采用全根、分根培养系统,研究根构型参数对氮素供应方式和水平的适应性变化。结果表明:水稻根构型参数对供氮量和供氮方式具有适应性反应。分根供氮时,无论供氮量高低,供氮均能诱导根系生长发育,表现为供氮侧侧根长、根表面积、根系体积、根重等根构型参数明显高于无氮一侧,但是根系平均直径明显变细。分根处理,供氮侧中量和高量供氮使侧根长分别增加9%和91%,而在无氮侧,侧根长分别减少54%和42%;供氮侧根表面积分别增加20.1%和87.9%,无氮侧分别减少45.2%和33.3%;供氮侧根系体积分别增加32.4%和88.0%,无氮侧根体积分别减少33.9%和22.4%。供氮量适当时(N40),侧根长、根表面...

【目的】探讨土壤低磷胁迫下大豆的根形态、构型适应性变化的基因型差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【方法】采用具有不同根构型和磷效率的51个大豆品种,分别在广东省博罗县和英德县两个试验点的酸性缺磷红壤上,分春播和夏播两个季节进行田间试验,测定低磷、高磷处理下根形态、构型的差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【结果】低磷处理下供试大豆基因型间生物量和产量具有极显著的基因型差异;供试大豆基因型的根形态、构型与磷效率密切相关,浅根型大豆根系具有合理的三维空间分布和较长的总根长,其磷效率和产量最高;低磷条件下,浅根构型和深根构型的大豆基因型根构型可塑性最小,中间根构型的大豆供试材料根构型最不稳定,可塑性最...

采用控制条件下的水培试验,对不同氮形态(全铵、铵硝混合(75:25)、全硝营养)条件下水稻苗期的氮素吸收和根系生长进行了研究。结果表明:铵硝混合营养条件下水稻的生物量和氮素积累量最高,全铵和全硝营养之间差异不明显。铵硝混合营养处理的水稻地上部和根系的氨基酸含量最高,全铵处理次之,全硝处理最低。全硝处理的水稻植株硝酸盐含量约为全铵和铵硝混合处理的4倍,铵硝混合营养处理的水稻植株硝酸盐含量高于全铵处理,增幅为18%。培养时间为0～5 d时,铵硝混合和全硝处理的水稻根系总长差异不明显,但高于全铵处理。从第5天开始,铵硝混合和全铵处理的根系总长增加迅速,培养到7 d时水稻的根系总长已显著大于全铵和全硝...

为了探讨局部根系水分胁迫下不同形态氮素对水稻幼苗氮素吸收、生理特性和根系生长的影响,以水稻品种金优402为材料,设置非胁迫、局部根系胁迫、全根胁迫3种水分条件和全硝、铵硝比为50/50、全铵3个氮素形态,采用PEG模拟水分胁迫的室内分根营养液培养方法,研究其氮素吸收和累积、光合速率、蒸腾速率、气孔导度及根长、根表面积、根体积的变化规律。结果表明,在局部根系水分胁迫下,两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N最有利于水稻氮素的吸收和累积,两侧根系均单一供应NO_3~--N的水稻氮素吸收和累积量最少;与未受胁迫处理的水稻相比,局部根系胁迫下两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻光合速率受影响较小,而气孔导度和蒸腾速率则明显下降。不同氮形态处理间,两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻光合速率和气孔导度均为最大,单一供应NO_3~--N的最小。在所有处理中,局部根系水分胁迫下两侧根系同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻WUE最高。在局部根系水分胁迫下,两侧同时供应NH_4~+-N和NO_3~--N的水稻根长、根表面积、根体积绝大多数大于其他2种氮素形态,且受胁迫一侧和不受胁迫一侧根系相差较小。除左右根室均单一供应NO_3~--N的水稻外,局部根系胁迫处理的根长、根表面积、根体积均大于非胁迫处理。研究结果表明,局部根系水分胁迫和氮素形态耦合可以提高水稻幼苗的水、氮素吸收。

【目的】研究不同根际溶氧量对分蘖期水稻生长及其氮素代谢的影响,并探讨适宜水稻生长及提高其氮素利用效率的溶氧浓度。进一步完善水稻需氧规律、了解氧气在水稻生长中的作用,为中国中低产田——潜育性稻田的改良、水稻产量及氮肥利用效率进一步提高提供参考及理论依据。【方法】正式试验在2013年于中国水稻研究所网室进行。试验采用国际水稻所营养液配方进行水培,营养液中添加双氰胺抑制硝化作用,控制营养液铵硝比约为1﹕1;供试材料为常规籼稻中嘉早17和常规粳稻秀水134;移栽行间距为15 cm,移栽后10 d进行不同梯度的氧处理,通过安装水体循环泵将空气中的氧气带入营养液以控制营养液中的氧气含量,试验设置了对照(C...

