弱光对水稻籽粒生长及品质的影响

研究了灌浆期弱光对 3个杂交稻组合的籽粒生长及籽粒品质的影响。结果表明 ,4 9%遮荫及 6 9%遮荫下 ,籽粒空粒率升高 ,籽粒最终生长量、灌浆速率、灌浆相对起始势降低 ,以弱势粒及全穗籽粒受到的影响更大。遮荫处理后 ,糙米率、精米率、整精米率、透明度、胶稠度显著或极显著降低 ,组合间有差异 ;垩白米率、垩白度显著或极显著地升高 ,直链淀粉含量显著降低、蛋白质含量极显著升高。

4种农药对水稻籽粒生长模型参数的影响

研究了稻田常用的4种农药对水稻籽粒充实的影响。于水稻破口期一次性标记200个稻穗。后每隔4d每小区取回20个稻穗烘干。每稻穗分别摘取10粒强势粒和弱势粒,去壳称重,计算百粒米重。根据籽粒生长模型,计算起始生长势R0,旺盛生长期△t,旺盛生长期内干物质累积生长量GT,最大生长速率Vmax及饱和生长量K。结果表明,强弱势粒的所有上述参数均受到农药处理不同程度的影响。其中吡虫啉2个剂量(有效成分22.5gha-1、45gha-1)处理GT、K值与对照相比分别下降10.68%、0.59%和8.79%、8.66%。高剂量处理△t比对照缩短4.57d。井冈霉素高剂量(有效成分225gha-1)处理△t也显著变小。吡虫啉高剂量对弱势粒增重和生长速率影响显著,在旺盛生长期内GT比对照下降29.88%。田间考种结果显示,吡虫啉低剂量和高剂量处理千粒重分别比对照下降3.88%和9.77%。其它处理影响不显著。

水稻胚乳细胞增殖动态分析及其与籽粒生长的关系

以一中熟粳稻品种和两个中熟籼型三系杂交稻为材料,观察了不同粒位籽粒胚乳的细胞增殖动态和细胞充实过程,在以Richards方程模拟的基础上进行生长分析,结果表明:胚乳的细胞增殖速率的变化呈单峰曲线,但相对增殖速率在增殖始期最高;强势粒起始分裂势高,花后2.8～3.5天即达最高增殖速率,分裂强度大,活跃分裂期短,为2.89～3.63天,分裂终止期在花后6～8天;弱势粒胚乳细胞增殖起始期迟,分裂速率的变化较缓慢,活跃分裂期达11.6～13.6天,分裂终止期在23天以上,最终细胞数目显著低于强势粒。品种间胚乳细胞数目具一定差异。子房长度的增加与胚乳的细胞增殖近于同步。强势粒胚乳的细胞增殖与干物质积累有明显的阶段性,弱势粒胚乳的细胞增殖和单细胞物质重量的增加在时间上近乎重迭。

不同施氮下优质稻植株花后碳氮物质流转与籽粒生长的相关性

以桂华占、八桂香为材料,在高氮(NH,High nitrogen)、中氮(NM,Middle nitrogen)、低氮(NL,Low nitrogen)三个施氮水平下,研究了优质稻花后碳氮物质积累、运转与籽粒生长特征及其相互的关系。结果表明:①在不同施氮水平下,干物质转运效率为53.60%～62.23%,氮素转运效率为12.33%～37.95%,茎鞘和叶片干物质转运对籽粒干物质积累的贡献率为12.33%～37.95%,茎鞘和叶片氮素转运对籽粒氮素积累贡献率为47.93%～117.2%。②施氮水平影响桂华占和八桂香花后碳氮流转及籽粒的生长。高氮条件下增加叶片碳氮同化物的转运,不利于茎鞘碳氮同化物向籽粒转运。增施氮肥在一定程度上提高了地上总氮和籽粒氮的积累量,提高了籽粒氮收获指数,蛋白质含量上升。低氮处理虽能促进茎鞘碳氮同化物的转运率,但籽粒收获指数明显变低。③不同施氮水平下,桂华占和八桂香花后碳氮流转与籽粒的生长间存在密切的相关,花后茎叶干物质运转速度和转运率都与籽粒起始灌浆势呈正相关;籽粒最大灌浆速率与叶干物质运转速度和转运率呈正相关;叶片中总氮转运率与籽粒蛋白质产量呈正相关。花后茎叶氮素积累量的减少,伴随着籽粒氮素积累量的增加和籽粒蛋白质含量的升高是同步的;茎鞘花后同化物碳氮比与籽粒蛋白质含量及产量呈正相关,与籽粒直链淀粉含量及淀粉、蛋白质比呈负相关。不同施氮水平下氮素转运效率和贡献率表现出一定差异,这种差异与水稻植株自身对氮生理利用效率密切相关。

