增密减氮对东北水稻产量、氮肥利用效率及温室效应的影响

水稻生产正向资源节约和环境友好的方向转型,常规高产稻作技术亟待创新.本研究以粳稻辽星1号为试材,在2012、2013年研究密度增加、基蘖肥减少、穗肥稳定的“增密减氮”栽培模式对东北水稻产量和氮肥利用效率及温室效应的影响.结果表明： 与常规高产栽培模式相比,在基本苗增加33.3%和基蘖肥施氮量减少20.0%的条件下,氮肥农学效率和氮肥偏生产力两年平均分别提高49.6%(P<0.05)和20.4%(P<0.05),单位面积和单位产量的温室效应两年平均分别下降9.9%和12.7%(P<0.05).虽然水稻有效穗数和总生物量下降,但结实率和收获指数提高,所以产量基本稳定甚至提高.增密减氮降低了土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N浓度,提高了氮素回收效率.表明适度增密减氮可兼顾水稻高产、氮肥高效利用和温室气体减排.     

低温和光对灌浆期水稻剑叶光合作用的影响

水稻剑叶的光合速率和表观量子效率均随温度的下降而降低,光合速率的下降比表观量子效率的下降明显。低温处理亦引起了最大光合速率和表观量子效率的降低及气孔阻力的升高。这些变化,光照低温处理的大于黑暗低温的;当转入常温后,前者光合速率的恢复慢于后者;恢复期间,有光照的又比无光照的光合速率恢复要慢。     

低温胁迫对水稻幼苗抗坏血酸含量的影响

随着低温时间的延长,水稻幼苗抗坏血酸和GSH的含量均平行地下降,抗坏血酸含量与电解质渗出率之间呈负相关。增强低温胁迫程度,随着抗坏血酸含量逐渐减少,MDA含量则逐渐增加。经低温处理后在不同光强下恢复时,抗坏血酸和MDA含量的变化不同。抗氧化剂(GSH、半胱氨酸和巯基乙醇)的预处理可抑制低温引起的抗坏血酸含量的下降。     

高温胁迫对水稻剑叶光合和叶绿素荧光特征的影响

采用盆栽方法在人工气候箱内对超级杂交稻组合"天优998"4个生育期(抽穗期、乳熟期、蜡熟期和完熟期)分别进行5个高温处理(最高温度分别设定为32、35、38、40和42℃,日较差为6℃,每个处理为期5d,每天2h,以自然条件下生长的水稻为对照),研究了高温胁迫对水稻剑叶光合和荧光特征的影响。结果表明:高温对水稻剑叶光合和荧光特征具有显著影响,而且因高温处理、生育期、参数的不同而有差异,温度越高影响越大;高温处理后水稻剑叶叶绿素含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)下降,胞间CO2浓度(Ci)上升;光化学效率(Fv/Fm)、实际量子产量(ΦPSII)、表观电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ光化学反应(P)下降,初始荧光(Fo)、非光化学猝灭系数(qN)、其他热耗散(E)上升;当最高温度大于35℃时,4个生育期的光合和荧光指标大多发生了显著变化,当最高温度大于38℃时,则大幅下降;抽穗期和乳熟期Pn、Gs下降显著、Ci上升显著,蜡熟期和完熟期SPAD下降显著,但高温下抽穗期、乳熟期水稻剑叶Fv/Fm的下降幅度和Fo的上升幅度比蜡熟期、完熟期大;高温胁迫对水稻剑叶Pn的影响比SPAD大,抽穗和乳熟期水稻剑叶Pn下降主要是由气孔因素引起,而蜡熟期和完熟期剑叶Pn的下降则主要是由非气孔因素所致。     

低温对杂交水稻乳熟期剑叶光合作用和光合产物运输的影响

为了解寒露风引起晚稻减产的生理原因,本试验以两个不同抗冷力的杂交水稻组合为材料,研究了低温对水稻乳熟期剑叶光合作用与果糖１,６－二磷酸酯酶（ＦＢＰａｓｅ）活性的影响。结果表明：低温引起离体剑叶光合效率与ＦＢＰａｓｅ 活性下降,不抗冷的“汕优６３”及其亲本的光合效率与ＦＢＰａｓｅ 活性比抗冷的“秀优５７”及其亲本下降幅度较大。乳熟期是籽粒灌浆的高峰期,自然低温（寒露风）造成晚造水稻减产与乳熟期连体剑叶的光合作用下降和ＦＢＰａｓｅ 对低温的适应和调节能力有关     

