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作物学报 2019年第8期45卷 1208-1220页

作者：张诚信郭保卫唐健许方甫许轲胡雅杰邢志鹏张洪程戴其根霍中洋魏海燕黄丽芬陆阳唐闯戴琪星周苗孙君仪扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心/扬州大学江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学水稻产业工程技术研究院

近年来,南方水稻抽穗灌浆期低温寡照天气发生频率明显增加,为探明其对稻米品质的影响,在水稻灌浆结实期不同时间段(1~7d、8~14d、15~21d、22~28d、29~35d)设置低温弱光复合胁迫(LW)、单一弱光(WN)、单一低温处理(LN)和常温常光(NN)4个处... 详细信息

近年来,南方水稻抽穗灌浆期低温寡照天气发生频率明显增加,为探明其对稻米品质的影响,在水稻灌浆结实期不同时间段(1~7d、8~14d、15~21d、22~28d、29~35d)设置低温弱光复合胁迫(LW)、单一弱光(WN)、单一低温处理(LN)和常温常光(NN)4个处理,研究低温弱光复合胁迫对稻米加工品质、外观品质、蒸煮食味品质、RVA谱特征值等的影响。结果表明,不同处理方式间的垩白米率、垩白大小和垩白度均表现为LW>LN>WN>NN,且灌浆结实期各阶段的复合胁迫均较对照NN差异极显著或显著,除了2016年灌浆结实1~7d的垩白度外,灌浆结实21d内的复合胁迫与单一弱光、低温差异也显著或极显著,单一胁迫低温、弱光在灌浆结实21d内较对照NN差异极显著或显著,其中单一低温与弱光在部分处理下差异达显著水平,灌浆结实21d后,复合胁迫与单一弱光、低温部分差异显著,弱光与低温无显著差异。不同处理间的糙米率、精米率和整精米率均表现为NN>WN>LN>LW,其中,灌浆结实21d内,复合胁迫及单一低温、弱光较对照NN差异极显著或显著,灌浆结实21d后,部分时间段差异显著或极显著。低温弱光复合胁迫及单一胁迫对加工品质影响程度按大小依次为整精米率、精米率、糙米率,且灌浆结实21d内处理的影响大。对蒸煮食味品质,低温弱光复合胁迫极显著或显著降低了稻米的直链淀粉含量、胶稠度、外观、黏度和食味值,显著或极显著提高了蛋白质含量和硬度,单一胁迫低温、弱光表现与复合胁迫相同的影响,且灌浆结实21d内,除2016年的胶稠度,单一低温、弱光较对照NN差异显著或极显著,单一低温、弱光较复合胁迫差异也多显著或极显著。从水稻RVA谱特征值来看,低温弱光复合胁迫及单一胁迫造成稻米的峰值黏度、热浆黏度与崩解值下降,最高黏度、消减值与峰值时间上升,除灌浆结实29~35d的崩解值外,复合胁迫较对照NN差异达极显著或显著水平,部分指标的低温、弱光较对照NN差异也达显著水平。总之,灌浆结实期各时间段的低温弱光复合胁迫及单一胁迫造成稻米品质不同程度下降,且以灌浆结实21d内复合胁迫的影响较大。

关键词：水稻品质低温弱光复合胁迫灌浆结实期

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水稻蔗糖韧皮部装载及其与产量形成的关系

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植物生理学报 2019年第7期55卷 891-901页

作者：李国辉周驰燕郭保卫魏海燕霍中洋戴其根张洪程许轲农业部长江流域稻作技术创新中心江苏省作物栽培生理重点实验室江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009

水稻灌浆期叶片光合产物和花前茎鞘储存的非结构性碳水化合物以蔗糖的形式向穗转运,是籽粒灌浆的物质来源。韧皮部装载是水稻叶片和茎鞘蔗糖向籽粒转运的第一个关键步骤。增强韧皮部装载有利于促进叶片和茎鞘蔗糖向籽粒高效转运,是提高... 详细信息

