杨建昌简介

杨建昌,贵州省铜仁市人,中共党员,中学语文高级教师,铜仁市第十中学校长。1991年7月参加工作,2002年11月-2008年10月任铜仁二中办公室副主任。2008年11月-2013年4月任铜仁二中副校长。2013年5月任铜仁市第十中学校长。“学无止境”是他不变的追求。2010年5月-2010年10月在贵州省教育行政干部培训中心参加“十一五”期间贵州省第十期高(完)中校长任职培训。2012年4月-2014年7月在东北师范大学研究生课程班进修学习。2013年4月在华东师范大学参加贵州省首批“现代学校教育领导力”初中校长高级研修班学习。

高温胁迫对水稻籽粒灌浆与稻米品质影响及其机理研究进展

高温胁迫是影响水稻产量和品质形成的主要环境因素之一。本文概述了高温胁迫对水稻籽粒灌浆和稻米品质形成的影响,并从同化物的积累与转运、碳氮代谢关键酶活性、内源激素以及分子机理等方面综述了其生物学机制;讨论了减轻水稻高温危害的关键技术措施和水稻响应高温胁迫机制的重点研究方向,为水稻抗高温育种和栽培提供一定的理论依据。

水稻根系和土壤性状与稻田甲烷排放关系的研究进展

甲烷(CH_(4))是大气中最主要的温室气体,对全球气候变暖具有重要影响。稻田是农业生态系统中CH_(4)的主要排放源,水稻根系与土壤是影响稻田CH_(4)排放的关键因素。因此,探究水稻根系和土壤性状与稻田CH_(4)排放的关系对于缓解温室效应具有重要的意义。本文综述了稻田CH_(4)产生和排放的机理及其与水稻根系和土壤性状间的内在关系,并展望了进一步探究水稻和土壤性状与稻田CH_(4)排放关系的研究方向,为实现水稻丰产与固碳减排协同提供参考。

干湿交替灌溉和生物质炭施用对稻田碳汇与甲烷排放的影响及其机理研究进展

稻田系统作为重要的碳库,对全球碳排放具有十分重要的影响。灌溉方式和生物质炭的施用是影响水稻生长发育和稻田“碳汇与碳排”的关键措施。本文重点阐述了稻田甲烷排放机制、稻田土壤碳汇机制以及干湿交替灌溉和生物质炭施用对稻田“碳汇与碳排”的调控作用和机制。同时,对研究过程中发现的问题进行讨论,并对今后的研究方向进行了展望,以期为实现水稻高产高效生产与固碳减排协同提供理论依据。

栽培优化对长江下游水稻灌浆期根系特征和稻米淀粉特性的影响

为研究不同栽培管理技术下长江下游水稻灌浆期根系特征与稻米淀粉特性的关系,以甬优2640、武运粳24号、扬稻6号和金香玉1号品种为材料进行大田试验,设置氮空白区(0N)、当地常规(对照)、增密减氮、干湿交替灌溉和增施饼肥5种栽培模式处理。结果表明,与当地常规处理(对照)相比,甬优2640在增密减氮、干湿交替灌溉和增施饼肥处理下的产量增幅分别为6.49%、11.06%和12.72%,武运粳24号分别增加1.92%、11.10%和17.05%,扬稻6号增幅分别为9.30%、18.50%和22.89%,金香玉1号产量增幅分别为6.92%、14.72%和17.89%。同时我们也观察到随着栽培技术的集成和优化,根系形态生理特征(根干重、根长、根直径、根系氧化力、根系伤流强度、根系和根系伤流液中玉米素+玉米素核苷含量和根系分泌物中有机酸总量)以及籽粒淀粉合成关键酶(可溶性淀粉合成酶和颗粒结合型淀粉合成酶)活性、淀粉峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度、溶解度和膨胀度逐渐提高。相关分析表明,灌浆期根系形态生理特征与产量和稻米淀粉特性关系密切。表明栽培技术的集成和优化可能通过调节地下部根系生长来改善稻米品质,最终实现高产优质高效的目标。

