施肥方式和减施氮肥对寒地水稻抗倒性的影响

为明确施肥方式和减施氮肥的主效及互作效应对寒地水稻产量及抗倒性的影响,以水稻‘垦粳8’为材料,比较不同施肥方式和减施氮肥对寒地水稻产量、株高、以及各节间长度、直径、鲜重、茎壁厚度及抗折力的影响差异。结果表明:侧深施肥产量、第三节间长度、重心高度分别显著或极显著高于全层施肥7.49%、7.02%、2.54%。侧深施肥第一节间直径、茎壁厚度、鲜重、抗折力分别显著或极显著低于全层施肥7.85%、14.18%、4.13%、2.03%;第二节间直径、茎壁厚度、抗折力分别显著或极显著低于全层施肥8.15%、9.18%、18.61%;第三节间茎壁厚度和抗折力分别极显著低于全层施肥16.00%、16.15%。侧深施肥的抗倒伏指数极显著低于全层施肥16.60%。减施氮肥条件下重心高度、各节间长度、茎壁厚度、节间鲜重及节间抗折力变化多利于提高水稻抗倒性,减氮15%和减氮30%处理的抗倒伏指数较常规施氮分别极显著提高6.19%和9.52%。全层施肥条件下抗倒伏指数随施氮量下降呈增加趋势,而侧深施肥的减氮施肥水平间差异不显著。

茎秆形态性状和产量构成因子对高产型水稻品种抗倒性的影响

为阐明茎秆形态性状和产量构成因子对高产型水稻品种抗倒性的影响,试验采用单因素完全随机区组设计,以5个高产型杂交水稻为材料,调查株高等11个茎秆形态性状和有效穗等4个产量构成因子,以倒伏指数评价抗倒性,分析茎秆形态性状和产量构成因子与供试材料抗倒性的相关性。结果:倒伏指数与供试水稻材料基部第二伸长节长呈显著正相关(p<0.05,下同),与第二伸长节茎粗呈显著负相关;与产量构成因子无显著相关性。结果表明,基部第二伸长节越短、茎越粗的高产型水稻品种抗倒能力越强,为抗倒伏水稻品种培育指明方向。

玉米茎秆和根系的协同抗倒性分析

为了系统分析玉米茎秆和根系的协同抗倒性,试验选用6个抗倒性不同的玉米品种为研究对象,设置了6.0、7.5和9.0×104株/hm^(2)3个种植密度,以田间茎秆的拉倒力和拉倒角度为抗倒性评价指标,与基部第三节间和根系的形态特征和物质积累量进行相关性分析,同时将基部节间性状与根系性状进行通径分析。结果表明:节间长、粗、单位长度鲜重、干重和各组分含量、根幅、支持根粗、根条数、根粗和根干重均与抗倒性评价指标显著正相关,其中节间粗(拉倒力:r=0.561^(**),拉倒角度:r=0.521^(**))、单位长度鲜重(拉倒力:r=0.520^(**))和干重(拉倒角度:r=0.562^(**))的相关性最大。节间粗和单位长度物质积累量与根干重和支持根粗等根系性状显著正相关,协同作用于植株的抗倒性。当种植密度增大,节间粗、单位长度物质积累量、结构根深、支持根粗、总根条数、根粗和根干重显著减小或减少,导致植株的拉倒力和角度显著减小,倒伏率显著增大。‘粒收1’‘创玉107’‘MC278’和‘京农科728’的节间粗(1.76、1.72、1.71和1.70 cm)、单位长度鲜重(2.9、2.7、2.4和2.5 g/cm)、干重(0.45、0.40、0.35和0.45 g/cm)以及其他与抗倒性相关的节间和根系性状较大,进而有较大的拉倒力(18.1、17.1、14.7和13.0 N)和拉倒角度(63.3°、56.7°、50.3°和49.6°);增密后拉倒力、拉倒角度以及与抗倒性相关的节间和根系性状变幅较小,故抗倒性和耐密性较强。本研究为保障玉米的高产稳产和提高机械化水平提供一定的理论依据。