【目的】通过研究黄栌幼苗根系构型对土壤养分胁迫环境的适应性,探讨黄栌根系构型在土壤养分供应不足环境中的适应对策。【方法】试验材料为一年生黄栌幼苗,采用盆栽模拟控制试验,设置养分充足(即全土,土壤含沙比例0,CK),轻度养分胁迫(土壤含沙比例30%,N1),中度养分胁迫(土壤含沙比例50%,N2),重度养分胁迫(土壤含沙比例70%,N3)和极度养分胁迫(即全沙,土壤含沙比例100%,N4)5个梯度,分别在移栽后第31、38、45、52和59天取样,研究幼苗根系分枝模式、几何特征和不同径级细根形态在上述养分环境中的变化规律。【结果】(1)CK处理幼苗的根系拓扑指数(TI和DBI)最大,最长链接路径的链接数(a)、根系外部链接数(μ)以及所有链接路径的链接总数(Pe)最小。N1环境中,幼苗的TI和DBI最小,a、μ和Pe最大,分别比CK高53.2%、131.6%和194.7%。(2)N1、N2、N3和N4处理中:幼苗比根长(SRL)、比表面积(SRA)和分枝密度(RBI)逐渐增大,其中,N4处理幼苗的SRL、SRA和RBI分别比CK高67.7%～157.4%、52.3%～120.7%和14.7%～42.1%;根尖数量(RT)、根链接数量(RLN)、根链接总长度(RLTL)和分枝数量(RF)逐渐减小,以N1处理为最大,分别比CK高95.0%～279.6%、104.3%～247.4%、77.4%～193.5%和102.6%～235.0%;根链接平均长度(RLAL)、根链接平均直径(RLAD)和根组织密度(RTID)均呈减小趋势,以N4处理最小,分别比CK低15.2%～22.7%、9.3%～21.4%和32.4%～42.7%。(3)CK环境中,SRL和SRA的正相关系数最大(0.951),N4环境中,RF与RLN之间和RLAL和RLAD之间的正相关系数最大(分别为0.989、0.904)。N1、N2和N3处理的RBI和RLAL之间的负相关系数分别为-0.915、-0.889和-0.893。(4)N3和N4处理中,0～0.50 mm范围内细根的平均长度比例、平均表面积比例、平均体积比例和平均根尖数量比例均高于其他处理,分别达86.3%和86.1%、67.6%和66.7%、40.2%和38.1%、98.6%和98.4%,而上述指标在CK处理中均为最低,分别为80.9%、59.4%、32.2%和97.2%。【结论】(1)土壤养分充足时,黄栌根系最接近分枝少且结构相对简单的鲱鱼骨分枝模式,具有向土壤深处延伸生长的倾向。轻度胁迫环境中,黄栌构建了分枝多、次级根重叠度高的叉状分枝模式,主、侧根尽可能地主动向距离根基较远的土壤中拓展以吸收更大范围内的养分。中度、重度和极度胁迫环境中,幼苗为减少碳消耗而采取相对简单化的根系结构对策,根系通过形成短而细的密集横向分枝(以细根为主)而加强原位利用养分能力。(2)改变根系构型几何特征参数间的协同或权衡关系、实现自身资源利用的经济化,也是黄栌应对不同土壤养分环境的重要方面。(3)从全土到极端严重胁迫环境,0～0.50 mm范围细根的分化明显增强。重度胁迫逆境时,0～0.50 mm的细根是幼苗吸收养分的重要活跃位点。极度胁迫逆境时,黄栌通过促进产生一定数量的寿命相对较长、周转速率相对较慢的细根(0.50～2.00 mm)以减少细根周转对碳的消耗,从而维持根系资源利用效率。

采用改进的水稻根系鉴定体系考察42个生态型水稻的冠根数目,发现水稻冠根数目存在多样性;从中选择2个冠根数目极端多和2个冠根数目极端少的生态型,利用定点施加生长素极性运输抑制剂NPA,以冠根数目为指标,分析冠根数目不同的生态型对NPA的敏感性,发现NPA处理导致冠根数目减少。在低浓度NPA处理时,冠根数目多的品种比冠根数目少的品种对NPA更敏感;在高浓度NPA处理时,不同生态型水稻冠根数目趋于接近。说明在不同根系类型的水稻中,生长素对冠根数目都有着重要的影响。

【目的】探究不同氮效率水稻根系形态和氮素吸收利用与产量关系的规律,明确水稻高产根系形态特征,提出相应的水氮优化管理措施。【方法】2013年以氮高效品种川农优498和氮低效品种川优6203为试验材料,进行不同穗肥运筹比例的裂区试验;2014年以相同试验材料进行穴苗数和促花肥、保花肥配比的裂裂区试验;2015年以氮高效品种德香4103和氮低效品种宜香3724为试验材料,进行水分管理方式和氮肥施用模式的裂裂区试验;分别以上述3个大田试验获得的产量、根系形态及氮素吸收利用相关指标为样本,通过计算方差膨胀因子诊断变

