水稻根系的空间分布及其与产量的关系

选择9个水稻品种,在水稻生长根系最旺盛的抽穗期进行取样,研究高产水稻群体的根系空间分布特征.结果表明:不同水稻品种的根系体积和质量的总量存在差异.各品种水稻根系的体积和质量均随土层深度增加而下降,但主要分布在土壤耕作层(0～20cm),且表层(0～10cm)占80%以上.其垂直分布可用指数模型、乘幂模型、对数函数、多项式函数表示,相关系数都在0.9以上.上层根(0～10cm)质量与产量之间没有显著的相关关系,而下层根质量(10cm以下)与产量之间呈显著正相关关系,相关系数达0 7258.研究认为,从整株根系和高产的角度来看,适当减少表层根系,培育和增加深层根系的比例有利于促进水稻产量的提高.

抽穗期不同程度水分胁迫对水稻产量和根叶渗透调节物质的影响

抽穗期是水稻生长对干旱胁迫比较敏感的时期,而渗透调节是作物适应逆境的重要生理机制之一。以水稻品种丰华占为实验材料,在人为控制水分的盆栽条件下,对水稻生长的抽穗期分别进行不同时间长短的控水处理,研究干旱胁迫对水稻干物质积累、产量、根系及叶片渗透调节物质的变化规律及其生理调节机制。结果表明,不同程度干旱胁迫后叶片水势均显著下降,除长期控水处理(12d)的可溶性糖含量下降外,其余控水处理(3～9d)的根系和叶片的有机渗透调节物质可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸均大幅度上升,而且水分胁迫程度越高,上升幅度越大,根系与叶片表现一致,但叶片的渗透调节能力大于根系,而根系的反应比叶片更迅速和敏感。短期干旱胁迫(3d和6d)再复水后根系和叶片的有机渗透调节物质含量可恢复到对照水平,而长期干旱胁迫(9d和12d)则不能。除长期干旱(控水12d)造成无机离子显著下降外,其他不同程度的干旱胁迫后根系和叶片的无机离子K+、Ca2+、Mg2+等含量则变化不大或轻微下降。水分胁迫后水稻根系、茎叶和穗干物质积累显著下降,抽穗期短期控水(3d)对产量没有明显影响,而控水6,9,12d分别使产量下降12.09%,48.55%,58.30%。不同控水处理均显著增加叶片的水分利用效率,控水时间越长,水分利用效率越高。研究结果表明了水稻在抽穗期经受短期干旱胁迫能有效地进行渗透调节,产量影响较小,而有机渗透调节物质比无机离子对干旱胁迫的反应更为敏感。

不同生育期水分胁迫对水稻根系活力、叶片水势和保护酶活性的影响

以丰华占为研究材料,通过盆栽试验,在水稻生长的不同生育时期分别进行水分胁迫处理,研究其对水稻根系活力、叶片水势和保护酶活性的影响.结果表明,不同生育期干旱胁迫后叶片水势均显著下降,解除干旱后回复到对照水平;分蘖期、穗分化期、抽穗期、结实期干旱处理后根系活力分别比对照上升181.38%、27.32%、94.86%和93.47%,其中穗分化期、抽穗期干旱处理在解除干旱后均仍然显著高于对照.不同生育期干旱胁迫均造成叶片和根系的超氧化物歧化酶(SOD)活性显著提高,其中抽穗期控水后SOD活性提高幅度最大,叶片和根部SOD活性分别比对照提高44.30%和105.18%,且解除干旱后仍然高于对照.根系和叶片的过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在不同生育期干旱处理后均显著上升,解除干旱后可回复到与对照接近的水平.研究还表明,无论干旱与否,叶片的SOD、POD和CAT活性均远远高于根部.

