不同穗型小麦品种分蘖发育的代谢基础研究

比较研究了大穗型和多穗型小麦品种的分薛发育特征及其代谢基础。结果表明,与多穗型品种相比,单株分蘖较少的大穗型品种分蘖期具有较低的IAA氧化酶（IAAO）活性、较高的IAA含量和较强的碳代谢活性。在分蘖的两极分化期,大穗型品种在碳、氮代谢和同化物分配方面存在较强的主茎优势,因此,其分蘖较难继续发育成穗。     

植物的自我补偿调节

植物在生长过程中,总会不可避免地碰到外界不利因素的侵害。这种因素,包括生物的和非生物的制约和直接危害。对此,植物常通过自我补偿调节作用,使受损害的程度降低到最低限度。植物的这种自我补偿调节功能,是普遍存在的,就外部形态看,可使不定芽抽生、调整分蘖成穗,延缓生育期提高结实率;在内部生理变化上,可增强光合作用强度,提高光合效率、调整养分或光合产物运输线路等。日本有关资料报道,水稻在分蘖期遭受二化螟为害,可以在以后的分蘖中得到极大的补偿。当早稻抽穗期受二化螟为害,被害率不到10％的情况下,其产量与未受害的田块相比几乎没有什么差别。江苏省农科院测定,单季杂交水稻分     

不同生育期遮光对水稻生长发育和产量形成的影响

研究了不同生育期遮光45%(水稻生长的前期、中1期、中2期、后期)对水稻形态发育、光合产物积累、稻株养分含量、产量构成等的影响,并重点研究了植株对N、P、K养分的吸收规律。结果表明,各期遮光后均使干物质积累速率降低,植株N、P、K养分吸收量减少,对产量有不同程度的影响,但植株体内N、P、K养分含量上升。前期遮光主要使分蘖数急剧下降,有效穗数减少,叶面积系数下降,产量下降11.56%,但株高增加;中1期遮光后对水稻生长影响不大,产量仅降低5.46%;中2期遮光主要使每穗粒数和千粒重下降,对产量影响较大,降低幅度达30.80%;后期遮光主要影响结实粒和千粒重,其产量最低,降低55.40%.文中还对弱光照条件下的生育期安排和施肥决策提出了建议.     

水稻茎鞘非结构性碳水化合物转运机理及栽培调控研究进展

非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate,NSC)是参与水稻能量代谢的主要物质和维持水稻生长发育及响应环境调控的重要因子.蔗糖作为水稻茎鞘NSC代谢中心物质,是水稻灌浆期叶片光合产物和花前茎鞘中储存的NSC向穗部转运的主要形式,是籽粒灌浆的主要同化物来源.理解水稻蔗糖分配、转运机理及栽...     

在小麦不同发育时期根外喷施磷肥对小麦生长发育和产量品质的影响

1.本试验是在田间条件下分两地进行,一是主要试验,另一为补充试验。主要试验的供试品种是北京本地农家品种。补充试验的供试品种是农大三号。用1%过磷酸钙肥液在小麦分蘖、拔节、孕穗、抽穗、开花、灌浆以及乳熟等七个发育时期进行单独或不同粗合的根外喷肥。主要试验以不喷肥也不喷水为对照。补充试验以不喷水也不喷肥为自然对照之外,另增加喷水对照。2.分蘖期喷磷不增加有效分蘖数而增加总小穗数及主茎的能育小穗数和小穗粒数、总粒重增加,麦粒合氮量亦略增加;茎稈此对照重、矮和粗,加速穗原始体和植株发育进程。3.拔节期喷磷增加有效分蘖数,大大增加主茎旁茎的能育小穗数和小穗粒数,对千粒重没有显著影响,总粒重增加,降低麦粒含氮量;茎稈此对照重、矮和粗,加速穗原始体和植株的发育进程。4.孕穗期喷磷增加主茎、旁茎的能育小穗数和小穗粒数,对千粒重影响不大,总粒重增加,降低麦粒含氮量;茎稈此对照粗和重,加速植株发育进程。5.抽穗期喷磷不增加总粒重,但大大提高麦粒合氮量;对植株发育进程没有显著影响。6.开花期喷磷大大增加千粒重,显著增加能育小穗数和小穗粒数,总粒重增加,但大大降低麦粒含氮量;加速乳熟进程。7.灌浆期喷磷大大增加千粒重,显著增加能育小穗数和小穗粒数,患粒重增加,麦粒合氮量与对照相近。8.乳熟期喷磷大大增加千粒重、能育小穗数和小穗粒数,总粒重增加,减低麦粒合氮量。9.单独时期喷磷的增产效果优于粗合时期喷磷(除孕穗期和抽穗期连续喷磷外);晚期(开花后)喷磷的增产效果优于早期(除拔节期喷肥外)。因此,根据本试验看来,全期(分蘖期到开花期)、前期(分蘖期和拔节期)以及分蘖期进行喷磷是不必要的。10.在各种喷磷处理中,以拔节期喷磷的增产效果最好,它全面地影响了产量构成的各介因素,从而得到最高的增产量(36%);其次,效果最好的是乳熟期喷磷,增产达17.2%。11.作者讨论了拔节期和乳熟期喷磷得到优良效果的原因,并认为这二个时期喷磷最为有效,如果在拔节期喷磷的基础上再加以乳熟期喷磷,则可能产生更大的增产效果;最后作者认为有必要从生理和形态方面对拔节期和乳熟期的磷素根外追肥,作进一步的研究和试验。     