稻米淀粉、蛋白质和脂质与蒸煮食味品质关系研究进展

蒸煮食味品质是消费者选择稻米的重要评价标准。淀粉、蛋白质和脂质作为稻米的三大主要物质成分,与其蒸煮食味品质关系密切。为进一步探索稻米蒸煮食味品质形成机制及水稻优质栽培技术,本文综述了稻米三大主要物质的组成与分布、合成代谢特点及其与蒸煮食味品质关系的研究进展,总结了干湿交替灌溉技术对稻米三大主要物质及其蒸煮食味品质的影响,并提出了研究存在三大主要物质互作与稻米蒸煮食味品质关系不清楚以及干湿交替灌溉对蒸煮食味品质的调控机制不明确等问题。建议今后基于淀粉、蛋白质和脂质累积与合成代谢的关系深入研究稻米蒸煮食味品质形成机制以及轻-干湿交替灌溉对稻米蒸煮食味品质的调优机制。

控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响

为探究控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响,在大田条件下,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置不施氮(T1)、常规速效氮肥分次施用(T2,对照)、常规控释氮肥一次性基施(T3)、速效氮肥减量分次施用(T4)、控释氮肥减量一次性基施(T5)、控释+速效氮肥一次性基施(T6)、控释+速效氮肥配合分次施用(T7)共7种氮肥处理,比较分析了不同处理下稻茬小麦产量、叶面积指数(LAI)、叶绿素相对值(SPAD值)、干物质积累量、氮素积累量、根系吸收面积和根系氧化力等性状的差异。结果表明,两个品种的产量均表现为T6>T7>T3>T5>T2>T4>T1。与T2处理相比,两个品种的平均产量在T3、T6和T7处理下分别增加17.9%、30.3%和25.1%,平均氮肥农学效率(AE)分别增加40.0%、84.8%和72.4%,平均氮肥偏生产力(PFP)分别增加22.2%、52.3%和45.6%。与单一施用速效氮肥(T2、T4)或控释氮肥(T3、T5)处理相比,在控释氮肥与速效氮肥配施(T6、T7)处理下两个品种的地上部农艺性状(干物质积累量、LAI和SPAD值)显著改善,氮素积累量、根干重、根冠比、根系氧化力、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积均显著增加。因此,控释氮肥配施速效氮肥策略可以同步促进稻茬小麦地上部与地下部生长,最终实现高产与氮肥高效吸收利用。

水稻分蘖期干物质积累对大气CO_(2)浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制

【目的】探究不同类型水稻品种物质生产响应大气CO_(2)浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制。【方法】以产量和物质生产对CO_(2)浓度升高响应有明显差异的水稻品种两优培九(LY)和南粳9108(NJ)为材料,在人工气候室进行水培试验。分别设置对照CO_(2)浓度(A-CO_(2),400μmol·mol^(-1))和CO_(2)浓度升高(E-CO_(2),600μmol·mol^(-1))两个CO_(2)处理,高氮(HN,1.25 mmol·L^(-1) NH_(4)NO_(3))和低氮(LN,0.25 mmol·L^(-1) NH_(4)NO_(3))两个氮水平。分析CO_(2)浓度升高对不同水稻品种根系形态与生理活性、叶片和根系中细胞分裂素(CTKs)含量、氮素同化酶活性、叶片生理特性、光合参数以及干物质积累的影响差异。【结果】(1)E-CO_(2)显著增加了LY总冠根数、总根长(LN水平除外)、总根表面积和平均直径,提高其根系呼吸速率和维持较高的根系氧化力,而对NJ无显著影响或表现相反;(2)无论氮水平如何,E-CO_(2)显著提高了LY叶片和根系CTKs含量,但显著降低了HN水平下NJ根系中玉米素核苷(ZR)含量;(3)在LN水平下,E-CO_(2)显著提高了LY叶片GOGAT、GDH活性,显著降低了NJ叶片NR活性。在HN水平下,LY氮同化酶活性在E-CO_(2)条件下都表现为提高,NJ仅NR活性提高;(4)在LN水平下,E-CO_(2)使得LY和NJ净光合速率(P_(n))分别提高了28.0%和29.4%。在HN水平下,两品种分别提高了41.0%和28.1%。LY光合响应大幅度提高归因于叶片最大羧化效率(V_(c,max))、最大光合电子传递效率(J_(max))、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)含量、叶绿素含量、叶片氮含量等显著提高;(5)E-CO_(2)显著增加了不同氮水平下LY单株叶面积,对NJ无显著影响;(6)E-CO_(2)显著增加了LY各器官及总生物量,且HN水平增幅明显大于LN水平。E-CO_(2)并未显著影响不同氮水平下NJ的总生物量,显著降低了HN水平下NJ地下部生物量(-16.7%)。【结论】无论在HN还是LN水平下,LY物质生产和生理特征对E-CO_(2)的响应幅度与NJ相比更高。生育前期LY较优的根系形态性状和根系活力、较高的CTKs含量、较强的氮素同化能力、较大的绿叶面积以及光合响应能力是其干物质生产对E-CO_(2)响应幅度较高的重要原因。