水稻群体根系特征与地上部生长发育和产量的关系

通过大田试验与网袋法相结合,研究了目前生产上推广的10个典型水稻品种群体根系特征与地上部及产量的相关关系.结果表明:根质量在各生育期均与地上部质量、总质量呈显著或极显著正相关关系,根活力与分蘖期地上部各性状和成熟期产量呈显著正相关关系,而抽穗期和成熟期的根冠比均与产量呈极显著负相关关系,相关系数分别达- 0 86 16和- 0 8890 .以产量最大化为目标。

生物炭和氮素互作对土壤化学特性、硅形态及水稻生长的影响

为揭示生物炭和氮素互作在水稻生长和土壤改良方面的协同作用,以华航31、美香占2个水稻品种为材料,研究不同氮水平(0、0.1、0.2 g/kg)条件下施用2%生物炭对土壤的化学特性、硅形态转化和水稻植株生长的影响。结果表明,施用生物炭、氮均显著影响植株的干物质积累及叶片的光合作用。在同一氮水平下施加生物炭可显著提高水稻植株地上部生物量,其中0.2 g/kg氮水平配施生物炭(BN2处理)分别使华航31、美香占的地上部生物量增加54.39%、73.39%,分蘖期游离态硅含量分别达到151.3、152.7 mg/kg;而不同氮素水平配施生物炭对叶片的Fv/Fm无显著影响。不同氮水平施加生物炭,均显著提高土壤有机碳含量和土壤有效硅含量,且不同生育期和不同品种一致。此外,在水稻成熟期,不同氮水平配施生物炭显著增加土壤的pH值和植株茎叶硅的积累量。值得注意的是,在生物炭和氮素互作条件下,土壤全碳和有效硅含量呈显著正相关。综上所述,生物炭和氮素互作能改善土壤肥力,促进硅形态转化,促进水稻植株生长和养分吸收,提高有效硅含量,其中以0.2 g/kg氮水平下施用生物炭效果最为显著。

水稻覆膜旱作对根叶性状、土壤养分和土壤微生物活性的影响

研究了水稻覆膜旱作、裸地旱作、常规水作处理对根系形态、叶片水势、土壤养分、土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明，覆膜旱作能改善水稻田间的生态环境，提高早季土壤温度1～3℃。与裸地旱作相比，覆膜旱作能增加抽穗期水稻根系的总根长、比根长，而这些指标与常规水作差别不大。在水稻抽穗期，无论是剑叶还是倒2叶的水势，均有如下趋势：水作〉覆膜旱作〉裸地旱作，但均未达到显著水平。不同处理对叶片叶绿素含量的影响在分蘖期差异不大，中后期覆膜旱作明显高于裸地旱作和常规水作，抽穗期分别增加29．44％和15．15％，成熟期则为74．4％、38．9％。覆膜旱作能显著增加水稻的有效穗数，早季和晚季产量比裸地旱作增产10．6％和12．5％，而与常规水作差别不大。与裸地旱作和常规水作相比，覆膜旱作土壤养分含量在分蘖期除了全磷、速效氮显著增加外，其他指标差异不大。而抽穗期则由于覆膜后作物对养分的消耗加大从而使土壤养分含量下降，特别是总磷、速效磷、速效钾与常规水作相比显著下降，分别降低25．9％，31．9％，16．2％。而成熟期则大多指标与常规水作相比有所下降，但未达到显著水平。与常规水作栽培相比，覆膜旱作能增加土壤微生物细菌、真菌、放线菌2．5倍，显著增加土壤过氧化氢酶和蔗糖酶的活性，而土壤脲酶活性则差异不大。土壤过氧化氢酶活性在分蘖期、抽穗期、成熟期分别增加13．8％，81．3％，17．4％，蔗糖酶活性则分别增加42．8％，28．8％和69．9％。

水稻根系在根袋处理条件下对氮养分的反应

通过大田试验对 1 0个水稻品种根系与产量的关系研究表明 ,抽穗期和成熟期根冠比与产量呈极显著的负相关关系 ,相关系数分别为 - 0 .861 6和 - 0 .8889。随之在大田试验基础上选择根冠比大的品种粳籼89,设计水分和养分能自由通过 ,而根系不能穿过的根袋 ,根袋从小到大不同 ,以便产生不同大小的水稻植株根冠比。通过水培实验研究在根袋处理后对不同养分条件的反应。水培液设 3种氮素养分水平 ,即2 0 mg/kg,40 mg/kg,60 mg/kg。结果表明 ,在不同氮素养分条件下 ,经过根袋处理后在抽穗期根系干重都有下降趋势 ,根冠比显著降低 ,而根系活性吸收面积在抽穗期有不同程度的增加 ,茎鞘贮存性碳水化合物含量明显增加 ,叶绿素含量则无明显影响。在抽穗期较大的根袋处理根系总吸收面积、活跃吸收面积及所占比例与对照相比增加效果较为明显 ,而较小的根袋处理根系吸收的能力降低 ,根系吸收能力大小顺序为 :大袋 >中袋 >对照 >小袋。随养分浓度的增加 ,不同根袋处理在抽穗期的根系总吸收面积和活跃吸收面积有下降的趋势。较大的根袋处理在 2 0 mg/kg和 60 mg/kg氮素养分条件下能适当减少根系直径 ,增强根系的活性吸收比例 ,从而提高根系的活力 ;

