稗草对水稻根冠功能及产量的影响
本文通过测量不同密度稗草胁迫下水稻根系及冠层叶片生理学指标，旨在研究稗草胁迫对水稻根冠功能及产量的影响。结果表明，随着稗草密度增加，水稻Rubico酶活、叶片光合能力、光能利用率、水稻产量均有不同程度的降低。其中，水稻的净光合速率显著比对照降低了10.5%-17.3%，当杂草发生密度大于2株/m2时，水稻产量降低了15.2% -58.0%。可见，稗草胁迫会降低水稻Rubisco酶活，减弱叶片光合能力，降低水稻的能量转换效率，从而最终导致水稻减产。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
1.实验背景3
2.材料与方法3
2.1试验材料 3
2.2试验设计 3
2.3测定方法 3
2.4数据处理 4
3结果与讨论5
3.1稗草胁迫对水稻叶片叶绿素含量及光合气体交换参数的影响5
3.2稗草胁迫对水稻叶片叶绿素荧光参数的影响5
3.3稗草胁迫对水稻Rubisco酶活力的影响 6
3.4稗草胁迫对水稻根系活力的影响6
3.5稗草胁迫对水稻根系伤流液及内源激素含量的影响7
3.6 产量分析8
4.讨论 8
致谢9
参考文献9
稗草对水稻根冠功能及产量的影响
王尧
引言
水稻是全球第一大粮食作物，世界上超过半数的人口以稻米为主食。随着社会经济发展，农村劳动力锐减以及人们对水稻品质要求的提高，水稻逐步以更轻简高效的直播方式种植(何志贵等,2013)。正是由于播种方式、耕作制度的改变，稻田杂草群落也随之演变，杂草种类明显增加，草害逐年加重（孟翔瑞等,2013）。其中，稗草作为水稻的伴生杂草，品种多，发生量大，与水稻亲缘性高，二者间的竞争激烈，因而危害尤其严重(何海斌，2009)。水稻田稗草密度过高，会严重影响水稻生长发育，导致水稻分蘖数、有效穗数、千粒重均显著下降(Maun and Barrett 1986)，稻谷的产量和品质受到了极大影响。当稗草密度以1.67株/m2存在时，水稻分蘖数与对照相比下降了5.63% *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
，有效穗数显著低于对照，水稻产量下降16.48%；当稗草密度增加至26.67株/m2时，水稻千粒重比对照下降了9.30%4.96%，
为了节省人工，提高劳动效率，化学除草已成为当下农田杂草防治的最主要的途径。然而，随着除草剂使用年限的增加、药剂的选择压力和遗传作用，农田杂草抗药性问题日趋严峻。现在，有关稗草的研究主要集中在稗草对除草剂的抗药性方面；而稗草对水稻影响方面的研究多集中在对地上部形态的影响。对于水稻根系方面特性的变化，以及这些变化与产量形成有何关系，目前研究较少。本研究从光合特性、叶绿素荧光特性、根系特性等方面探究稗草胁迫对水稻根冠功能有何影响，希望可以为稗草的综合防治提供一定的理论依据。
材料与方法
2.1试验材料
水稻品种为南粳44，水稻与稗草种子均由江苏省农业科学院植物保护研究所提供。
2.2试验设计
实验设计：实验在江苏省农业科学院植物保护研究所的实验田中进行。土壤为马肝土，pH 7.5，主要营养指标为：有机质含量11.0g/kg，有效性氮（N）5.1g/kg、全磷（P2O5）1.3g/kg、全钾（K2O）6.6g/kg。两处实验分别在大田及水泥池中进行。大田和水泥池中土壤环境类似。实验田每列长十五米，且不同处理组之间保持着二十厘米的间隔。实验田中以50千克每公顷的密度播种水稻；处理组中分别种植不同密度稗草，稗草密度为0，2，4，8株/m2。处理组中的稗草，在播种期被小心地移栽到了试验田中。移栽之前，稗草生长在塑料盆中，塑料盆的规格为22.5cm×15cm×7cm，盆中装填了1.5千克的干燥泥土。实验过程中，水稻田里除稗草之外的杂草，每周都会由人工拔除。播种前，每块实验田中都提前施加了复合肥料，具体浓度为：氮90kg/ha；磷30 kg/ha；钾45 kg/ha。在水稻生长的关键时期追施氮肥，具体为播种后20天（36 kg/ha）、抽穗期（54 kg/ha）。水稻生长周期内，除排水期，田间的水面始终保持在1到2毫米的高度。
2.3测定方法
2.3.1叶绿素含量测定
在水稻生长的不同时期，从不同处理组中随机挑选十株生长状况相似的水稻，使用SPAD502便携式叶绿素计（美能达，日本）对其叶片进行叶绿素含量的测定。每个处理四个重复。
在水稻拔节期，选取水稻第二片全展叶进行测定；
在水稻抽穗期和灌浆期，选取水稻旗叶进行测定。
2.3.2叶片光合强度测定
