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遮光对杂交水稻组合生育后期光合特性和产量的影响

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作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(11): 2003−2009 http://www.chinacrops.org/zwxb/

ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

基金项目: 国家粮食丰产科技工程项目(2006BAD02A05); 四川省育种攻关专项(2006yzgg-28) 作者简介: 朱萍(1981−), 女, 山东枣庄人, 在读硕士, 主要从事水稻逆境生理研究。E-mail: zhupingsd@163.com *通讯作者(Corresponding author): 马均, 教授。E-mail: majunp2002@163.com

Received(收稿日期): 2008-01-21; Accepted(接受日期): 2008-06-06.

DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.02003 遮光对杂交水稻组合生育后期光合特性和产量的影响 朱 萍1 杨世民2 马 均1,* 李树杏1 陈 宇1 (1 四川农业大学水稻研究所, 四川温江611130; 2 四川农业大学农学院, 四川雅安625014) 摘 要: 对6个光敏感性不同的杂交稻组合在遮光处理条件下的光合特性及其对逆境的适应机理进行了研究。结果表明, 在田间通过抽穗期遮光处理(80%遮光率) 15 d, 及恢复自然光照15 d后, 水稻的产量显著降低; 水稻剑叶叶绿素含量增加, 恢复生长15 d后, 并未恢复到正常水平; 弱光降低功能叶片的净光合速率, 减少光合产物向籽粒的运输, 增加酫丙二(MDA)含量和叶面积指数, 而超氧化物歧化酶(SOD)活性变化不一。杂交水稻适应弱光环境的能力是由自身因素决定的, 组合之间存在很大差异。弱光胁迫下剑叶能保持较高的净光合速率、量子效率、叶绿素含量以及较低的MDA含量、SOD活性, 是耐弱光水稻品种的生理基础。 关键词: 遮光; 光合特性; 水稻; 产量

Effect of Shading on the Photosynthetic Characteristics and Yield at Later Growth Stage of Hybrid Rice Combination

ZHU Ping1, YANG Shi-Min2, MA Jun1,*, LI Shu-Xing1, and CHEN Yu1 (1 Rice Research Institute of Sichuan Agricultural University, Wenjiang 611130, Sichuan; 2 Agricultural College of Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, Sichuan, China)

Abstract: Photosynthetic characteristics in shading treatment and adaptation mechanism under adverse conditions were studied using in six hybrid rice combinations with different photosensitivity. The results showed that the grain yield was significantly reduced under shading treatment (80% shading rate) at heading stage, then recovered to natural illumination; the chlorophyll (a+b) and chlorophyll b contents were increased, but failed to reach the normal level after the recovery period; low light reduced the photosynthetic rate of the functional leaves and the quantity of photosynthetic products transported to grain, meanwhile, the con-tent of malondialdehyde (MDA) and leaf area index were increased, the activity of SOD varied differently. There was a great difference in adaptability to low light environment among combinations. It is the physiological basis of rice tolerance to shading that the flag leaf under low light stress can maintain a higher net photosynthetic rate (Pn), quantum efficiency, chlorophyll content, and lower content of MDA and lower SOD activity. Keywords: Shading; Photosynthetic characteristics; Rice; Yield

水稻是一种喜光作物, 弱光常导致光照不足, 光合生产力下降, 严重影响水稻产量的形成。在不少稻区水稻生育期间常遭遇弱光生境, 四川盆地全年日照时数小于1 200 h、年总辐射量为3 345 MJ m−2的地区更甚[1]。众所周知, 一般高产水稻籽粒产量的80%来自花后叶片光合产物, 谷粒产量与太阳辐射, 特别是作物生长后期的太阳辐射呈正相关[2]。所以研究生育后期弱光对杂交水稻光合特性的影响, 对挖掘水稻增产潜力具有重要意义。同种植物不同基因型对弱光反应有差异[3]。前人对设施条件下的蔬菜、果树光照条件不足研究较多[4-5], 对水稻等大田

作物受弱光影响的研究较少。Christy等[6]认为光合

速率是决定作物产量的一个最重要的因素, 遮阴等降低叶片光合速率的措施导致作物产量的降低。Murty等[7]认为生殖生长和成熟期弱光对产量有害。

还有学者认为, 旨在通过改善光合功能来增加作物2004 作 物 学 报 第34卷 生产的努力, 应当聚焦在不饱和光下的运转效率上[8]。高绍森等[2]认为番茄在弱光下的叶片光合特性在

