孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响

为探讨孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响,以南粳45与两优培九为供试品种,于孕穗期设置不同高温强度和不同持续天数处理,分析水稻光合速率、物质分配及产量结构等对不同强度和持续时间高温胁迫的响应特征。结果表明,孕穗期高温处理后,水稻光合速率和产量均出现不同程度的降低,且温度越高、持续时间越长,降低幅度越大。与CK相比,41℃高温处理7d时,两优培九、南粳45光合速率降幅分别为44.6%、28.8%;减产率分别为81.6%、87.7%。高温导致颖花结实率降低、颖花量减少,光合物质向穗部运移不畅,进而导致水稻经济系数降低。41℃高温处理6d时,两优培九和南粳45茎秆占植株生物量的比重均超过70%。高温处理后水稻穗粒数、结实率和千粒重均呈减少趋势,其降低幅度与高温强度、持续时间有关。在41℃高温处理7d时,两优培九穗粒数减少41.9%,结实率降低93.5%,千粒重降低25.3%;南粳45穗粒数减少50.1%,结实率降低79.6%,千粒重降低23.7%。由此可见,孕穗期高温对水稻产量构成要素中结实率影响最大,穗粒数次之,千粒重受其影响最小。     

黑龙江水稻孕穗期障碍型冷害及其对产量的影响

以连续3d以上日均气温≤18℃为指标判定障碍型冷害,利用黑龙江省稻作区1961—2006年每年7月中-下旬逐日平均气温和水稻产量资料,采用气候统计方法分析水稻孕穗期障碍型冷害的发生特征,在此基础上利用多元线性回归方法分析水稻实际单产与孕穗期障碍型冷害期间平均温度和低温持续时间的关系。结果表明：1961—2006年,黑龙江省稻作区水稻孕穗期障碍型冷害呈现不规律的时间变化特征,共有17a发生,发生范围大、持续时间长、平均气温低的年份有1964、1971、1990和2006年,20世纪80年代发生最多,为7a,20世纪90年代发生最少,为1a。研究期间,孕穗期障碍型冷害的发生频率在地域上呈现由北向南、由东向西减少的趋势,北部最多,西部最少;在同一冷害年内,孕穗期障碍型冷害的发生具有明显的区域差异,冷害的发生程度在区域上表现为东部重于西部,北部重于南部。水稻实际单产与孕穗期障碍型冷害期间平均温度和低温持续时间具有极显著的相关关系（P〈0．01）,孕穗期障碍型冷害期间平均温度每下降1℃,水稻单产降低1234．177kg／hm^2,孕穗期障碍型冷害持续时间每延长1d,水稻单产下降104．208kg／hm^2。     

不同生育期淹涝胁迫对杂交稻形态特征和产量的影响

以杂交晚稻湘丰优103为试材,在抽穗扬花期和乳熟期分别设计不同淹水深度及淹水时间的淹涝胁迫试验,通过测定淹水前后水稻绿叶数、气生根、倒伏状况、产量构成等因素的变化,分析不同生育期水稻对淹涝胁迫环境的敏感性。结果表明：（1）同一生育期相同淹水深度,不同生育期相同深度的淹涝处理,淹水时间与绿叶数变化量均呈极显著负相关关系。（2）同一生育期,产生气生根的茎的比率与淹水深度呈负相关关系,与淹水时间呈正相关关系;茎节越低,气生根现象越明显,抽穗扬花期气生根现象较乳熟期更明显。（3）抽穗扬花期发生的倒伏为茎倒伏,同一淹水深度,水稻植株的断茎百分率与淹涝时间呈极显著正相关关系。乳熟期发生的倒伏为根倒伏,淹水越深、淹水时间越长,根倒伏现象越明显。（4）产量结构方面,抽穗扬花期对淹涝胁迫较乳熟期更敏感,全淹5d以上,几乎绝收;乳熟期,淹水越深、淹水时间越长,对产量结构的影响越大。研究结果可为制定洪涝灾害对杂交稻致灾的评价标准,进行洪涝灾害致灾能力、致灾强度的鉴定提供理论依据。     