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。

茉莉酸类物质(JAs)的生理特性及其在逆境胁迫中的抗性作用

以茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(MeJA)为代表的茉莉酸类物质(JAs)是广泛存在于高等植物体内的一种新型植物生长调节物质,在调节植物生长发育、光合特性、抗逆反应等起着重要的作用。茉莉酸类物质能抑制植物生长,抑制种子和花粉粒萌发,促进叶片和果实衰老,加速细胞的分裂和膨大,促进气孔关闭,诱导禾本科植物的颖花开放;此外还能调节植物的光合作用和呼吸作用及保护酶活性。目前更多的研究表明,茉莉酸(酯)类物质是与抗性密切相关的植物生长物质,它作为内源信号分子参与植物在机械伤害、病虫害、干旱、盐胁迫、低温等条件下的抗逆反应。在植物受到伤害时,植物体内茉莉酸及其衍生物的含量显著增加,进而诱导一系列与抗逆有关的基因表达,如蛋白酶抑制剂、硫蛋白和苯丙氨酸转氨酶(PAL)等,提高酯氧合酶活性,从而增强植物的抗性。研究还发现,在干旱逆境胁迫条件下,与脱落酸(ABA)的表现相似,茉莉酸类物质大量积累,外施能增强植物的抗旱性。茉莉酸与脱落酸在抑制生长、促进衰老和逆境胁迫的反应上作用极为相似,两者可协同起作用或独立发挥,而茉莉酸与水杨酸(SA)二者之间则大多研究认为存在相互抑制的拮抗作用,但也有一定协同作用。而茉莉酸与各种激素的信号传导途径的相互作用机制仍有待进一步深入研究。

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％．

不同生育时期土壤干旱后复水对水稻生长发育的补偿效应

以丰华占为水稻供试品种,通过盆栽实验,在水稻生长的不同生育时期分别进行水分胁迫处理,研究其对水稻植株形态、叶绿素含量、干物质积累及产量的影响。结果表明,不同生育期干旱胁迫后株高、分蘖有所下降,尤以分蘖期控水影响较大,恢复灌溉后大多可恢复到对照水平。各生育期遭受水分胁迫后,水稻地上部干重均有不同程度的降低,均达到显著水平,且复水后均始终低于对照处理。叶绿素含量控水处理后显著下降,恢复供水后除分蘖期可恢复到对照水平,其它处理则始终下降。干旱胁迫后水稻根系活力均显著上升,其中穗分化期、抽穗期干旱处理在复水后均仍然显著高于对照。不同生育期干旱对产量的影响强弱顺序为抽穗期>穗分化期>分蘖期>结实期。分蘖期控水主要影响有效穗数,穗分化期控水影响有效穗数、每穗粒数和结实率,抽穗期控水影响每穗粒数、结实率和千粒重,结实率控水影响结实率和千粒重。

水稻根系在根袋处理条件下对不同光照强度的反应

选择品种粳籼89,设计水分和养分能自由通过而根系不能穿过的根袋[根袋d分别为3、4、5 cm,h为25 cm],通过水培试验研究水稻根系在根袋处理后对不同光照强度条件的反应.结果表明,在相同光照水平条件下,不同根袋处理对植株地上部干物质积累和茎鞘贮存性碳水化合物含量无显著影响,而对地下部影响较大.根袋处理后根质量和根冠比明显降低,而且根袋越小,降低得越严重.而遮阴处理无论是抽穗期还是成熟期根系和地上部干物质积累明显下降,根系体积降低,叶片叶绿素含量降低.遮阴70%处理后无论是抽穗期还是成熟期,较大根袋处理(d=5 cm)的根系吸收能力均比不套根袋处理有提高的趋势,其中在抽穗期根系总吸收面积、活跃吸收面积和比表面积分别增加57.7%、26.0%和41.5%,成熟期活跃吸收面积、活跃吸收面积所占比例分别增加74.1%、58.2%,均达显著水平.

