镉对花生苗期的毒害效应及其品种间差异

重金属在籽粒中的积累与植物对镉的生物学耐性和吸收特性有一定的内在联系。本研究通过比较不同花生（Arachis hypogaea L.）品种对镉胁迫的生物学耐性,旨在为进一步揭示花生籽粒镉积累的种内差异形成机制提供实验参数。在人工气候箱控制环境下的含镉的营养液砂培试验中,花生苗期对镉胁迫的反应具有显著的品种间遗传差异。基于植株生物量变化,可将花生的镉胁迫反应分为3种类型,即镉钝感型,品种有平度01、花育23和莱农13;敏感型,品种有中花4号、花育20、丰花3号、莱农29、豫花15和祁阳小籽;普通型,品种有湘农3010-w、湘农312、湘农55、丰花2号和湘农小果w2-7等。钝感型品种在5个加Cd水平下的茎叶干物量比对照平均降低22.8%,全株生物量平均降低11.7%;敏感型品种茎叶干物量平均降低38.0%,全株生物量降低29.2%;普通型品种茎叶干物量平均降低33.2%,全株生物量降低25.1%。随着Cd质量浓度提高和暴露时间延长,花生叶片的叶绿素质量分数显著降低,叶片和根系丙二醛质量分数及细胞膜透性显著提高,与钝感型品种相比,敏感型品种的上述生理指标变化速率较高,而且随着镉暴露时间延长,两者之间的差异性持续扩大。     

双孢蘑菇菇渣对坪床土壤及草坪生长的影响

为了改良草坪土壤,有效利用菇渣资源,以覆盖(F)和混合(H)方式将双孢蘑菇菇渣施入到田间土壤种植早熟禾草坪,比较两种处理对坪床土壤理化性状、微生物多样性及草坪生长的影响.结果表明,菇渣使坪床土壤p H值降低,电导率(EC)升高,容重减小,总孔隙度增大,持水孔隙增大,显著增加坪床土壤的含氮量,F和H处理含氮量分别比对照高出约9倍和4倍;施入菇渣显著增加土壤的脲酶活性,高出对照约2倍,F处理对酶活性的提高更显著;菇渣还能够增加草坪根际土壤细菌群落多样性,F处理的细菌多样性更丰富.相关性分析表明,细菌多样性与土壤脲酶、磷酸酶活及理化性质之间显著相关.施入菇渣可以增加草坪生物量,H处理的草坪表现更优,地上、地下干重分别比对照高49%和39%.综上,双孢蘑菇菇渣能够改善坪床土壤,促进草坪生长,在草坪应用中推荐使用混合施入方式.     

不同气候生态条件下水稻品种产量、功能性成分含量及稳定性

培育高γ-氨基丁酸和抗性淀粉的水稻品种,并明确其适宜的生态条件是水稻功能性育种和栽培的重要环节之一.选用云南和浙江近期育成的水稻Oryza sativa L.粳籼品种(系)21个,按粳籼品种(系)分组后分别在云南粳籼稻区10个点种植,比较研究不同生态条件其产量、γ-氨基丁酸和抗性淀粉含量变异及稳定性.结果表明:供试11个粳稻品种(系)产量的平均值为8 485.0kg/hm2,变化幅度为4 129.8～10 159.2 kg/hm2,其中以HIPjl最低.10个籼稻品种(系)产量变化范围在380.1～7 995.6 kg/hm2,其中以W229最低.滇农S-1/毫梅、滇农S-1/滇靖8号、功米6号、文稻1号/IR36和RS21属于高产而稳定性较好的品种.粳稻平均GABA的含量在108.7～157.1 mg·kg-1之间,平均值为128.9 mg·kg-1;其抗性淀粉含量在0.48%～0.73%之间,平均值为0.62%.籼稻品种的平均GABA含量在86.1～186.9 mg·kg-1之间,平均值为133.04 mg·kg-1,变异系数范围为2.33%～19.75%;其平均抗性淀粉含量为0.18%～2.52%,平均值为0.85%.其中滇农S-1/毫梅、功米6号、银光、HIPil和文稻2号/IR36属于高GABA而稳定性较好的品种.滇农S-1/毫梅、65-36/云粳136、功米6号、RS21和滇屯502/双籼稻属于高RS而稳定性较好的品种.不同气候生态条件下参试品种的GABA和RS的变异,籼稻大于粳稻.     