拔节期高温与涝交互胁迫对水稻生长发育的影响

黄淮地区水稻拔节孕穗期恰逢强高温和降水易发期,稻田易遭受高温和涝害双重胁迫,研究水稻对高温和涝及其交互胁迫的响应,可为探究高温与涝交互胁迫致灾机理及减灾措施提供参考。试验共设拔节期高温胁迫（T1）、高温×轻涝胁迫（T2）、高温×重涝胁迫（T3）、轻涝胁迫（T4）、重涝胁迫（T5）和全生育期浅水勤灌（CK）6个处理,研究了黄淮地区拔节期高温、淹涝及高温与涝胁迫对水稻形态指标和产量的影响。结果表明：1）拔节期高温（T1）、重涝（T5）和高温×轻涝（T2）胁迫会抑制水稻的生长,到成熟期,T1和T5处理水稻株高分别较CK显著降低了5.63和5.96 cm,且高温与涝胁迫较高温（或重涝）对水稻生长的抑制作用减弱;2）高温与涝胁迫促进了水稻叶面积的增加,且高温×重涝（T3）处理促进了水稻地上部干物质积累;3）除轻涝（T4）处理外,其他处理均显著降低水稻产量,其中,T2和T3处理分别较CK显著减产44.16%和22.29%,主要是因为结实率下降。但是,与高温胁迫相比,高温与涝交互能缓解胁迫,可以避免水稻大幅减产。     

孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响*5

为探讨孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响,以南粳45与两优培九为供试品种,于孕穗期设置不同高温强度和不同持续天数处理,分析水稻光合速率、物质分配及产量结构等对不同强度和持续时间高温胁迫的响应特征。结果表明,孕穗期高温处理后,水稻光合速率和产量均出现不同程度的降低,且温度越高、持续时间越长,降低幅度越大。与CK相比,41℃高温处理7d时,两优培九、南粳45光合速率降幅分别为44.6%、28.8%;减产率分别为81.6%、87.7%。高温导致颖花结实率降低、颖花量减少,光合物质向穗部运移不畅,进而导致水稻经济系数降低。41℃高温处理6d时,两优培九和南粳45茎秆占植株生物量的比重均超过70%。高温处理后水稻穗粒数、结实率和千粒重均呈减少趋势,其降低幅度与高温强度、持续时间有关。在41℃高温处理7d时,两优培九穗粒数减少41.9%,结实率降低93.5%,千粒重降低25.3%;南粳45穗粒数减少50.1%,结实率降低79.6%,千粒重降低23.7%。由此可见,孕穗期高温对水稻产量构成要素中结实率影响最大,穗粒数次之,千粒重受其影响最小。     

干旱胁迫对水稻生长、生理特性和产量的影响

以皖稻153、两优0293等9个品种为材料,利用土壤水势张力计控制土壤水分,在分蘖期和孕穗期进行自然干旱处理与常规水分管理,研究干旱对不同品种水稻生长、生理特性和产量的影响。结果表明:分蘖期和孕穗期水稻土壤水势控制在-75kPa左右10d时间,对水稻的株高、分蘖动态、绿叶面积、叶片水势和叶片含水量均产生明显影响;水稻植株生理指标对干旱胁迫响应明显,MDA浓度、POD活性、SOD活性、可溶性糖含量和脯氨酸含量均有不同程度增加,且差异均达极显著水平;从产量上看,新两优6号、新两优香4号和两优0293三个品种抗旱性较强,其中,新两优6号干旱处理分别比对照减产最小,仅是3.32%和4.27%;新两优香4号和两优0293两个品种虽然也减产,但减产幅度在10%以内。     