四种农药及其混合使用对广陵香粳籽粒生长的影响

应用粒籽生长模型研究了稻田常用农药单剂、2种、3种及4种农药混合使用对籽粒生长的影响。方差分析表明各处理强势粒饱和生长量(K)、起始生长势(R0)、旺盛生长期干物质累积量(GT)均无显著差异。多重比较表明杀虫双675g/hm2和4种农药高剂量处理(井冈霉素150g/hm2+吡虫啉45g/hm2+杀虫双675g/hm2+三环唑300g/hm2)的GT显著大于吡虫啉22.5g/hm2处理,但与对照相比无显著差异。总体上3种农药单剂低剂量及其混合物对强势粒影响不大,但对弱势粒K值有极显著的影响。对照的K值大于所有处理,其中以4种农药高剂量混合使用K值最小。吡虫啉22.5g/hm2处理及4种农药高剂量混合使用的GT显著小于对照。4种农药混合使用,特别是高剂量农药混合使用对弱势粒籽粒增重有显著的负效应。

不同播期下优质稻桂华占、八桂香花后碳氮物质流转与籽粒生长相关性

以桂华占、八桂香为材料,不同播期调控下,研究不同播期下优质稻花后植株碳氮流转与籽粒生长及品质的相关性。结果表明:(1)花后茎鞘、叶片干物质运转速度和运转率都与籽粒起始灌浆势呈正相关。籽粒活跃灌浆期、持续灌浆时间与花后茎鞘、叶片干物质运转速度和运转率呈极显著正相关。(2)播种期推迟不利于茎鞘碳同化物向穗部流转,茎鞘碳同化物转运对籽粒的产量和淀粉产量的贡献率表现为淀粉>可溶性糖>蔗糖,茎鞘碳同化物对籽粒产量及淀粉产量的贡献率远高于叶片。可溶性糖转运对籽粒产量和淀粉产量贡献率表现为SD1>SD2>SD3;蔗糖、淀粉对籽粒的产量贡献率表现为SD1>SD2>SD3。茎叶可溶性糖积累量的减少与籽粒直链淀粉含量和积累量增加是同步的,并且,茎叶可溶性糖积累量快速递减期(花后3～12 d)与直链淀粉含量和积累量快速递增期(花后6～12 d)同步。(3)播种期推迟减少茎鞘和叶片总氮的积累,籽粒氮收获指数降低,但是播种期的推迟却增加茎鞘和叶片器官蛋白氮积累,有利于籽粒蛋白质含量提高。

小麦籽粒生长期热效应研究

试验研究小麦籽粒生长期热效应结果表明，小麦开花后热胁迫降低同化源供应，影响库性能，进而影响产量和品质。不同热胁迫形式和不同热胁迫时期对籽粒生长的影响不同。中等高温（25～32℃）下籽粒灌浆持续期缩短，籽粒重下降；极端高温（33～40℃）下籽粒灌浆速率的降低和籽粒灌浆持续期的缩短相伴发生，最终籽粒重明显降低。非叶器官具有较高的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）等Cd途径酶活性，其光合耐热性高于叶片。籽粒可溶性淀粉合成酶（SSS）对高温胁迫极为敏感，该酶活性的降低是热胁迫下粒重下降的重要机制。发挥非叶器官Cd光合活性，增强籽粒SSS耐热性是热胁迫下稳定粒重的重要途径。