不同夏玉米品种对镉、铅积累与转运的差异性田间研究

随着工农业的发展,土壤重金属污染问题日益严重,农作物重金属超标现象频发。为筛选出具有镉(Cd)、铅(Pb)低积累潜力且产量较高的夏玉米(Zea mays)品种,该研究采用田间小区试验和室内分析相结合的方法,在府河污灌区选取有代表性的农田,探讨华北地区适种的9个夏玉米品种对Cd、Pb积累与转运的潜力差异。结果表明:夏玉米产量、玉米籽实中Cd、Pb含量在品种间存在显著差异(P0.05)。其中,先玉335产量为12 389 kg·hm~(-2),比其他品种高出32%~93%;玉米籽实中Cd含量最低的是先玉335,为0.004 4 mg·kg~(-1),比其他品种低7%~45%;Pb含量最低的是洛玉803,为0.027 3 mg·kg~(-1),比其他品种低37%~50%,且玉米籽实中Cd、Pb含量均未超过食品安全国家标准的食品中污染物限量标准(GB 2762─2012);对玉米籽实和秸秆中的Cd、Pb含量进行聚类分析可知,秀青74-9、冀农1号、先玉335、肃玉1号和伟科702均属于籽实、秸秆中Cd、Pb低积累类群。综合玉米产量、玉米地上部Cd、Pb含量、富集系数、转运系数等指标综合评价,可以筛选出先玉335为既高产且可食部分籽实具有低积累Cd、Pb潜力的品种,适宜在华北地区Cd、Pb轻度污染区推广种植。     

生物栅净化系统生物膜微生物群落结构动态的ERIC-PCR指纹图谱分析

用ERIC-PCR指纹图谱技术分析富营养化水体生物栅处理系统中2个工况7个净化池在不同监测时期微生物群落结构动态变化与主要污染物降解效果变化的关系.结果表明,采用生物栅技术的2～7号净化池的CODCr、总氮、氨氮、总磷的去除率较对照池分别提高了13.3%～58.6%、23.6%～65.8%、15.5%～72.9%和16.8%～76.9%,表明生物栅技术在污染物去除方面起到了重要作用.随着系统的运行微生物多样性指数逐渐增大,工况1第1次和第2次生物膜样品的微生物多样性指数分别为1.77～1.91和1.96～2.35.设置凤眼莲的3个净化池填料生物膜微生物种类较未设置植物的净化池丰富.在工况2中,HRT为7.5h的3号、5号和7号反应池填料生物膜ERIC-PCR指纹图条带数比HRT为4h的2号、4号和6号要多,而根系生物膜上的微生物群落结构受HRT的影响小.研究表明,随着系统的运行,系统中微生物种群多样性指数增加,系统逐渐进入良好的稳定状态.图5表5参9     