水分胁迫下水稻拔节孕穗期冠气温度差与产量及品质的关系

为明确不同土壤水分条件下冠气温度差与不同抗旱性水稻品种产量及品质的相互关系,本试验在大田环境下,以辽粳294、开粳1号为材料,在拔节孕穗期设置5个水分梯度处理。结果表明,水分胁迫显著影响水稻的冠气温度差,胁迫越重,冠气温度差绝对值越小;不同水分胁迫下,水稻冠气温度差日变化与气温、空气湿度密切相关;相同环境条件下,抗旱性弱的品种辽粳294的冠气温度差绝对值低于抗旱性强的品种开粳1号;水分胁迫下水稻冠气温度差绝对值与每穗实粒数、千粒重、结实率、产量、糙米率、精米率、整精米率、碎米率、食味值均呈显著正相关,与秕粒数呈显著负相关;辽粳294和开粳1号的土壤水势分别在-0.008~-0.015 MP和-0.02~-0.03 MP范围内达到水分临界水平,且此时平均冠气温度差分别维持在0.2℃和0.7℃,对产量影响不显著,说明这2个冠气温度差值可分别作为辽粳294和开粳1号在拔节孕穗期的节水灌溉指标。本研究为建立稻作节水灌溉指标,实现水稻灌溉精确定量奠定了一定的理论基础。     

不同时期水分胁迫对玉米生长的后效性影响

为了确定最佳的灌水模式,有必要对前期水分胁迫对玉米生育后期衰老及产量的后效性进行研究,该文通过盆栽和小区试验,得到以下结果：前期适度的胁迫后复水使玉米后期保持了较大的光合面积、维持了光合系统的活性、缓解了衰老过程中质膜的氧化作用,降低了叶绿素降解速度,使功能叶在生育后期维持了较高的光合效率,有利于干物质累积和产量的提高。说明玉米前期旱后复水后效性明显,尤以苗后期胁迫、拔节初期短历时轻旱后效性最佳。     

水稻分蘖期耐淹能力评价及不同淹涝强度对重要农艺性状的影响

对不同品种水稻分蘖期耐淹能力及不同淹涝强度对一些农艺性状的影响进行了研究,结果表明:(1)淹后叶片相对成活率和茎蘖耐淹能力评分可作为评价水稻分蘖期耐淹能力的指标,供试品种可划分为耐淹、中性、敏感3种类型;(2)随着淹涝强度的增加,淹后株高一般表现出“矮-高-矮”的变化,始穗期推迟时间为:敏感品种>中性品种>耐淹品种,产量性状受影响程度为:敏感品种>中性品种>耐淹品种。     

差异显示法分离水稻耐淹涝相关的基因

摘 要：应用mRNA差异显示技术(DDRT—PCR)对耐淹材料FR13A和敏感材料IR39595-503-2-1-2在淹涝胁迫下的基因差异表达进行分析。结果显示：从40对引物中共扩增出1428条片段，筛选到102条在耐淹涝材料和敏感材料间差异明显的基因片段，差异率为7.1% 。其中有42条差异片段来自耐淹涝材料，有7个差异片段已通过Northern杂交验证在耐淹涝材料FR13A中表达，进一步克隆测序并进行数据库比对分析表明：有4个与受到水分胁迫时产生的应答反应和生理生化变化有关，其中一个与ATP结合蛋白的高度同源，3个与异柠檬酸酶脱氢酶，NADH2脱氢酶和乙醛酸转移酶部分序列高度同源。其余3个为新的cDNA片段。     

旱涝交替胁迫对水稻分蘖期根解剖结构的影响

通过盆栽试验,研究了水稻分蘖期旱-涝-旱交替胁迫对根解剖结构的影响。本试验主要通过不同程度的旱胁迫(重旱,A1和轻旱,A2)和重涝胁迫(保持15 cm水层,B)分3个阶段交替进行,分析各个阶段水稻根的中柱、通气组织、根外层细胞发育及根外层厚度与常规灌溉之间的差异,探讨旱-涝-旱交替胁迫对水稻抗涝性的影响。结果表明,第Ⅰ阶段干旱胁迫(A1和A2处理)能促使根形成发达的通气组织,且形成时间早于常规灌溉(C),A1和A2处理根外层厚度显著高于C处理。第Ⅰ阶段重旱胁迫对第Ⅱ阶段涝胁迫(重旱-重涝处理,A1B)根解剖结构产生明显的影响,A1B处理通气组织较早形成,其导管直径、总面积和中柱面积分别较常规灌溉(CC)增加了43.3%、52.8%、76.5%,而第Ⅱ阶段淹涝条件下(常规灌溉-重涝处理,CB)根仅形成了少量的通气组织。第Ⅲ阶段涝胁迫后再经历旱胁迫(重旱-重涝-重旱处理,A1BA1和轻旱-重涝-轻旱处理,A2BA2),根解剖结构表现与第Ⅰ阶段旱胁迫相似。可见,短期旱胁迫可促进根系通气组织的发育,而不会造成水稻耐涝能力的降低。该研究可为水稻蓄水控灌技术提供理论依据。     

