水稻种质芽期抗旱性和抗旱性鉴定指标的筛选研究

以25％(w/v)PEG-6000作渗透介质,模拟干旱条件,同时设对照处理,对不同水稻品种(系)芽期的发芽率、芽鞘长、芽长、根数、胚根长、根干重、芽干重进行了测定。结果表明：相对胚根长、相对芽长、相对芽干重可作水稻芽期抗旱性鉴定指标,以各性状相对值的抗旱级别而得出的抗旱总级别来鉴定水稻品种(系)抗旱性较为准确。用此方法对76个品种(系)进行了抗旱性鉴定。效果良好。     

栽培方式与免耕对杂交稻Ⅱ优498灌浆期根系衰老和籽粒灌浆的影响

【目的】探明不同栽培方式水稻在翻免耕条件下根系衰老状况以及籽粒灌浆特性。【方法】以重穗型杂交稻Ⅱ优498为试验材料,测量根系伤流量并用原状土柱法挖根考察根干重,用Richard方程拟合宽窄行栽培、三角形强化栽培、宽行窄株栽培以及抛秧栽培在翻耕和免耕条件下的籽粒灌浆过程并进行比较研究。【结果】与翻耕稻相比,免耕稻根量较小,但灌浆前、中期根系活力要高于前者,灌浆后期根系活力急剧降低,维持根系功能的能力较差,产量较低。三角形强化栽培根系功能较其余栽培方式有显著优势,但其对免耕适应性较差,而宽窄行栽培和抛秧栽培与免耕互作可以促进二者在免耕条件下的根系活力。栽培方式与免耕对籽粒灌浆过程产生较大影响,甚至改变灌浆类型。宽窄行栽培、宽行窄株栽培以及抛秧栽培在免耕条件下为同步灌浆型,而在翻耕条件下则为异步灌浆型,三角形强化栽培灌浆类型则相反。总体而言,籽粒中期灌浆速度远大于前期和后期,虽然灌浆持续时间较短,但仍然对籽粒灌浆做出主要贡献。【结论】栽培方式和免耕对杂交稻Ⅱ优498根系衰老和籽粒灌浆过程产生较大影响,从根系角度看,宽窄行栽培和抛秧栽培更适合免耕条件,而三角形强化栽培在翻耕条件下更有利于其优势的发挥。由于四川盆地自然条件因素限制,Ⅱ优498弱势粒并未充分灌浆,尤其是免耕抛秧栽培以及翻耕三角形强化栽培。     

水分胁迫对水稻籽粒灌浆及淀粉合成有关酶活性的影响

 【目的】探索不同水稻抗旱品种在水分胁迫条件下籽粒灌浆特性及有关淀粉酶活性的变化规律。【方法】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,研究水稻茎鞘物质运转、籽粒灌浆和淀粉合成有关酶活性。【结果】水分胁迫下,抽穗期和成熟期茎鞘干物重以及抽穗后茎鞘物质输出量、输出率、转化率均下降;籽粒生长潜势、最大灌浆速率和平均灌浆速率降低,籽粒生长活跃期缩短,各品种达最大灌浆速率的时间提前;籽粒灌浆过程中可溶性淀粉合成酶（SSS）、Q酶和ADPG焦磷酸化酶3种酶活性都不同程度的被抑制。各性状抗旱性强的品种均比抗旱性弱的品种减少的幅度小。抽穗期茎鞘干物重、抽穗后茎鞘干物质输出量、输出率和转化率均与籽粒产量呈显著或极显著正相关。【结论】在水分胁迫下抗旱性强的品种具有较高的茎鞘物质输出率和转化率、籽粒灌浆速率及淀粉合成有关酶活性,是产量降低较少的生理基础。     

水分胁迫对水稻结实期活性氧产生和保护系统的影响

 【目的】探索不同抗旱品种在结实期水分胁迫条件下叶片活性氧对水稻膜脂的伤害和清除机制。【方法】选用抗旱性不同的3个杂交水稻品种，在干旱棚内分别在正常供水和水分胁迫条件下，研究水稻结实期超氧阴离子自由基（O2-）、双氧水（H2O2）、丙二醛（MDA）、还原型谷胱甘肽（GSH）、抗坏血酸（AsA）及保护性酶活性等生理性状变化。【结果】结实期随土壤水分胁迫加剧和时间延长，细胞膜脂过氧化加重，抗旱性弱的品种膜脂过氧化更为严重；O2- 和H2O2积累迅速，抗旱性弱的品种比抗旱性强的品种积累速度快、幅度大；GSH、AsA、叶绿素含量和叶片相对含水量下降，且表现为，抗旱性弱的品种降速快、幅度大。抽穗后0～14 d随胁迫时间的延长叶片内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）3种酶活性升高，随后下降。【结论】抗旱性强的品种具有较强的抗氧化能力；O2-积累速率、H2O2含量、叶片MDA含量、GSH含量、AsA含量及保护性酶活性的变化幅度与品种的抗旱性密切相关。     