施氮对水稻植株和颖果发育及稻米品质的影响

以'扬稻6号'和'粳稻941'为材料,在施氮总量相同条件下分别设置低分蘖肥高孕穗肥和高分蘖肥低孕穗肥2个施氮处理,通过盆栽试验研究施氮量和施氮时期对水稻植株生长、颖果发育和稻米品质的影响.结果表明:水稻植株鲜重、干重、分蘖数和株高随分蘖期氮肥用量增加而增加;增加孕穗期氮肥用量比例能显著提高抽穗期水稻剑叶和颖果光合速率、颖壳叶绿素含量、呼吸速率、颖果CAT及SOD活性;增加孕穗期氮肥用量还能提高水稻籽粒出糙率、精米率、整精米率,降低稻米垩白率,改善稻米的碾米品质和营养品质.因此,增加分蘖期施氮比例能促进水稻植株生长,而提高孕穗期施氮量则有利于水稻颖果发育和稻米品质改善.     

水稻-褐飞虱-拟水狼蛛食物链的定量研究

应用荧光物质稀土元素铕示踪法对水稻褐飞虱拟水狼蛛食物链进行了定量分析研究。所施荧光物质的三种浓度20 mg/L、50 mg/L和100 mg/L 均为有效浓度,对水稻生长无可见的影响,孕穗期、抽穗期、乳熟期和黄熟期四个生育期水稻、褐飞虱和拟水狼蛛的荧光物含量均随所施荧光物质浓度的增高而增高。褐飞虱对不同生育期水稻的取食量依次为抽穗期>孕穗期>乳熟期>黄熟期,分别为每克褐飞虱生物量在24 h内摄食水稻17.5910 g, 17.4510 g, 13.8290 g和8.7070 g。拟水狼蛛对褐飞虱的捕食量为乳熟期>孕穗期>抽穗期>黄熟期,分别为每克拟水狼蛛生物量24 h捕食褐飞虱3.6380 g, 3.0830 g, 3.0770和2.8000 g。根据田间调查数据换算为每头拟水狼蛛捕食褐飞虱在孕穗期、抽穗期、乳熟期和黄熟期分别为11头、11头、13头和10头。     

种植密度对两种穗型小麦品种分蘖期茎蘖生理特性的影响

选用分蘖成穗率不同的2种穗型冬小麦品种,通过3个密度水平大田试验研究了分蘖期主茎和不同蘖位分蘖间的干物质积累与光合特性的差异,以探讨2种穗型品种分蘖成穗的生理机制.结果显示:(1)在冬小麦分蘖期间,分蘖成穗率低的大穗型品种'兰考矮早八'高位分蘖干物质积累速率较慢,分蘖与主茎的差距较大;而分蘖成穗率高的多穗型品种'豫麦49-198'分蘖与主茎的干物质积累速率差距较小.(2)2品种分蘖与主茎干物重比值(蘖/茎)均随着种植密度增加而降低,成穗分蘖的蘖/茎值拔节期均大于0.5,而同期未成穗分蘖均低于0.5.(3)在分蘖期间,'兰考矮早八'分蘖的净光合速率随生育进程增长比主茎缓慢,且随密度增加分蘖与主茎的差距进一步加大;'豫麦49-198'分蘖与主茎的光合速率差异较小,且种植密度对其影响也较小.(4)拔节中前期种植密度对2品种的荧光参数影响较小,拔节后期2品种分蘖的初始荧光(F0)均显著大于主茎,而PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)却显著低于主茎;随种植密度增加,2品种主茎与分蘖的F0和Fv/Fm差异增大,且这种趋势随蘖位上升表现得更加明显.研究表明,大穗型品种'兰考矮早八'拔节期主茎与分蘖间干物质积累和光合性能的差异过大是其分蘖成穗率低的主要原因.     