采用室内营养液培养、聚乙二醇(PEG 6000)模拟水分胁迫的方法,在3种供氮形态下(NO3--N、NH4+-N和NO3--N与NH4+-N等体积混合),研究了在非水分胁迫及模拟水分胁迫(添加10%PEG,约相当于-0.15 MPa)下,苗期水稻根系的生长状况、水分吸收状况及木质部汁液特性。结果表明,水分胁迫抑制了供NO3--N营养水稻根系的生长,而对供NH4+-N水稻根系的生长没有影响;水分胁迫提高了NH4+-N营养水稻木质部汁液pH值,并增加其渗透势。提示:水分胁迫条件下,NH4+-N营养对根系生长及木质部汁液调节可能是氮素增强水稻抗旱性的原因之一。

养分胁迫会直接影响水稻的生长发育,相对于地上部分,根系往往较早感知环境胁迫。为了研究水稻根系对养分胁迫响应的分子机制,通过Illumina Hiseq2000平台测序,对氮素胁迫下水稻根系转录基因表达情况进行分析。结果表明,氮素胁迫诱导根系出现了2 270个差异转录基因,其中上调表达的有1 176个,下调表达的有1 094个。采用GO功能分类和Pathway功能注释,可将注释的基因划分为48个功能类别118条代谢途径,包括糖酵解、脂肪酸代谢、氧化磷酸化、氨基酸代谢、淀粉蔗糖代谢等生物学过程。部分根系关键基

【目的】探讨起身肥对移栽后水稻根际土壤氮素分布与利用的改善作用,为氮肥的精确合理施用奠定基础。【方法】以宁粳2号为材料,通过塑盘穴播育秧带土、带肥移栽,研究不同起身肥水平下植株周围土壤矿质态氮浓度的时空变化及起身肥对水稻氮肥利用率和产量的影响。【结果】施起身肥后均能显著提高移栽后水稻根际土壤氮素浓度。随移栽后时间推移,距植株1 cm处土壤氮素浓度呈下降趋势,而距植株4和7 cm处土壤氮素浓度呈先升后降态势。与非起身肥处理相比,起身肥能够极显著地促进水稻对氮肥的吸收和利用。水稻吸氮量、基蘖氮肥利用率和水稻产量以施适量起身肥处理最高。其基蘖氮肥利用率高达27.17%,比非起身肥处理高15%,差异极...

为了评价中籼杂交组合产量性状对高温的适应性 ,在开花期对 3份Ⅱ优新组合进行了人工气候和分期播种的系列温度处理。结果表明 ,在人工控制气温条件下 ,这些组合的结实性在开花期的适宜日均温度为2 7～ 2 9℃ ,高于 32℃的日均温即引起结实性明显降低。供试组合在高温下结实性的稳定性依次为 :汕优 6 3>Ⅱ优 5 0 1 >Ⅱ优 838>Ⅱ优 6 3。

[目的]本文旨在探明水分胁迫下不同氮素形态对水稻根系通气组织形成的影响及该过程中的调控因子。[方法]以‘汕优63’(杂交籼稻)和‘扬稻6号’(常规籼稻)为试验材料,采用室内营养液培养,通过供应不同氮素形态以及100 g·L(-1)PEG6000模拟水分胁迫的方法,分析了不同氮素形态和不同水分条件对水稻根系解剖结构及生理生化特性的影响。[结果]模拟水分胁迫条件下供硝态氮营养水稻根系通气组织面积显著大于供铵态氮营养水稻,且其形成时间早于后者;与供铵态氮营养水稻相比,模拟水分胁迫条件下供硝态氮营养水稻根系脯氨酸

为了解不同磷效率水稻品种在不同酸度土壤上的生态适应性情况,以中性土壤上筛选获得的45份耐低磷水稻品种和5份低磷敏感水稻品种作为供试材料,采用中性土壤为对照,在酸性和碱性土壤上进行了水稻苗期生态适应性鉴定,结果表明,3种土壤相对分蘖数均值表现为中性土>酸性土>碱性土,相对株高均值表现却相反,分别为碱性土>酸性土>中性土,但不同土壤变化不大;部分中性土壤上筛选的耐低磷水稻品种存在对不同酸度土壤的生态适应性差异。可见,不同水稻品种在不同酸度土壤上表现出对低磷的耐受能力不同,存在着耐低磷特性对不同酸度土壤的基因型差异。

【目的】探讨增氧栽培对桃幼树根系构型及根系氮素代谢的影响,为探明氧气在桃树根系生长发育中的作用奠定基础。【方法】在大田栽培条件下,以2年生桃品种‘春美’为试材,试验采用的增氧栽培装置为硬质塑料盒,底部有大小均匀的小孔。设置每3 d通气增氧1次,以不通气为对照,共2个处理。每隔20 d测定不同处理桃幼树生长期土壤氧气含量的变化,同时测定桃幼树根系活力、根系全氮含量以及根系转氨酶活性;新稍停止生长后,使用专业版WinRHIZO根系分析系统测定根系构型参数。分析增氧栽培对土壤氧气含量、桃幼树根系构型、根系活力以及根系氮素代谢的影响。【结果】增氧栽培显著提高了土壤氧气含量;增氧栽培桃幼树根系总长度、总...