杂草稻对栽培稻产量的影响及其生理机制
：以杂草稻JS-Y1 和栽培稻南粳44 为材料，通过田间小区试验研究了不同密度( 1 m2 0 株、1 m2 4 株、1m2 8 株、1 m2 12 株、1 m2 16 株) 的杂草稻对栽培稻光合性能，根系活力及产量的影响，并以此探究影响产量变化的生理机制。结果显示，随着杂草稻密度的逐渐增加，栽培稻的根系活力和根系伤流液、叶绿素含量、光合速率及透光率等均有不同程度的降低，且在栽培稻生长后期影响更为显著。不同密度杂草稻处理下的栽培稻产量分别比对照( 1 m2 0 株) 处理降低了16.73%、43.01%、66.61%、83.24%。这表明：杂草稻密度越大，栽培稻生长后期的光合生理和根系生理受影响愈大，导致产量越小。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
引 言 1
1 材料与方法 2
1.1实验材料 2
1.2实验田概况与实验设计 2
1.3测定指标与方法 2
1.3.1 水稻株高的测定 2
1.3.2 水稻叶片叶绿素含量的测定 2
1.3.3 叶片叶绿素荧光参数的测定 2
1.3.4水稻植株透光率的测定 3
1.3.5 叶片光合参数的测定 3
1.3.6 根系活力的测定 3
1.3.7 根系伤流液的测定 3
1.3.8考种、计产 3
1.4 数据分析与方法 3
2 结果与分析 3
2.1杂草稻胁迫对栽培稻株高的影响 3
2.2杂草稻胁迫对栽培稻叶绿素及叶绿素荧光参数的影响 4
2.3杂草稻胁迫对栽培稻群体透光率的影响 4
2.4杂草稻胁迫对栽培稻光合参数的影响 5
2.5杂草稻胁迫对栽培稻根系活力和根系伤流液的影响 6
2.6杂草稻胁迫对栽培稻产量及其构成因素的影响 6
3 讨论 7
致谢 7
参考文献 8
杂草稻胁迫对栽培稻产量的影响及其生理机制
引言
引言
杂草稻
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
(Oryza sativa f.spontanea)又称野稻、稆生稻、杂稻、红稻等，是生长在栽培稻田间或周边耕地里，并伴随栽培稻生长的一种杂草类型的水稻植株[1]。杂草稻和野生水稻有很多相似的特性，如植株偏高，株型分散，分蘖强[2]，较强的落粒性，结实率低，果皮（种皮与果皮愈合）为红色或褐色等特性[3]。杂草稻分布范围广且具有种群多样性，竞争能力比栽培稻强，与栽培稻竞争光照、水分、养分等资源，且稻米的商品价值常因杂草稻米粒的混入而降低，从而影响到栽培稻的产量和品质[4]。因此，杂草稻现已成为世界范围内水稻田最主要危害性杂草之一。
已有研究表明,当杂草稻密度达到24株/m2，水稻产量将减少75%[5] 。杨庆等研究表明，在9、7、5、3、1株杂草稻/m2处理中,栽培稻分别减产44.65%、36.89%、24.67%、17.58%、1.37% [6] 。在我国江苏沿江地区，杂草稻普遍存在，发生率在78%～100%不等，发生密度约2～9株/m2，导致栽培稻减产8.3%～82.3%[7]。
形成作物产量的有机物都直接或间接来源于光合产物，因此作物产量的形成主要取决于光合作用的发生[8]。光合生产力决定了作物产量的高低，而影响光合生产力的重要因素有叶片光合速率，光合功能期，外界因素光照，内在因素叶绿素含量和光合转化效率等[9]。因此，水稻的光合生产力的高低与稻谷产量密切相关。根系是植物吸收养分和水分的重要器官，负责与地上部进行物质交流的代谢，同时也是很多物质同化、转化或合成的场所，因此，根系的生长状况与活力将会直接影响整个植株的营养状况、生长发育和产量水平。所以，水稻根系生长的优劣也与水稻产量紧密相关[10]。因此，研究水稻的光合生理和根系生理变化对研究水稻产量变化具有重要意义。已有研究表明，栽培稻生长后期的净光合速率、净同化率和穗增重速率随着杂草稻密度的增大均呈降低趋势[11]。吴云艳等研究认为杂草稻的竞争导致栽培稻减产的重要原因之一很有可能是竞争对栽培稻根系形态生理特性产生的不利影响[12]。