机插秧水稻物质生产与养分积累特性研究

为明确机插水稻的物质生产与养分积累特性,该研究以早季和晚季水稻常规品种(珍桂矮和新香粘)为材料进行大田试验,设置机插秧(行距30 cm×株距12 cm)、手插秧(行距30 cm×株距12 cm)、手抛秧(27.75万蔸·hm~(-2))三种栽培方式。在水稻抽穗期测定各处理叶面积指数,在分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期分别测定各处理干物质积累量,氮、磷、钾养分积累量及成熟期稻谷产量。结果表明:在同一单位面积栽植密度条件下,早晚两季、机插秧水稻在抽穗期的叶面积指数与手插秧水稻、手抛秧水稻间并无显著差异,机插秧水稻成熟期干物质,氮、磷、钾养分积累量等方面与手插秧、手抛秧水稻无显著差异,但其前期积累的干物质及养分积累量较少,后期积累量较大。早晚两季机插秧水稻、手插秧水稻和手抛秧水稻的产量分别是7.73、7.62、6.70 t·hm~(-2)和5.91、5.97、5.90 t·hm~(-2),都未表现出显著差异。这表明机插秧水稻的产量潜力、干物质和养分积累潜力与手插秧、手抛秧水稻的差异较小,但其物质积累过程与手插秧、手抛秧水稻存在明显差异。     

水稻-白背飞虱-拟水狼蛛食物链中生物量流动的定量研究

采用荧光物质示踪技术对早稻稻田生态系统中的水稻-白背飞虱拟水狼蛛食物链在抽穗期与乳熟期中营养物质流动进行了定量测定。结果表明: 在所施荧光示踪物质3种质量浓度20、50、100 mg/L中,水稻、白背飞虱、拟水狼蛛的荧光物含量［μg/鲜重(g)］随所施荧光物浓度的增加而增加,浓度组间差异达到显著水平,呈现出较为稳定的规律性。早稻抽穗期每头白背飞虱每24 h取食水稻0.0636 g,平均每头拟水狼蛛每24 h捕食白背飞虱0.0336 g,约6～7头;在早稻乳熟期每头白背飞虱每24 h取食水稻0.0155 g,平均每头拟水狼蛛每24 h捕食白背飞虱0.0416 g,约16头。结合田间调查数据分析,抽穗期白背飞虱危害低于乳熟期,差异显著;两个水稻生育期3～4龄拟水狼蛛的控虫力差异显著,乳熟期高于抽穗期。     

不同生育期水分胁迫对水稻根叶渗透调节物质变化的影响

 干旱是限制水稻(Oryza sativa)作物产量的主要生态因子之一,渗透调节是作物适应干旱逆境的生理机制之一。在人为控制水分的盆栽条件下, 对水稻生长的分蘖期、幼穗分化期、抽穗期、结实期分别进行水分胁迫,研究水稻根系及叶片渗透调节物质的变化规律。结果表明, 不同生育期 干旱胁迫后叶片水势均显著下降,根系和叶片的有机渗透调节物质如可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸和无机渗透调节物质包括K⁺、Mg²⁺等含量 均大幅度上升,而且幼穗分化期和抽穗期这两个对水分胁迫最敏感的时期上升幅度最大,其中又以有机渗透调节物质变化最显著。不同生育期渗 透调节大小的顺序为：抽穗期>幼穗分化期>结实期>分蘖期,反映了不同生育时期渗透调节能力的差异。同时幼穗分化期和抽穗期水分胁迫结束 后再复水后根系和叶片的有机渗透调节物质含量仍长期明显高于对照,而无机离子则变化规律比较复杂,有的升高有的则降低。叶片的渗透调 节能力大于根系,无论是叶片或根系都是K⁺对渗透调节的贡献最大;其次是Ca²⁺, 6 种渗透调节物质含量大小排列顺序为K⁺ > Ca²⁺ >可溶性糖 > Mg²⁺ > 游离氨基酸 > 脯氨酸。     