旱涝交替胁迫对粳稻分蘖期叶片解剖结构的影响

盆栽试验于2013年进行,在粳稻分蘖期分别设置涝-轻旱(LD)和涝-重旱(HD)2种处理(涝保持水深10 cm),以浅水勤灌(保持水深0~5 cm,CK)为对照,研究了旱涝交替胁迫对水稻叶片解剖结构的影响。结果表明,与CK相比,第1次旱5 d后(阶段Ⅰ),LD处理主脉截面积减小了31.13%,LD处理侧叶大维管束面积和周长分别降低了28.87%和15.79%,HD处理则分别降低了24.74%和13.16%(P0.05);LD和HD处理侧叶小维管束面积和周长也显著减少。进入涝胁迫5 d后(阶段Ⅱ),但LD处理小维管束周长较HD处理显著降低了0.13×10~2μm;HD处理除大维管束外其余指标均超过了CK,说明涝后重旱胁迫处理叶片发育表现出了一定的补偿效应。涝结束5 d后(阶段Ⅲ),LD和HD处理主脉面积分别较CK显著减小了45.47%和53.79%,侧叶器官发育也落后于CK。第2次旱5 d后(阶段Ⅳ),LD和HD处理主脉大维管束面积分别较CK显著降低了18.45%和29.13%;HD处理侧叶大维管束面积和周长则显著低于CK和LD处理,HD处理侧叶面积较CK减少了34.49%,LD和HD处理泡面积在受旱时均低于CK,阶段Ⅲ,泡面积则分别显著减少了0.38×10~2和0.57×10~2μm~2。重旱处理对水稻叶片的迫害在第2次重旱后加重,而轻旱处理则减轻。研究结果可为制定水稻灌溉方案以及研究光合能力提供依据。     

旱涝交替胁迫条件下粳稻叶片光合特性

为研究分蘖期和拔节期旱涝交替胁迫对粳稻叶片光合特性和产量的影响,于2013年进行盆栽试验,分别在粳稻分蘖期(tillering stage,T)和拔节期(jointing stage,S)设置涝-轻旱(light drought,LD)和涝-重旱(sever drought,HD)共4个旱涝交替胁迫处理,其中分蘖期涝保持水深10 cm,拔节期涝保持水深15 cm,同时以浅水勤灌(CK)为对照,测定叶片净光合速率、气孔导度、潜在水分利用效率和胞间二氧化碳浓度以及最终产量等。结果表明,胁迫结束时,T-HD处理净光合速率极显著低于CK和T-LD处理(P0.01);T-LD和T-HD处理气孔导度和胞间二氧化碳浓度均极显著低于CK(P0.01);S-HD处理净光合速率极显著低于CK(P0.01),且气孔导度比CK低62.73%(P0.01);S-LD和S-HD处理胞间二氧化碳浓度呈升高趋势,且S-LD和S-HD处理潜在水分利用效率均低于CK。复水至10月10日,各处理净光合速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度均显著高于CK(P0.05)。相同光强下,各处理净光合速率低于CK,但光补偿点、光饱和点和暗呼吸速率均高于CK,并且提高了水稻CO_2响应曲线的净光合速率。但各处理最终产量均显著低于CK(P0.05)。研究结果可为分析水稻干物质积累、灌溉水利用效率等提供依据。     