超级杂交稻持续增产的茎秆维管束结构基础研究

为探究不同产量潜力超级杂交稻持续增产的茎秆维管束结构基础,以具有不同产量潜力的4期超级杂交稻代表性品种两优培九、Y两优1号、Y两优2号和Y两优900为材料,在大田栽培条件下,研究了4期超级杂交稻茎秆维管束结构的差异及其与产量和产量构成因素间的关系。结果表明:随产量潜力的提高,4期超级杂交稻各节间大、小维管束数目均表现出不断增加的变化趋势,除倒5节小维管束面积和总面积表现为先升高后降低、倒2节和倒3节大维管束面积和总面积表现为先降低后升高外,其他节间大、小维管束面积和总面积均表现为不断增加的变化趋势。随着产量潜力的增加,4期超级杂交稻的实际产量、穗粒数均表现出不断增加的趋势,第4期超级杂交稻(Y两优900)较第1期超级杂交稻(两优培九)增产68. 83%,穗粒数增加87. 42%,而有效穗数呈逐渐减少的变化趋势,千粒质量和结实率则表现为先升高后降低的趋势。相关分析表明,茎秆维管束结构特征与穗粒数、结实率以及产量存在正相关,而与千粒质量存在负相关,特别是上部茎节间小维管束和基部茎节间大维管束结构特征显著影响超级杂交稻产量及产量构成要素。因此,4期超级杂交稻上部茎节间小维管束结构特征以及基部节间大维管束结构特征的改善是保证超级杂交稻产量潜力不断提高、穗大粒多和结实率正常的前提。     

氮肥管理对直播杂交水稻抗倒伏能力的影响

为进一步探究氮肥管理对直播杂交水稻茎秆倒伏的影响,在前期研究初步明确直播杂交水稻最适播种量和氮肥运筹方式的基础上,以四川主推杂交稻F优498和新选育杂交稻德优4923为试验材料开展2个大田试验,分别为设5个施氮水平(90、120、150、180和210 kg·hm^-2,基肥∶分蘖肥∶穗肥比均为3∶3∶4);在150 kg·hm^-2施氮水平下设4种氮肥运筹方式(基肥∶分蘖肥∶穗肥比分别为10∶0∶0、4∶4∶2、3∶3∶4 和2∶2∶6),研究不同施氮水平和氮肥运筹方式对直播杂交水稻茎秆形态学、力学指标及茎秆化学成分组成的影响及其与抗倒伏能力的关系。结果表明,施氮水平的提高或氮素穗肥比例的增加均会降低直播杂交水稻茎秆折断弯矩、断面系数、弯曲应力、第4节间直径和茎秆碳水化合物含量和钾含量,且施氮水平的增加还伴随茎秆各节间伸长、株高和重心高度增加,倒伏指数增加,倒伏风险增大。直播杂交水稻F优498和德优4923均在施氮水平150 kg·hm^-2,氮肥运筹方式分别在基肥∶分蘖肥∶穗肥比为 3∶3∶4 和4∶4∶2条件下获得较理想产量,同时也具备较高的抗倒伏能力。水稻茎秆折断弯矩、外径长轴长、纤维素和氮含量等指标在直播杂交水稻抗倒伏能力中起着重要作用。本研究结果为完善直播杂交水稻技术中合理的氮肥管理提供了理论基础。     