低温胁迫对水稻幼苗PEP羧化酶的影响

水稻幼苗经低温(0℃)处理后,叶片中PEP羧化酶活性明显地降低.Km值增大。经1—2天低温处理者,增加反应底物的浓度,有减少PEP羧化酶活性降低的幅度;当低温伤害严重时(0℃4天),这种效应则消失。这些结果表明:水稻叶片中PEP羧化酶对低温反应是敏感的,其活性的下降是由于该酶对底物的亲和力的降低。     

外源ABA对低温胁迫水稻幼苗酯酶同工酶的影响

研究外源ＡＢＡ对低温胁迫的水稻幼苗酯酶同工酶的影响。结果表明,水稻幼苗经７℃－１０℃低温处理６ｄ,长势明显不降,与其相应的酯酶同工酶也发生变化。外施ＡＢＡ提高了水稻幼苗的抗寒能力,同样在酯酶同工酶酶谱上也有相应改变。     

干旱、盐和低温胁迫对水稻幼苗脯氨酸含量的影响

以三叶期的水稻幼苗为材料,研究了干旱（－０．６ＭＰａ ＰＥＧ模拟）、盐（０．１５ｍｌ／Ｌ ＮａＣｌ）和低温（６℃）胁迫下,不同水稻品种脯氨酸积累的变化。结果表明,干旱、盐和低温胁迫下稻苗均可积累脯氨酸,且随着胁迫时间的处长而加剧。在同一胁迫条件下,耐性强的品种脯氨酸积累较少,而敏感品种脯氨酸积累则较多。脯氨酸的积累不宜作为稻苗抗逆性的筛选指标。     

高温胁迫对水稻花粉粒性状及花药显微结构的影响

对两个耐热性不同的水稻品系进行高温处理(8:00～17:00,37℃,17:00～8:00,30℃),测定了高温胁迫对水稻花粉粒性状及花药显微结构的影响.结果表明,高温胁迫导致花药开裂、花粉活力、花粉萌发率和柱头上花粉粒数的显著下降,花粉粒直径增大.高温下耐热品系996的花药开裂、花粉活力、花粉萌发率和柱头上花粉粒数明显高于热敏感品系4628,这表明耐热品系996在高温胁迫条件下能保持较好地花粉散落特性和花粉萌发特性,是其耐热性的生理基础;高温下耐热品系996的花药壁的表皮细胞排列较整齐,细胞间隙小;药隔维管束较大,维管束鞘细胞排列整齐,簿壁细胞多且排列整齐,木质部和韧皮部清楚可见;而热敏感品系4628花药壁的表皮细胞形状不规则,排列疏松,细胞间隙大,药隔维管组织受到很大程度破坏,维管束鞘细胞形状异常,排列紊乱,木质部和韧皮部界限不清.     

外源ABA对低温胁迫水稻过氧化物酶同工酶的影响

采用聚丙烯酰胺垂直板电泳法,就外源ABA对低温胁迫下水稻幼苗过氧化物酶（POD）同工酶的影响进行了研究。结果表明,低温胁迫下,水稻幼苗长势明显下降,与其相应的过氧化物酶同工酶也发生了变化,外施ABA(10^-5mol/L）提高了水稻幼苗的抗寒能力,其相应的过氧化物酶同工酶却表现为部分酶活性增强,说明：（1）过氧化物同工酶的变化将引起植物对低温的抗性反应;（2）外源ABA引起自由基清除酶（如POD）活力的升高,是植物抗寒性增强的原因之一。     

生育前期遮光对水稻灌浆期剑叶生理特性及籽粒生长的影响

通过盆栽试验研究了生育前期（插秧至孕穗期）遮光对水稻分蘖、灌浆期剑叶生理特性、籽粒生长、产量及其构成因素的影响.结果表明：前期遮光使水稻分蘖数明显降低（降低26.72%）,齐穗期与成熟期发生延迟;遮光结束后,水稻灌浆期剑叶叶面积、可溶性糖含量分别比对照增加了33.86%和30.23%;每穗实粒数、千粒重、籽粒终极生长量、最大灌浆速率、平均灌浆速率分别比对照降低了8.65%、4.81%、9.74%、20.22%和19.13%;有效穗数与产量分别降低了25.26%和39.56%,差异显著;灌浆速率峰值的出现时间提前了1.66 d,实际灌浆时间延长了6.80 d.与弱耐荫水稻品种相比,耐荫品种灌浆前中期的剑叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量增加,灌浆期的剑叶叶面积增加幅度大,蛋白氮、可溶性糖含量及叶绿素 a/b升高,籽粒终极生长量及千粒重接近对照,减产幅度相对较低.     