于晴天上午9:0011:30，选择长势均匀的水稻植株，用LI6400型便携式光合系统分析仪（美国LICOR公司）分别测定分蘖期、抽穗期和灌浆期的水稻第一全展叶的光合作用指标，如：净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）等。在自然二氧化碳浓度条件下（约400μmol mol1CO2），叶片温度控制在（29±0.5），红蓝光源（LI640002B LED），设定光有效辐射强度（PAR）为1200μmolm2s1。
2.3.3叶绿素荧光参数测定
在水稻抽穗期和灌浆期，从不同处理组中选取十株生长状况类似的水稻，将其置于暗室中暗处理三十分钟后，使用PAM2500型便携式荧光仪（Walz，德国）测定其叶片的叶绿素荧光参数，如Fv/Fm (可变荧光/最大荧光，PSII原初光能转化效率), Y (II) (PSII光化学效率), NPQ (非光化学淬灭系数), qP (光化学猝灭系数), and ETR (表观电子传递速率)。
2.3.4根系氧化力及Rubisco酶活测定
在水稻拔节期和灌浆期，挖出水稻完整根系，放置于70目网袋中，先在流水下冲刷，再用喷壶仔细清洗。从不同处理组中随机挑选十株生长状况相似的水稻，对其根系进行根系氧活力进行测定。每个处理组都设置四个重复。
根系氧活力的测定方法为α萘胺法（Ramasamy et al. 1997)：
ɑ—萘胺在酸性环境中，与对氨基苯磺酸和亚硝酸盐作用生成稳定的红色偶氮染料。该化合物pH7.0下在540nm处有最大吸收峰，可用分光光度计测定吸光值，从而利用此反应简介测定溶液中ɑ—萘胺的量。
Rubisco酶活性测定方法为酶偶联法（王妮妍等,2003)：
取新鲜水稻叶片10g，洗净并擦干，加入10ml预冷的提取介质，匀浆处理30S，停30S，再匀浆30S，反复3次，匀浆经过4层纱布过滤，滤液于4℃下20000g转速离心15分钟，所得上清液即为粗酶提取液。将配好的反应体系摇匀，倒入比色皿中，以水为空白对照，测定340nm处的吸光度。反应体系为1.4ml反应介质，反应介质中包含各0.2ml的5mmol/LNADH、50mmol/LATP、50mmol/L磷酸肌酸、0.2mmol/LNaHCO3，各0.1ml的粗酶液、160U/L磷酸肌酸激酶、160U/L3磷酸甘油醛脱氢酶、160U/L3磷酸甘油酸激酶。将0.1mlRuBP加入比色杯中，并立即计时，每隔30秒测定一次吸光度，共测3min，以不加RuBP的为对照。以零点到一分钟内吸光度下降值计算酶活力。计算公式为：
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
1.实验背景3
2.材料与方法3
2.1试验材料 3
2.2试验设计 3
2.3测定方法 3
2.4数据处理 4
3结果与讨论5
3.1稗草胁迫对水稻叶片叶绿素含量及光合气体交换参数的影响5
3.2稗草胁迫对水稻叶片叶绿素荧光参数的影响5
3.3稗草胁迫对水稻Rubisco酶活力的影响 6
3.4稗草胁迫对水稻根系活力的影响6
3.5稗草胁迫对水稻根系伤流液及内源激素含量的影响7
3.6 产量分析8
4.讨论 8
致谢9
参考文献9
稗草对水稻根冠功能及产量的影响
王尧
引言
水稻是全球第一大粮食作物，世界上超过半数的人口以稻米为主食。随着社会经济发展，农村劳动力锐减以及人们对水稻品质要求的提高，水稻逐步以更轻简高效的直播方式种植(何志贵等,2013)。正是由于播种方式、耕作制度的改变，稻田杂草群落也随之演变，杂草种类明显增加，草害逐年加重（孟翔瑞等,2013）。其中，稗草作为水稻的伴生杂草，品种多，发生量大，与水稻亲缘性高，二者间的竞争激烈，因而危害尤其严重(何海斌，2009)。水稻田稗草密度过高，会严重影响水稻生长发育，导致水稻分蘖数、有效穗数、千粒重均显著下降(Maun and Barrett 1986)，稻谷的产量和品质受到了极大影响。当稗草密度以1.67株/m2存在时，水稻分蘖数与对照相比下降了5.63% *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
，有效穗数显著低于对照，水稻产量下降16.48%；当稗草密度增加至26.67株/m2时，水稻千粒重比对照下降了9.30%4.96%，
为了节省人工，提高劳动效率，化学除草已成为当下农田杂草防治的最主要的途径。然而，随着除草剂使用年限的增加、药剂的选择压力和遗传作用，农田杂草抗药性问题日趋严峻。现在，有关稗草的研究主要集中在稗草对除草剂的抗药性方面；而稗草对水稻影响方面的研究多集中在对地上部形态的影响。对于水稻根系方面特性的变化，以及这些变化与产量形成有何关系，目前研究较少。本研究从光合特性、叶绿素荧光特性、根系特性等方面探究稗草胁迫对水稻根冠功能有何影响，希望可以为稗草的综合防治提供一定的理论依据。