基于DNDC模型的川中丘陵区不同轮作制度下稻田CO_2排放研究

利用IKONOS高分辨率（1m）卫星遥感图,选定代表川中丘陵区特征的四川省金堂县为研究区域,选取冬水田-水稻田（PF）、油菜-水稻田（RR）和小麦-水稻田（RW）3种主要轮作制度下353块稻田为研究对象,于2005年5月-2006年5月对作物田间管理、作物产出、土壤理化性状及施肥情况,以及水质与气象等基础资料进行调查、测定和统计分析,利用DNDC模型模拟川中丘陵区不同轮作制度下稻田CO2排放情况。结果表明：PF、RR和RW 3种轮作制度下CO2年总排放量分别为：4102、7512和8111kg.hm-2,且RW和RR均显著高于PF,但3种轮作制度下单季作物的CO2排放量差异不大,RR处理的单季作物的CO2排放量最小,其年总作物产量居中,RW处理产量最高。PF水稻生长期和休闲期CO2排放通量分别为25.48和3.36kg.hm-2.d-1,水稻生长期是休闲期的7.58倍;RR和RW在水稻生长期CO2排放通量平均为23.32和25.21kg.hm-2.d-1,低于PF水稻生长期CO2排放通量,但差异未达到显著水平,而RR和RW非水稻生长期的CO2排放通量分别为19.34和20.96kg.hm-2.d-1,分别为PF休闲期的5.76和6.24倍。根际呼吸是土壤呼吸的主要部分,整个生长期PF、RR、RW的根呼吸贡献率平均为59.14%～62.96%。     

不同形态氮肥与结实期水分胁迫对水稻氮素利用及产量的影响

以杂交籼稻"冈优527"和常规粳稻"农垦57"为材料,设置硫酸铵(铵硝配比100∶0)、硝酸铵(铵硝配比50∶50)、硝酸钠(铵硝配比0∶100)3种形态氮肥及结实期4种水分胁迫处理[土壤水势(ψsoil)分别为0 kPa、25 kPa、50 kPa、75 kPa,持续处理14 d],研究其对水稻氮素吸收利用及产量的影响。结果表明:结实期土壤水势在25 kPa时,铵硝比50∶50处理较铵硝比100∶0处理的水稻籽粒产量增加显著,铵态氮比例≥50%时,适当增加硝态氮比例可缓解土壤水分严重不足对产量形成的不利影响。当土壤水势在0~25 kPa范围内适当增加硝态氮肥比例,有利于促进稻株氮素累积,尽管与纯铵态氮处理间未达到显著水平,但与纯硝态氮处理间差异均达到显著水平。土壤水势≤50 kPa时,增加硝态氮产量优势减弱,相反增加铵态氮肥的比例更有利于产量形成。增加铵态氮有利于分蘖盛期前稻株对氮的吸收,但在保证一定铵态氮比例下,适当增加硝态氮有利于加快中、后期对氮素的吸收速度和氮素累积量,为结实期氮素向籽粒转运及提高氮素利用效率提供保证。适度水分胁迫能促进结实期水稻对氮素的吸收,促进结实期干物质累积,提高各器官中营养物质向籽粒运转,进而有利于收获指数的提高。杂交籼稻"冈优527"和常规粳稻"农垦57"对不同形态氮肥与结实期水分胁迫下氮素利用及产量的响应趋势基本一致。     

水稻苗期抗旱性指标的筛选

为探索水稻苗期抗旱性形态和生理机制，筛选苗期抗旱性指标，以15个水稻品种为试验材料，在干旱棚内系统研究了水、旱条件下苗期形态和生理指标的变化。结果表明，叶龄、心叶下倒数第1叶叶面积、叶鲜重、根长4个指标的相对值与反复干旱存活率显著或极显著相关，可作为苗期抗旱性的形态指标；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性，氨基酸（AA）、抗坏血酸（AsA）、还原性谷甘肽（GSH）、可溶性蛋白质、丙二醛（MDA）含量8个指标的相对值与反复干旱存活率显著或极显著相关，可作为苗期抗旱性的生理指标。通过主成分分析确立了SOD酶活性、GSH含量、叶鲜重和叶龄4个指标相对值为水稻苗期抗旱性的综合指标，以反复干旱存活率为因变量，4个综合指标为自变量建立的回归方程对供试品种的抗旱性进行预测效果较好。     

枣胚轴组织培养的初步研究

以枣胚轴为外植体，用基本培养基MS和各种激素不同组合及其配比的6种培养基进行组织培养，结果表明：在MS（1／2MO3^-) 1.75mg/lZT 0.015mg/lNAA 4mg/lKT 2mg/lAgNO3和MS＋0．5mg/l IBA两种培养基上成苗率都达40％，但后一种培养基更有利于诱导生根；在用MS（1／2NO3^-)作基本培养基，添加0．2mg/l BA和3mg/l NAA的培养基上，愈伤率最高，达73％,由愈伤组织分化出来不定芽的分化率为27％。