌发及幼苗生长的影响不同,NaCl浓度≤0.3%时,盐胁迫对3个野生稻种子发芽及幼苗生长没有影响,但促进吉粳301种子发芽及幼苗生长;NaCl浓度≥0.5%时,随着NaCl浓度的增大,3个野生稻种子发芽率逐渐降低,幼苗的根长、苗长、根冠比逐渐变小;NaCl浓度与3个野生稻种子发芽率有一定的负相关性;NaCl对野生稻幼苗根的抑制作用强于对苗的作用;不同野生稻品种对NaCl溶液的耐受能力不同,从大到小依次为MY-3、延引红、HY-1。