盐碱胁迫对水稻花粉扫描特征和生活力的影响

盐碱胁迫导致水稻结实率降低是盐碱地水稻生产中的主要问题之一.以非盐碱土壤为对照,将不同比例的盐碱土和非盐碱土壤充分混合,设置5个土壤盐碱胁迫梯度,根据苏打盐碱土的特殊性,以土壤碱化度(ESP)为胁迫指标因子,用盆栽实验研究了盐碱胁迫下水稻花粉表面形态特征、花粉生活力和柱头对花粉的接受能力等.结果表明,盐碱胁迫下,水稻花粉表面形态结构表现出明显差异,盐碱胁迫处理的花粉表面凸凹程度较浅,雕纹不明显,相对平滑,而对照(SS0)花粉粒雕纹较深,SS4盐碱胁迫下只有孔环没有孔盖.盐碱胁迫对水稻花粉生活力产生了影响,随着盐碱胁迫的增强,水稻花粉在离体培养基上的萌发率呈下降趋势,品种‘吉农大10号’花粉萌发率在SS4和SS2处理分别比对照(SS0)降低34.4%和15.5%,对盐碱胁迫反应比‘吉优1号’更为敏感.盐碱胁迫下,水稻柱头对有萌发力的花粉的接受程度依胁迫强度的增大而降低,在轻、中度盐碱胁迫(SS1、SS2)下,‘吉优1号’柱头对花粉的接受能力强于‘吉农大10号’品种,而在重度盐碱胁迫(SS3、SS4)下则相反.盐碱胁迫下柱头对花粉的接受能力对水稻结实具有重要意义.     

杂交油菜施用粉煤灰磁化肥的效应

通过对杂交油菜施用粉煤灰磁化复合肥的试验研究,初步探明了粉煤灰磁化复合肥较同等N、P、K的复混肥,未磁化粉煤灰复合肥及当地群众习惯施肥法有显著的增产效果.试验表明,粉煤灰磁化肥在油菜上一般用量为757.58kg/hm2左右.粉煤灰磁化肥比对照增产21.9%,比当地农民习惯施肥措施增产10.5%;比等量N、P、K混合肥增产9.9%,增产180kg/hm2.比未磁化粉煤灰复混肥增产4.5%.最高产量施用粉煤灰磁化肥为1026.9kg/hm2,油菜产量为2084.85kg/hm2;最佳产量施用粉煤灰磁化肥为757.58kg/hm2,油菜产量为2041.79kg/hm2.     

施氮量对洞庭湖区高密度条件下夏玉米产量形成特性的影响

为了探究洞庭湖区高密度条件下夏玉米的适宜施氮量,以郑单958和湘农玉27号为材料,在种植密度90 000株/hm~2条件下比较不同施氮量(150 kg/hm~2、225 kg/hm~2、300 kg/hm~2)对夏玉米产量形成特性的影响.结果表明:施氮量增大使夏玉米全生育期延长2 d～4 d;夏玉米总叶数与株高基本不受施氮量影响,但穗位高随施氮量增大而降低;夏玉米叶面积指数随施氮量增大而提高;郑单958在施氮150 kg/hm~2处理下产量最高,达到7 580.64 kg/hm~2,而湘农玉27号在施氮225 kg/hm~2处理下产量最高,达到7 252.35 kg/hm~2.表明两个夏玉米品种在洞庭湖区高密度种植条件下均能获得较高产量,但其适宜施氮量有所差别.     

硒对不同品种茶树土壤酶活性及硒含量的影响

为探明硒与不同品种茶树土壤酶活性变化规律之间的关系,采用盆栽试验方法,设置8个处理,分别为:对照(CK,即不添加硒),2、4、8、10、15、20、30 mg·kg~(-1)等7个Se处理水平,研究不同处理水平硒对不同季节茶树(Camellia sinensis)品种(福鼎大白和南江1号)土壤酶活性和硒含量的影响,为不同品种茶树土壤合理施用硒肥提供一定的科学依据。结果表明,春季硒对福鼎大白土壤脲酶活性有刺激作用,在硒处理水平为30 mg·kg~(-1)时表现出最大值(2.77 mg·g~(-1)·d~(-1));低水平硒对春季福鼎大白土壤蔗糖酶活性刺激作用明显,硒处理水平为4 mg·kg~(-1)时,蔗糖酶活性最高,为12.63 mg·g~(-1)·d~(-1),南江1号土壤蔗糖酶活性在硒处理水平为10 mg·kg~(-1)时表现出最大值,为12.18 mg·g~(-1)·d~(-1);夏季硒对2个品种茶树土壤脲酶、蔗糖酶活性抑制作用明显;春、夏两季硒对土壤酸性磷酸酶活性均表现为抑制作用,且均在硒处理水平为30 mg·kg~(-1)时抑制作用明显,春季福鼎大白和南江1号土壤酸性磷酸酶活性分别较对照降低了32.8%和14.7%,夏季分别降低了36.8%和29.5%。南江1号夏季土壤脲酶、蔗糖酶活性与硒处理水平均呈显著负相关(相关系数分别为-0.758和-0.768)。不同水平硒处理均提高了2个品种茶树土壤硒含量,春季福鼎大白和南江1号土壤硒质量分数分别较对照提高了83.2%和83.1%,夏季分别提高了86.3%和85.2%,且春、夏两季福鼎大白土壤硒质量分数均低于南江1号。综上,硒对土壤酶活性的影响随硒处理水平、茶树品种和酶类型的不同而异,土壤硒质量分数也随硒处理水平和茶树品种的不同而异。     