短时低温胁迫对广聚萤叶甲发育和生殖的影响

广聚萤叶甲Ophraella commnuna 是入侵性杂草豚草Ambrosia artemisiifolia的一种重要专一性天敌.为探明短时低温胁迫对广聚萤叶甲发育和生殖的影响,将广聚萤叶甲置于2,5,8,11和14°C人工气候箱内(RH 70%±5%,14L:10D)处理2 h,测定卵、幼虫、蛹存活率、发育历期及成...     

高温胁迫对两种冷季型草坪草生理生化特性的影响

为研究高温胁迫对冷季型草坪草生理生化指标的影响,通过盆栽试验测定了昼夜(38/28℃)两种温度下两种冷季型草坪草的5种生理生化指标(质膜透性、脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量)。结果表明:随着胁迫时间的延长,各品种叶片的相对电导率、丙二醛含量和游离脯氨酸含量均呈递增趋势,其增加幅度与胁迫时间呈正相关,胁迫后各指标相对于对照均有了显著的增加(P<0.05);过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性则呈先上升后下降的趋势。高羊茅属3个品种的耐热性大于早熟禾属各品种的耐热性,其中高羊茅属的RebleⅣ和早熟禾属的Blue Sap-phire的耐热性优于种间其他品种。     

低温胁迫对“繁景”杜鹃生理特性及叶片超微结构的影响

"繁景"杜鹃为杂交后代优良新种,研究其对低温的耐受能力,为宁波及周边城市将其作为绿化植物提供参考。该研究以一年生杂交后代优良株系"繁景"为材料,采用盆栽试验,利用人工降温的方法,研究不同低温(0℃,-3℃,-6℃,-9℃)对其生长状态、生理生化及叶片超微结构的影响。结果表明:在-3℃和0℃的低温胁迫下,叶绿素含量降低缓慢且与处理前变化不显著,在-9℃和-6℃的低温胁迫下,其叶绿素含量要显著低于处理前和对照组,不同低温处理下,叶片光合速率均呈下降趋势,至试验结束时,光合速率与温度成正比。在-9℃和-6℃低温胁迫下,其叶片相对电导率和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的含量增长最快,且过氧化氢酶(Cata-lase,CAT)、以及超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性下降幅度最大,在-3℃和0℃低温胁迫下,MDA的含量增长较明显,但可溶性蛋白,CAT,POD及SOD活性变化不明显。温度降低对其叶片超微结构的影响较大,在0℃和-3℃低温胁迫下,其细胞结构正常;在-6℃低温胁迫下,类囊体结构开始模糊,淀粉粒和嗜锇颗粒变大且增多;在-9℃低温胁迫下,细胞膜开始解体,叶绿体被膜破损缺失严重,空洞化程度严重,部分细胞甚至成为空细胞。综合各指标变化情况,杜鹃优良株系能耐受的较低温度为-6℃。因此,杜鹃该优良株系为较耐寒品种,可作为宁波及周边城市良好的杜鹃花绿化候选材料。     

抽穗扬花期不同灌水处理对晚稻抵御低温、产量和生理特性的影响

以超级杂交晚稻品种‘五丰优T025’为材料,设置日排夜灌,灌溉水深4～5 cm(H₁);日排夜灌,灌溉水深8～10 cm(H₂);深水灌溉,保持水深8～10 cm(H₃)等3个处理,以稻田湿润处理水层0～1 cm为对照,研究了抽穗扬花期遭遇低温条件下不同灌水方式和水层深度对双季晚稻生理特性及产量的影响.结果表明: 低温期间,不同灌水处理叶片、土层和冠层温度较对照均有所提高,其中H₂处理增温效果最好.低温胁迫下各处理稻株叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、叶片气孔导度和胞间CO₂浓度均逐渐降低,其中H₂处理降低幅度最小;H₂处理叶片丙二醛、游离脯氨酸含量上升幅度最小,可溶性蛋白含量高于其余处理,超氧化物歧化酶和过氧化物酶增幅最小,过氧化氢酶下降幅度最小.灌水保温均可达到增产效果,以H₂处理效果最佳,遭遇低温的2014年和2015年第二播期H₂处理分别比对照增产12.9%和13.5%;从产量结构上看,各处理较对照在单株有效穗数、穗长、结实率、千粒重上均有一定的改善,日排夜灌8～10 cm水深处理是增强双季杂交晚稻抽穗扬花期低温抵御能力较为实用的农艺措施.     

