Studies on the Photosynthetic Characteristics andAssimilate's Accumulation and Transformation inHeavy Panicle Type of Rice

Using 18 indica rice varieties with different panicle weight, the photosynthetic characteristics and assimilate's accumulation and transformation in heavy panicle type of rice(HPT)were studied. The results showed that the net photosynthetic rate of the flag leaf in HPT after heading was obviously higher than that in medium panicle type(MPT)and light panicle type(LPT). The reason for the high net photosynthetic rate in HPT was the increase of Rubisco activities and chlorophyll content, and keeping high assimilate ability to CO2 under high and low light intensity, high temperature and low CO2 content, and light midday depression and wide adaptability to environmental conditions. The high net photosynthetic rate of HPT might be also the results of its excellent stomatal characteristics and higher total quantity of stomatal opening degrees(stomatal density X stomatal opening degrees). There was a large amount of dry matter production after heading and obvious high assimilate's transformation to panicle in HPT.

重穗型水稻光合作用、物质积累与运转的研究

以 18个不同穗重型籼稻品种为材料 ,研究了重穗型水稻的光合作用及物质运转。结果表明 ,重穗型水稻在齐穗后的剑叶净光合速率明显高于中、轻穗型品种。其机理是剑叶的Rubisco活性提高及叶绿素含量增加 ;有在高、低光强、高温和低CO2 浓度下对CO2 较强的同化能力的优势 ,光合“午休”现象较轻 ,能保持较高的净光合速率 ,显示其对环境有较强的适应性 ;气孔性状优良、气孔开度积 (单位面积气孔密度×气孔开度 )大 ,也是重穗型水稻净光合速率高的重要气孔因素。重穗型水稻抽穗后物质积累的优势明显 ,且茎鞘物质向穗部的转运量、转运率和转化率也远高于中、轻穗型品种。

不同栽培方式对免耕水稻茎鞘物质积累转运与抗倒伏能力的影响

以杂交稻Ⅱ优498为试验材料,研究宽窄行栽培、三角形强化栽培、宽行窄株栽培以及抛秧栽培对免耕栽培水稻物质积累转运及抗倒伏能力的影响,同时探讨二者之间的联系。结果显示,免耕栽培水稻抽穗前物质积累及茎鞘物质输出率与翻耕栽培水稻差异不显著,但抽穗后光合生产能力显著低于翻耕栽培水稻,使得免耕栽培水稻平均产量极显著低于翻耕栽培水稻。翻耕条件下,三角形强化栽培产量优势显著,第5节间倒伏指数较小。免耕条件下,宽窄行栽培与免耕互作不但促进了抽穗后光合生产,显著提高产量,还极大地降低植株基部倒伏风险,是各种栽培方式中对免耕适应性最佳的。本研究中,水稻植株从穗下第5节(N5)发生倒伏的可能性最高,而茎鞘各物理性状中,仅N4扁平率和N5长度既与N5倒伏指数显著相关又受栽培措施显著影响,因此,缩短N5长度,减小N4扁平率成为栽培措施增强植株抗倒伏性的切入点。无论翻耕栽培或免耕栽培,抽穗后干物质积累均与N5倒伏指数显著负相关,产量的提高并没有显著增加植株倒伏风险,相反,在翻耕条件下,产量提高有助于降低水稻植株从基部发生倒伏的风险。

砷对烤烟(Nicotiana tabacum L.)碳代谢的影响

采用盆栽试验,系统地研究了砷对烤烟全生育期碳代谢及其过程的影响,结果表明,砷降低了烤烟整个生育期的叶绿素含量、光合速率、蔗糖合成酶(SS,合成方向)活性和现蕾以后的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,提高了全生育期的SS(分解方向)活性和可溶性糖含量,因而抑制了碳的同化和蔗糖的合成,促进了蔗糖的分解,不利于碳向积累方向转化。砷提高了全生育期的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG-PPase)活性,增加了团棵期和现蕾期淀粉的积累,降低了团棵期和采收期的可溶性淀粉酶(SSS)活性和采收期的淀粉含量,从而导致了碳积累代谢的紊乱,最终造成碳积累的减少。

砷对烤烟氮代谢的影响

采用盆栽试验,系统研究了砷对烤烟全生育期氮代谢的影响。结果表明,砷毒害对烤烟的氮代谢有显著影响。砷降低了整个生育期的硝酸还原酶(NR)活性,抑制了烤烟对硝态氮(NO3--N)的同化;提高了全生育期的谷氨酰胺合成酶(GS)活性,增强了烤烟对铵态氮(NH4+-N)的同化。砷提高了全生育期的谷氨酸—丙酮酸转氨酶(GPT)活性和天冬酰胺酶(asparaginase,ASG)活性,以及现蕾以后的游离氨基酸含量,使烤烟的氮转化代谢旺盛。与此同时,砷降低了烤烟生育前期的蛋白质含量,随着生育进程的推进,又引起中、后期的蛋白质含量增加,最终导致烤烟蛋白质的积累,但使整个生育期的烟碱含量降低。

重穗型杂交稻的产量及一些生理生化特性研究

以18个不同穗重型籼稻品种为材料,研究了重穗型杂交稻的产量及一些主要的生理生化特性。结果表明,重穗型杂交稻具有更高产量潜力,其高产主要依赖于大“库”、籽粒的正常充实使单穗重大幅度提高。后期LAI的适当降低、高效叶面积率的增加、根、叶不早衰和净光合速率的提高是其“源”足的主要因素。齐穗后重穗型杂交稻剑叶的净光合速率明显高于中、轻穗型品种的机理是剑叶Rubisco活性的提高及叶绿素含量的增加;具有在高、低光强、高温和低CO2浓度下对CO2有较强的同化能力的优势,光合“午休”现象较轻,能保持较高的净光合速率,显示其对环境有较强的适应性;气孔性状优良、气孔开度积(单位面积上的气孔密度乘以其气孔开度)大也是重穗型杂交稻净光合速率高的重要气孔因素。重穗型杂交稻抽穗后物质积累优势明显,且茎鞘物质向穗部的转运量、转运率和转化率也均远高于中、轻穗型品种。

硅钾配施对水稻茎秆性状和抗倒伏能力的影响

以宜香优5979和旌优127为材料,研究了不同品种和硅钾配施处理对茎鞘物质积累转运、茎秆理化性状及抗倒伏能力的影响,探讨了茎鞘物质积累转运、茎秆理化性状与倒伏指数之间的关系。结果表明,齐穗期和成熟期茎鞘干物质量、成熟期生物量及茎秆理化性状与水稻抗倒伏能力关系密切。水稻品种间的抗倒伏能力差异显著,宜香优5979的抗倒伏能力显著强于旌优127。钾肥对水稻植株抗倒伏能力的影响大于硅肥,硅肥过多不利于水稻对硅的吸收及抗倒伏能力的提高。不同硅钾处理下,未施钾处理抗倒伏能力最差,少施钾肥处理倒伏风险较大;而硅肥50 kg/hm^2+钾肥150 kg/hm^2和硅肥100 kg/hm^2+钾肥100 kg/hm^22个处理,齐穗期和成熟期茎鞘干物质量较高,基部节间长度较短,茎粗、茎壁厚和节间干重较大,基部节间的物理强度较大,茎秆中Si O2和全钾含量较高,植株抗倒伏能力较强。