杏鲍菇菇渣栽培草菇过程中木质纤维素利用及其降解酶活性变化

杏鲍菇是木腐型食用菌,其菇渣可以用于草腐型食用菌(如草菇)的栽培.为探讨杏鲍菇菇渣栽培草菇过程木质纤维素的利用情况及其降解酶活性变化,以杏鲍菇菇渣(SMS)和杏鲍菇菇渣加玉米芯(SMS-C)两个配方,采用二次发酵工艺进行草菇栽培,测定培养料理化性质、木质纤维素含量及其降解酶活性变化,并分析经济效益.结果显示,一次发酵阶段,SMS配方对纤维素、半纤维素和木质素的利用率分别为17.62%、18.78%和6.39%,SMS-C配方分别为23.71%、26.02%和6.81%;二次发酵阶段SMS配方分别为14.17%、11.12%和6.98%,SMS-C配方分别为16.36%、18.91%和4.43%;草菇发菌和出菇过程中,SMS配方分别为13.19%、13.06%和12.63%,SMS-C配方分别为11.37%、11.41%和7.31%.两个配方培养料不同时期的纤维素酶、木聚糖酶和漆酶活性变化趋势大体一致,SMS-C配方纤维素酶活性在发酵和出菇过程中均高于SMS配方,与期间纤维素利用率结果一致;发菌和出菇期,SMS配方木聚糖酶活性高于SMS配方;两个配方均在发菌阶段表现出较高的漆酶活性.SMS和SMS-C配方生物转化率分别为14.08%和11.85%,投入产出比分别为3.71和3.12,均高于同条件下废棉配方投入产出比.本研究表明,利用杏鲍菇菇渣栽培草菇过程中,优先利用纤维素和半纤维素,表现出较高纤维素酶和木聚糖酶活性,这种栽培方法技术可行、经济效益高.(图2表4参35)     

基因型及播种密度对冬小麦分蘖期生长、生物量分配及产量的影响

采用双因素随机区组设计,研究了分别来自干旱与湿润区的4个小麦品种6个播种密度对冬小麦生长、生物量分配及产量的影响.结果表明,在本试验条件下,生长指标、生物量积累各指标及籽粒产量均主要受基因型和播种密度互作(g×d)影响,而成穗数、穗粒数主要受播种密度(d)的影响,基因型(g)则是引起小麦籽粒产量、千粒重及穗长变化的主要因素.白粒三号和川麦39最佳播种密度为315×104 hm-2,籽粒产量达到5 863.8 kg hm-2和5 882.1 kg hm-2;西农2000与陕麦139产量最佳播种密度为195×104 hm-2,籽粒产量分别为6 422.4 kg hm-2和7 062.4 kg hm-2.陕西小麦品种籽粒产量高出四川小麦约12.90%~18.62%.相关分析表明,籽粒产量与成穗数、千粒重呈极显著正相关(r=0.859 7**,r=0.499 3**),而与穗长、地上部干重及根系长度呈极显著负相关,与穗粒数及其它生长、生物量指标无显著相关.研究表明,干旱区小麦在湿润地区种植表现出较大的增产潜力,此外,在生产中应重视基因型和播种密度二者互作所表现出来的优势.表5参31     

