化控物质对水稻根系形态及代谢特征的影响
目 录
1 引言 1
2 材料与方法 1
2.1 试验地点和供试材料 1
2.2 栽培管理状况 2
2.3 试验方法与步骤 2
2.3.1 取样时间和地点 2
2.3.2 试验设计 2
2.3.3 取根方法 2
2.3.4 根系形态特征测定 3
2.3.5 生理特性测定 3
2.4 数据处理方法 4
3 结果与分析 4
3.1 不同化控物质对水稻根系形态特征的影响 4
3.1.1 不同化控物质对水稻根系最长根长度的影响 4
3.1.2 不同化控物质对水稻根系干重的影响 5
3.1.3 不同化控物质对水稻根系体积的影响 5
3.1.4 不同化控物质对水稻根系鲜重的影响 5
3.1.5 不同化控物质对水稻根系总根长度的影响 6
3.1.6 不同化控物质对水稻根系总根表面积的影响 6
3.1.7 不同化控物质对水稻根系总根体积的影响 6
3.1.8 不同化控物质对水稻根系根的平均直径的影响 7
3.1.9 不同化控物质对水稻根系根的总根尖数、总分叉数、总交叉数
的影响 7
3.2 不同化控物质对水稻根系活力的影响 8
3.3 不同化控物质对水稻叶片生长的影响 8
3.3.1 不同化控物质对水稻叶绿素的影响 8
3.3.2 不同化控物质对水稻叶重的影响 9
结论 10
致谢 11
参考文献 12
1 引言
根 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
系是水稻的重要组成部分，是水稻吸收水分、养分，固定和支持植株的主要器官，它不仅具有吸收功能，而且是重要的代谢器官，在作物的生长发育和产量的形成过程中起着非常重要的作用。水稻根系数量的多少和活性的强弱与作物的衰老、物质生产、同化产物的运输分配、结实状况和产量等关系密切[1]。根系对植株地上部的生命活动具有巨大的调节作用[2]。
水稻根系对地上部生长、产量形成的影响，不仅取决于根系数量、活性等性状，而且与根系在土壤中的分布特征有密切关系[3]。目前，种植与管理水稻作物的操作中通常会使用不同的化控物质进行处理，通过它们对水稻根系数量、活性及其在土壤中的分布特征等的影响，即影响水稻根系形态及代谢特征，来控制地上部的生长与产量。而本实验研究的化控技术主要从调节水稻的吸氮能力着手，因为在水稻摄取氮素养分的过程中，根的生长和根的表面积对主要借扩散抵达根表的氮素养分有效性具有重要影响。有研究表明，氮素处理能显著影响水稻根系生长和活力[4]。
作物可以通过某种机制感知根际养分变化，然后通过启动体内特定基因的表达和相应的生理生态反应，最终通过根系的形态和生理学变化，来增加养分吸收，因此，植物对养分的吸收是根系形态特征和生理特性共同影响的结果[5]。现代高产水稻品种的氮素利用效率较高，其根系在营养吸收的形态特征和生理活性方面存在显著优势，表现出较高的单株氮素吸收效率。
综上所述，水稻根系研究一直是水稻栽培和生理研究的热点问题，关于水稻根系已有大量的研究。但在水稻生长的不同阶段系统研究生长调节剂对根系形态和生理特性的报道仍较少，本研究主要以不同化控物质作为处理，研究秧苗期、分蘖期、拔节期等时期不同化控物质对水稻根系形态及代谢特征的影响等，为合理使用化控技术调节水稻吸氮能力从而解决水稻生产过程中面源氮对环境的污染提供理论依据。
2 材料与方法
2.1 试验地点和供试材料
试验于2014年5-11月在江苏省国营白马湖农场和进行。其中供试品种样品从江苏省国营白马湖农场种子生产区进行分期取样而获取，水稻后期培养与观测试验在作物栽培与生理实验室进行。选取的供试品种为江苏新推广的优质食味水稻品种—南粳9108。
2.2 栽培管理过程
试验于5/29播种，塑盘育秧，播种管理严格按照秧盘秧操作规范进行，大田基肥施复合肥50公斤/亩，6/20移栽；基本苗7万/亩，5天后返青肥施尿素20公斤/666.7m2，并化学除草，施双超60克/666.7m2，穗肥施尿素15公斤/666.7m2，中后期重点采用井冈已唑醇、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、吡蚜酮、毒死蜱、满穗、三环唑等药剂防治纹枯病、稻飞虱、卷叶螟、穗颈瘟。水浆管理：栽后3d放干水。6月底前露田2次。7月上旬第1次轻搁，7月份搁田3次。8月下旬确保有水抽穗，10月15日断水。
2.3 试验方法与步骤
2.3.1 取样时间和地点
取样时间是在水稻育秧期、分蘖期和拔节期分别进行田间取样，取样地点为江苏省国营白马湖农场试验田。
2.3.2 试验设计