以往有关杂草稻对栽培稻的研究多集中在杂草稻密度对栽培稻表型特征及产量的影响，而对造成栽培稻产量降低的生理原因进行系统研究的则较为少见。为此，本研究试图从光合特性、根系特性等方面观察不同密度杂草稻发生时栽培稻的生理响应，旨在探讨由杂草稻竞争引起的栽培稻产量降低的内在生理机制，为进一步防治杂草稻提供理论依据。
1 材料与方法
实验材料
水稻：南梗44（江苏省农业科学院粮食作物研究所提供）
杂草稻：JSY1，采集于江苏省扬中市西来桥镇直播稻田，平均株高96.1cm，平均穗长20.5cm，每穗平均粒数101.4，每株平均穗数17.0，平均千粒重21.1g，播种至齐穗约95d，平均发芽率44.5%，颖果红色，株型松散，叶片披垂，属籼型。
1.2实验田概况与实验设计
试验于2014年在江苏省农业科学院植物保护研究所实验场进行，土壤为马肝土，pH值7.5，土壤有机质量为11.0g/kg，有效氮（N）5.1 g/kg，全磷（P2O5）1.3 g/kg，全钾（K2O）6.6 g/kg。催芽后于6月21日将栽培稻和杂草稻同时播种于15m2的水泥池中，水稻播种量为67.5kg/hm2；1m2留杂草稻0株（对照）、4株、8株，12株，16株，拔出小区内其他杂草，整个生育期杂草稻与栽培稻共同生长。各处理重复4次，随机区组排列。常规防治病虫。
1.3测定指标与方法
1.3.1 水稻株高的测定
分别在拔节期、抽穗期、灌浆中期选有代表性的植株20穴，测量每穴的最高穗长度，从茎基部至穗顶部（不连芒）。
1.3.2 水稻叶片叶绿素含量的测定
分别于水稻拔节期、抽穗期和灌浆期，选择长势均匀的水稻植株，每小区随机取10
株，用SPAD502便携式叶绿素计（日本美能达公司）测定水稻最新全展叶，每个处理重复4次。
1.3.3叶片叶绿素荧光参数的测定
分别于水稻拔节期、抽穗期，选择各处理长势均匀的水稻植株10株，于每次测定光合参数后，每处理随机取6张长势一致的水稻顶2叶（拔节期）、剑叶（抽穗期），于暗室内暗处理30min后用FMS2 便携式脉冲调制式荧光仪（英国汉莎科学仪器公司）测定叶片叶绿素荧光参数，处理重复4次。各叶绿素荧光参数计算公式如下：
光系统Ⅱ（PSⅡ）的最大光化学效率：Fv/Fm=（FmFo）/Fm
开放的 PS II 反应中心的激发能捕获效率：Fv′/Fm′=（Fm′Fo′）/Fm′
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
引 言 1
1 材料与方法 2
1.1实验材料 2
1.2实验田概况与实验设计 2
1.3测定指标与方法 2
1.3.1 水稻株高的测定 2
1.3.2 水稻叶片叶绿素含量的测定 2
1.3.3 叶片叶绿素荧光参数的测定 2
1.3.4水稻植株透光率的测定 3
1.3.5 叶片光合参数的测定 3
1.3.6 根系活力的测定 3
1.3.7 根系伤流液的测定 3
1.3.8考种、计产 3
1.4 数据分析与方法 3
2 结果与分析 3
2.1杂草稻胁迫对栽培稻株高的影响 3
2.2杂草稻胁迫对栽培稻叶绿素及叶绿素荧光参数的影响 4
2.3杂草稻胁迫对栽培稻群体透光率的影响 4
2.4杂草稻胁迫对栽培稻光合参数的影响 5
2.5杂草稻胁迫对栽培稻根系活力和根系伤流液的影响 6
2.6杂草稻胁迫对栽培稻产量及其构成因素的影响 6
3 讨论 7
致谢 7
参考文献 8
杂草稻胁迫对栽培稻产量的影响及其生理机制
引言
引言
杂草稻
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
(Oryza sativa f.spontanea)又称野稻、稆生稻、杂稻、红稻等，是生长在栽培稻田间或周边耕地里，并伴随栽培稻生长的一种杂草类型的水稻植株[1]。杂草稻和野生水稻有很多相似的特性，如植株偏高，株型分散，分蘖强[2]，较强的落粒性，结实率低，果皮（种皮与果皮愈合）为红色或褐色等特性[3]。杂草稻分布范围广且具有种群多样性，竞争能力比栽培稻强，与栽培稻竞争光照、水分、养分等资源，且稻米的商品价值常因杂草稻米粒的混入而降低，从而影响到栽培稻的产量和品质[4]。因此，杂草稻现已成为世界范围内水稻田最主要危害性杂草之一。
