水稻实地氮肥管理的氮肥利用效率及其生理原因

以代表性品种为材料,研究了水稻实地氮肥管理(SSNM)的氮肥利用效率及其生理机制。结果表明,SSNM的施氮量较常规施肥方法(FFP)降低了48.1%~63.0%,产量提高了0.1%~9.3%。SSNM的氮肥吸收利用率和农学利用率分别较FFP提高了31.4%~56.8%和143.6%~166.0%。水稻氮吸收高峰出现在穗分化期至抽穗期,此阶段SSNM处理氮的吸收量和其占最终总吸收量的比例均明显高于FFP。抽穗后SSNM水稻的吸氮量也明显高于FFP。自幼穗分化期开始,SSNM水稻根系重量和根系活力(尤其是单茎占有的根系活性)逐步超过FFP。SSNM 明显提高了幼穗分化期和抽穗期水稻叶片中谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶和Fd-谷氨酸合酶的活性。抽穗后SSNM处理水稻剑叶的光合速率高于FFP,上述结果表明SSNM有利于促进水稻中后期根系生长,提高物质生产和养分吸收,从而提高氮肥的利用效率。     

不同年代中籼水稻品种的米质及其对氮肥的响应

旨在探明中籼水稻品种改良过程中米质变化特点以及施氮量对其产量和品质的影响。以江苏省近70年来生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40-50年代、60-70年代、80-90年代和2000年以后(超级稻)4个类型,设置零氮(0N,全生育期不施氮)、中氮(MN,全生育期施氮210 kg hm^-2)和高氮(HN,全生育期施氮300 kg hm^-2)3个施氮水平,测定了产量和稻米品质诸性状。结果表明,随品种的改良,中籼水稻品种的产量显著提高,整精米率、垩白度、长宽比、直链淀粉含量、胶稠度、蛋白质组分和淀粉黏滞特性等显著改善,但现代品种的垩白度仍然较高。在3种施氮水平下,超级稻以HN的产量最高,其他年代品种以MN产量最高或MN与HN的产量差异不显著。随施氮量增加,稻米的蛋白质含量和垩白度增加,崩解值降低,消减值增大,稻米的食味品质降低。在HN下稻米中K、P、S、Ca、Mg等营养元素含量也较0N或MN下降低。以上结果说明,中籼水稻品种改良显著提高了产量,改善了稻米品质。总体上,增施氮肥特别是高量施用氮肥会降低稻米品质。如何通过氮肥的优化运筹实现水稻高产优质的协调发展是亟待研究的问题。     

结实期土壤水分对水稻产量与品质的影响

以汕优63(杂交籼稻)和武育粳3号(粳稻)为材料,自抽穗至成熟期,设盆钵内土壤水势5个处理为0(对照)、-15、-30、-45、-60kPa,研究了土壤水分对产量和稻米主要品质性状的影响。结果表明,当汕优63土壤水势为-15kPa和-30kPa、武育粳3号土壤水势为-15kPa时,结实率、千粒重和产量较对照显著增加。结实期土壤水分对稻米的出糙率、精米率、粒长/粒宽、直链淀粉含量和粗蛋白含量无显著影响。汕优63土壤水势为-15kPa和-30kPa处理及武育粳3号土壤水势为-15kPa处理的整精米率与对照无显著差异,垩白米率、垩白度和消减值较对照显著降低,淀粉谱的最高粘度和崩解值则显著增加。汕优63土壤水势为-45kPa和-60kPa处理以及武育粳3号土壤水势为-30kPa、-45kPa和-60kPa的处理的结实率、千粒重、产量、整精米率、胶稠度、碱消值、最高粘度和崩解值较对照显著降低,垩白米率、垩白度和消减值较对照显著增加。建议将土壤水势为-15kPa与-30kPa和-15kPa分别作为汕优63和武育粳3号结实期优质高产节水灌溉的低限土壤水势指标。     

