水氮处理下不同品种水稻根系生长分布特征

为明确不同栽培条件下水稻(Oryza sativa)根系生长分布特征, 通过不同水氮处理和不同品种的水稻桶栽试验, 采用内置根架法, 于拔节期和抽穗期取样, 获取根系总干重(TRW)、不定根数(ARN)以及各类根(不定根、细分枝根和粗分枝根)的形态指标(长度、表面积和体积), 并分析植株根系生长状况和根系分布特征。结果显示: (1)各试验条件下抽穗期各项根系指标较拔节期均呈增长趋势。同一时期, 各项根系指标在3个施氮水平间均差异显著, 且随施氮量的增加而增加。不同水分处理下, 两个时期的ARN在湿润灌溉(W2)与保持水层(W1)之间差异均不显著, 而其他指标上W2处理均显著最高; 干旱处理 (W3)下, 仅拔节期的TRW和粗分枝形态指标与W1处理接近, 而在其他指标上均显著最低。不同品种间, ‘扬稻6号’ (V3)的各项根系指标均最高, 而‘日本晴’ (V1)和‘武香粳14’ (V2)间差异不显著。(2)各试验条件下, 抽穗期较拔节期根系下扎生长比例增加, 多分布于表层(0-5 cm)土中; 减少氮素和水分供应可提高根系在5 cm以下土层中的分布比例, 且分枝根反应最为明显; 品种V1和V2的深扎根性较V3明显。结果表明, 合理施氮与控水可优化水稻不同类型根的生长与分布特征, 但需考虑不同品种之间的差异。     

中国出尾蕈甲属一新种一新纪录种(英文)

描述了采自中国陕西省1新种,周氏出尾蕈甲Scaphidium zhoushuni sp.nov.,采自中国西藏自治区的中国1新纪录种Scaphidium dureli(ACHARD),1922,并给出了上述2种的整体图和特征图.模式标本保存在上海师范大学标本馆.     

油菜地上部干物质分配与产量形成模拟模型

利用油菜器官生长与发育进程及环境因子之间的定量关系,构建了基于分配指数的油菜地上部器官干物质分配动态模拟模型.各器官干物质分配指数随着生理发育时间而变化,基因型、播期、氮素及水分水平影响各器官干物质在地上部分配的大小.其中,氮素营养水平对绿色叶片干物质分配影响最大,氮素营养水平越高,绿色叶片分配指数越大;播期影响角果分配指数,晚播的角果分配指数高于早播.模型引入氮素营养指数、水分及播期影响因子来定量油菜各器官在实际生产条件下的分配强度,同时考虑了品种遗传特性的影响.通过不同品种氮肥处理试验建立模型,利用不同品种播期试验资料对模型进行了初步检验,表明模型具有较好的预测性和适用性.     

水稻地上部干物质积累动态的定量模拟

选用4个不同株型水稻品种进行不同施氮水平的田间试验,于主要生育期测定植株地上部干物质积累量(DMA),并对DMA及出苗至成熟期累积辐热积(TEP)进行归一化处理,建立了基于相对DMA(RDMA)和相对TEP(RTEP)的水稻相对干物质积累(RDMA)动态模型,进而定量分析了水稻干物质积累过程的动态特征.结果表明:Richards方程能够准确描述水稻地上部干物质积累的动态模式,具有明确的生物学意义,具体方程式为RDMA=1.0157/(1+e3.6329-7.5907×RTEP)1/0.5574,r=0.9938;利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了检验,水稻不同RTEP所对应的DMA观测值与模拟值之间的根均方差为0.86t.hm-2.根据水稻地上部干物质积累速率方程的2个拐点,可将整个干物质积累过程划分为前、中和后期3个阶段,发现水稻干物质最大积累速率及其出现时的相对辐热积和相对干物质积累量分别为2.24、0.56和0.46.     

水稻冠层光截获、光能利用与产量的关系

以两优培九和武香粳14号水稻品种为材料,在不同栽插密度和施氮水平下进行2年田间试验,研究水稻冠层光合有效辐射(PAR)截获率、光能利用率与水稻产量的关系.结果表明： 分蘖期至成熟期,各处理水稻冠层平均PAR反射率为3.45%,其中,分蘖期至抽穗期的冠层反射PAR占冠层总PAR损失的10.90%,显著小于抽穗期至成熟期的22.06%.分蘖期至成熟期的冠层PAR转化率随栽插密度的增加而减少,随施氮量的增加而增大;分蘖期至抽穗期的冠层PAR转化率高于抽穗期至成熟期.在分蘖期至成熟期,冠层PAR利用率随栽插密度和施氮量的增加而增大,各处理中两优培九的平均PAR利用率(1.83 g·MJ^-1)显著高于武香粳14(1.42 g·MJ^-1);武香粳14因生育期较长,分蘖期至成熟期的入射PAR及中、高栽插密度处理的PAR截获量均高于两优培九.水稻不同生长阶段冠层PAR截获率和利用率与产量呈显著正相关,PAR转化率与产量也呈正相关,但相关性不显著.因此,在保持较高PAR截获率的基础上提高冠层PAR转化率,进而提高冠层PAR利用率,有利于水稻高产.     