耐和不耐弱光品种间有很大差异。对弱光下杂交水稻光合特性和产量的研究因所选用的水稻组合, 遮阴材料、遮阴程度、环境条件、栽培管理水平等不尽相同, 以致所得的结果也不完全一致, 弱光逆境的相关生理研究日益引起人们的关注。本研究试图通过人工模拟弱光, 研究杂交水稻组合对弱光的适应性及弱光对其光合生产的影响, 为杂交水稻耐弱光遗传资源的筛选与利用及栽培技术的改进提供理论依据。 1 材料与方法 1.1 试验材料 在2006年研究的基础上, 2007年选用杂交稻II优162、内香优31、倍丰2号、壹丰8号、红优2009和冈优527共6个供试组合。 1.2 试验方法 在成都温江四川农业大学水稻研究所试验农场, 4月12日播种, 湿润育秧, 5月12日移栽, 叶龄为5叶1心, 行株距为33.3 cm × 16.7 cm, 单株, 随机区组排列, 3次重复, 小区面积15 m2。按照常规措施进行栽培管理。每小区以自然光强下生长的一半材料作为对照, 另一半材料于始穗期用两层遮阳网遮光, 遮光率为80%, 遮光处理15 d。去除遮光15 d后, 测定其恢复及适应能力。遮光处理期间当地降雨量、相对湿度、平均日照时数、平均温度分别为705 mm、 82.8%、4.0 h、24.7℃。 1.3 测定项目和方法 1.3.1 净光合速率及叶绿素含量的测定 于晴天上午9:30—11:30, 用美国产LI-6400便携式光合测定系统测定遮光15 d和恢复自然光照后15 d的净光合速率。人工控制条件为CO2浓度400 μmol mol−1, 30℃, 光照度1 200 μmol m−2 s−1, 每处理测定5片具代表性的主茎剑叶的中部, 每叶重复测定3次。同期每处理选取具代表性的剑叶按Arnon法[9]80%丙酮提取, 测定叶绿素a、叶绿素b含量。 1.3.2 叶面积及地上部物质干重的测定 用美国CID公司生产的CI-203便携式激光叶面积仪于遮光15 d、恢复自然光照后15 d取有代表性的植株5株测定单株叶面积, 计算叶面积指数。分别于始穗期和成熟期每处理取具代表性的3株, 剪去根后, 分叶、茎鞘、穗测定地上部干物重。按照杨建昌等的计算方法[10], 茎鞘物质输出率(%)={[始穗期茎鞘干重(A)−成熟期茎鞘干重(B)]/A}×100。茎鞘物质转换率(%)=[(A−B)/成熟期穗干重]×100。 1.3.3 光-光合曲线测定 遮光后15 d用LI-6400便携式光合仪自动测定系统分别测定II优162、壹丰8号净光合速率对光照强度的响应曲线。测定温度为30℃, 叶室光照强度梯度依次为0、200、500、800、1 000、1 200、1 500、2 000 μmol m−2 s−1, CO2

浓度400 μmol mol−1。每处理测定3片具代表性的剑

叶。 1.3.4 丙二醛(MDA)含量和SOD活性的测定 参考李合生的方法[11]。 1.3.5 考种 成熟期每小区随机取5株, 室内考种, 分别测定每穗粒数、实粒数、千粒重, 计算结实率等性状。每小区按实收株数计算产量。 1.4 统计分析方法 应用SPSS10.0和DPS计算机数据处理系统进行统计分析。

2 结果与分析 2.1 弱光对杂交水稻组合产量及其构成因素的影响 除冈优527、红优2009外, 经遮光处理后的各杂交水稻组合产量均显著低于CK, 且II优162、内香优31、倍丰2号的差异达极显著水平。II优162、内香优31减产幅度最大, 分别为41.21%和34.34%; 倍丰2号处于中间, 为25.11%; 冈优527、红优2009和壹丰8号减产幅度相对较少, 依次为11.98%、13.22%和15.52%。从产量构成因素上看, 除壹丰8号和II优162以外, 各品种结实率、实粒数处理间差异显著, 千粒重和每穗粒数虽然均比其CK减少, 但未达显著水平(表1)。这表明组合不同, 遮光后其产量下降的幅度各异。结实率和实粒数是影响产量的主要因素, 而千粒重和每穗粒数受弱光的影响较小。 方差分析表明, 组合与处理间互作效益不显著(F=0.250, p=0.277)。不同组合间差异达显著水平(F=4.027*, p=0.012), 各处理间差异达极显著水平

