种子丸粒化在水稻湿直播上的应用初探

摘要

水稻直播是一种省工、节水、高效和便于全程机械化的水稻栽培技术，是应对我国水稻生产转型的技术之一。然而，直播稻出苗、立苗状况差限制了直播水稻大面积推广，尤其在易于遭遇淹水的地区或田面不平整的田块。有研究报道，种子丸粒化是一种可以增强种子发芽过程中抗逆能力的高效、实用性强的技术，能够显著促进种子出苗及幼苗生长。但是，目前关于不同丸粒化处理对直播水稻逆境条件下出苗、幼苗素质的影响及其生理机制方面的研究较少。
　　故本研究旨在:
　　(1)探索适宜湿直播水稻的种子丸粒化材料、比例及丸粒化倍数（丸化剂与水稻种子的重量比）;
　　(2)探索过氧化钙丸粒化处理提高水稻种子萌发过程中耐淹性的相关机理，并探明其生理生化机制;
　　(3)在大田淹水胁迫下，评估过氧化钙丸粒化处理对湿直播水稻(WDSR)种子萌发、早期幼苗生长和成熟期水稻产量及其构成因子的影响。主要研究结果如下:
　　1.筛选出含过氧化钙的种子丸粒化处理能够显著促进湿直播水稻种子播后淹水胁迫下的萌发及早期幼苗生长，平均发芽率比裸种子对照高38.4％，平均芽长、最大根长、芽鲜重、根鲜重比裸种子对照分别高130.0％、71.9％、147.8％、137.4％。基于发芽率和幼苗生长表现，过氧化钙与水稻种子的重量比在0.6∶1-1∶1之间时丸粒化效果最好。
　　2.种子丸粒化处理促进淹水胁迫下湿直播水稻种子萌发及早期生长的生理机制:
　　①增加种子周围氧含量，促进种子萌发或幼苗生长，如含10％过氧化钙，丸化5倍比丸化3倍的逸氧量增加126.5％;
　　②淹水条件下含过氧化钙丸粒化处理的种子或幼苗体内α-淀粉酶和总淀粉酶活性分别比裸种子对照提高345.5％和201.1％。
　　③淹水条件下，过氧化钙丸粒化处理的种子或幼苗体内丙酮酸脱羧酶(PDC)及乙醇脱氢酶(ADH)活性分别比裸种子对照降低90.8％和73.0％。
　　3.在大田淹水条件下，含过氧化钙丸粒化处理的出苗率比裸种子对照高33.9％，且丸粒化处理种子的平均芽长、最大根长、芽鲜重、根鲜重比裸种子对照分别提高66.7％、35.2％、181.9％、215.8％，差异达到显著水平。丸粒化处理的种子比裸种子对照增产11.9％-23.2％，是由于丸粒化处理下有效穗数密度高于裸种子对照处理。
　　总结:与裸种子相比，含过氧化钙的丸粒化种子，其种子或幼苗的淀粉降解增强、无氧呼吸减弱，有效提高淹水胁迫下水稻种子的抗逆性，显著改善淹水条件下湿直播水稻的幼苗建成，进而增加水稻的产量;在实际生产中应综合考虑抗压强度、泥浆中下沉状况等问题，应选择过氧化钙含量为10％、丸化倍数为5倍或过氧化钙含量为20％、丸化倍数为3倍的丸粒化配方。

目录

论文说明

声明

摘要

缩略语表

1 前言

1．1 直播水稻发展概况

1．2 种子丸粒化的研究进展

1．2．1 种子丸粒化的概念及作用

1．2．2 国内外种子丸粒化研究进展

1．2．3 种子丸粒化处理提高种子萌发过程中抗逆性和产量

1．2．4 逸氧型丸化剂增强水稻的抗淹能力

1．3 水稻种子萌发过程中耐淹生理机制

1．4 本研究的目的和意义

2 试验材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 供试材料

2．1．2 主要试剂

2．1．3 主要仪器设备

2．2 试验设计

2．2．1 种子丸粒化处理

2．2．2 种子丸粒化配方、过氧化钙含量及丸粒化倍数的筛选

2．2．3 盆栽条件下种子丸粒化对湿直播水稻淹水胁迫下种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响

2．2．4 大田条件下种子丸粒化对湿直播水稻淹水胁迫下种子萌发、幼苗生长及产量的影响

2．3 测定项目与方法

2．3．1 丸粒化水稻种子抗压强度的测定

2．3．2 丸粒化水稻种子在泥浆中的沉降状况

2．3．3 丸粒化水稻种子逸氧量的测定

2．3．4 水稻种子发芽率及幼苗素质指标的测定

2．3．5 水稻种子或幼苗体内淀粉酶活性的测定

2．3．6 水稻种子或幼苗体内丙酮酸脱羧酶与乙醇脱氢酶活性的测定

2．3．7 湿直播水稻成熟期产量的测定

2．4 数据处理与统计分析

3 结果与分析

3．1 不同种子丸粒化配方材料筛选

3．1．1 水稻种子丸粒化后的抗压强度

3．1．2 丸粒化水稻种子在泥浆中的下沉状况

3．2 大田条件下不同配方丸粒化种子的出苗及幼苗素质

3．3 过氧化钙丸粒化对水稻种子出苗及幼苗素质的影响(盆栽试验)

3．4 不同过氧化钙含量对丸粒化水稻种子在淹水条件下出苗及幼苗生长的影响(盆栽试验)

3．4．1 对丸粒化水稻种子抗压强度的影响

3．4．2 对丸粒化水稻种子逸氧量的影响

3．4．2 对丸粒化水稻种子出苗率及幼苗素质的影响

3．5 不同丸粒化处理对水稻种子萌发、幼苗生长的影响及其生理机制(盆栽试验)

3．5．1 出苗率及幼苗素质

3．5．2 α-淀粉酶和总淀粉酶活性

3．5．3 乙醇脱氢酶和丙酮酸脱羧酶活性

3．6 不同丸粒化处理对湿直播水稻种子淹水胁迫下萌发、幼苗生长及产量的影响(大田试验)

3．6．1 湿直播水稻的出苗率及幼苗素质

3．6．2 湿直播水稻的产量及其构成因子

4 讨论

4．1 过氧化钙丸粒化对湿直播水稻种子萌发、出苗及产量的影响

4．2 过氧化钙丸粒化改善淹水条件下直播水稻种子出苗的机制

4．3 种子丸粒化的应用

4．3．1 应用于秧田育秧

4．3．2 改善配方应用于抗冷研究

5 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文及专利情况