水稻灌浆期叶片光合产物和花前茎鞘储存的非结构性碳水化合物以蔗糖的形式向穗转运,是籽粒灌浆的物质来源。韧皮部装载是水稻叶片和茎鞘蔗糖向籽粒转运的第一个关键步骤。增强韧皮部装载有利于促进叶片和茎鞘蔗糖向籽粒高效转运,是提高水稻产量的重要途径。本文重点综述了水稻蔗糖韧皮部装载策略、生理过程和关键蔗糖载体蛋白的基因表达及调控等研究进展,并探讨了其与水稻产量形成的关系。

关键词：水稻蔗糖韧皮部装载基因表达

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氮密处理提高迟播栽粳稻资源利用和产量

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作物学报 2022年第3期48卷 667-681页

作者：袁嘉琦刘艳阳许轲李国辉陈天晔周虎毅郭保卫霍中洋戴其根张洪程农业农村部长江流域稻作技术创新中心/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009

苏中地区为稻麦两熟制地区,近年来受气候变化和稻虾综合种养规模扩大的影响,水稻迟播迟栽现象较为普遍,使水稻品种的生长发育等与光、温资源不匹配,成为制约水稻高产稳产的重要因素之一。本研究在迟播迟栽(6月12日播种、6月30日移栽)条... 详细信息

苏中地区为稻麦两熟制地区,近年来受气候变化和稻虾综合种养规模扩大的影响,水稻迟播迟栽现象较为普遍,使水稻品种的生长发育等与光、温资源不匹配,成为制约水稻高产稳产的重要因素之一。本研究在迟播迟栽(6月12日播种、6月30日移栽)条件下,采用毯苗机插方式,设置4个纯氮施氮量(N_(0):0 kg hm^(-2);N_(240):240 kg hm^(-2);N_(300):300 kg hm^(-2);N360:360 kg hm^(-2))、3个穴栽苗株数(D_(3):3株苗、D_(4):4株苗、D_(5):5株苗)处理,以适播适栽期(5月29日)常规施氮量和穴栽苗株数处理(N300D4)为对照(CK),探究氮肥水平与穴栽苗数对迟播迟栽粳稻生长发育和产量形成的影响,为提升苏中地区迟播迟栽粳稻产量潜力和资源利用效率提供依据。结果表明,较CK相比,迟播迟栽条件下各处理产量均下降,主要原因是迟播迟栽处理群体颖花量显著降低,2年最高群体颖花量分别较CK分别降低11.94%和8.12%;迟播迟栽条件下温光资源利用率降低,植株吸氮量和氮肥利用率降低,导致干物质积累量降低。迟播迟栽条件下,除处理N_(360)D_(5)外,随着施氮量和穴栽苗株数的增加,产量增加。主要原因是提高了群体颖花量,抽穗期叶面积指数和高效叶比例,延长了生育期,从而提高了温光资源利用率,进而提高了成熟期干物质积累量,缓解产量下降;另外,氮肥利用率随施氮量增加呈先增加后下降趋势,N_(300)D_(5)处理氮肥利用率最大。因此,迟播迟栽条件下应首先考虑增加穴栽苗数,再适量增加氮肥施用量,可以缓解产量损失,并提高氮肥利用率。

关键词：粳稻迟播迟栽施氮量温光资源氮肥利用效率产量

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不同类型水稻品种茎叶维管束与同化物运转特征

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作物学报 2022年第8期48卷 2053-2065页

作者：周驰燕李国辉许轲张晨晖杨子君张芬芳霍中洋戴其根张洪程农业农村部长江流域稻作技术创新中心/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009

选用籼型杂交稻、籼粳杂交稻、籼型常规稻和粳型常规稻4种不同类型水稻品种,比较其穗颈和剑叶维管束特征、茎叶同化物运转特征,分析穗颈和剑叶维管束特征与茎叶同化物转运和产量形成的关系,探讨施氮水平对水稻穗颈和剑叶维管束特征和茎... 详细信息