镉对不同生态型水稻的毒性及其在水稻体内迁移转运

采用溶液培养方法研究镉(Cd)对两种不同生态型水稻的毒性影响以及Cd在水稻体内的转运.结果表明,粳稻品种杨辐粳7号比籼稻品种K优818对Cd毒害反应更敏感.两种生态型水稻品种的根系对Cd的吸收积累差异比较大,在10 μmol·L-1 Cd浓度下生长3～14 d,杨辐粳7号根系中Cd浓度比K优818高44.5％ ～ 99...     

水稻根系生长发育对CO2浓度升高的响应及其品种间的差异

Minirhizontrons是一种非破坏性、定点、可直接观测和研究植物根系的新方法。利用微根管Minirhizotrons在试验田的温室大棚内研究CO2浓度升高作用下的水稻根系生长发育,试验采用完全随机处理,探讨CO2浓度升高（800μmol·mol-1）对水稻（Oryza sativa L.）生物量和根系形态的变化差异。结果表明,与CO2对照相比,CO2浓度升高显著增加4个水稻品种（2种杂交籼稻和2种常规籼稻）的地上部生物量,增幅为8.58%-12.66%,平均增加10.61%。CO2浓度升高条件下,根的生物量分别增加了3.16%-12.13%,平均增加8.64%。高CO2浓度对根系形态的影响表明,4种水稻根系对CO2浓度升高都有积极的响应。CO2浓度升高条件下,各根系指标在水稻不同生育期都有显著增加,根长密度、表面积、体积和根数的平均增幅分别为10%-27%、21%-24%、20%-58%和4%-18%。但在水稻生长发育过程中,品种间也存在着差异。CO2浓度升高和对照处理,籼型杂交稻威优644（V644）和金优207（JY207）的根长密度和根数表现出相似的变化趋势;高CO2浓度处理时其根长密度平均都增加了10%,根数平均增加4%和8%。CO2浓度升高和对照处理,2种籼型杂交水稻的根体积和表面积表现出较快的增长幅度,都呈现出近线性的生长趋势;CO2浓度升高处理下其根体积平均增加40%和25%,表面积平均都增加了24%。CO2浓度升高和对照处理,籼型常规稻湘晚12号（XW12）和丰华占（FHZ）的生长变化趋势表现一致,生长发育后期达到一个近似饱和的拐点。CO2浓度升高条件下其根长密度、根数和根体积分别平均增加27%和24%、18%和11%、58%和20%,根表面积平均都增加了21%。     

螯合剂和表面活性剂辅助金福菇修复重金属污染土壤

通过温室大棚盆栽试验,研究螯合剂和表面活性剂单独或复合处理辅助金福菇修复重金属污染土壤的效果.结果表明,单独添加EDTA(乙二胺四乙酸)时,高浓度的EDTA(E2,5 mmol kg-1)使金福菇的生物量比对照降低26%,子实体Pb、Cu和Cd的浓度分别比对照提高15～88倍、0.8～3.3倍和0.5～0.6倍.单独添加表面活性剂时,各处理生物量与对照没有显著差异,且重金属浓度变化幅度没有单独添加EDTA的处理大.低浓度的表面活性剂对金福菇吸收各种重金属的影响较小,而高浓度则影响较大,但与表面活性剂及重金属种类有关.共同添加EDTA和表面活性剂时,只有当EDTA和CTAB(溴化十六烷基三甲铵)共同添加时,EC2(EDTA:CTAB=1:1)和EC3(EDTA:CTAB=2:1)的生物量显著降低,其余处理与对照差异不明显.EC3的子实体Pb和Cu浓度达到所有处理中的最大值,分别为(1 533.61±131.34)、(1 786.11±328.33)mg kg-1.EDTA和SDS(十二烷基磺酸钠)浓度比为2:1(ES3)时,子实体Cd浓度达到最大值,为(50.56±11.55)mg kg-1.此外,还分析了不同处理的重金属总积累量和富集系数.结果显示,在螯合剂和表面活性剂辅助下,金福菇修复复合重金属污染土壤具有很大的潜能.     