苎麻基因组SRAP扩增体系的优化研究

以苎麻自交系品种为材料,研究了苎麻SRAP分析过程中的影响因素,包括10xPCR Buffer、模板浓度、Mg^2＋、dNTP、引物、Taq酶、循环次数、退火温度等,建立了适于苎麻SRAP分析的PCR反应体系：即在201．1反应体系中,引物浓度为0．3μmol／L;模板DNA的用量为60～100ng;Mg^2＋浓度为2．0mmol／L;dNTP浓度为0．2mmol／L;砌酶用量为1U。适宜的扩增程序为先94℃变性1min,前5个循环以94℃变性1min、33℃复性1min、72℃延伸1min进行,接下来将复性温度提高到52℃,其它条件不变,进行30个循环,最后72℃延伸5min,4℃保存。本文讨论了SRAP分子标记在苎麻上的应用前景,提出了应用SRAP分子标记构建苎麻遗传图谱的可行性。     

麦秸还田与实地氮肥管理对直播水稻生长的影响

大田直播粳稻品种扬粳9538,设置麦秸还田与不还田、不施氮肥、习惯施肥法(FFP)和基于叶绿素仪(SPAD)测定值的实地氮肥管理(SSNM)处理。结果表明,SSNM的氮肥施用量较FFP减少30.0%~31.3%,产量较FFP平均增加7.61%,施氮区秸秆还田的产量较秸秆未还田的平均增加2.65%。与秸秆未还田或FFP相比,秸秆还田和SSNM降低生育前期的分蘖数、叶面积指数和干物质积累,但抽穗及以后各处理间差异较小。秸秆还田增加了叶片中有机酸含量,增大了田间昼夜温湿度差;秸秆还田和SSNM处理提高了茎蘖成穗率与ATP酶活性,增加了结实期叶片的光合速率以及根系活力,有利于直播水稻生育后期群体的光合生产和提高物质生产效率。对秸秆还田和SSNM的产量和生育特性进行了讨论。     

穗肥施氮量对不同穗型超级稻品种产量的影响及其机制

施用氮素穗肥是水稻增产的一项重要管理措施,但其用量对不同穗型超级稻品种的增产效应及其机制尚不明确。本研究选用3个穗型(以每穗粒数表示)差异较大的超级稻品种南粳9108 (小穗型)、扬两优6号(中穗型)和甬优1540 (大穗型)为材料,在基蘖肥用量相同(162 kg N hm^–2)的情况下,研究了0、54、108、162和216 kg km^–2五种穗肥施氮量对上述水稻品种产量的影响,并观察了其对颖花分化退化及抽穗后相关形态生理指标的调控效应。结果表明:(1)在0～216 kg hm^–2穗肥施氮量范围内,随施氮量增加,水稻每穗粒数均逐渐增加,结实率和粒重逐渐降低,且穗肥施氮量越高结实率和千粒重下降越明显。南粳9108、扬两优6号和甬优1540三个水稻品种在穗肥施氮量分别为162～216、108～162和54～108 kg hm^–2时产量最高。依据产量与穗肥施氮量曲线方程计算出上述3个品种高产最适穗肥施氮量分别为177.6～182.0、134.3～136.3和109.9～125.7 kg hm^–...     

我国生态农村建设之探索

生态农村建设是当前建设社会主义新农村的重大举措,从农村的生态环境、基础条件和农民意识等方面,探讨了农村生态环境存在的问题,指出了加快农村生态建设的重要性,提出了加强乡镇企业环境综合整治、完善体制机制建设、发展生态农业、开展生态文明教育等措施。针对我国农村生态建设的现状和特点,探索出一种适合我国农村实际情况的可持续发展模式：以经济发展为基础,以科技应用为支点,以政府干预为手段,以制度创新为导向,以法制完善为保障,以意识提高为导向的生态农村建设。     