种植密度对胡麻抗倒性和产量的影响

为了探索种植密度对胡麻抗倒性和产量的影响,以宁南山区水浇地大面积种植的胡麻品种‘宁亚21号’为材料,通过设置30×10^(5)、45×10^(5)、60×10^(5)、75×10^(5)株/hm^(2)共4个种植密度,研究了不同种植密度下胡麻抗倒性和产量构成的变化。结果表明,随着种植密度的升高,茎秆抗折力、茎粗、茎壁厚度和木质素含量、有效结果数和单株产量逐渐降低,产量先升高后降低。相关性分析表明,茎秆抗折力与茎粗、茎壁厚度、冠重呈极显著正相关,木质素含量和倒伏率呈显著负相关。综合考虑增产增效,抗倒伏效果好、产量相对稳定,推荐宁南山区水浇地‘宁亚21号’的种植密度为45×10^(5)株/hm^(2)。

不同化控产品对小麦抗倒性及产量的影响

为筛选出可提高小麦抗倒性和产量的化控产品,以‘镇麦12’为试验材料,研究了不同化控产品对小麦抗倒性及产量的影响。结果表明:供试化控产品均显著降低小麦株高,增加小麦第二节间抗折力和植株抗倒伏能力;在小麦拔节期前人工撒施直播龙或在小麦破口期叶面喷施劲丰谷德,均可显著增加小麦有效穗数和每穗粒数,从而提高产量。

冬小麦茎秆特性与抗倒性关系研究

为明确滴灌冬小麦生长过程中影响小麦抗倒伏的主要因素,选用宁冬10、宁冬11、隆鉴115、隆鉴110、冬育5、冬育12和隆紫麦1共7个小麦品种,分析不同品种间抗倒伏性状的差异。结果表明:冬育5茎秆机械强度大(563.811 g),在供试品种中倒伏指数最小(0.638 g),与其他品种相比存在显著差异,且其基部节间短粗、茎秆壁较厚、株高及重心高度较低,抗倒伏性较好;倒伏指数与重心高度、基部节间长度、株高呈极显著正相关,与机械强度、基2节间鲜/干质量、基部节间直径、壁厚呈极显著负相关,且基2节壁厚与倒伏指数相关系数较大(r=-0.664)。可见,抗倒伏性强的冬小麦品种株高矮化、基部节间茎秆长度缩短、基部节间强度高。在供试小麦品种中,冬育5的抗倒伏性明显优于其他品种。

半深水灌溉持续时间对水稻产量、品质及抗倒性的影响

半深水灌溉是稻渔共作区别于水稻单作的主要环境特征,且半深水灌溉持续时间因具体模式而异。迄今为止,水稻生产力对半深水灌溉的响应还并不清楚。以扬粳805为试验材料,通过设置3种水分管理模式:(1)“浅、搁、湿、露、晒”灌溉模式,即水稻常规高产灌溉模式(CI);(2)拔节期—抽穗后10 d维持半深水30~35 cm 40 d(SDI40d);(3)拔节期—抽穗后35 d维持半深水30~35 cm 65 d(SDI65d),初步研究了半深水灌溉处理对水稻产量、稻米品质和抗倒性的影响。结果表明,与CI处理相比,SDI40d处理实际产量降低了9.50%,SDI65d处理减产了13.20%,穗粒数和结实率降低是产量下降的主要原因。半深水灌溉处理下,扬粳805的加工品质和外观品质变劣;食味值降低,直链淀粉含量和各蛋白组分含量升高;RVA特征谱值热浆黏度、最终黏度升高,崩解值降低,且随着半深水灌溉持续时间变长,稻米品质持续变劣。半深水灌溉处理下,扬粳805株高整体呈上升趋势,茎粗、壁厚和抗折力呈下降趋势。相较于CI处理,半深水灌溉处理下倒伏指数升高,扬粳805的易倒伏风险增加,且2个不同半深水灌溉持续时间处理下扬粳805的倒伏指数接近。

