超級稻葉片光合特性和根系生理性狀與產量的關系研究

張 琳

為了能夠更好地探究超級稻葉片光合特性和根系生理性狀與產量間的關系，實驗設計過程中需要設置對照組與實驗組，其中實驗組為超級稻品種，對照組為高產品種。另外還要對實驗周期以及測定時間進行確定，同時還要確定測定內容與測定方法，在此基礎上進行數(shù)據(jù)處理，提升結果分析的合理性與科學性。

1 超級稻葉片光合特性和根系生理性狀與產量關系的實驗設計

1.1 材料與實驗流程的確定

實驗材料實驗組水稻品種為兩系雜交秈稻、三系雜交秈稻、兩種粳稻，對照組為汕優(yōu)63和楊福粳8號，種植過程要保證這些水稻生長情況的完全相同，并保證氣候、土壤環(huán)境利于水稻生長。實驗中要在合適的時間段內對各種水稻進行采樣，對于葉片光合特性，需要對葉片中的各種酶進行含量測定，同時還要對種植區(qū)域上方的環(huán)境進行測試，從而確定葉片的光合特性，對于根系生理性狀也需要進行同期測定。

1.2 葉片光合特性測定

葉片光合特性測定要對兩方面參數(shù)進行測定，其一是對葉片的自身進行測定，測定對象為光合色素、參與光合作用的各類酶活性。需要注意的是，在進行這些參數(shù)確定的過程中，需要在穗分化始期、齊穗期和齊穗后分別進行測定，葉片選取需要選擇最上部全展葉。其二為葉片性狀。要在晴朗無風的時候采用專業(yè)儀器進行測定，測定內容為葉片的光合作用速率、蒸騰作用速率等方面，并對測得的結果進行記錄。

1.3 根系生理性狀測定

根系生理性狀測定涉及的測定參數(shù)較多，為保證結果的準確性，每一種性狀測定的根系數(shù)量不得少于兩株，在對樣本進行徹底清洗后，其中兩株用于測定根系干重，再選取兩株用于測定單位干重中各類激素的含量和α-Na氧化力，剩余兩株用于測定根系吸收表面積、比表面積等參數(shù)。其中對于各類表面積的測定，采用甲烯藍蘸根法，根系中激素的提取和含量測定采用改進后的高效液相色譜法，但是需要注意的是，該過程中需要對各類雜質以及脂肪、葉綠素等進行去除，防止對測定結果造成影響。

2 超級稻葉片光合特性和根系生理性狀與產量關系的實驗結果分析

2.1 超級稻葉片光合特性測定結果及產量分析

2.1.1 光合特性測定結果

葉片光合特性測定過程中需要對以下方面進行測定：（1）葉面積指數(shù)。實驗中的所有水稻品種葉面積指數(shù)都呈現(xiàn)先增加后減小的狀態(tài)，但是超級稻葉面積指數(shù)高于對照組葉面積指數(shù)。（2）葉片光合色素量。光合色素含量與葉面積指數(shù)情況相同，在齊穗期達到最大，但是葉綠素a含量前期對照組含量要低于實驗組含量，后期要高于實驗組，其余色素變化情況與葉綠素a大致相同。（3）葉片光合特性。對于光合速率和蒸騰速率，實驗組前期速率要明顯高于對照組，但是在生育后期，實驗組光合特性要明顯弱于對照組。（4）各類激素含量。丙二醛的含量在生長前期呈下降現(xiàn)象，在齊穗期達到最低，而其他激素與丙二醛含量變化趨勢相反，相較于對照組而言，丙二醛前期含量低于對照組，后期要高于對照組，其他激素與丙二醛的對照情況相反。

2.1.2 光合特性與產量間關系

超級稻相較于普通水稻，具有更高的產量，但是超級稻結實率較低，這種情況對其產量產生了一定限制，通過對不同時期葉片光合特性的研究可以發(fā)現(xiàn)，超級稻前期的光合作用更強，正是該原因導致超級稻產量的提升。然而到齊穗期后，超級稻的光合作用情況要大大弱于普通水稻，而水稻生育后期主要是提升水稻的結實率，這種現(xiàn)象導致超級稻結實率要低于普通水稻，尤其是在灌漿過程，發(fā)現(xiàn)超級稻葉片衰老更快，極大限制了超級稻的灌漿過程。

2.2 超級稻根系生理性狀測定結果及產量分析

根系測定主要對以下因素的實驗數(shù)據(jù)進行記錄：（1）根系氧化力。根系氧化力呈現(xiàn)先增后降的變化趨勢，氧化力在穗分化始期達到巔峰，并且實驗組的氧化力在后期要明顯低于對照組。（2）根系吸收表面積。根系吸收表面積變化趨勢、實驗組和對照組的對比情況與根系氧化力相同，但是根系吸收表面積在齊穗期達到巔峰。（3）根系激素。脫落酸含量呈先減后升模式，吲哚-3-乙酸與之相反，而對于玉米素和玉米素核苷，在水稻生長過程中會產生兩個高峰，并在到達第二個高峰后快速下降。

通過對實驗結果的研究可以發(fā)現(xiàn)，根系與葉片存在互相影響，另外通過根系重量、規(guī)模的對比分析可以發(fā)現(xiàn)，超級稻根系要顯著大于普通水稻，所以可以得出結論，根系越大則水稻產量越高。進一步分析可以發(fā)現(xiàn)，超級稻產量較高而結實率較低的引發(fā)因素為地上部分與根系共同作用的結果。

綜上所述，相較于普通水稻，超級稻光合作用特性和根系生長情況在前期要強于普通水稻，這是導致超級稻產量提升的關鍵，然而在水稻生育后期，超級稻葉片和根系衰老速率高于普通水稻，導致超級稻相較于普通水稻結實率較低。