水稻低磷胁迫响应及其调控机制的研究进展

土壤缺磷是限制水稻生长发育的关键因素。研究水稻耐低磷的形态生理变化并进一步阐明磷吸收转运途径,对缓解磷胁迫影响水稻产量和品质形成具有积极意义。本文重点概述了水稻在低磷胁迫下根系和地上部形态特征变化以及磷吸收利用的分子生理机制,促进水稻磷吸收利用的水肥管理措施。讨论了今后研究的重点:水稻根系与土壤互作对土壤有机磷释放的影响;植物激素特别是新型激素对水稻磷吸收、转运及分配的调控作用及其机制;开发磷高效水稻品种和提高磷利用效率的栽培调控途径,以期为筛选和培育耐低磷(磷高效)水稻品种及提高磷利用效率的栽培调控提供理论指导。

中籼水稻品种产量与株型演进特征研究

以江苏省近60年生产上应用的16个代表性中籼品种(含杂交稻组合)为材料,依品种应用时期结合株型和基因型,将供试品种分为早期高秆(ET)、改良高秆(IT)、矮秆(DC)、半矮秆常规品种(SDC)、半矮秆杂交稻(SDH)和超级稻(SR)6个类型,研究其产量、源库关系和株型变化特性。结果表明,随着品种改良,籽粒产量逐步提高。这主要是由于总颖花量的增加,其关键在于每穗粒数的增多;结实率以DC最高,SR最低,千粒重变化不大。由ET到DC,植株高度降低,生物产量与收获指数同步提高,收获指数的提高更为明显。由DC到SR,植株高度略有增加,生物产量明显提高,抽穗后增加的量尤为显著,收获指数变化较小。品种改良明显减小了顶部3叶的着生角度,增加了抽穗期的叶面积,但颖花量的增加超过叶面积的增加,导致粒叶比(颖花数与叶面积之比)提高。随品种的演进,抽穗期根重以及根冠比提高,但根系伤流液量减少。抽穗至成熟根系伤流液和叶片中玉米素+玉米素核苷浓度下降的速度表现为SR>SDH>SDC。依据品种演进特征,对进一步提高产量的途径进行了讨论。

超高产粳型水稻生长发育特性的研究

【目的】水稻是中国最重要的粮食作物,实现水稻超高产对保证国家粮食安全有重要作用。本研究旨在探讨超高产水稻(产量>11t·ha-1)的生长发育特性。【方法】4个中熟粳稻品种(含品系)连嘉粳2号、华粳5号、0026和9823种植于大田,对其物质生产和产量形成进行了观察分析。【结果】与高产水稻(CK,产量为8.98～9.16t·ha-1)相比,超高产水稻每穗颖花数多,结实率高,千粒重与CK无显著差异;超高产水稻移栽至拔节期的茎蘖数较CK少,但分蘖成穗率较高;超高产水稻的叶面积指数、光合势和干物质积累,生育前期较CK低,抽穗期与CK无显著差异,抽穗后则显著高于CK。超高产水稻各生育时期的根冠比、抽穗至成熟的根系伤流量以及粒叶比、茎鞘物质运转率和收获指数均显著高于CK。【结论】提出了中熟粳稻超高产群体的生育诊断指标:总颖花量>4.5万/m2,结实率>90%,千粒重>26g;茎蘖成穗率>80%,抽穗期叶面积指数7.5～8.0,全生育期光合势>5×106m2·d·ha-1,成熟期总干重>22t·ha-1,收获指数>0.51;抽穗期粒叶比[颖花/叶(cm2)]>0.58,根冠比>0.25,根系伤流量>5g·m-2·h-1。对培育超高产水稻群体的调控途径与关键栽培技术进行了讨论。