小麦种质抗倒性的评价和抗倒性状的相关与通径分析

对９６ 份小麦种质资源的抗倒性进行了鉴定评价，筛选出高抗型材料９ 份，其中４ 份是丰源，表明抗倒性能够与丰产性状很好地协调结合。对抗倒性状的相关分析表明，在株高相差较大的情况下，株高和重心高度对抗倒性十分重要；但在株高相差不大的情况下，茎秆的机械强度是主要决定因素。对于株高较高的材料，重心高度对抗倒性有较大影响；对于较矮的材料，基部第一节间长度则较为重要。通径分析结果进一步表明，茎秆机械强度对抗倒性的直接贡献最大。单位长度基部节间干重是评价茎秆机械强度的可靠指标。

小麦茎秆木质素代谢及其与抗倒性的关系

以抗倒性不同的6个小麦品种为材料,观测了茎秆基部第二节间的木质素含量及苯丙氨酸转氨酶(PAL)、酪氨酸解氨酶(TAL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)和4-香豆酸:CoA连接酶(4CL)活性以及不同时期茎秆抗折力和倒伏指数的变化,探讨木质素含量与抗倒伏能力的关系。不同小麦品种的茎秆木质素含量存在明显差异。茎秆抗折力大、倒伏指数小的品种(济麦20和济麦22),其茎秆木质素含量高,PAL、TAL、CAD和4CL活性强。相关分析表明,茎秆木质素含量与实际倒伏率呈显著负相关(r=-0.83,P<0.05);与抗折力呈显著正相关(r=0.86,P<0.05);PAL、TAL和CAD活性与木质素含量呈显著正相关(r=0.78,0.77,0.85,P<0.05),4CL活性与木质素含量呈不显著正相关(r=0.39,P>0.05)。研究表明,较高的PAL和CAD活性是木质素含量高的酶学基础,茎秆木质素含量可作为小麦品种抗倒伏性评价的一个重要指标。

化学调控对玉米抗倒性及产量的影响

以高秆大穗型品种中单808为试验材料,研究不同种植密度下化学调控对玉米植株抗倒性及产量的影响。结果表明,在60000株/hm2的密度下不发生倒伏;超过75000株/hm2发生倒伏,倒伏率随种植密度的增加而增加。化学调控显著提高了玉米的抗倒伏能力,与对照相比,化学调控处理降低了拔节期至抽雄期玉米的株高,增加了地上部第3节间的粗度,显著增强了茎秆的抗拉弯强度和穿刺强度,降低了倒伏率。在密度为75000株/hm2以上时,化学调控处理显著增加了玉米的产量。

小麦基部节间茎秆密度与抗倒性关系的研究

为了给小麦抗倒性的评价提供简便易行的指标,以抗倒性不同的20个小麦品(系)为材料,研究了抽穗至成熟期茎秆基部第二节间鲜、干密度的变化特点,以及鲜、干密度与产量性状及其他形态与生理指标的关系。结果表明,小麦茎秆抗倒性强弱与基部节间茎秆鲜干密度值的大小密切相关;鲜密度随灌浆过程的进行基本呈递减趋势,在蜡熟期最低;在灌浆中期干密度较高但变化幅度较大的品种抗倒性较差。基部第二节间茎秆鲜、干密度与茎秆机械强度、单株鲜重、基部节间鲜干重、壁厚等形态生理指标呈极显著正相关,与倒伏指数呈极显著负相关,与不孕小穗数、单位面积穗数等产量性状呈极显著负相关。因此,直接利用基部节间茎秆鲜、干密度来评价小麦品种的抗倒性是可行的,通过提高基部节间茎秆的干密度可以实现抗倒性和产量的同步提高。