不同水分管理下优质稻花后植株碳氮流转与籽粒生长及品质的相关性

以桂华占、八桂香为材料,在干湿交替灌溉、亏缺灌溉、淹水灌溉3种水分条件下,研究优质稻花后植株碳氮流转与籽粒生长及品质的相关性。结果表明:不同水分管理下,桂华占和八桂香花后碳氮流转与籽粒的生长间存在密切相关。主要表现在:(1)茎鞘和叶片干物质转运对籽粒干物质积累的贡献率为16.86%～25.68%,花后茎叶干物质运转速度和运转率与籽粒起始灌浆势呈显著甚至极显著正相关;籽粒最大灌浆速率、活跃灌浆期、持续灌浆时间与叶片干物质运转速度和运转率呈极显著正相关,与茎鞘干物质运转速度和运转率呈极显著负相关;(2)茎鞘碳同化物转运对籽粒的产量和淀粉产量的贡献率则为干湿交替灌溉>亏缺灌溉>淹水灌溉;但叶片碳同化物转运对籽粒的产量和淀粉产量的贡献率则为淹水灌溉>亏缺灌溉>干湿交替灌溉;茎叶可溶性糖积累量的减少和籽粒直链淀粉含量和积累量增加是同步的,且茎叶可溶性糖积累量快速递减期(花后3～12d)与直链淀粉含量和积累量快速递增期(花后6～12d)同步;(3)茎鞘和叶片氮素转运对籽粒氮素积累的贡献率为44.05%～117.66%,叶片总氮转运对籽粒氮素积累的贡献率大于茎鞘,茎鞘和叶片氮同化物对籽粒氮素的贡献率以淹水灌溉处理的最大,亏缺灌溉处理的次之,干湿交替灌溉处理的最小。

大穗小麦籽粒生长及灌浆特性研究

对大穗小麦籽粒灌浆特性与粒重形成的关系进行了研究。①用１１种函数方程对８个大穗小麦品系及２个对照品种的灌浆数据进行拟合，结果表明，大穗小麦品系粒干重积累曲线为三次正交多项式，对照品种为Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程，决定系数＞０．９７；②在不同密度和播期下，大穗小麦的平均灌浆速率分别比对照降低６．６３％和１３．３８％，灌浆持续期与对照差异不大；③大穗小麦粒重主要由平均灌浆速率决定，持续期作用次之，籽粒体积、充实指数和叶功能期对粒重也有重要的正向效应。

源库调节对冬小麦籽粒生长与花后荧光参数的影响

用山农12和山农1391两个冬小麦品种，以剪叶、疏花为手段，研究了源库调节对小麦花后籽粒增重及旗叶荧光特性参数变化的影响。结果表明，两品种各处理间粒重变化趋势均为去库处理〉对照〉去源处理。与山农12相比，山农1391在经过疏花、剪叶处理后，剩余的小穗和叶片有较大的库、源补偿效应。山农12和山农1391各处理间粒重的差异，主要是由于花后10～25d和20～30d的灌浆速率不同引起的。两品种各处理间ФPSⅡ和Fv／Fm在灌浆前期差异显著，趋势均为去源处理〉对照〉去库处理；而在灌浆后期，两品种去源处理的ФPSⅡ和Fv／Fm，均低于对照和去库处理。与山农1391相比，山农12对源、库改变的反应更敏感。

热胁迫对玉米籽粒生长和发育的影响

玉米授粉后的10—12天是玉米籽粒发育的一个关键时期。这个时期决定着籽粒以后的生长和发育。决定着胚乳积累干物质的能力,并且影响着形成胚乳细胞和淀粉粒的数目,在玉米的生殖生长期间,外界温度经常比它所需要的最适温度高,在最适温度(25℃)以上,每增加1℃将导致籽粒产量降低3%—4%,因此研究高温胁迫对玉米籽粒发育的破坏和限制机制非常重要。 我们实验室的研究表明:在玉米胚乳细胞分裂和淀粉体生物合成期间,高温胁迫使胚乳细胞的分裂速率和持续时间降低。因此。

遮光对芸豆籽粒生长及品质的影响

在100%(CK)、77.3%、56.8%和28.7%4种自然光照条件下,研究遮光对芸豆籽粒充实及品质的影响。结果表明,遮光造成芸豆结实率降低,籽粒最终干物质积累量(k)、最大充实速率(GRm)、平均充实速率(va)下降。籽粒充实呈现"慢-快-慢"的"S"型增量过程,籽粒增量受充实速率和充实时间共同影响,遮光使籽粒干物质质量减轻的原因,主要是由于充实速率下降所致。遮光处理后,籽粒的商品品质变差,尤其是籽粒商品率和籽粒密度下降明显。同时影响籽粒的营养品质,籽粒蛋白质质量分数随光照度的降低极显著增加,淀粉和脂肪质量分数显著降低,且相关性达显著或极显著水平。