用“C~(14)-乙烯利”进行小麦化学杀雄机理的研究(第一报)

“乙烯利”(2-氯乙基膦酸)是一种有效的小麦化学杀雄剂。用C~(14)标记的“乙烯利”进行示踪结果表明,它易被小麦叶片吸收,并通过输导组织,运转到植株的其他不同部位,尤以进入穗部为多。雌蕊、雄蕊之间分配差异较大。P~(32)根施示踪试验证实,“乙烯利”处理,对小麦植株各部分正常磷代谢有一定的影响,雄蕊的核酸和蛋白质合成受到严重的抑制,从而导致败育;雌蕊部分则受影响较小。“C~(14)-乙烯利”进入小麦植株15天后,经纸层析和放射扫描鉴定,在雌蕊和雄蕊中仍以“C~(14)-乙烯利”形式存在。同时通过人工授粉结实,测定了“C~(14)-乙烯利”在籽粒中的残留情况,初步认为应用“乙烯利”进行小麦化学杀雄制种,对人畜是没有危害的。     

再生小麦

“再生小麦”是指小麦在拔节后至成熟前,植株主茎或大蘖受伤害后,当水分、养分、温度和湿度都较好时,茎节或分蘖节上已经休眠的蘖芽伸长长成较大的分蘖并抽穗结实。笔者1986年在温室内进行小麦盆栽试验,当小麦达籽粒半仁期时将主茎穗剪掉,不久即从地上第二节间基部长出新的分蘖,并迅速地拔节、抽穗、结实;同时还长出了次生根(气根,只是节间数比主茎少了1节(封面照片)。但是,这种于半仁期失去主穗后又长分蘖并能结实的现象在田间     

不同超级杂交稻组合期剑叶14C-同化物的转运及分配与早衰关系的研究

选取具有不同早衰特性的超级杂交稻组合两优培九、Y两优1号和培两优E32为供试材料,借助14C同位素示踪技术对其不同生育期剑叶14C同化物分配及转化进行了研究。结果表明:随着生育期的推进,剑叶(源)同化物向穗中(库)的转运比例逐渐增加,在供试组合中以两优培九分配效率最高,Y两优1号次之,培两优E32最低;剑叶14C-同化物在供试组合中的转运能力也有类似的趋势,在3个超级杂交稻组合中,以两优培九"源、库、流"的协调性最好,Y两优1号次之,培两优E32最差。     

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.     

水稻不同品种对铅吸收、分配的差异及机理

为探究水稻不同品种对Pb吸收积累的差异及机理,以20个不同基因型水稻品种(系)为材料,采用盆栽方法,研究了Pb在水稻植株各器官中的分配及在籽粒中的分布．结果表明,不同品种间,Pb积累量存在显著差异,但品种间的这种差异与品种类型关系不明显;不同器官、不同生育时期,Pb积累量和积累速率不同;各器官Pb浓度按根、茎、叶、穗、籽粒的顺序大幅度下降,分配到籽粒中的Pb比例很低;根与茎,茎与叶片、穗(抽穗期)、籽粒Pb含量呈极显著负相关;根与叶、穗(抽穗期)、籽粒,叶与穗(抽穗期)、籽粒的Pb含量呈正相关,相关性大多达极显著或显著水平;不同品种抽穗期叶片与成熟期籽粒间的Pb含量达显著正相关;Pb在稻米加工各产物中的分布很不均匀,稻谷经脱壳及精加工1次(2min)后,精米Pb含量仅为籽粒总含Pb量的32．88％．     