不同生育阶段洪涝淹没时长对水稻生长发育及产量构成的影响

夏季小流域洪涝常常导致南方稻田受淹并成灾。为探究小流域洪涝淹没时长对水稻生长发育及产量的影响,于2015—2016年在广西象州县选用丝香1号和百香139进行双季稻淹水试验,分别设分蘖期、孕穗期和开花期淹没0(对照CK)、2、4、6、8、10 d处理,测定淹没前后的茎蘖数变化、抽穗期及收获后的每穗粒数、结实率、千粒质量和每盆稻谷产量,并对产量构成因素进行相关分析和通径分析。结果表明:与对照组相比,同一生育期内淹没时间越长茎蘖死亡率越高、植株恢复生长越慢,但不同的淹没时期影响程度和主要影响对象存在差异。分蘖期淹没超过6d则死苗率大于80%,且不能完全恢复生长,收获时水稻茎蘖数显著低于对照组;孕穗期淹没超过6d则死苗率大于50%,而淹没小于4 d的处理水稻能恢复生长,收获时水稻茎蘖高于对照组;开花期淹没10 d死苗率不足50%,收获时茎蘖数与对照组差异不显著。分蘖期淹没小于4 d水稻始穗期及抽穗持续时间均无显著变化,大于8 d则水稻始穗期显著推迟,抽穗持续时间增加;孕穗期受淹没则会使水稻始穗期推迟,抽穗持续时间显著增加,甚至收割时也未能达到齐穗期标准。分蘖期淹没小于4 d,单株产量无显著下降,淹没6 d及以上则减产率大于80%;孕穗期及开花期淹没超过2 d则减产率大于50%。不同生育期淹没处理下产量的主要因素不同,分蘖期主要受有效穗数和结实率影响,孕穗期受结实率及每穗粒数影响,开花期受结实率和有效穗数影响。研究可为建立西南地区双季稻洪涝灾害指标体系和提出减灾管理措施提供依据。     

玉米灌浆期渍水对产量及氮磷淋失量的影响

为了阐明渍害对土壤养分淋失及产量的影响,采用测坑控制排水试验,研究了玉米灌浆期渍水对土壤溶液中全氮、全磷及玉米产量的影响。研究表明,玉米灌浆期渍水土壤溶液全氮质量浓度最大值出现在渍水后的第5天,渍水30cm和渍水50cm全氮质量浓度最大值分别达到2.037和1.833mg/L,全磷质量浓度在渍水后的3d达到最大值分别为0.163和0.148mg/L。渍水深度30cm超过3d和渍水深度50cm超过5d均会造成玉米产量显著减少。因此,在雨季适当控制地下水位和渍水天数对玉米灌浆期的籽粒形成非常重要。该研究可以为农田控制排水设计和管理提供依据。     

旱涝交替胁迫对水稻干物质生产分配及倒伏性状的影响

为揭示旱涝交替胁迫水稻干物质生产和分配规律,研究其对水稻倒伏相关形态性状、力学性状及化学成分的影响,于2013年5—10月在江苏省河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室进行不同灌溉方法的粳稻盆栽试验。试验共设分蘖期涝-轻旱交替胁迫(T-LD)、分蘖期涝-重旱交替胁迫(T-HD)、拔节期涝-轻旱交替胁迫(J-LD)、拔节期涝-重旱交替胁迫(J-HD)和全生育期浅水勤灌(CK)5个处理。结果表明,在开花期以后,各灌溉处理的功能叶的叶绿素含量与水稻移栽后天数呈二次曲线关系,且决定系数R2均大于0.97(P0.01);在开花期后,水稻剑叶的叶绿素含量和光合速率存在线性正相关(P0.001)。分蘖期旱涝交替胁迫处理(T-LD和T-HD)的剑叶面积、开花后平均叶绿素含量以及光合速率为CK处理的1.1~1.2倍,而茎鞘贮藏物质的平均输出率和转化率则分别为CK处理的32%和22%;拔节期旱涝交替胁迫处理(J-LD和J-HD)的剑叶面积、茎鞘贮藏物质的平均输出率和转化率分别为CK处理的84%、33%和37%,而开花后其平均光合速率为CK处理的1.19倍。与CK及分蘖期旱涝交替胁迫处理相比,拔节期旱涝交替胁迫处理显著提高基部以上第1伸长节间的抗折安全系数(P0.05)。研究可为通过灌溉方式实现水稻抗倒和高产的目标提供依据。     