旱种水稻灌浆特性与灌浆期籽粒中激素含量的变化

以粳稻武育粳 3号和杂交籼稻汕优 6 3为材料 ,研究了旱种 (地膜覆盖栽培 )水稻籽粒灌浆特性与灌浆期籽粒中激素含量的变化。与水种 (常规栽培 )相比 ,旱种水稻的粒重减轻 ,最大灌浆速率和平均灌浆速率增大 ,达到最大灌浆速率的时间提前 ,活跃灌浆期缩短 ,弱势粒尤为明显。灌浆前期籽粒中的吲哚乙酸 (IAA)、玉米素核苷 (ZR)和脱落酸 (ABA)含量 ,强势粒高于弱势粒。IAA和 ZR含量峰值出现的时间在最大灌浆速率出现值前 ,ABA含量的峰值在时间上与最大灌浆速率同步。与水种相比 ,旱种水稻籽粒中 IAA和 ZR含量减少 ,灌浆前、中期 ABA含量明显增加 ,这种差异主要表现在弱势粒上。在灌浆始期喷施 2 0× 10 - 5m ol/ L IAA,弱势粒中的 IAA和 ZR含量增加 ,ABA含量减少 ,活跃灌浆期增长 ,灌浆速率减小 ,旱种稻的粒重显著增加 ,水种稻的粒重有不同程度的降低 ;喷施 2 5× 10 - 5mol/ LABA后 ,籽粒中的激素含量、活跃灌浆期和灌浆速率与喷施 IAA的结果相反 ,旱种稻的粒重显著降低。表明旱种水稻籽粒中 ABA含量的增加或 IAA和 ZR含量的减少是灌浆期缩短和粒重减轻的生理原因 ,调节籽粒中 ABA与 IAA比值 。

结实期干湿交替灌溉对稻米品质及籽粒中一些酶活性的影响

在土培池和大田试验条件下,观察了结实期干湿交替灌溉对武育粳3号(粳稻)和扬稻6号(籼稻)米质和籽粒中淀粉合成关键酶活性的影响以及它们之间的关系。与对照(保持水层)相比,轻干-湿交替灌溉(土壤干至土壤水势为-25kPa时复水)增加了结实率和粒重,降低了垩白粒率和垩白度,提高了淀粉的最高黏度和崩解值,减小了热浆黏度、最终黏度和消减值。重干-湿交替灌溉(土壤干至土壤水势为-50kPa时复水)的结果则相反,两品种结果趋势一致。轻干-湿交替灌溉增加了籽粒中蔗糖合成酶(SuS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)、淀粉合成酶(StS)和淀粉分支酶(SBE)活性,重干-湿交替灌溉则降低了上述各酶的活性。不同灌溉方式对籽粒中酸性转化酶(AIV)活性影响较小。SuS、AGP、StS和SBE活性与粒重、最高黏度、崩解值呈显著正相关,与垩白度和消减值呈显著负相关。上述结果说明结实期轻干-湿交替灌溉可以改善稻米品质,SuS、AGP、StS和SBE在籽粒形成中起重要作用。

亚种间杂交稻光合特性及物质积累与运转的研究

亚种间杂交稻穗大粒多,增产潜力大。同亚种内品种间杂交稻相比,亚种间杂交稻剑叶的气孔密度和气孔导度大,抽穗以后叶片的光合速率高。在抽穗期,亚种间杂种和亚种内杂种的干物质积累量相差很小,茎、叶和叶鞘中储存的可用性碳水化合物以及干重颖花比[干重(mg)/颖花(粒)],前者则小于后者。抽穗至成熟,亚种间杂种的干物质积累量和干重颖花比明显高于亚种内杂种,但前者的物质运转率、茎鞘物质的输出率和转换率均低于后者。对亚种间杂种物质运转率低的原因进行了讨论。