选用籼型杂交稻、籼粳杂交稻、籼型常规稻和粳型常规稻4种不同类型水稻品种,比较其穗颈和剑叶维管束特征、茎叶同化物运转特征,分析穗颈和剑叶维管束特征与茎叶同化物转运和产量形成的关系,探讨施氮水平对水稻穗颈和剑叶维管束特征和茎叶同化物转运的影响。结果表明,不同类型水稻品种间穗颈和剑叶维管束数量和解剖结构特征、茎叶非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrates,NSC)转运存在基因型差异。4种不同类型水稻品种中,籼型杂交稻和籼粳杂交稻穗颈和剑叶维管束数量、平均横截面积和韧皮部面积较高,其茎叶NSC转运和产量也较高,其次是籼型常规稻,粳型常规稻的穗颈和剑叶维管束数量、平均横截面积和韧皮部面积最低,其茎叶NSC转运和产量也最低。水稻穗颈和剑叶维管束特征和茎叶NSC转运受氮水平的影响,低氮能够促进茎叶NSC转运,增施氮肥增加了穗颈和剑叶维管束数量、平均横截面积和韧皮部面积,但穗颈横截面维管束密度降低。相关性分析表明,水稻穗颈大、小维管束数量与茎叶NSC转运显著或极显著正相关,穗颈和剑叶大、小维管束数量、横截面积和韧皮部面积与产量显著或极显著正相关。因此,选择茎叶维管束系统发育较好的水稻品种,同时合理施用氮肥改善维管束特征,有利于茎叶同化物转运,提高产量。

关键词：水稻穗颈维管束剑叶维管束茎叶同化物转运氮水平

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纳米镁对水稻产量形成和氮素吸收利用的影响

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中国水稻科学 2022年第2期36卷 195-206页

作者：陈志青刘梦竹王锐崔培媛卢豪魏海燕张洪程张海鹏农业农村部长江流域稻作技术创新中心/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009

【目的】探明纳米镁和离子镁对水稻产量、产量形成和氮素吸收利用的影响。【方法】以南粳9108为试验对象,设置了3个氮水平(0、180、270 kg/hm^(2))下不施镁肥和施用纳米镁或离子镁的盆栽试验。【结果】相同氮肥施用水平下,施用纳米镁和... 详细信息

【目的】探明纳米镁和离子镁对水稻产量、产量形成和氮素吸收利用的影响。【方法】以南粳9108为试验对象,设置了3个氮水平(0、180、270 kg/hm^(2))下不施镁肥和施用纳米镁或离子镁的盆栽试验。【结果】相同氮肥施用水平下,施用纳米镁和离子镁处理的水稻籽粒产量较不施镁处理均有所提高,且施用纳米镁处理的籽粒产量均高于施用离子镁处理,其原因在于施用纳米镁能够提高水稻生育后期叶面积指数、剑叶SPAD值、光合势和净光合速率,促进水稻生育后期光合物质的积累,获得更高的每穗粒数、结实率以及千粒重。相同氮肥施用水平下,与不施外源镁处理相比,离子镁和纳米镁的施用均提高了水稻各器官的氮浓度和氮积累量,并促进了氮肥偏生产力、氮素农学利用率、氮素生理利用率和氮素吸收利用率的提高。【结论】纳米镁较离子镁更有利于提高水稻灌浆期间的光合物质积累,促进水稻生产力和氮肥利用率的提高,可作为水稻绿色高效栽培的施肥措施。

关键词：水稻纳米镁干物质积累产量构成氮素利用

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侧深施肥下水稻高产形成的根系形态及其生理变化特征

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作物学报 2023年第4期49卷 1039-1051页

作者：张晨晖章岩李国辉杨子君查莹莹周驰燕许轲霍中洋戴其根郭保卫农业农村部长江流域稻作技术创新中心/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009

水稻侧深施肥是均匀地将肥料深施在秧苗一侧土壤根际的一种不对称局部施肥技术,具有减肥增产、提高肥料利用率和减少劳动力投入等优点,然而侧深施肥下水稻根系特征及其与产量形成的关系尚不清楚。本试验以丰粳1606和南粳9108为材料,设... 详细信息