不同生育阶段夜温升高对双季水稻物质生产与养分吸收的影响

利用2间玻璃室内夜间不同的温度条件,研究了水稻生长期间夜温升高对双季早、晚稻物质生产和养分积累的影响.结果表明:播种-幼穗分化期夜温升高增加早稻的干物质积累,而减少晚稻的干物质积累;幼穗分化期-抽穗的夜温升高对早、晚稻的干物质积累均有一定的负作用;抽穗后的夜温升高对早稻物质生产影响较小,但降低其茎鞘物质的转运,而晚稻的干物质生产和茎鞘物质的转运均提高.在早稻幼穗分化前夜温适度升高有利于提高根系活力,促进植株养分的积累,但不利于晚稻植株养分的积累;幼穗分化-抽穗期间的夜温升高均不利于早、晚稻植株的养分积累;灌浆结实期的夜温升高会造成早稻根系早衰,不利于养分吸收,但有利于保持晚稻根系较高活力,促进养分吸收.试验证明,不同生育阶段的夜温升高对双季水稻不同生育阶段的干物质生产和养分吸收的影响是不同的.     

13C脉冲标记法：不同生育期水稻光合碳在植物-土壤系统中的分配

定量生育期内植物光合碳在植物组织-土壤的分配规律,对于理解全球碳循环有着重要意义。采用~(13)C-CO_2脉冲标记结合室内培养,通过元素分析仪-稳定同位素联用(Flash HT-IRMS)分析植物各部分及土壤δ~(13)C值,比较了不同生育期下水稻光合碳在不同组织间的分配规律,并量化了水稻光合碳向土壤碳库的转移。结果表明:(1)水稻地上部和根系干物质量随水稻生育期的增加而呈现递增趋势,不同的生育期表现为:分蘖期拔节期抽穗期扬花期成熟期。而整个生育期的根冠比为0.2—0.4,分蘖期的根冠比最高,随着水稻生育期的增加而递减,到抽穗期以后根冠比稳定在0.2左右。(2)脉冲标记6h后,水稻地上部和地下部(根系)的δ~(13)C值在-25.52‰—-28.33‰,不同器官的δ~(13)C值存在明显分馏效应,且趋势基本一致,即茎杆(籽粒)叶片(根系);这种由于水稻生育期特性导致的各器官碳同位素分馏的现象,可用于指示不同生育期下水稻光合碳的分配和去向。(3)不同生育期~(13)C-光合碳在植物-土壤系统的分配规律不同,生长前期光合碳向根系及土壤中分配的比例高,具有较强的碳汇能力,而随生育期光合碳在根系及土壤中的分配比例呈下降趋势,但积累量不断增加。(4)不同生育期~(13)C光合碳在水稻-土壤系统中的分配比例差异明显。水稻分蘖期有近30%光合碳用于根系建成并部分通过根系分泌物进入土壤有机碳库(10%),而到成熟期则向籽粒中分配较多,而且光合碳在土壤中的分配比例也随生育期呈下降趋势。研究结果对稻田土壤有机碳循环过程和调控机制的揭示具有重要的理论意义。     

开放式空气二氧化碳浓度增高(FACE)条件下水稻的根系活力和氮同化能力

利用FACE(Free Air Carbon-dioxide Enrichment)平台技术,用伤流量法研究了低氮(LN 150 kg·hm^-2)和常氮(NN 250 kg·hm^-2)水平下,大气CO₂浓度升高对水稻分蘖、抽穗期和穗后35 d根系活力和根系N同化能力(氨基酸合成能力)的影响.结果表明,就整株水稻来看, CO₂浓度升高和N处理对根系活力无显著影响;但由于FACE条件下水稻分蘖数增加14.5%(LN)和20.7%(NN),使每茎根系活力(伤流强度)降低1.4%～21.7%.在分蘖和抽穗期,虽然FACE处理促进了根系吸收的无机N向氨基酸转化,根系伤流液中氨基酸氮/无机氮提高11.1%～143.1%,但氨基酸浓度和合成总量和对照相比无明显差异.在穗后35 d,FACE处理减弱了水稻根系的N同化能力,表现为根系伤流液中氨基酸/无机氮降低38.1%(LN)和29.2%(NN);同时氨基酸浓度降低34.0%(LN)和44.7%(NN),氨基酸合成总量降低50.8%(LN)和40.0%(NN).提高施氮水平促进了抽穗期水稻根系对无机氮的吸收,伤流液中无机氮含量增加51.1%(对照)和155.2%(FACE),但并未增加氨基酸合成量,由此导致抽穗期氨基酸氮/无机氮显著降低19.5%(对照)和36.8%(FACE);同时,氮处理在这个时期与FACE处理表现出明显的交互作用.     

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.