锌肥对旱稻苗期锌吸收分配和干物质积累的影响

为了探明旱稻锌吸收分配的规律，本试验通过对两个早稻供试品种（旱稻502和巴两陆稻）进行不同供锌水平（0．0、0．1、0．5、2．5、5．0、10．0mg/kg）处理的盆栽试验，研究了锌肥供给水平对旱稻锌吸收分配和千物质积累的影响。结果表明：在适宜锌用量范围内，随着施锌量的增加，供试品种地上部于物重均呈增加趋势。其中在Zn 5.0mg／kg水平下，早稻502和巴西陆稻地上部生物量达到最大值。但过多锌肥对旱稻生长有抑制作用。在外界锌源充足条件下，早稻对锌的吸收积累表现为奢侈吸收，多余的锌分配主要贮存在叶鞘中。从总体上看，根和叶鞘中的锌含量明显比叶片中的高，并且随着锌肥供给水平的增加，根和叶鞘中的锌含量上升显著，而叶片锌含量则增加相对缓慢。     

云南籼稻核心种质回交后代苗期耐冷性研究

早春低温和连续阴雨是导致籼稻烂秧的主要因素之一,筛选耐冷的种质资源,将耐冷性基因导入高产的籼稻品种之中是防止低温冷害最为经济有效的方法。加强籼籼稻杂交后代的苗期耐冷性研究,可为籼稻耐冷性育种提供条件。以235份云南籼稻核心种质和云南主栽籼稻品种滇屯502（Oryzasatica）配制的杂种F5、BC1F4、BC2F3和BC3F2代为材料,在昆明自然条件下,对亲本及其后代进行苗期（三叶）耐冷性研究。结果表明,（1）不同回交世代与杂种与亲本间的苗期耐冷强弱差异较大,总体趋势为回交供体亲本〉F5〉BC1F4〉BC2F3〉BC3F2;揭示了随着回交世代的增加,其回交杂种苗期耐冷性减弱,越来越趋于轮回亲本,在耐冷育种上对回交供体亲本及其早世代材料进行选择更易获得苗期强耐冷材料。（2）同一稻作区,回交供体亲本的苗期耐冷强于杂种后代;稻作区划间,回交供体亲本及杂种F5总趋势相近,滇中一季籼稻粳稻区和滇东北高原粳稻区材料耐冷最强,而BC1F4、BC2F3和BC3F23个回交世代存在一定差异。     

水稻与花生混作系统作物根系分泌氮的特性

采用砂培和溶液培养两种方法研究了水稻和花生混作系统根系氮化合物的分泌。结果表明,在砂培和溶液培养条件下NO3-和NH4+的分泌在不同时期和昼夜不同时间均出现有规律的变化。苗期两种培养条件下NO3-和NH4+的分泌高峰值均出现在早晨,水稻单作、间作和花生单作处理在砂培条件下NO3-和NH4+的浓度分别为1.415、5.044、2.140.mg/L和0.0482、0.3320、.132.mg/L;而溶液培养条件下NO3-和NH4+的浓度分别为0.0726、0.743、0.181mg/L和1.036、1.709、1.736.mg/L,下午和晚上两种形态氮处于耗竭状态。花期分泌高峰出现在下午,水稻单作、间作和花生单作处理在砂培条件下NO3-和NH4+的浓度分别为17.338、25.294、5.369.mg/L和0.162、0.856、0.119mg/L,溶液培养条件下则分别为0.01960、.04130、.0226.mg/L和0.0683、0.0891、0.0656.mg/L。而鼓荚期NO3-和NH4+的分泌高峰则出现在晚上,早晨和下午两种形态氮处于耗竭状态。砂培条件下NO3-的分泌量多于NH4+,而溶液培养条件下则是NH4+的分泌量多于NO3-。总氮的分泌规律,苗期最大分泌量出现在早晨,花期在下午,而鼓荚期则在晚上,表明在作物生长的不同时期,氮的分泌途径可能不同,释放的氮形态不同。在作物生长的不同时期,以花期的NO3-、NH4+和总氮的分泌量最多,花期总氮的分泌浓度在砂培和溶液培养条件下分别为15.487、21.530、10.906mg/L和5.204、6.445、4.813.mg/L。两种培养条件下,不同形态氮的分泌量不同,砂培条件下氮的分泌远远高于溶液培养条件,表明培养介质的机械阻力刺激了氮的分泌,有利于作物更好地吸收利用释放的氮。