不同小麦品种茎秆抗倒性的研究

为了明确影响小麦抗倒伏性的主要因素,选用生产中应用较广泛的6个高产小麦品种,采用田间试验与实验室分析相结合的方法,对不同品种的抗倒伏性状进行研究。结果表明,百农矮抗58的倒伏指数较小,为0.432,与其他品种相比差异显著;百农矮抗58的茎秆机械强度大、茎秆基部第二节短粗、秆壁较厚、次生根数量较多、株高和重心高度较低。相关分析表明,倒伏指数与第二节关系密切,第二节机械强度越大、壁越厚、干重越大、地下部根量越多,倒伏指数就越小,茎秆抗倒性就越强;适当降低株高可以降低植株的重心高度,增强植株抗倒能力。逐步回归分析表明,影响茎秆抗倒性的直接因子为茎秆基部第二节机械强度、第二节干重、地下部根量及地上部鲜重,其中第二节机械强度对茎秆倒伏指数的直接作用最大,其直接通径系数为-0.775,可用第二节机械强度的大小评价品种茎秆抗倒性的强弱。

小麦抗倒性研究进展

倒伏是小麦高产、稳产和优质的重要限制因素之一,也是小麦超高产育种亟待解决的问题。目前,针对小麦倒伏类型、评价方法、相关表型性状、分子基础等已经开展了大量研究,并取得了一定的进展,这些研究成果为进一步改良小麦抗倒性奠定了良好的基础。本文根据国内外相关报道从以上几个方面对小麦抗倒性研究进行综述,分析小麦抗倒性研究存在的问题,并提出未来可能的研究途径和思路,进而为小麦抗倒伏育种提供理论支持。

超级稻Y两优2号在两生态区的抗倒性分析

2011—2012年在水稻特高产生态区(云南涛源)和太湖稻区(江苏丹阳),以超级稻品种Y两优2号为材料,通过比较倒伏指标、形态、生理特征指标,分析不同生态区抗倒性差异及氮素对水稻抗倒性影响。结果表明,特高产生态区水稻倒伏指数显著低于太湖稻区。主要原因是其株高及重心高度较低,植株的弯曲力矩较小,基部茎秆弯曲应力、叶鞘单位长度干重弥补了其粗度及壁厚在抗折能力上的劣势。两生态区倒伏指数与弯曲应力、抗折力呈显著负相关。特高产生态区受氮素影响显著,随氮素用量增加,株高、穗颈高、重心高度、上三叶长度及干重显著增加,基部茎秆强度、充实度显著降低,抗折能力下降;太湖稻区增加氮素用量时,株高、上三叶干重显著增加,抗折力显著降低。氮素后移使茎秆机械强度降低,但有利于增加茎秆粗度及壁厚。

磷钾营养对套作大豆茎秆形态和抗倒性的影响

以贡选1号大豆品种为材料,采用两因素随机区组设计,研究了磷钾营养对套作大豆茎秆形态和抗倒性的影响。结果表明,施用磷钾显著影响套作大豆茎秆的抗倒能力。茎秆基部节间粗度、C/N比、细胞壁纤维素、木质素含量、机械强度、抗倒指数(SLRI)均随施钾量的增加而增加,随施磷量的增加呈现出先增后降的趋势,而基部节间长度、主茎高、倒伏率均随磷钾施用量的增加而降低。SLRI与基部第1、2节间粗度、茎秆木质素、纤维素含量、机械强度及C/N比呈显著正相关,与基部节间长度、主茎长、实际倒伏率呈极显著负相关。适宜的磷钾水平(P2O517kg/hm2,K2O 112.5kg/hm2)能提高套作大豆SLRI,降低其倒伏率。