长江上游高温伏旱区气象因子对杂交中稻产量与稻米品质的影响

为探明长江上游高温伏旱区水稻不同种植季节影响产量和品质的关键气象因子,以生育期不同的3个杂交中稻品种川作优8727、德优727、天优华占为材料,研究水稻不同生育阶段的气象因子对产量与品质的影响.结果表明,随着播种期推迟,生育期逐渐缩短,3个品种全生育期从最早3月5日播种的139-150 d,缩短到最迟5月24日播种的106-115d,缩短了23.33%-23.74%.齐穗期的比叶重、叶面积指数和地上部干物重,成熟期的叶面积指数、地上部干物重和收获指数,产量及其相关性状分别在5个播种期间和3个品种间的差异均达显著或极显著水平.干物质、穗粒结构、生育期对产量贡献的决定程度高达96.17%-99.99%. 3月5日、3月25日、4月14日播期显著比5月4日和5月24日播期的产量增产,以4月14日播期产量最高,分别比5月4日和5月24日播期增产26.43%和22.01%.品种间以生育期较长的天优华占最高,分别比川作优8727和德优727增产7.71%和8.48%.气象因子对产量及其相关性状的决定系数高达97.93%-100%.移栽–拔节的相对湿度低有利于迟熟品种高产,拔节–始穗日平均气温低则有利于中早熟品种高产.随着播种期推迟,糙米率、整精米率、长宽比、蛋白质4个指标呈增加趋势,而垩白度、垩白粒率、胶稠度则呈下降趋势.稻米品质指标受气象因子影响的决定系数高达99.75%-100%.因此,长江上游高温伏旱区气象因子对水稻产量及其相关性状和稻米品质有显著影响,但其主效因子因水稻品种而异.(表9参27)     

滴灌覆膜对杨树硬枝扦插育苗生长效应影响

以渤丰3号杨、中辽1号杨、中绥12号杨、辽宁杨4个不同无性系为供试材料,采用滴灌覆膜和漫灌两种杨树硬枝扦插育苗方式,以常规漫灌育苗为方式对照,结合滴灌覆膜和漫灌育苗苗木的地径、苗高、叶面积、叶绿素含量、物候期、成活率、质量等方面进行比较研究.试验结果表明,滴灌覆膜苗高和叶面积值高于对照,苗高高于对照21.6%,叶面积高于对照6.8%;地径和叶绿素含量低于对照,地径低于对照2.1%,叶绿素低于对照6.1%;萌动时间和展叶时间早于对照,与对照相比平均提前7 d;成活率、合格苗率和一级苗率高于对照,成活率高于对照23.9%,合格苗高于对照34.5%,一级苗高于对照42.6%.滴灌覆膜杨树扦插方式有利于苗高的增长,能够有效提高苗木的质量.     

转pBinMoBc基因棉花的培育与应用

采用农杆菌介导法将含有复合OM启动子和增强子Ω因子的外源基因pBinMoBc导入冀棉20中.转化再生株经分子检测表明,外源基因已整合到转基因植株基因组内,并得到了表达,转化外源基因插入拷贝数是1~2个.转化后代材料经6~7代选育为纯合品系2001pb-3.2001pb-3抗虫性较好,每公顷产皮棉1534.5kg,比对照增产18.68%.图5表3参4     