大麦叶面积指数模拟模型

准确模拟叶面积指数是作物生长模拟模型预测作物生长和产量的关键.本文通过系统分析扬州和武汉地区不同大麦品种高产群体叶面积指数变化动态,建立了大麦群体的叶面积指数模拟模型.大麦叶面积指数是品种叶面积指数扩展的遗传参数和气温日较差、日照时数、辐射量等气候因子及水肥丰缺因子的函数.孕穗抽穗期最大叶面积指数与该期最适叶面积指数是不同的概念,二者之间存在着极显著差异.利用扬州、南京和昆明地区不同品种的播期试验及氮肥试验资料对模型进行了检验,结果表明,模型对大麦叶面积指数的模拟效果较好,模拟值与观测值吻合度高,根均方差RMSE介于0.742～2.865,平均值为1.348.对模拟值与观测值进行y=x的线性回归分析,相关系数R2介于0.511～0.954,均呈极显著正相关.     

两种沼虾胚胎发育中可溶蛋白的组成及含量变化

采用生物化学方法测定了罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)、日本沼虾(M.japonicus)成熟卵细胞和胚胎发育时期可溶蛋白的组成及含量。结果显示,2种沼虾的可溶蛋白在组成和含量上体现了较高的相似特性。可溶蛋白的含量在胚胎发育过程中逐渐降低;在成熟卵细胞和胚胎期,可溶蛋白在组成上以89 ku和100 ku的卵黄磷蛋白(Vitellin,Vn)为主,同时还存在243 ku1、81 ku6、7 ku5、4 ku和31 ku等其他一些蛋白亚基。40 ku蛋白亚基仅出现在成熟卵细胞中,推测可能参与执行了特定的生殖功能。可溶蛋白随着胚胎的发育呈现出蛋白亚基经水解逐渐由大分子变成小分子的趋势。前状幼体期和状幼体期出现的74 ku蛋白亚基可能与其在胚胎后期发育的功能有关。可溶蛋白在不同物种胚胎发育时期不同的变化,显示了每个物种在卵黄蛋白的组成、利用以及组织结构蛋白的形成中各自的特点。     

小麦根系三维形态建模及可视化

作物三维形态建模和可视化技术是数字植物研究的重要组成部分,本文旨在构建基于形态特征参数的小麦根系三维形态模型,并实现小麦根系生长的可视化.基于小麦根系生长的可视化技术框架,首先构建了小麦根轴的三维显示模型,包括根轴生长模型、分枝几何模型和根轴曲线模型;然后结合根系拓扑结构,确定相应的图元,利用根系形态模型输出的形态特征参数,对整个小麦根系进行三维重构;最后基于OpenGL图形平台,综合纹理映射、光照渲染、碰撞检测等真实感处理手段,实现了小麦根系生长的三维可视化表达.结果表明：模型输出的根系真实感较强,能较好地实现不同品种、水分和氮素条件下小麦根系的三维可视化表达.研究结果为进一步建立完整的可视化小麦生长系统奠定了技术基础.     

稻麦适宜氮素营养指标动态的模型设计

以水稻和小麦为研究对象,通过解析和提炼稻麦适宜氮素营养指标与品种类型、栽培技术、生态环境之间的定量关系,以基于生理发育时间(PDT)的相对生长度日和相对氮素营养指标为参数,建立了稻麦适宜氮素营养指标动态模型,并利用南京3年的大田试验资料对所建模型的可靠性和适应性进行了验证.结果表明:模型生成的水稻植株氮积累量和氮含量与实际观测值之间的平均根均方差(RMSE)分别为0.1245和0.1316;模拟的小麦植株氮积累量和氮含量与实际观测值之间的平均RMSE分别为0.1166和0.1301,表明模型对稻麦氮素营养指标动态具有较好的指导性,可为不同生态环境、品种类型和生产条件下的稻麦氮素营养诊断与管理调控提供定量化和精确化的指导.     

油菜绿色面积指数动态模拟模型

 准确模拟绿色面积指数是作物生长模拟模型可靠预测作物生长和产量的关键。该研究的目的是以生理生态过程为基础，构建油菜(Brassica napus)叶面积指数和角果面积指数变化动态的模拟模型。油菜叶面积指数模型综合考虑了库或源限制下的叶面积增长模式，其中库限制下叶面 积指数的增长呈指数方程，且受到温度、水分和氮素因子的影响；源限制下叶面积指数增长用比叶面积法来模拟。油菜角果面积指数由比角果 面积和角果干物重来决定。比叶面积和比角果面积均为生理发育时间的函数。利用不同类型品种的播期试验及氮肥试验资料分别对模型进行了 校正和检验，结果表明模型能较好地模拟不同条件下油菜叶面积指数和角果面积指数。