水稻侧深施肥是均匀地将肥料深施在秧苗一侧土壤根际的一种不对称局部施肥技术,具有减肥增产、提高肥料利用率和减少劳动力投入等优点,然而侧深施肥下水稻根系特征及其与产量形成的关系尚不清楚。本试验以丰粳1606和南粳9108为材料,设置普通尿素常规施肥(conventional fertilization with common urea,CF)、缓释肥减氮15%表施(conventional fertilization with 15%reduction of control released fertilizer,CFCR)、普通尿素减氮15%侧深施肥(side-deep fertilization with 15%reduction of commonurea,SDCU)和缓释肥减氮15%侧深施肥(side-deepfertilization with 15%reduction of control released fertilizer,SDCR)4种氮处理,研究不同施肥方式对水稻根系形态结构和生理特征以及产量的影响。结果表明:(1)SDCR处理水稻产量最高,其次分别为CF和CFCR处理,而SDCU处理产量最低;(2)SDCR处理显著提高了不同生育时期总根长、根尖数、根表面积和根体积;(3)SDCR处理降低了不同生育时期根系的皮层横截面积、皮层细胞层数和不定根直径,提高了根系中柱直径,但对皮层生活细胞面积和通气组织面积影响不显著;(4)与CF处理相比,SDCR处理显著提高了根系活力;根系氮代谢酶在生育期内呈现先上升后下降趋势,抽穗期达到峰值,其中SDCR处理下不同生育时期水稻根系谷氨酸合成酶和谷氨酰胺合成酶活性最高。因此,缓释肥侧深施肥可改善根系形态、结构和生理特征,增强根系吸收养分和水分能力,防止后期植株早衰,从而提高水稻产量,达到提高肥料利用效率,实现减氮增产的目的。

关键词：水稻侧深施肥产量根系形态结构生理特征

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缓控释氮肥对水稻生长发育及氮素利用的影响

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江苏农业学报 2020年第3期36卷 777-784页

作者：蒋伟勤马中涛胡群马会珍任高磊朱盈刘国栋张洪程魏海燕扬州大学/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学水稻产业工程技术研究院/扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心江苏扬州225009

速效氮肥对农业生产具有重要作用,但也存在用量大、损失途径多、损失量高等特点,造成了一系列环境问题。相较而言缓控释氮肥养分释放缓慢,可减少氮素损失,提高氮肥利用效率,应用于水稻也能够一定程度地增加产量。施用缓控释氮肥对水稻... 详细信息

速效氮肥对农业生产具有重要作用,但也存在用量大、损失途径多、损失量高等特点,造成了一系列环境问题。相较而言缓控释氮肥养分释放缓慢,可减少氮素损失,提高氮肥利用效率,应用于水稻也能够一定程度地增加产量。施用缓控释氮肥对水稻的影响是全方面的,从稻田氮素损失、氮素吸收利用到产量形成均产生不同的影响。本文概述了缓控释氮肥对稻田氮素损失、水稻氮素利用、器官生长、群体变化及产量形成的影响,探讨了水稻上施用缓控释氮肥产生不同效应的原因,阐述了缓控释氮肥在水稻上应用存在的问题及改进措施。

关键词：水稻缓控释氮肥氮素损失氮素利用产量

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成熟度对优良食味水稻南粳9108产量、品质的影响

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江苏农业学报 2020年第6期36卷 1353-1360页

作者：马中涛马会珍崔文培付正豪蒋伟勤朱盈魏海燕张洪程刘国栋扬州大学/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学水稻产业工程技术研究院/扬州大学农业农村部长江流域稻作技术创新中心江苏扬州225009

为了研究水稻收获的最佳成熟度,探明不同成熟度稻米之间的产量、品质差异及其变化的原因,以南粳9108为材料,设置5个收获期,考察相应的水稻成熟度,并对可能影响水稻产量、品质的因素进行系统性研究。结果表明,在产量方面,成熟度主要改变... 详细信息