轮耕对双季稻田土壤全氮、有效磷、速效钾质量分数及水稻产量的影响

针对南方稻田连续免耕存在的主要问题,选择双季稻区连续7年免耕稻田,设置免耕-免耕（NT-NT）、翻耕-翻耕（CT-CT）、翻耕-免耕（CT-NT）、旋耕-旋耕（RT-RT）和旋耕-免耕（RT-NT）5个耕作处理,以连续免耕（NT-NT）作为对照,研究了不同轮耕技术对双季稻田土壤全氮、有效磷、速效钾质量分数和水稻产量的影响。结果表明：长期连续免耕稻田土壤全氮、有效磷均呈现表层（0～5 cm）富集的现象;CT-CT、RT-RT处理较对照趋向于提高5～20 cm土壤全氮、有效磷质量分数。与CT-CT、RT-RT相比,CT-NT和RT-NT均有利于提高表层0～5 cm土壤全氮、速效钾质量分数,降低5～20 cm土壤全氮、有效磷质量分数。各处理早稻的有效穗均显著高于对照,分别比对照增加10.4×10^4、16.82×10^4、32.04×10^4和28.34×104 hm-2;产量分别比对照提高17.85%、21.58%、3.0%和19.38%。各处理晚稻的有效穗均显著高于对照,分别比对照增加43.46×10^4、9.12×10^4、17.13×10^4和27.34×104 hm-2;产量分别比对照增加9.98%、8.25%、4.69%和7.68%。CT-NT处理有利于增加早稻和晚稻的产量。     

三唑磷降解对水稻叶绿素含量的影响

采用田间试验方法,系统研究了内2优6号、秀水09两个水稻品种生殖生长前期经过喷施不同浓度三唑磷(2 250 mL hm-2、4 500 mL hm-2)后水稻叶绿素含量动态变化及其相关性.结果表明,喷施三唑磷对水稻叶绿素含量产生了影响,其效应随施药浓度增加而增大.三唑磷对叶绿素作用的时效在品种间存在差异,内2优6号和秀水09分别为<20 d和>20 d,具体表现为施药后d 1,所有水稻品种的喷施处理与对照无显著性差异,施药后d 3～14,与对照相比内2优6号和秀水09分别表现为显著降低和增加,施药后d 21,则分别表现为不显著和显著增加.三唑磷降解率与叶绿素含量变化率之间总体存在相关性,但品种间存在显著差异,内2优6号和秀水09分别呈现负相关和正相关趋势.     

水稻根系生长发育对CO_2浓度升高的响应及其品种间的差异

Minirhizontrons是一种非破坏性、定点、可直接观测和研究植物根系的新方法。利用微根管Minirhizotrons在试验田的温室大棚内研究CO2浓度升高作用下的水稻根系生长发育,试验采用完全随机处理,探讨CO2浓度升高(800μmol·mol-1)对水稻(Oryza sativa L.)生物量和根系形态的变化差异。结果表明,与CO2对照相比,CO2浓度升高显著增加4个水稻品种(2种杂交籼稻和2种常规籼稻)的地上部生物量,增幅为8.58%~12.66%,平均增加10.61%。CO2浓度升高条件下,根的生物量分别增加了3.16%~12.13%,平均增加8.64%。高CO2浓度对根系形态的影响表明,4种水稻根系对CO2浓度升高都有积极的响应。CO2浓度升高条件下,各根系指标在水稻不同生育期都有显著增加,根长密度、表面积、体积和根数的平均增幅分别为10%~27%、21%~24%、20%~58%和4%~18%。但在水稻生长发育过程中,品种间也存在着差异。CO2浓度升高和对照处理,籼型杂交稻威优644(V644)和金优207(JY207)的根长密度和根数表现出相似的变化趋势;高CO2浓度处理时其根长密度平均都增加了10%,根数平均增加4%和8%。CO2浓度升高和对照处理,2种籼型杂交水稻的根体积和表面积表现出较快的增长幅度,都呈现出近线性的生长趋势;CO2浓度升高处理下其根体积平均增加40%和25%,表面积平均都增加了24%。CO2浓度升高和对照处理,籼型常规稻湘晚12号(XW12)和丰华占(FHZ)的生长变化趋势表现一致,生长发育后期达到一个近似饱和的拐点。CO2浓度升高条件下其根长密度、根数和根体积分别平均增加27%和24%、18%和11%、58%和20%,根表面积平均都增加了21%。