超级稻叶片光合特性和根系生理性状与产量的关系研究

张 琳

为了能够更好地探究超级稻叶片光合特性和根系生理性状与产量间的关系，实验设计过程中需要设置对照组与实验组，其中实验组为超级稻品种，对照组为高产品种。另外还要对实验周期以及测定时间进行确定，同时还要确定测定内容与测定方法，在此基础上进行数据处理，提升结果分析的合理性与科学性。

1 超级稻叶片光合特性和根系生理性状与产量关系的实验设计

1.1 材料与实验流程的确定

实验材料实验组水稻品种为两系杂交籼稻、三系杂交籼稻、两种粳稻，对照组为汕优63和杨福粳8号，种植过程要保证这些水稻生长情况的完全相同，并保证气候、土壤环境利于水稻生长。实验中要在合适的时间段内对各种水稻进行采样，对于叶片光合特性，需要对叶片中的各种酶进行含量测定，同时还要对种植区域上方的环境进行测试，从而确定叶片的光合特性，对于根系生理性状也需要进行同期测定。

1.2 叶片光合特性测定

叶片光合特性测定要对两方面参数进行测定，其一是对叶片的自身进行测定，测定对象为光合色素、参与光合作用的各类酶活性。需要注意的是，在进行这些参数确定的过程中，需要在穗分化始期、齐穗期和齐穗后分别进行测定，叶片选取需要选择最上部全展叶。其二为叶片性状。要在晴朗无风的时候采用专业仪器进行测定，测定内容为叶片的光合作用速率、蒸腾作用速率等方面，并对测得的结果进行记录。

1.3 根系生理性状测定

根系生理性状测定涉及的测定参数较多，为保证结果的准确性，每一种性状测定的根系数量不得少于两株，在对样本进行彻底清洗后，其中两株用于测定根系干重，再选取两株用于测定单位干重中各类激素的含量和α-Na氧化力，剩余两株用于测定根系吸收表面积、比表面积等参数。其中对于各类表面积的测定，采用甲烯蓝蘸根法，根系中激素的提取和含量测定采用改进后的高效液相色谱法，但是需要注意的是，该过程中需要对各类杂质以及脂肪、叶绿素等进行去除，防止对测定结果造成影响。

2 超级稻叶片光合特性和根系生理性状与产量关系的实验结果分析

2.1 超级稻叶片光合特性测定结果及产量分析

2.1.1 光合特性测定结果

叶片光合特性测定过程中需要对以下方面进行测定：（1）叶面积指数。实验中的所有水稻品种叶面积指数都呈现先增加后减小的状态，但是超级稻叶面积指数高于对照组叶面积指数。（2）叶片光合色素量。光合色素含量与叶面积指数情况相同，在齐穗期达到最大，但是叶绿素a含量前期对照组含量要低于实验组含量，后期要高于实验组，其余色素变化情况与叶绿素a大致相同。（3）叶片光合特性。对于光合速率和蒸腾速率，实验组前期速率要明显高于对照组，但是在生育后期，实验组光合特性要明显弱于对照组。（4）各类激素含量。丙二醛的含量在生长前期呈下降现象，在齐穗期达到最低，而其他激素与丙二醛含量变化趋势相反，相较于对照组而言，丙二醛前期含量低于对照组，后期要高于对照组，其他激素与丙二醛的对照情况相反。

2.1.2 光合特性与产量间关系

超级稻相较于普通水稻，具有更高的产量，但是超级稻结实率较低，这种情况对其产量产生了一定限制，通过对不同时期叶片光合特性的研究可以发现，超级稻前期的光合作用更强，正是该原因导致超级稻产量的提升。然而到齐穗期后，超级稻的光合作用情况要大大弱于普通水稻，而水稻生育后期主要是提升水稻的结实率，这种现象导致超级稻结实率要低于普通水稻，尤其是在灌浆过程，发现超级稻叶片衰老更快，极大限制了超级稻的灌浆过程。

2.2 超级稻根系生理性状测定结果及产量分析

根系测定主要对以下因素的实验数据进行记录：（1）根系氧化力。根系氧化力呈现先增后降的变化趋势，氧化力在穗分化始期达到巅峰，并且实验组的氧化力在后期要明显低于对照组。（2）根系吸收表面积。根系吸收表面积变化趋势、实验组和对照组的对比情况与根系氧化力相同，但是根系吸收表面积在齐穗期达到巅峰。（3）根系激素。脱落酸含量呈先减后升模式，吲哚-3-乙酸与之相反，而对于玉米素和玉米素核苷，在水稻生长过程中会产生两个高峰，并在到达第二个高峰后快速下降。

通过对实验结果的研究可以发现，根系与叶片存在互相影响，另外通过根系重量、规模的对比分析可以发现，超级稻根系要显著大于普通水稻，所以可以得出结论，根系越大则水稻产量越高。进一步分析可以发现，超级稻产量较高而结实率较低的引发因素为地上部分与根系共同作用的结果。

综上所述，相较于普通水稻，超级稻光合作用特性和根系生长情况在前期要强于普通水稻，这是导致超级稻产量提升的关键，然而在水稻生育后期，超级稻叶片和根系衰老速率高于普通水稻，导致超级稻相较于普通水稻结实率较低。