水分胁迫下水稻剑叶中多胺含量的变化及其与抗旱性的关系

以 6个中熟水、陆稻品种为材料 ,研究了在不同土壤水分状况下剑叶中腐胺 (Put)、亚精胺 (Spd)和精胺 (Spm)含量的变化及其与抗旱性的关系。结果表明 ,供水充足 (对照 )的叶片中Put、Spd和Spm含量随叶片的衰老而缓慢下降 ,与品种的抗旱性没有明显联系。水分胁迫处理 (土壤水势保持 -0 0 5MPa)后 ,叶片中Put、Spd和Spm含量均显著增加 ,增加的量以Put >Spd >Spm ;抗旱品种叶片中多胺累积开始较早、持续时间长 ,Spd和Spm的相对含量 (胁迫处理 对照 )较高 ,干旱敏感性品种则相反。Put和Spd或Spm开始在叶片中累积的叶水势阈值 ,抗旱品种分别为 -0 5～ -0 53MPa和-0 61～ -0 62MPa,干旱敏感性品种分别为 -0 72～ -0 74MPa和 -0 81～ -0 83MPa。Spd和Spm的相对含量与品种的抗旱系数呈极显著的正相关 (r =0 92 1 ～ 0 984 ,P <0 0 1 ) ,Put的相对含量与抗旱系数的相关值因测定时期不同而异。在水分胁迫初期分别用 0 1mmol LSpd或Spm喷施叶片 ,籽粒产量较仅用清水处理的对照显著增加 ,用 0 2mmol LPut处理后的产量与对照差异不显著 ,用 1mmol LMGBG [甲基己二醛 双 (脒基腙 ) ,多胺合成抑制剂 ]处理 ,产量较对照显著降低。上述结果说明 。

旱种水稻生育特性与产量形成的研究

以杂交籼稻汕优 6 3和粳稻镇稻 88为材料 ,研究了旱种 (地膜覆盖栽培 )水稻的生长发育与产量形成的特性。与水种 (常规栽培 ,对照 )相比 ,旱种水稻在有效分蘖临界叶龄期前分蘖发生慢、叶面积指数小 ,干物质积累少 ,在拔节期则相反。旱种水稻的各节间长度、分蘖成穗率、粒叶比 [颖花数 /叶 (cm2 ) ]、灌浆中后期的叶片光合速率、成熟期干物质积累以及活跃灌浆期均小于对照 ,但抽穗期的根干重、根冠比、灌浆前期的根系活力、平均灌浆速率、物质运转率和收获指数 ,则高于对照。旱种水稻的每穗粒数少于对照 ,单位面积的穗数则多于对照 ,结实率与对照无显著差异。旱种水稻的粒重和产量 ,汕优 6 3与对照无显著差异 ,镇稻 88则显著低于对照。

水稻发育胚乳中细胞增殖与细胞分裂素含量的关系

依据水稻强、弱势粒胚乳细胞增殖速率的差异 ,6个供试品种 (含杂交稻组合、新株型品系 )可分为 3种类型 :快速同步增殖型、异步增殖型和缓慢同步增殖型。发育胚乳中玉米素 (Z) +玉米素核苷 (ZR)含量明显高于异戊烯基腺嘌呤(iP) +异戊烯基核苷 (iPA)含量 ,但两类细胞分裂素含量的变化趋势一致 ,且与胚乳细胞增殖速率有密切联系。胚乳中Z+ZR和iP +iPA的平均含量和最高含量与胚乳细胞的平均增殖速率和最大胚乳细胞数均呈极显著的正相关。始穗期用1 0 - 7mol L的ZR分别处理根系和叶片 (含穗 )、或用 1 0 - 7mol LiPA处理叶片和穗后 ,最大胚乳细胞数和粒重显著增加 ,以ZR处理尤为明显。表明水稻胚乳细胞的增殖和数目受胚乳中细胞分裂素水平的调控 。