低温胁迫对麻竹叶片和根系抗性生理指标的影响

采用室内人工低温处理,研究了麻竹(Dendrocalamus latiflorus)叶片及根部质膜透性、丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和膜脂脂肪酸组成的变化,寻找与竹类植物耐寒性关系最密切的抗性生理指标。结果表明:低温预处理(8℃)15d后,麻竹叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量、POD活性显著提高,根部可溶性糖含量、POD活性显著升高;低温胁迫处理(-2℃)72h后,经低温预处理的麻竹叶片可溶性糖、可溶性蛋白质含量、SOD、POD活性显著高于未经低温预处理,而质膜透性显著低于未经低温预处理,但膜脂过氧化程度显著高于-2℃处理前;经低温预处理的麻竹根部SOD、POD活性及膜脂不饱和脂肪酸相对含量显著高于未经低温预处理,而质膜透性、膜脂过氧化程度较-2℃处理前无显著差异。说明剧烈降温对麻竹生理特征造成严重影响,叶片通过提高可溶性蛋白、可溶性糖含量,维持较高的POD活性以减轻低温伤害;根系则通过维持较高的SOD、POD活性以减轻低温下膜脂过氧化水平,并通过提高膜脂不饱和脂肪酸比例降低质膜透性来抵御低温对膜的伤害。     

温度对昆虫繁殖力的影响及其生理生化机制

生殖是昆虫维持种群繁衍的基本生命活动,温度是重要的影响因素之一。温度偏离正常生长温度会影响昆虫性腺发育和能量代谢,从而导致昆虫生殖生理异常,具体表现为产卵数降低、性比偏移、产卵前期变化、孵化率降低等。温度影响昆虫繁殖可能的生化与分子机制主要有性外激素、蜕皮激素、保幼激素及其他内分泌神经肽和热激蛋白等的参与,但该方面的研究尚处在初步探索阶段,多不成系统,需要进一步深入。研究温度对于昆虫繁殖力的影响对害虫爆发预测具有重要作用,可为害虫防治提供新思路;而且研究温度对繁殖力的影响可以预测在全球变暖的背景下昆虫种群密度的新变化和新分布情况,为全球生态系统的动态变化提供参考。     

光质对水稻幼苗生长及生理特性的影响

以荧光灯为对照,采用发光二极管（light emitting diode,LED）精确调制不同光谱能量分布,研究了光质对‘武运粳7号’和‘抗优63’两种水稻幼苗生长及生理特性的影响.结果表明：光质对两个品种水稻幼苗生长有显著影响且存在差异.蓝光显著抑制幼苗株高,提高‘武运粳7号’叶片的可溶性蛋白含量及两个品种水稻五叶期幼苗的壮苗指数;红光显著提高三叶期幼苗的茎基直径、壮苗指数以及五叶期叶片的可溶性糖和淀粉含量;红蓝组合光显著提高三叶期幼苗的根数、茎基直径、壮苗指数、根系活力和可溶性糖含量,以及五叶期幼苗的鲜、干质量、壮苗指数、叶片可溶性糖和蔗糖含量;黄光可在幼苗生长初期明显增加株高,提高叶片色素含量.总体上,红蓝组合光有利于培育水稻壮苗.     

低温胁迫时间对4种幼苗生理生化及光合特性的影响

以盐肤木(Rhus chinensis)、假连翘(Duranta repens)、老鸭嘴(Thunbergia erecta)和葛藤(Pueraria lobata)4种幼苗为试验材料,研究了人工模拟下的低温胁迫环境(6℃)对幼苗叶片生理生化及光合特性的影响.结果表明:(1)随低温胁迫的延长,假连翘幼苗的叶绿素含量先升后降,其余3种幼苗持续下降,低温解除后均显著回升;4种幼苗的脯氨酸含量持续上升或波动;葛藤幼苗的可溶性蛋白质含量先升后降,其余幼苗显著上升,且低温解除后有所增加;4种幼苗叶片可溶性糖含量以及丙二醛含量呈增加趋势,SOD活性持续上升或先升后降.低温解除后,盐肤木幼苗的SOD活性略有上升,其余幼苗显著下降.(2)随低温胁迫的延长,4种幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均持续下降,假连翘的胞间CO2浓度(Ci)持续上升,其余幼苗先降后升.低温解除后4种幼苗叶片Pn、G、Tr均有不同程度的回升,Ci有不同程度的下降.低温胁迫和恢复48 h期间,4种幼苗的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量的增加和SOD活性的稳定或增加,减轻了幼苗叶片细胞的膜脂过氧化程度,维持了细胞膜的完整性,是幼苗对低温胁迫适应性反应的重要调节机制.恢复48 h时的Pn、Gs和Tr均有不同程度的回升,Ci有不同程度的下降,说明4种幼苗有一定的抗寒能力.(3)用主成分分析法分别对生理生化指标和光合生理指标进行分析,均得出4种幼苗的抗寒性顺序为葛藤＞盐肤木＞老鸭嘴＞假连翘,这一结果可为采矿石废弃地生态恢复的植物筛选提供科学依据.