水稻内源油菜素甾醇对施氮量的响应及其对颖花退化的调控作用

为探明油菜素甾醇(brassinosteroids,BRs)是否介导氮肥对水稻颖花退化的影响。水稻品种扬稻6号和甬优2640种植于盆钵,全生育期设置3种施氮水平,观察了不同氮肥处理下水稻减数分裂期幼穗中氮含量、BRs、过氧化氢(H2O2)和总抗氧化能力(totalantioxidantcapacity,T-AOC)水平及其与颖花退化的关系。结果表明,颖花退化率的降低与稻穗中增加的24-表油菜素甾酮(24-epicastasterone,24-epiCS)和28-高油菜素内酯(28-homobrassinolide,28-homBL)含量密切相关。当稻穗的氮含量为1.25%时,幼穗中BRs(24-epiCS和28-homBL)含量显著增加,颖花退化率显著降低。稻穗中T-AOC水平与BRs含量变化趋势相同,且均与水稻颖花退化率显著负相关,而H_2O_2含量与BRs含量和T-AOC变化趋势相反。施用外源BRs(24-epiCS或28-homBL)可显著提高稻穗中内源BRs(24-epiCS和28-homBL)含量与T-AOC水平,并显著降低稻穗中H_2O_2含量和颖花退化率,施用BRs合成抑制剂则效果相反。表明BRs可以介导氮肥对水稻颖花退化的调控,在减数分裂期适宜的稻穗含氮量(1.25%)可有效提高幼穗中的BRs含量,并通过提高抗氧化能力来抑制颖花退化。     

作物源库关系及其生理调控途径的研究进展

许多研究表明,提高源强能够增加光合同化物的供给,提高库强如穗数、穗粒数、千粒质量等性状,从而增加库容,提高产量。而有些研究表明,平衡协调库源关系才能提高产量。本文总结了源代谢中叶源在光合作用中的光化学过程、碳同化过程和蔗糖合成过程以及光呼吸等方面关键基因的研究进展,库代谢过程中能量供应和淀粉合成等方面关键调控基因的研究进展,及光合产物在源库中平衡分配的研究进展。最后,提出今后值得深入研究的方向,并探讨了通过栽培措施调控库源关系从而提高产量的途径及其生理遗传机制。     

稻田伴生浮萍碳、氮汇及对水稻产量影响的研究进展

浮萍是一种常见于静水环境中的水体漂浮微观植物。以大气CO₂浓度增高为主导致的温度上升为特征的气候变化威胁着粮食安全。或因气候变暖及灌溉水体富营养化等,近年来我国稻田浮萍伴生有逐年加重趋势。本文综述了浮萍对稻田的影响,发现了一些重要信息：浮萍伴生降低稻田水体温度0.8—2.76℃及pH 0.10—0.45,改变了微生物群落结构,减少稻田NH₃挥发18.2%—59.0%,提高氮利用率17.2%—78.0%,结果增加了稻田氮汇及稻谷产量(9.0%—34.6%);伴生浮萍生长繁殖快,其年产生物量可达8×10³—13×10³ kg·hm^-2,碳汇几乎与当季水稻相当;水稻浮萍的互利共生总体大于竞争,二者伴生呈现了稻田生态系统对环境变化适应的现象。但未来本领域仍需深入研究,包括浮萍伴生,特别是与环境因子互作(高温及高CO₂浓度等)条件下,对稻田生态环境变化、水稻生长、产量、品质的影响及机制和可能带给稻田的风险等,为未来基于水稻-浮萍等生物协作开发适应气候及环境变化、维持...     

高温下秸秆还田耦合减氮对水稻剑叶光合生理特性的影响

为探究气候变暖背景下秸秆还田和减氮施肥等农艺措施对水稻生产的综合影响,在常温(NT)、中度升温(较常温提高2℃,MT)和高温(较常温提高5℃,HT)3个温度处理下,设置常规施肥(CF)、减氮施肥(CDF,较常规处理减20%氮肥)、秸秆还田(SF)和秸秆还田耦合减氮(SDF,秸秆还田并减施20%氮肥)4个施肥处理,测定水稻在不同生育期剑叶生理特性、养分吸收、茎鞘和籽粒非结构性碳水化合物(NSC)等指标。结果表明,当始穗期温度升高2℃和5℃,灌浆期剑叶SPAD分别增加37.77%和42.86%;抽穗期剑叶净光合速率(P_n)分别降低7.99%和17.44%,NT和MT下SF的剑叶P_n较CF处理升高13.71%和5.88%,高温下减氮施肥处理剑叶P_n最高,较CF处理提高8.97%。HT处理水稻穗部养分吸收量占地上部养分吸收总量比例显著降低,植株地上部氮、磷、钾吸收总量均降低,HT下分别降低25.75%～53.98%、53.29%～64.82%和7.92%～34.53%,SF水稻穗部总吸钾量在MT和HT下分别较CF升高10.73%...     