生物炭介导植物病害抗性及作用机理

生物炭是生物有机材料在缺氧或限氧条件下经高温热裂解后生成的固体产物,在固碳减排、污染修复、土壤改良等方面具有较大的应用潜力。研究表明,生物炭在植物病害胁迫中也起重要的抗性作用。综述了国内外关于生物炭缓解植物病害的相关研究,重点介绍了生物炭在降低病害和提高植物抗性方面的作用机理。生物炭通过诱导植物增强系统抗性,改良土壤理化特性,改变土壤微生物群落结构,增加土壤有益微生物类群的丰度和活性,吸附病原菌及其产生的有毒物质等来降低病原菌对寄主植物的侵害作用,从而促进植物生长和增强植株抗病性。生物炭对病害的抗病效果与生物炭的原料类型、用量、土壤及病害类型等有关。未来的研究应重点应围绕"生物炭-土壤-植物病害"体系,借助组学手段,深入研究生物炭介导植物病害的分子机理。

生态学农事训练课模块构建及教学效果评价

农事训练课是涉农学校适应开放式实践教学的一种有效模式,以实现多样化、现代化、复合型人才培养的实践教育为目的,具有示范和引领作用。基于生态学农事训练课的教学实践,构建了生态因子观测及植物测定、农业外来入侵生物识别及塑封标本制作、生态沙盘演练和低碳农业与循环农业模式4个教学模块,介绍了该课程的教学效果,并分析了存在的问题和对策,以期为农业类高校耕读教育和实践课程的开展提供参考。

南亚热带荒坡地不同作物种植方式对水土流失的影响

通过种甘薯、花生、龙眼与对照（裸地）4种处理研究了广东省南亚热带低丘荒坡地不同作物利用方式对水土流失的影响。研究结果表明，坡地种植甘薯的水土保持效果最好，可减少地表径流24．74％～97．30％，减少土壤侵蚀量89．86％～97．60％，降低土壤酸性，流失的有机物和无机物也最少。其次为龙眼、花生、裸地。分析结果建议在雨季大力推广坡地甘薯种植和在果树幼小期间间套种旱地作物西瓜、花生、大豆、甘薯、牧草等。

广东典型坡地土壤养分的聚类分析

采用组平均聚类法、模糊聚类法、主成分分析法对广东不同被地利用方式对土壤养分含量的影响进行聚类分析．综合3种分类方法，可分为5大类：第1类包括鹤山茶园和鹤山坡地花生；第2类包括鹤山茶园空地、林地有覆盖和无覆盖、芒果地、草地、荒坡地和丰顺坡地青榄；第3类包括鹤山坡地龙眼（新植）、番薯，丰顺坡地龙眼和和高明坡地芒果；第4类包括鹤山坡地龙眼，丰顺坡地茶园，曲江坡地花生和沙田柚；第5类包括高州坡地甘蔗，南雄坡地黄烟、银杏、三华李．结果表明3种分类方法均可用来进行分类，但主成分分析法损失了较多的信息。

基因的功能冗余

The redundancy of crop growth and development and eukaryyotic genome including highly repeated DNA sequences show that gene has functional redundancy.The function and role of repetitive DNA are discussed in this paper.Living organisms have redundancy at different levels:organ, individual, population, community, ecosystem,as well as at the molecular level. Redundancy is a strategy for living organisms to reduce the negative influence of external conditions.

施肥对水稻生长发育和产量形成的影响

通过空白、中肥、高肥三种施肥处理，研究了施肥对水稻生长发育、养分吸收和产量形成的影响。结果表明，无论是分蘖数、株高、干物质积累量，还是植株养分含量，均是高肥＞中肥＞空白，而产量则是中肥＞高肥＞空白，但中肥与空白相差甚大，而与高肥处理相差很小。

人工神经网络在农业中的应用

人工神经网络是人工智能领域中发展迅速的信息处理技术之一 ,在简单介绍人工神经网络的发展和基本结构的基础上 ,对人工神经网络在农业中用于农业技术管理、分类、预测等方面进行了综述。图 1,参 2 9。