基于改进的混合蛙跳算法对旱地小麦籽粒生长模型参数的优化

【目的】作为农业智能化生产的核心决策模块,作物模型的精确模拟取决于模型参数的高效准确优化。为了提高调参效率,提升作物模型的性能和精确度,本研究通过改进优化算法对旱地春小麦籽粒生长子模型进行单目标参数优化,为中国西北部黄土丘陵区旱地春小麦的适应性研究提供参考,扩大模型的应用范围,以便于模型更好地指导农业生产。【方法】立足于2015—2021年甘肃省定西市安定区凤翔镇安家坡村的田间试验,结合1970—2021年的天气数据和年鉴产量数据,在发挥传统混合蛙跳算法(SFLA)全局交流、局部深度搜索的基础上,使用轮盘赌选择策略对旱地小麦籽粒生长阶段的6个参数进行进一步的优化,进行算法改进前后产量实测值与模拟值的误差计算与对比,对APSIM-Wheat模型进行检验。【结果】(1)在相同的迭代次数下,传统混合蛙跳算法在200次左右收敛,改进后的混合蛙跳算法在100次左右收敛;(2)旱地春小麦籽粒生长阶段的参数优化结果为小麦茎部分的每克籽粒数为26.0;开花至开始灌浆阶段的潜在籽粒灌浆速率为0.00119 grain/d;灌浆阶段的潜在籽粒灌浆速率为0.00174 grain/d;氮限制下的潜在籽粒灌浆速率为6.20×10^(-5)g grain/d;氮限制下的最小籽粒灌浆速率为1.90×10^(-5)g grain/d;单株小麦籽粒部分的最大干重值为0.0437 g;(3)分别使用传统混合蛙跳算法优化后所得参数值和改进混合蛙跳算法优化后所得参数值模拟小麦产量,参数优化后,产量实测值与模拟值的均方根误差(RMSE)从363.22 kg·hm^(-2)降至57.85 kg·hm^(-2),标准均方根误差(NRMSE)从21.78%降至3.47%。【结论】相较于传统的混合蛙跳算法,改进后的混合蛙跳算法增加了种群和子群的多样性,收敛速度快,提高了优化效率和精度,优化后的结果符合旱地春小麦的生长发育过程,适用性较高,明显改善了中国西北部黄土丘陵农业区APSIM-Wheat模型的性能。

大麦籽粒生长及麦芽品质对短期高温的反应

尽管人们普遍认为籽粒灌浆期间的环境条件是导致大麦麦芽品质下降的一个因素，但有关不同环境条件对大麦籽粒产量和品质的特定影响却知道得很少。本研究试图利用便携式气候室在田间评价短期高温（＞３５℃）对大麦籽粒产量和品质的影响。在连续两年（１９９３和１９９４）内进行了两套试验，两年的供试品种分别为啤酒大麦栽培品种Ｓｃｈｏｏｎｅｒ（１９９３年）和Ｐａｒｗａｎ（１９９４年）。试验处理为：①全灌浆期对照（不置气候室，不加热）；②从扬花后第１７ｄ开始置气候室，并用可控式恒温电热器加温至４０℃，每天６ｈ，共处理５ｄ；③从扬花后第１７ｄ开始置气候室，但不加温，也处理５ｄ。高温处理使Ｓｃｈｏｏｎｅｒ和Ｐａｒｗａｎ的单粒重分别降低１４％和２５％。高温处理的淀粉含量比对照的低，氮含量比对照的高，β－葡聚糖含量与对照相近。高温处理使Ｓｃｈｏｏｎｅｒ和Ｐａｒｗａｎ的麦芽浸出率分别降低了６％（从７９％降到７３％）和２．２％（从６８．４％降到６６．２％）。淀粉粒体积的测定结果还表明，籽粒干物质的降低是由淀粉粒数量的减少引起的，而不是淀粉粒体积的减小所致。高温胁迫会通过对籽粒体积的减小和筛过百分率的提高而降低“可制麦芽”籽粒的产量，并使麦芽浸出?

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1.66d,实际灌浆时间延长了6.80d.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.