在水稻秧苗期、分蘖期、拔节期将田间取回的水稻植株，分别用根系生长和根系活力促进物质α-萘乙酸（C12H10O2，10mg/L）和精胺（C10H26N4，0.1mmol/L）、根系生长和根系活力抑制物质硫化钠 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
（Na2S，5mg/L）的水溶液浇于根部土壤中，以清水培养作为对照。即试验设置四个处理：
处理CK：清水空白对照组，即不添加任何化控物质；
处理1：α—萘乙酸（C12H10O2）10mg/L；
处理2：硫化钠（Na2S）5mg/L，俗称黄腐酸，后文均称黄腐酸；
处理3：精胺（C10H26N4）0.1mmol/L。
以上各处理在分蘖期及拔节期分别设置3个重复，在育秧期高分别设置6个重复。在实验培养期间，将以上三个时期的处理置于相同的生长环境中，即光照、温度、施水量等因素基本保持一致的情况下培养。
2.3.3 取根方法
在水稻各主要生育期（或处理结束后），以单株（穴）为单位，以所取稻根为中心，取出20×20×20cm3的带块土块，将土块置于洗根框中，用流水和喷雾器将根冲洗干净。
2.3.4 根系形态特征测定
（1）水稻根系的根长用尺子量取；用电子天平测出样品根的鲜重；用量筒（1000ml）测出根的体积体积；烘干称取干重。
（2）将洗干净的根系用照相机拍成数码照片，用根系分析系统（加拿大Gregent公司）对照片进行分析，测定总根数、根的总长度、根总表面积等[6]。
2.3.5 生理特性测定
2.3.5.1根系活力测定方法
用TTC法[7]测定根系活力。
TTC标准曲线的制作：取0.4%TTC溶液0.25mL容量瓶中，加少许Na2S2O4粉摇匀后立即产生红色的甲腙。再用乙酸乙酯定容至刻度，摇匀。然后分别取此液0.25mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL置于10mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容至刻度，即得到含甲腙25μg、50μg、100μg、150μg、200μg的标准比色系列，以空白做参比，在485nm波长下测定吸光度，绘制标准曲线。
3 22.43 24.77 29.23 137.00 96.80
3.1.2 不同化控物质对水稻根系干重的影响
1 引言 1
2 材料与方法 1
2.1 试验地点和供试材料 1
2.2 栽培管理状况 2
2.3 试验方法与步骤 2
2.3.1 取样时间和地点 2
2.3.2 试验设计 2
2.3.3 取根方法 2
2.3.4 根系形态特征测定 3
2.3.5 生理特性测定 3
2.4 数据处理方法 4
3 结果与分析 4
3.1 不同化控物质对水稻根系形态特征的影响 4
3.1.1 不同化控物质对水稻根系最长根长度的影响 4
3.1.2 不同化控物质对水稻根系干重的影响 5
3.1.3 不同化控物质对水稻根系体积的影响 5
3.1.4 不同化控物质对水稻根系鲜重的影响 5
3.1.5 不同化控物质对水稻根系总根长度的影响 6
3.1.6 不同化控物质对水稻根系总根表面积的影响 6
3.1.7 不同化控物质对水稻根系总根体积的影响 6
3.1.8 不同化控物质对水稻根系根的平均直径的影响 7
3.1.9 不同化控物质对水稻根系根的总根尖数、总分叉数、总交叉数
的影响 7
3.2 不同化控物质对水稻根系活力的影响 8
3.3 不同化控物质对水稻叶片生长的影响 8
3.3.1 不同化控物质对水稻叶绿素的影响 8
3.3.2 不同化控物质对水稻叶重的影响 9
结论 10
致谢 11
参考文献 12
1 引言
根 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
系是水稻的重要组成部分，是水稻吸收水分、养分，固定和支持植株的主要器官，它不仅具有吸收功能，而且是重要的代谢器官，在作物的生长发育和产量的形成过程中起着非常重要的作用。水稻根系数量的多少和活性的强弱与作物的衰老、物质生产、同化产物的运输分配、结实状况和产量等关系密切[1]。根系对植株地上部的生命活动具有巨大的调节作用[2]。
水稻根系对地上部生长、产量形成的影响，不仅取决于根系数量、活性等性状，而且与根系在土壤中的分布特征有密切关系[3]。目前，种植与管理水稻作物的操作中通常会使用不同的化控物质进行处理，通过它们对水稻根系数量、活性及其在土壤中的分布特征等的影响，即影响水稻根系形态及代谢特征，来控制地上部的生长与产量。而本实验研究的化控技术主要从调节水稻的吸氮能力着手，因为在水稻摄取氮素养分的过程中，根的生长和根的表面积对主要借扩散抵达根表的氮素养分有效性具有重要影响。有研究表明，氮素处理能显著影响水稻根系生长和活力[4]。