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光对植物生长发育的影响

光对植物生长发育的影响

光对植物生长发育的影响光是植物生长与发育的一个重要因素，可以直接影响植物的形态、生理和生态特征。

光对植物的影响主要包括光周期、光强度和光质的影响。

下面我们将分别介绍这三个方面对植物生长发育的影响。

首先，光周期指的是光照的时间长度，主要影响植物的开花过程。

光周期长短的变化会直接影响到植物的生殖生长过程。

对于一些长日植物，比如大豆和小麦，他们需要较长的光照时间才会开花，称之为长日植物；而短日植物，比如大部分菊花和水稻，他们的开花需要较短的光照时间，称之为短日植物。

在实践中，人们可以通过控制光的时间长度来调整植物的开花时间，以增加产量或者加工的灵活性。

其次，光强度是光的强弱程度，光强度的变化会影响到植物的光合作用和生长速度。

光强度越高，光合作用的速率越快，植物能够产生更多的有机物质。

因此，较高的光强度条件下，植物的生长速度会加快，植物体型也相对更大。

然而，如果光强度过高，也会对植物产生伤害，比如光合作用过程中产生的一氧化碳会对植物产生毒性，导致叶片落叶或者植株死亡。

因此，在农业生产中，人们需要根据不同作物的光强度要求，选择合适的生产光照条件，来达到最佳生长效果。

最后，光质指的是光的颜色组成，光质的变化会直接影响到植物伸展生长和形态建成。

具体来说，不同波长的光对植物的形态和生理发育有不同的影响。

对于红光，它会促进植物的伸展生长，使得植物更高、更稀疏；而蓝光则会抑制植物的伸展生长，使得植物更矮、更紧凑。

因此，在农业生产中，通过根据植物需要来选择不同波长的光照，可以控制植物的形态和品质。

此外，红光和蓝光在光合作用中起到重要的作用，因此在植物工厂等环境下，人们可以通过人工光源来组合不同波长的光质，以提高光合作用效率和生长速度。

总体来说，光对植物的生长发育有着重要的影响。

通过控制光周期、光强度和光质等因素，可以调节植物的开花时间、生长速度和植株形态等，从而实现对植物生长的控制和优化。

这对于农业生产和植物工厂等现代农业技术的发展都有着重要的意义。

农作物的生长发育与光照条件

农作物的生长发育与光照条件

农作物的生长发育与光照条件农作物的生长发育对光照条件十分敏感，不同的农作物在不同的生育阶段对光照有着不同的需求。

本文将探讨农作物的生长发育与光照条件之间的关系。

一、光照对农作物的影响光照是植物进行光合作用的重要条件之一，是植物生长发育的重要因素。

光照对农作物的影响主要表现在以下几个方面：1. 光合作用：光合作用是植物通过光能将二氧化碳和水合成有机物质的过程。

光能是光合作用的驱动力，植物需要充足的光照才能进行充分的光合作用，从而合成足够的养分来支持生长发育。

2. 光周期：光周期是指植物每天接受到的光照时间与黑暗时间的比例。

不同的农作物对光周期有着不同的要求。

一些作物在长日照条件下生长发育较好，而另一些作物则需要短日照条件。

合理控制光照时间，可以促进植物的生长发育。

3. 光强：光强是指单位面积上光照的强度，通常以光通量密度来表示。

光强的不同会直接影响植物的光合速率和生长情况。

一些作物对较高光强适应能力较强，而另一些作物则对较强的光照敏感。

二、不同阶段对光照的要求农作物的生长发育可以分为播种期、幼苗期、生长期、开花期和结果期等不同阶段。

在每个阶段，农作物对光照的要求都有所不同。

1. 播种期：在播种期，农作物对光照的需求较低，一般要求较低的光照强度。

因为在土壤中，种子供应的养分已经足够满足种子的发芽和生长，此时过强的光照反而可能导致幼苗热害。

2. 幼苗期：在幼苗期，农作物对光照的需求逐渐增加，需要较强的光照来促进光合作用和养分的合成。

此时适宜的光照强度有助于幼苗的生长、根系发育和叶绿素的合成。

3. 生长期：在生长期，农作物对光照的需求较高，光合作用是支持植物生长的重要能源来源。

植物需要充足的光照来进行有效的光合作用，从而快速积累养分，促进茎、叶和根系的生长。

4. 开花期：在开花期，农作物对光照的要求也较高，光照的充足与否会直接影响花器官的形成和对花粉的良好受精。

同时光照条件的不稳定也可能导致授粉失败，进而影响结果。

遮光对超级杂交稻叶片叶绿素含量的影响

遮光对超级杂交稻叶片叶绿素含量的影响

遮光对超级杂交稻叶片叶绿素含量的影响刘科;何爱斌;江龙彪;田小海;张运波【期刊名称】《河南农业科学》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】为了探讨不同遮光条件下超级杂交稻剑叶的叶绿素含量动态变化特征,以超级杂交稻、普通杂交稻和高产常规稻代表品种为供试材料,设置齐穗后遮光30%、60%和不遮光3个处理。