已有研究表明,当杂草稻密度达到24株/m2，水稻产量将减少75%[5] 。杨庆等研究表明，在9、7、5、3、1株杂草稻/m2处理中,栽培稻分别减产44.65%、36.89%、24.67%、17.58%、1.37% [6] 。在我国江苏沿江地区，杂草稻普遍存在，发生率在78%～100%不等，发生密度约2～9株/m2，导致栽培稻减产8.3%～82.3%[7]。
形成作物产量的有机物都直接或间接来源于光合产物，因此作物产量的形成主要取决于光合作用的发生[8]。光合生产力决定了作物产量的高低，而影响光合生产力的重要因素有叶片光合速率，光合功能期，外界因素光照，内在因素叶绿素含量和光合转化效率等[9]。因此，水稻的光合生产力的高低与稻谷产量密切相关。根系是植物吸收养分和水分的重要器官，负责与地上部进行物质交流的代谢，同时也是很多物质同化、转化或合成的场所，因此，根系的生长状况与活力将会直接影响整个植株的营养状况、生长发育和产量水平。所以，水稻根系生长的优劣也与水稻产量紧密相关[10]。因此，研究水稻的光合生理和根系生理变化对研究水稻产量变化具有重要意义。已有研究表明，栽培稻生长后期的净光合速率、净同化率和穗增重速率随着杂草稻密度的增大均呈降低趋势[11]。吴云艳等研究认为杂草稻的竞争导致栽培稻减产的重要原因之一很有可能是竞争对栽培稻根系形态生理特性产生的不利影响[12]。
以往有关杂草稻对栽培稻的研究多集中在杂草稻密度对栽培稻表型特征及产量的影响，而对造成栽培稻产量降低的生理原因进行系统研究的则较为少见。为此，本研究试图从光合特性、根系特性等方面观察不同密度杂草稻发生时栽培稻的生理响应，旨在探讨由杂草稻竞争引起的栽培稻产量降低的内在生理机制，为进一步防治杂草稻提供理论依据。
1 材料与方法
实验材料
水稻：南梗44（江苏省农业科学院粮食作物研究所提供）
杂草稻：JSY1，采集于江苏省扬中市西来桥镇直播稻田，平均株高96.1cm，平均穗长20.5cm，每穗平均粒数101.4，每株平均穗数17.0，平均千粒重21.1g，播种至齐穗约95d，平均发芽率44.5%，颖果红色，株型松散，叶片披垂，属籼型。
1.2实验田概况与实验设计
试验于2014年在江苏省农业科学院植物保护研究所实验场进行，土壤为马肝土，pH值7.5，土壤有机质量为11.0g/kg，有效氮（N）5.1 g/kg，全磷（P2O5）1.3 g/kg，全钾（K2O）6.6 g/kg。催芽后于6月21日将栽培稻和杂草稻同时播种于15m2的水泥池中，水稻播种量为67.5kg/hm2；1m2留杂草稻0株（对照）、4株、8株，12株，16株，拔出小区内其他杂草，整个生育期杂草稻与栽培稻共同生长。各处理重复4次，随机区组排列。常规防治病虫。
1.3测定指标与方法
1.3.1 水稻株高的测定
分别在拔节期、抽穗期、灌浆中期选有代表性的植株20穴，测量每穴的最高穗长度，从茎基部至穗顶部（不连芒）。
1.3.2 水稻叶片叶绿素含量的测定
分别于水稻拔节期、抽穗期和灌浆期，选择长势均匀的水稻植株，每小区随机取10
株，用SPAD502便携式叶绿素计（日本美能达公司）测定水稻最新全展叶，每个处理重复4次。
1.3.3叶片叶绿素荧光参数的测定
分别于水稻拔节期、抽穗期，选择各处理长势均匀的水稻植株10株，于每次测定光合参数后，每处理随机取6张长势一致的水稻顶2叶（拔节期）、剑叶（抽穗期），于暗室内暗处理30min后用FMS2 便携式脉冲调制式荧光仪（英国汉莎科学仪器公司）测定叶片叶绿素荧光参数，处理重复4次。各叶绿素荧光参数计算公式如下：
光系统Ⅱ（PSⅡ）的最大光化学效率：Fv/Fm=（FmFo）/Fm
开放的 PS II 反应中心的激发能捕获效率：Fv′/Fm′=（Fm′Fo′）/Fm′
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