苎麻ISSR-PCR体系的优化

ISSR分子标记是在SSR标记基础上发展起来的一种新技术,ISSR标记成孟德尔式遗传,在多数物种中是显性的,目前已经广泛应用于植物品种鉴定、遗传作图、基因定位、遗传多样性、进化及分子生态学当中。笔者以苎麻自交系品种为材料,研究了苎麻ISSR分析过程中的影响因素,包括10×PCRBuffer、模板浓度、Mg2 、dNTP、引物、Taq酶、循环次数、退火温度等,建立了适于苎麻ISSR分析的PCR反应体系:即在20ul反应体系中,引物浓度为1.0umol/L;模板DNA的用量为60～100ng;Mg2 浓度为2.0mmol/L;dNTP浓度为0.2mmol/L;Taq酶用量为1U。适宜的扩增程序为先94℃变性5min,再94℃变性30sec、56℃复性45sec、72℃延伸90sec共34个循环,最后72℃延伸7min,4℃保存。     

外源水杨酸提高云麻1号(Cannabis sativa L.)对铜胁迫的耐受性

工业大麻是我国重要的天然纤维作物,其主要种植区铜矿丰富,耕地土壤受铜污染严重;工业大麻有较强的耐铜性和较高的生物量,可代替粮食作物在铜污染土壤上种植,探究如何增强其耐铜性具有重要意义。水杨酸(SA)在植物抗逆方面有重要作用。本研究采用铜敏感品种云麻1号,探究外源SA对铜胁迫下工业大麻耐铜性和铜富集的影响。结果表明,铜胁迫对工业大麻具有明显毒害作用;外源SA降低了麻纤维铜含量,增强了根系对Cu²⁺的吸收和固定,地下部铜含量是胁迫组的1610.1%,铜累积量是胁迫组的857.1%,这可能是通过提高半纤维素和木葡聚糖的代谢及葡萄糖苷酶的活性实现的。外源SA促进了铜胁迫下工业大麻光合作用和干物质累积,显著增强了氧化还原酶的活性,降低了ROS和MDA含量,减少氧化损伤。在铜胁迫下施用外源SA,可以特异性诱导CsCIPK25和CsWRKY32表达,并通过调控作物离子转运、铜吸收固定、金属螯合物合成等多种途径增强铜胁迫下工业大麻的耐受性。     

水稻根和籽粒细胞分裂素和脱落酸浓度与籽粒灌浆及蒸煮品质的关系

以10个不同基因型水稻品种和杂交稻组合为材料，分析了结实期水稻根系和籽粒细胞分裂素和脱落酸（ABA）浓度的变化及其与籽粒灌浆速率和稻米蒸煮品质的关系。结果表明，灌浆早期(花后0～12 d)根和籽粒玉米素＋玉米素核苷（Z＋ZR）浓度以及灌浆中期（花后13～26 d）根和籽粒ABA浓度与籽粒起始生长势、平均灌浆速率、最大灌浆速率、糙米重呈显著或极显著正相关（r＝0.726* ~ 0.984**），与活跃灌浆期呈显著或极显著负相关(r＝－0.749* ~ －0.834**)。灌浆中、后期（花后27~40 d）根和籽粒Z＋ZR浓度与活跃灌浆期呈显著或极显著正相关(r＝0.689* ~ 0.932**)，但灌浆后期Z＋ZR浓度与灌浆速率呈极显著负相关(r＝－0.826** ~ －0.927**)。灌浆中期和后期根和籽粒Z＋ZR浓度与胶稠度及碱化值呈显著或极显著正相关（r＝0.722* ~ 0.896**），与直链淀粉含量呈显著或极显著负相关（r＝－0.633* ~－0.778**）。灌浆中期根和籽粒ABA浓度与胶稠度及碱化值呈极显著负相关（r＝－0.883** ~ －0.913**），与直链淀粉含量呈显著或极显著正相关（r＝0.803** ~ 0.871**）。不同灌浆期ZR或ABA处理对籽粒灌浆、稻米胶稠度和直链淀粉含量的影响，与内源激素同灌浆特征参数和稻米蒸煮品质指标的关系基本吻合。表明根和籽粒细胞分裂素和ABA对籽粒灌浆和稻米蒸煮品质起调控作用，其调控的正、负效应取决于灌浆的时期。