结果表明,不同遮光处理对叶绿素含量影响显著,超级杂交稻在齐穗后遮光其叶绿素 a、叶绿素 b 和叶绿素 a + b 的含量均有所提高,其中叶绿素 b 含量增加的幅度高于叶绿素 a；遮光处理对超级杂交稻类胡萝卜素含量的影响不明显；遮光处理降低超级杂交稻叶绿素 a / b,超级杂交稻叶绿素 a / b 下降幅度要高于常规稻和普通杂交稻,这可能与超级杂交稻对环境适应能力的脆弱性有关。

【总页数】4页(P58-61)【作者】刘科;何爱斌;江龙彪;田小海;张运波【作者单位】长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心，湖北荆州434025; 长江大学农学院，湖北荆州 434025;长江大学农学院，湖北荆州434025;长江大学农学院，湖北荆州 434025;长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心，湖北荆州 434025; 长江大学农学院，湖北荆州 434025;长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心，湖北荆州 434025; 长江大学农学院，湖北荆州 434025【正文语种】中文【中图分类】S511【相关文献】1.遮光对郁金香叶片叶绿素含量及叶绿体超微结构的影响 [J], 唐焕伟;曲彦婷;张兴2.遮光处理对不同生育期小麦生物量分配和叶片叶绿素含量的影响 [J], 张元燕;季永华;贾恒;王爱霞;张敏;方炎明3.遮光对郁金香叶片叶绿素含量及叶绿体超微结构的影响 [J],4.不同颜色纱网遮光处理对植株生长微环境及叶绿素含量的影响 [J], 沙勇龙5.遮光对三叶鬼针草光合作用和叶绿素含量的影响 [J], 叶子飘;赵则海因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

为什么光照强度太强降低光合作用的原因

为什么光照强度太强降低光合作用的原因

光合作用是植物生长和发育的基础，而光照强度的变化对光合作用产生了重要影响。

光照强度太强会对光合作用造成一定程度的影响，那么造成光照强度太强降低光合作用的原因是什么呢？为了解答这个问题，我们需要从多个方面来分析和探讨。

1. 叶片受伤和氧化损伤光照强度过高时，叶片会受到伤害，甚至氧化损伤，导致叶片的叶绿素受损。

因为叶绿素是光合作用的关键分子，受损的叶绿素会影响光合作用的进行。

受伤的叶片可能无法正常进行光合作用，导致光合作用的降低。

2. 光反应受阻光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光照强度过高会使光反应受阻。

在光反应中，光能转化为化学能，但是光照强度过高时，光合色素和酶等物质会受到损害，从而影响光合作用的进行。

光反应受阻会导致暗反应无法正常进行，从而降低光合作用的效率。

3. 蒸腾作用增强光照强度过高会引起植物体内水分蒸发速度增加，促使植物有必要闭合气孔，以减少水分蒸腾。

但气孔关闭也会影响二氧化碳的吸收，从而影响光合作用的进行。

长时间的光照强度过高会使植物无法正常进行光合作用。

4. 植物生长受抑光照强度过高会受到抑制，特别是在幼苗期和生长迅速时。

植物受到光照强度过高的伤害后，会出现生长停滞、叶片发黄、叶片枯萎等情况，从而导致光合作用的降低。

光照强度太强降低光合作用的原因包括叶片受伤和氧化损伤、光反应受阻、蒸腾作用增强以及植物生长受抑。

了解这些原因有助于我们更好地管理和调控植物的生长环境，避免光照强度过高对光合作用造成的不利影响。

科学家们也可以通过研究更加高效的叶绿体光保护系统等手段，来解决光照强度过高对光合作用的不利影响，为植物生长提供更好的条件。

在实际生活中，我们也可以通过合理遮荫、增加水分供应、调整植物的生长环境等方式，来缓解光照强度过高带来的负面影响，帮助植物更好地进行光合作用。

合理的光照管理也能够提高作物产量、改善果蔬品质，对农业生产具有积极的意义。

了解光照强度太强降低光合作用的原因，不仅可以帮助我们更好地理解植物生长规律，还能够为植物生长的管理和调控提供科学依据，推动农业生产和植物生长的可持续发展。