水分胁迫对节水抗旱稻产量形成和根系形态生理特性的影响

【目的】探究节水抗旱稻组合旱优73在不同灌溉条件下产量形成特点及其根系形态生理的变化情况。【方法】以节水抗旱稻旱优73和高产水稻H优518为材料,通过根管试验设置三种水分处理(常规灌溉、轻度水分胁迫、重度水分胁迫),调查株高、分蘖、根系形态特征和生理特性以及产量构成因素,分析性状之间的关系,探究不同程度水分胁迫对旱优73和H优518产量形成和根系形态生理的影响及其差异。【结果】两年的重复试验结果表明,与常规灌溉相比,在轻度水分胁迫下,旱优73的产量及其构成因素无显著变化,H优518的产量在两年内平均减少了25.6%,每穗粒数、结实率、千粒重也显著降低;在重度水分胁迫下,两品种产量及其构成因素均显著降低,其中,旱优73的产量两年内平均减少了28.8%,H优518产量减少了46.1%。与常规灌溉相比,轻度水分胁迫下旱优73的根系总吸收表面积、活跃吸收表面积、根体积、根直径、根尖数、根系抗氧化酶活性均无显著变化,而重度水分胁迫下则显著降低;在两种水分胁迫下,H优518根系形态生理指标均显著下降。【结论】节水抗旱稻旱优73在轻度水分胁迫下可维持较高的产量,在重度水分胁迫下产量降幅明显低于高产水稻H优518,良好的根系形态和较强的根系活力是其抗旱稳产的重要原因。

镉胁迫对不同水稻品种幼苗根系形态和生理特性的影响

为了解植物根系对重金属镉的反应,以水稻秀水63和秀水09为试验材料,采用溶液培养方法,研究不同浓度镉(0、1、5、10、25、50、100μmol·L-1)对水稻幼苗根系形态和部分生理特性的影响。结果表明:1μmol·L-1镉处理对2个水稻品种根系生长有一定的促进作用,表现为植株干质量、根系总长度、根系表面积、根体积和根系活力均略有升高。但随着镉浓度(5～100μmol·L-1)增加,表现出一定的抑制效应,与对照相比,秀水63和秀水09分别在10μmol·L-1和25μmol·L-1镉处理时的根系干质量、根系总长度、根系表面积、根体积和根系活力明显受到抑制,而根系平均直径、质膜透性均有所增加。不同浓度镉胁迫对两个水稻品种直径≤1.5mm的根系生长影响最大,其中高于10μmol·L-1镉胁迫下,秀水63直径≤1.5mm根系长度、根系表面积和根系体积分别降低了11.89%～55.39%、10.77%～57.27%和18.37%～67.35%,秀水09分别降低了6.84%～40.48%、8.55%～42.79%和16.50%～52.42%。本实验结果表明,2个水稻品种对镉胁迫存在着一定的差异,秀水09对Cd胁迫的耐受能力要强于秀水63。

施氮量对沿黄粳稻根系形态、生理特性及产量的影响

以沿黄常规粳稻品种郑稻19和郑稻20为材料,设置8个氮肥施用水平,即整个生育期不施用氮肥和整个生育期施氮肥(折合纯氮)180、210、240、270、300、330、360 kg/hm^2,分析不同氮肥水平对其产量及根系形态、生理特性的影响,以期为水稻的高产高效栽培提供理论依据。结果表明,郑稻19和郑稻20的地上部干质量随生育进程的推进增加,而根系体积、根干质量、根系氧化力、根系吲哚乙酸含量、根系玉米素+玉米素核苷含量、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积则均随生育进程的推进先增加后降低。2个水稻品种的根系体积、根干质量、地上部干质量和根系总吸收表面积在分蘖中期、穗分化始期、抽穗期和成熟期均随施氮量的增加而增加;根系氧化力、吲哚乙酸含量、玉米素+玉米素核苷含量和活跃吸收表面积在分蘖中期和穗分化始期均随施氮量的增加而增加,而在抽穗期和成熟期均随施氮量的增加先增加后降低,在施氮量为270 kg/hm^2时最高。郑稻19和郑稻20的产量均随施氮量的增加先显著增加后显著降低,在施氮量为270 kg/hm^2时最高,分别为9.35 t/hm^2和8.79 t/hm^2,显著高于其他施氮量处理;氮肥农学利用率总体上均随施氮量的增加先显著增加后显著降低,在施氮量为270 kg/hm^2时最高,分别为17.0 kg/kg和14.9 kg/kg,显著高于其他处理;氮肥偏生产力则均随施氮量增加而显著降低。综上,在施氮量为270 kg/hm^2时,郑稻19和郑稻20的根系形态、生理特性最佳,产量和氮肥农学利用率最高,且品种间比较,郑稻19优于郑稻20。

株行距配置对超高产田水稻产量及根系形态生理特性的影响

【目的】研究不同株行距配置对超高产田水稻产量的影响,明确增密栽培模式增产的机理。【方法】于2020-2021年以辽粳419为试材,以农户习惯栽培(LFM)、常规增密配置(CHMD)、窄行增密(NHDM)和两种宽窄行配置(WNHDM_(1)和WNHDM_(2))共计5种模式为处理,以水稻根系形态和生理特性及产量为主要研究内容,探究株行距配置对超高产田水稻产量及根系形态生理特性的影响,阐明增密模式水稻根系分布与产量构成因素的关系,揭示水稻超高产田增密模式水稻增产的机理。【结果】同LFM相比,WNHDM_(1)和WNHDM_(2)分别提高有效分蘖数19.24%和18.16%,单穗成粒数、结实率等保持稳定;WNHDM_(1)和WNHDM_(2)行内(窄行)区域根系指标较其他模式并未降低,而行外(宽行)区域差异较大,总根长、总根径、总根表面积、总根体积及总根干质量在两个生长季平均增加21.07%和26.76%、10.71%和9.18%、21.13%和26.77%、21.15%和27.62%及23.48%和29.71%;齐穗期和灌浆期水稻根系形态指标与有效穗数和产量正相关。【结论】优化株行距配置增密模式,为水稻提供了根系行内、行外不对称生长空间,形成了根部边际效应,提高了水稻群体根干质量、根系表面积和根体积并保持了较强的根系氧化力,促进有效穗的形成,达到增产的目的。