灌浆前期碳、氮供应对冬小麦籽粒蛋白质和淀粉积累的影响(英文)

采用花后离体穗培养技术 ,研究蔗糖和谷氨酰胺不同浓度配比供应对冬小麦 (宁麦 9号 )籽粒淀粉和蛋白质积累的影响。结果表明 :在同样谷氨酰胺水平下 ,提高蔗糖供应水平能显著增加粒重 ,促进籽粒中淀粉积累 ,但降低蛋白质合成 ;在同样的蔗糖水平下 ,提高谷氨酰胺供应水平 ,既有利于籽粒中蛋白质积累 ,也促进淀粉合成。培养基中蔗糖浓度变化与籽粒蔗糖含量和淀粉产量消长趋势一致 ,而与籽粒中蔗糖合成酶 (SS)、可溶性淀粉合成酶 (SSS)和颗粒束缚淀粉合成酶 (GBSS)活性消长趋势相反 ;培养基中谷氨酰胺浓度与籽粒淀粉产量和淀粉合成关键酶活性的变化趋势也一致。说明籽粒中淀粉合成既受蔗糖供应水平调节 ,也受氮供应水平调节。提高基质中谷氨酰胺 /蔗糖比例对籽粒蛋白质含量和产量有正向调节效应。因此 ,改变小麦籽粒灌浆过程中的营养物组成是调控籽粒淀粉和蛋白质合成的有效途径之一。

优质籼稻花后干物质积累与流转及籽粒灌浆特征(英文)

【目的】研究优质籼稻花后干物质积累、流转与籽粒生长的动态特征及相互关系。【方法】2007年早晚季，进行桂华占、八桂香、珍桂矮（CK）3个籼稻品种试验。【结果】优质籼稻花后单株叶片和茎干重大，叶片干物质的运转率和运转速率高，但茎中干物质的运转与对照的差异较小。3个水稻品种籽粒干重的动态均可用Richard方程进行模拟，但优质品种的灌浆起动快、活跃灌浆期长，最大灌浆速率小。花后茎叶干物质的再运转占籽粒干重的1／5—1／3，其中优质品种花后叶的再运转对籽粒生长的贡献是对照的1．5-2．O倍。【结论】相关分析表明，花后叶的干物质运转与籽粒生长的关系密切，因此单株叶片干重大、花后运转率高是优质籼稻品质形成的重要生理原因之一。

微胚乳超高油玉米籽粒胚乳消减及油分积累的规律

[目的]研究微胚乳超高油玉米籽粒胚乳消减和油分积累规律。[方法]以高油玉米115为对照，研究2种微胚乳超高油玉米籽粒的胚、胚乳、种皮及相应油分的积累规律。[结果]微胚乳超高油玉米在籽粒发育过程中胚乳干重在发育的第27d达最大，第37d消减基本结束；胚的重量一直增加，种子成熟时和胚乳的重量相当；整粒干重第32d达最大。3个玉米品种授粉后的种皮干重一直增加，第32d基本稳定。整粒油分37d前一直增加，之后趋于稳定。微胚乳超高油玉米胚乳的油分在17～27d增加较慢，27～37d增加迅速，37d到成熟期下降，比高油115的高很多；胚的油分在17～27d增加，27d到成熟期略下降。高油玉米115胚和胚乳的重量一直增加，胚乳的油分一直很低，胚的油分在17～27d增加。[结论]该研究为微胚乳超高油玉米的籽粒胚乳消减机理研究提供了参考。

籼稻桂华占、八桂香花后营养器官干物质流转与籽粒灌浆关系

以桂华占和八桂香2个籼稻品种为材料,研究籼稻花后不同部位器官物质积累、运转与籽粒生长的动态特征及相互关系。结果表明:(1)叶、叶鞘、节间干物质流转存在一定差异,倒2叶鞘对籽粒的贡献超过倒3叶鞘和倒1叶鞘,倒3节间对籽粒的贡献超过倒2节间和倒1节间;(2)不同部位籽粒的灌浆速率和拐点粒重呈现UPG(上部籽粒)>MPG(中部籽粒)>BPG(下部籽粒)变化趋势,拐点时间和活跃灌浆时间及持续灌浆时间均呈现BPG>MPG>UPG变化规律,UPG启动早,灌浆速率大,BPG的灌浆速率小,灌浆时间滞后,籽粒粒重呈现UPG>MPG>BPG;(3)叶片、叶鞘及节间干物质运转速度和运转率都与籽粒起始灌浆势呈正相关,其中器官间与起始灌浆势的相关系数大小表现为节间>叶鞘>叶片,不同叶位间与起始灌浆势的相关系数大小表现为倒2叶>倒3叶>倒1叶,其中节间干物质运转对籽粒生长的作用大于叶鞘,叶片干物质运转与籽粒生长的相关性最小。倒1节鞘物质输出与BPG生长时间上同步,倒2节鞘与MPG生长同步,倒3节鞘与UPG生长同步。