ABA与GA对水稻籽粒灌浆的调控

灌浆初期籽粒中ABA(脱落酸)含量(ng g^(-1)FW)和ABA与GA(赤霉素)的比值,强势粒高于弱势粒,籽粒充实度好的组合高于籽粒充实度差的组合.开花后2天,喷施外源ABA,籽粒中ABA含量和ABA/GA增大,喷施外源GA后籽粒中GA含量增加,ABA/GA减小.低浓度(15mg/L)ABA处理后,灌浆初期籽粒中ADPG焦磷酸酶和淀粉合成酶活性及淀粉含量增加,可溶性糖含量减少;弱势粒灌浆速率增大,至达最大灌浆速率的时间提前,物质运转率、结实率和粒重提高;高浓度(30mg/L)性糖含量减少;弱势粒灌浆速率增大,到达最大灌浆速率的时间提前,物质运转率、结实率和粒重提高;高浓度(30 m吕/L)ABA和高、低浓度(20和 40 mg/L儿A处理后结果则相反.表明在灌浆初期适当提高籽粒中 ABA含量和ABA与GA比值,有促进水稻籽粒灌浆的作用.

水稻减数分裂期颖花中激素对水分胁迫的响应

以旱A-3（HA-3，抗旱性品种）和武运粳7号（WY-7，干旱敏感品种）为材料，在减数分裂期（抽穗前15-2d）进行充分灌溉（ww）和土壤水分胁迫（ws）处理。结果表明，WS处理显著降低叶片水势，但穗水势没有变化。WS处理的颖花不孕率，WY-7较ww增加58．5％-50．9％，HA-3仅较ww增加12．6％-12．8％。颖花中的玉米素＋玉米素核苷、吲哚-3-乙酸和赤霉素（GA1＋GA4）浓度在ww与WS处理间以及在两品种间无显著差异。WS显著增加颖花中脱落酸（ABA）、乙烯和1-氨基环丙烷-1-羧酸浓度。wY-7乙烯的增加超过ABA的增加，而HA-3乙烯与ABA增加量大致相等。在减数分裂早期对WS稻穗施用氨基-乙氧基乙烯基甘氨酸（乙烯合成抑制剂）和ABA，颖花的不孕率显著降低；施用乙烯利（乙烯释放促进物质）和氟草酮（ABA合成抑制物质），结果则相反。上述结果说明，在减数分裂期遭受水分胁迫，内源ABA和乙烯的相互拮抗作用调控颖花的育性，较高ABA与乙烯的比值是水稻适应水分逆境的一个生理特征。

根系化学讯号与稻米品质的关系

目的试图阐明水稻根系化学讯号与米质形成的关系。方法试验采用不同基因型的水稻材料,测定结实期根系玉米素(Z)+玉米素核苷(ZR)、脱落酸(ABA)、1-氨基环丙烷1-羧酸(ACC)和根系分泌的有机酸以及稻米外观品质和蒸煮食味品质,并进行相关分析。结果表明灌浆中、后期根系Z+ZR浓度与胶稠度及碱化值呈显著或极显著正相关(r=0.72～0.90),与直链淀粉含量呈显著或极显著负相关(r=-0.68～-0.78);灌浆中期根系ABA浓度与胶稠度及碱化值呈极显著负相关(r=-0.90～-0.91),与直链淀粉含量呈极显著正相关(r=0.87);灌浆中期根系ACC浓度与垩白粒率和垩白度呈极显著正相关(r=0.97～0.98),灌浆后期根系ACC浓度与米粒的垩白度和垩大小呈极显著正相关(r=0.69～0.96)。结实期根系分泌的苹果酸和琥珀酸越多的品种,其稻米淀粉谱的崩解值越大,消解值越小;而根系分泌的酒石酸和柠檬酸越多的品种,结果则相反。根系分泌乳酸较多的品种,稻米的胶稠度和碱化值较小,直链淀粉含量较高。结实期外源ZR、ABA和ACC处理根系后对稻米品质的影响,与内源激素(Z+ZR,ABA,ACC)同稻米品质指标的关系基本吻合。施用菜籽饼作有机肥,可以提高根系苹果酸和琥珀酸浓度并增大崩解值和降低消解值。结论根系化学讯号对稻米品质的形成起重要作用,通过调控根系化学讯号,可以改善稻米品质。