材料与方法
2.1试验材料
水稻品种为南粳44，水稻与稗草种子均由江苏省农业科学院植物保护研究所提供。
2.2试验设计
实验设计：实验在江苏省农业科学院植物保护研究所的实验田中进行。土壤为马肝土，pH 7.5，主要营养指标为：有机质含量11.0g/kg，有效性氮（N）5.1g/kg、全磷（P2O5）1.3g/kg、全钾（K2O）6.6g/kg。两处实验分别在大田及水泥池中进行。大田和水泥池中土壤环境类似。实验田每列长十五米，且不同处理组之间保持着二十厘米的间隔。实验田中以50千克每公顷的密度播种水稻；处理组中分别种植不同密度稗草，稗草密度为0，2，4，8株/m2。处理组中的稗草，在播种期被小心地移栽到了试验田中。移栽之前，稗草生长在塑料盆中，塑料盆的规格为22.5cm×15cm×7cm，盆中装填了1.5千克的干燥泥土。实验过程中，水稻田里除稗草之外的杂草，每周都会由人工拔除。播种前，每块实验田中都提前施加了复合肥料，具体浓度为：氮90kg/ha；磷30 kg/ha；钾45 kg/ha。在水稻生长的关键时期追施氮肥，具体为播种后20天（36 kg/ha）、抽穗期（54 kg/ha）。水稻生长周期内，除排水期，田间的水面始终保持在1到2毫米的高度。
2.3测定方法
2.3.1叶绿素含量测定
在水稻生长的不同时期，从不同处理组中随机挑选十株生长状况相似的水稻，使用SPAD502便携式叶绿素计（美能达，日本）对其叶片进行叶绿素含量的测定。每个处理四个重复。
在水稻拔节期，选取水稻第二片全展叶进行测定；
在水稻抽穗期和灌浆期，选取水稻旗叶进行测定。
2.3.2叶片光合强度测定
于晴天上午9:0011:30，选择长势均匀的水稻植株，用LI6400型便携式光合系统分析仪（美国LICOR公司）分别测定分蘖期、抽穗期和灌浆期的水稻第一全展叶的光合作用指标，如：净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）等。在自然二氧化碳浓度条件下（约400μmol mol1CO2），叶片温度控制在（29±0.5），红蓝光源（LI640002B LED），设定光有效辐射强度（PAR）为1200μmolm2s1。
2.3.3叶绿素荧光参数测定
在水稻抽穗期和灌浆期，从不同处理组中选取十株生长状况类似的水稻，将其置于暗室中暗处理三十分钟后，使用PAM2500型便携式荧光仪（Walz，德国）测定其叶片的叶绿素荧光参数，如Fv/Fm (可变荧光/最大荧光，PSII原初光能转化效率), Y (II) (PSII光化学效率), NPQ (非光化学淬灭系数), qP (光化学猝灭系数), and ETR (表观电子传递速率)。
2.3.4根系氧化力及Rubisco酶活测定
在水稻拔节期和灌浆期，挖出水稻完整根系，放置于70目网袋中，先在流水下冲刷，再用喷壶仔细清洗。从不同处理组中随机挑选十株生长状况相似的水稻，对其根系进行根系氧活力进行测定。每个处理组都设置四个重复。
根系氧活力的测定方法为α萘胺法（Ramasamy et al. 1997)：
ɑ—萘胺在酸性环境中，与对氨基苯磺酸和亚硝酸盐作用生成稳定的红色偶氮染料。该化合物pH7.0下在540nm处有最大吸收峰，可用分光光度计测定吸光值，从而利用此反应简介测定溶液中ɑ—萘胺的量。
Rubisco酶活性测定方法为酶偶联法（王妮妍等,2003)：
取新鲜水稻叶片10g，洗净并擦干，加入10ml预冷的提取介质，匀浆处理30S，停30S，再匀浆30S，反复3次，匀浆经过4层纱布过滤，滤液于4℃下20000g转速离心15分钟，所得上清液即为粗酶提取液。将配好的反应体系摇匀，倒入比色皿中，以水为空白对照，测定340nm处的吸光度。反应体系为1.4ml反应介质，反应介质中包含各0.2ml的5mmol/LNADH、50mmol/LATP、50mmol/L磷酸肌酸、0.2mmol/LNaHCO3，各0.1ml的粗酶液、160U/L磷酸肌酸激酶、160U/L3磷酸甘油醛脱氢酶、160U/L3磷酸甘油酸激酶。将0.1mlRuBP加入比色杯中，并立即计时，每隔30秒测定一次吸光度，共测3min，以不加RuBP的为对照。以零点到一分钟内吸光度下降值计算酶活力。计算公式为：
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