小麦抗倒性研究进展

倒伏是严重影响小麦子粒产量和品质的一个重要因素。本文系统阐述了小麦茎秆形态和结构特性、茎秆化学成分与抗倒伏关系以及抗倒性的遗传和分子标记等方面的最新研究进展。株高、基部节间长度与抗倒性呈负相关;而基部节间粗度、秆壁厚、单位长度干重与抗倒性呈正相关。茎秆机械组织细胞层数、厚度,维管束数目、面积以及髓腔大小与抗倒性密切相关。茎秆化学成分中纤维素、木质素以及碳水化合物含量和硅、钾元素含量与抗倒性呈正相关。小麦抗倒性呈数量性状遗传特征,除受多对主基因控制外,可能还受微效修饰基因作用。采用分子标记技术已将抗倒性以及与抗倒性相关的茎秆形态性状进行了QTL定位。

不同抗倒性甜荞茎秆木质素合成关键酶基因的表达分析

【目的】测定不同抗倒伏能力甜荞品种在不同时期的茎秆木质素含量及其相关合成酶基因表达量,探讨甜荞茎秆木质素合成积累的关键时期及其关键酶基因,为甜荞抗倒伏育种提供理论依据。【方法】用简并引物扩增得到基因CAD、CCR、F5H、COMT和CCOAOMT的部分CDS序列,在NCBI数据库中进行比对分析;用紫外分光光度法测定4个不同抗倒性甜荞品种在分枝期、盛花期和乳熟期茎秆基部第2节间木质素含量;用荧光定量PCR(q RT-PCR)方法分析木质素合成途径中9个相关基因PAL、4CL、C4H、C3H、CAD、CCR、F5H、COMT和CCOAOMT的表达,用2-△△CT法计算其相对表达量。用Microsoft Excel 2003整理数据和作图,用SPSS 19软件进行方差分析和相关性分析。【结果】扩增得到CAD、CCR、F5H、COMT和CCOAOMT的CDS序列可用于设计后续荧光定量引物。甜荞茎秆木质素含量从分枝期到乳熟期逐渐增加,不同抗倒性品种间,高抗倒伏品种木质素含量在各个时期均显著高于易倒伏品种。基因PAL、4CL、C4H和CCR表达量在品种间和时期间均差异显著或极显著,CCOAOMT在品种间不显著,时期间显著,F5H在品种间差异显著,时期间不显著,C3H、CAD和COMT在品种和时期间差异均不显著。从分枝期到乳熟期,各品种的PAL、4CL、C4H、CAD、CCOAOMT、F5H和CCR表达量均先增后减,在盛花期达最大值,高抗倒伏品种表达量显著高于易倒伏品种;从分枝期到盛花期COMT表达量逐渐下降,易倒伏品种表达量显著高于高抗倒伏品种,乳熟期高抗倒伏品种显著高于易倒伏品种;从分枝期到乳熟期C3H表达量无明显变化规律。木质素含量与PAL、4CL、C4H、CCOAOMT、CAD和CCR基因表达量呈显著正相关,与C3H呈负相关,与COMT在分枝期和盛花期呈负相关,乳熟期呈正相关,与F5H呈正相关。【结论】木质素含量与甜荞茎秆倒伏密切相关,抗倒伏能力强的甜荞品种其茎秆木质素含量高;盛花期是甜荞茎秆木质素合成积累的关键时期;PAL、4CL、C4H、CAD、CCOAOMT和CCR是甜荞茎秆木质素合成的关键酶基因。