作物可以通过某种机制感知根际养分变化，然后通过启动体内特定基因的表达和相应的生理生态反应，最终通过根系的形态和生理学变化，来增加养分吸收，因此，植物对养分的吸收是根系形态特征和生理特性共同影响的结果[5]。现代高产水稻品种的氮素利用效率较高，其根系在营养吸收的形态特征和生理活性方面存在显著优势，表现出较高的单株氮素吸收效率。
综上所述，水稻根系研究一直是水稻栽培和生理研究的热点问题，关于水稻根系已有大量的研究。但在水稻生长的不同阶段系统研究生长调节剂对根系形态和生理特性的报道仍较少，本研究主要以不同化控物质作为处理，研究秧苗期、分蘖期、拔节期等时期不同化控物质对水稻根系形态及代谢特征的影响等，为合理使用化控技术调节水稻吸氮能力从而解决水稻生产过程中面源氮对环境的污染提供理论依据。
2 材料与方法
2.1 试验地点和供试材料
试验于2014年5-11月在江苏省国营白马湖农场和进行。其中供试品种样品从江苏省国营白马湖农场种子生产区进行分期取样而获取，水稻后期培养与观测试验在作物栽培与生理实验室进行。选取的供试品种为江苏新推广的优质食味水稻品种—南粳9108。
2.2 栽培管理过程
试验于5/29播种，塑盘育秧，播种管理严格按照秧盘秧操作规范进行，大田基肥施复合肥50公斤/亩，6/20移栽；基本苗7万/亩，5天后返青肥施尿素20公斤/666.7m2，并化学除草，施双超60克/666.7m2，穗肥施尿素15公斤/666.7m2，中后期重点采用井冈已唑醇、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、吡蚜酮、毒死蜱、满穗、三环唑等药剂防治纹枯病、稻飞虱、卷叶螟、穗颈瘟。水浆管理：栽后3d放干水。6月底前露田2次。7月上旬第1次轻搁，7月份搁田3次。8月下旬确保有水抽穗，10月15日断水。
2.3 试验方法与步骤
2.3.1 取样时间和地点
取样时间是在水稻育秧期、分蘖期和拔节期分别进行田间取样，取样地点为江苏省国营白马湖农场试验田。
2.3.2 试验设计
在水稻秧苗期、分蘖期、拔节期将田间取回的水稻植株，分别用根系生长和根系活力促进物质α-萘乙酸（C12H10O2，10mg/L）和精胺（C10H26N4，0.1mmol/L）、根系生长和根系活力抑制物质硫化钠 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
（Na2S，5mg/L）的水溶液浇于根部土壤中，以清水培养作为对照。即试验设置四个处理：
处理CK：清水空白对照组，即不添加任何化控物质；
处理1：α—萘乙酸（C12H10O2）10mg/L；
处理2：硫化钠（Na2S）5mg/L，俗称黄腐酸，后文均称黄腐酸；
处理3：精胺（C10H26N4）0.1mmol/L。
以上各处理在分蘖期及拔节期分别设置3个重复，在育秧期高分别设置6个重复。在实验培养期间，将以上三个时期的处理置于相同的生长环境中，即光照、温度、施水量等因素基本保持一致的情况下培养。
2.3.3 取根方法
在水稻各主要生育期（或处理结束后），以单株（穴）为单位，以所取稻根为中心，取出20×20×20cm3的带块土块，将土块置于洗根框中，用流水和喷雾器将根冲洗干净。
2.3.4 根系形态特征测定
（1）水稻根系的根长用尺子量取；用电子天平测出样品根的鲜重；用量筒（1000ml）测出根的体积体积；烘干称取干重。
（2）将洗干净的根系用照相机拍成数码照片，用根系分析系统（加拿大Gregent公司）对照片进行分析，测定总根数、根的总长度、根总表面积等[6]。
2.3.5 生理特性测定
2.3.5.1根系活力测定方法
用TTC法[7]测定根系活力。
TTC标准曲线的制作：取0.4%TTC溶液0.25mL容量瓶中，加少许Na2S2O4粉摇匀后立即产生红色的甲腙。再用乙酸乙酯定容至刻度，摇匀。然后分别取此液0.25mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL置于10mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容至刻度，即得到含甲腙25μg、50μg、100μg、150μg、200μg的标准比色系列，以空白做参比，在485nm波长下测定吸光度，绘制标准曲线。
3 22.43 24.77 29.23 137.00 96.80
3.1.2 不同化控物质对水稻根系干重的影响
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