高产高效水稻冠层光能利用特征研究进展

通过挖掘作物的生物学潜力,而非过分依赖水肥的大量投入,是实现作物产量和资源利用效率协同提高（高产高效）的重要途径。水稻产量主要来自抽穗后的光合作用,因此要实现水稻的高产高效,提高冠层光能利用率（RUE）具有重要意义。本文综述了水稻高产高效的叶面积和冠层光能利用特征以及物质积累与运转特点,分析了目前存在的问题和对未来研究的展望。     

盐胁迫下粳稻品种南粳9108分蘖特性及其与群体生产力的关系

旨在明确盐胁迫下水稻分蘖发生与成穗规律及其优势叶位,为沿海滩涂水稻高产栽培的分蘖合理利用与调控提供依据。以江苏沿海滩涂大面积种植的常规粳稻南粳9108为试材,设置对照(盐浓度0)、中盐(盐浓度0.15%)和高盐(盐浓度0.3%)环境,比较研究盐逆境下水稻分蘖发生与成穗特性及其对群体产量的贡献。结果表明,对照、中盐和高盐处理的两年平均产量(t hm–2)分别为9.7、7.4和4.2;中盐和高盐处理的穗数、每穗粒数、结实率和千粒重均显著低于对照。与对照相比,中盐和高盐处理下拔节、抽穗和成熟期群体茎蘖数和成穗率均较低。对照的分蘖利用以一次分蘖和二次分蘖为主,一次分蘖发生在第3至第7叶位,第4至第6叶位是分蘖发生与成穗的优势叶位,二次分蘖则以1/4和1/5蘖位优势较强;盐胁迫的分蘖利用以一次分蘖为主,第4至第6叶位是分蘖发生与成穗的优势叶位。盐胁迫下各蘖位的穗长、每穗粒数、着粒密度、一次枝粳数及粒数、二次枝粳数及粒数均低于对照。与对照相比,盐胁迫下水稻单株成穗数少、个体和群体生长协调性差、穗型小,最终单株和群体产量低。     

长期秸秆还田与耕作方式对水稻产量及品质的影响

通过稻麦两熟制下的长期定位试验,研究连续秸秆还田及不同耕作方式对水稻产量和品质的影响。结果显示,与“翻耕+秸秆不还田”（对照,CT）相比,“免耕+秸秆还田”处理（MTS）和“翻耕+秸秆还田”处理（CTS）改善了抽穗期水稻上3叶的氮素水平,显著提高了水稻产量,2年试验水稻产量CTS处理比CT处理增加6.9%~14.8%。从产量构成因素来看,MTS和CTS处理的有效穗数都显著提高,实粒数也有所增加;从稻米品质来看,MTS和CTS处理在一定程度上改善稻米的加工品质、外观品质及蒸煮食味品质。但“连续免耕+秸秆还田”处理（NTS）降低了水稻产量,产量比对照（CT）低10.9%~11.8%;与对照（CT）相比,NTS处理的每穗实粒数显著下降,外观品质和蒸煮食味品质变劣。     

基于图像处理和Deeplabv3+模型的小麦赤霉病识别

赤霉病是影响小麦产量和品质的主要病害之一.为快速、有效地监测小麦赤霉病的发生情况,利用数码相机对人工接种赤霉病菌的小麦田进行RGB图像获取,在图像预处理基础上,对Deeplabv3+网络模型进行调参和训练.以轻量化网络MobileNet V2为网络编码模块,利用空洞卷积技术建立基于深度学习网络的小麦赤霉病发病麦穗的识别...     

稻茬小麦氮高效品种产量构成和群体质量特征

在稻麦两熟条件下,将2016—2017和2017—2018年江苏扬州参试的24个和江苏睢宁参试的23个小麦品种按氮肥表观利用率(NUR)划分为高效(NUR≥50%)、中效(NUR 40%～50%)和低效(NUR≤40%)品种类型,比较其产量、产量构成因素和群体质量指标的差异,为稻茬小麦品种选用和大面积高产高效生产提供参考。结果表明,两年度在扬州均表现出高效的品种为扬麦25和宁麦21,在睢宁为淮麦35。扬州和睢宁氮高效品种产量分别高于6500 kg hm^-2和7000 kg hm^-2,均显著高于其他类型。与氮中效和氮低效品种相比,氮高效品种具有较高的穗数,穗粒数和千粒重品种类型间差异不显著。不同品种间产量和穗数与NUR均呈线性正相关。氮高效品种具有较高的孕穗期和开花期茎蘖数,分蘖成穗率,乳熟期叶面积指数,孕穗期、开花期和成熟期干物质积累量,花后干物质积累量和成熟期各营养器官干物质积累量。不同氮效率品种类型间花前干物质转运量和收获指数差异不显著。相关性分析表明,两地不同品种类型间孕穗期和开花期茎蘖数、乳熟期LAI、主要生育时期干物质积累量、花后和...     

甬优籼粳杂交稻栽后地上部干物质积累动态与特征分析

2015—2016年,以甬优籼粳杂交稻(甬优1540和甬优4540,全生育期天数169～171d),常规粳稻(镇稻13号和武运粳30,全生育期天数159～160 d)和杂交籼稻(两优培九和扬两优6号,全生育期天数140～141 d)为试材,比较分析不同类型品种栽后地上部干物质积累特征及其差异。甬优籼粳杂交稻2年平均产量为12.4 t hm–2,较常规粳稻和杂交籼稻分别增产7.8%和23.3%,差异显著。与常规粳稻和杂交籼稻相比,甬优籼粳杂交稻穗数、结实率和千粒重较低,每穗粒数则较高;籼粳杂交稻成熟期干物质积累量较高,收获指数较低。成熟期茎鞘和叶部干物重及其所占比例均呈籼粳杂交稻>常规粳稻>杂交籼稻;穗部干物重以籼粳杂交稻最高、杂交籼稻最低,穗部干重所占比例则呈相反趋势。甬优籼粳杂交稻、常规粳稻和杂交籼稻栽后地上部干物质积累动态均以Gompertz方程拟合效果较好。不同类型品种栽后地上部干物质积累速率均呈先升后降的单峰曲线变化趋势,籼粳杂交稻、常规粳稻和杂交籼稻最大干物质积累速率出现的时间分别在栽后61～62、64～66和63～64 d。籼粳杂交稻栽后最大干物质积累速率较常规...