北方直立穗型粳稻抗倒性的研究

【目的】培育抗倒能力强的水稻品种是实现水稻高产优质所面对的重要课题。本研究旨在探讨北方直立穗型粳稻抗倒性,为提高北方粳稻抗倒性,实现水稻高产优质提供一定的理论依据。【方法】以12个不同穗颈弯曲度的北方粳稻品种为试材,于齐穗后30d,研究了直立穗型与弯曲穗型粳稻地上部分各节间抗倒伏能力的差异,并通过对茎秆抗折力与茎秆形态性状、茎秆解剖结构和茎秆化学成分进行相关分析,研究了直立穗型粳稻抗倒的茎秆形态特点与生理基础。【结果】直立穗型粳稻穗下第1节间(N1)、第2节间(N2)、第3节间(N3)和第4节间(N4)的弯曲力矩与弯曲穗型品种差异不显著,但N1、N2、N3的抗折力却显著提高,从而使N1、N2、N3的倒伏指数显著或极显著低于弯曲穗型粳稻,说明中上部节间抗倒能力明显增强。进一步分析直立穗型与弯曲穗型粳稻茎秆解剖结构、化学成分以及它们与茎秆抗折力的相关性后发现,直立穗型粳稻N1、N2、N3抗折力强的主要原因是:(1)茎壁厚度和茎壁面积增大,节间抗折的物理性状明显提高;(2)大小维管束数目多,大小维管束、韧皮部、木质部面积增大,节间内部组织的结构明显改善;(3)纤维素含量高,支持细胞壁结构的物质含量多。【结论】茎壁厚度、茎壁面积、维管束性状及纤维素含量可以作为选育抗倒伏品种的主要参考指标。就北方粳稻而言,培育直立穗型品种,更容易获得抗倒性强的品种。

水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间相关分析

选用抗倒性不同的4个粳稻品种分析水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间的关系。结果表明,抗倒能力强的品种的物理强度和抗倒伏指数大于抗倒能力弱的品种,不同抗倒类型品种间基部1、2节间长度、短轴直径、大维管束数目和物理强度比其它特性有更大的差异;灌浆过程中茎秆的物理强度和抗倒伏指数与节间长度呈极显著的负相关,与基部茎粗呈极显著的正相关,与硅、钾和可溶性糖含量呈正相关。抗倒能力强的品种茎秆硅钾糖含量较高,缩短节间长度,增加茎粗以及提高茎鞘中的钾、硅及可溶性糖总量尤其是灌浆后期茎秆的钾、硅总量等将有利于提高水稻茎秆的物理强度和抗倒伏指数,进而有利于提高水稻的抗倒伏能力。

化控剂对冬小麦茎秆抗倒性能、植株整齐度及产量的影响

2008/2009、2009/2010年度两个冬小麦生长季分别在田间设置3个化控处理试验,于冬小麦起身期(3月1日前后)进行喷雾处理,处理1喷多效唑(PP333,15%粉剂)、处理2喷矮壮素(CCC,50%水剂),用量分别为600g·hm-2和1000m L·hm-2,处理3将多效唑和矮壮素浓度减半并复配后进行喷施(P+C),以喷清水为对照(CK),于乳熟期对不同处理小麦的株高、重心高度、基部第二节间长度、直径、厚度、充实度和机械强度及小麦基部第二节间的木质素含量、纤维素含量、含氮量和碳氮比(C/N)进行观测,于成熟期调查各小区实际倒伏面积,计算抗倒指数和倒伏率,通过考种分析小麦产量和植株整齐度的关系。结果表明:在控制株高、基部第2节间长度和重心高度以及增加基部第2节间直径、厚度、充实度和机械强度方面,P+C处理最优,其次为PP333和CCC处理。在反映基部第2节间抗倒性能的生化指标如纤维素含量、木质素含量、C/N和含氮量指标方面,也以P+C最优,PP333次之,CCC较差。在抗倒伏方面,P+C处理的抗倒指数最高,田间未出现倒伏现象,其次为PP333处理,田间亦未出现倒伏,CCC抗倒指数最低,2008/2009和2009/2010年度两个小麦生长季田间倒伏率分别达到11.3%和6.7%。在大田长势均匀度方面,P+C处理的作用最强,显著高于CK,其次为PP333,CCC略差。在产量方面看,也表现出同样的规律,而且各处理小麦株高、穗长、每穗小穗数、穗重整齐度与产量间均呈极显著正相关关系。说明多效唑与矮壮素配合施用处理可显著提高大田小麦的长势均匀度并进而提高产量。