为了研究水稻收获的最佳成熟度,探明不同成熟度稻米之间的产量、品质差异及其变化的原因,以南粳9108为材料,设置5个收获期,考察相应的水稻成熟度,并对可能影响水稻产量、品质的因素进行系统性研究。结果表明,在产量方面,成熟度主要改变了水稻的结实率和千粒质量,当成熟度为95.56%时,水稻产量最高;在品质方面,随着成熟度的提高,稻米加工品质、外观品质和食味值均得到了有效提升,部分加工品质、外观品质在成熟度为93.28%时最佳,但与成熟度为95.56%时相比差异不显著;稻米的食味值整体上在成熟度为95.56%时最佳,但与成熟度为93.28%时相比差异不显著;不同成熟度稻米之间的淀粉、蛋白质含量差异相对较小,而淀粉糊化特性、蛋白质组分的差异较大,可能由于成熟度主要改变了稻米的蛋白质组分、淀粉结构,从而影响了稻米品质。综合水稻产量与品质可知,当水稻成熟度为93.28%~95.56%时,为江苏稻区南粳9108的最佳收获期。

关键词：南粳9108 水稻成熟度产量品质

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水稻茎鞘非结构性碳水化合物转运机理及栽培调控研究进展

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生命科学 2021年第1期33卷 111-120页

作者：周驰燕李国辉许轲郭保卫戴其根霍中洋魏海燕张洪程扬州大学水稻产业工程技术研究院农业农村部长江流域稻作技术创新中心江苏省作物栽培生理重点实验室江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州225009

非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)是参与水稻能量代谢的主要物质和维持水稻生长发育及响应环境调控的重要因子。蔗糖作为水稻茎鞘NSC代谢中心物质,是水稻灌浆期叶片光合产物和花前茎鞘中储存的NSC向穗部转运的主... 详细信息

非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)是参与水稻能量代谢的主要物质和维持水稻生长发育及响应环境调控的重要因子。蔗糖作为水稻茎鞘NSC代谢中心物质,是水稻灌浆期叶片光合产物和花前茎鞘中储存的NSC向穗部转运的主要形式,是籽粒灌浆的主要同化物来源。理解水稻蔗糖分配、转运机理及栽培环境调控途径对充分利用茎鞘NSC提高水稻产量具有重要意义。该文重点综述了水稻茎鞘NSC再分配及关键酶、蔗糖转运机理和调控,以及温度、水分和氮素等栽培环境对茎鞘NSC调控的研究进展,并对未来研究方向进行了展望。

关键词：水稻非结构性碳水化合物蔗糖转运茎鞘

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水杨酸在植物抵御低温胁迫中的作用

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植物生理学报 2020年第12期56卷 2585-2594页

作者：王维领赵灿李国辉许轲姜东霍中洋扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009 南京农业大学农业部小麦区域技术创新中心/农业部作物生理生态与生产管理重点实验室南京210095

低温胁迫是威胁我国粮食安全生产的重要因素之一。水杨酸是植物界中天然存在的一种小分子酚类物质,它在植物响应生物和非生物胁迫方面具有重要作用。本文较为系统地综述了低温对植物的不利影响、水杨酸在植物体内的代谢途径及对低温的响... 详细信息

低温胁迫是威胁我国粮食安全生产的重要因素之一。水杨酸是植物界中天然存在的一种小分子酚类物质,它在植物响应生物和非生物胁迫方面具有重要作用。本文较为系统地综述了低温对植物的不利影响、水杨酸在植物体内的代谢途径及对低温的响应,并从促进产热、缓解氧化胁迫和脱水胁迫等方面初步分析了水杨酸提高植物抗寒性的生理机制。最后探讨了目前该领域中需要进一步研究的若干问题,以期为深入研究水杨酸诱导植物抗寒性的生理和分子机制提供参考。

关键词：植物低温胁迫水杨酸代谢途径生理机制

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