不同氮素生理效率油菜生育后期氮素再分配特性研究

 【目的】揭示油菜生育后期氮素再分配与氮素生理效率的关系。【方法】在完全营养液的砂培条件下,采用15N示踪方法,研究了不同氮素生理效率油菜品种生育后期营养体氮素再分配的差异。【结果】与低氮素生理效率品种相比,高氮素生理效率品种的氮素再分配量大,氮素再分配速度先慢后快;向籽粒再分配的氮素量及其比例大,向角果皮再分配的氮素量及其比例小;植株体氮素损失量及其比例小,氮素损失速度慢,这是高氮素生理效率品种氮收获指数高的主要原因之一。比较4个生育期吸收的氮素再分配量及比例表明,蕾苔期吸收的氮素再分配量及其比例最大,角果发育吸收的氮素再分配量及比例最小,苗期和开花期吸收的氮素再分配量及比例位于前二者之间。【结论】生育后期油菜营养体氮素的再分配明显影响其氮素生理效率。     

油菜不同产量类型品种氮素吸收与利用特性研究

探讨甘蓝型油菜不同产量类型品种氮素吸收与利用特性.在不同土壤肥力条件下以甘蓝型油菜品种(2006-2007年度73个、2007-2008年度98个)为材料,成熟期测定各器官干物重、氮素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种产量进行聚类.研究不同产量类型品种氮素积累与分配差异.结果表明:供试品种间产量差异很大,类型间差异显著.随着产量增加,氮素吸收总量、氮素籽粒生产效率增加,籽粒氮素积累量增加,茎枝、果壳氮素分配比例下降,籽粒氮素比例增加.土壤肥力高,植株吸氮总量增加,氮素籽粒生产效率降低.增加氮素吸收总量,促进氮素向籽粒中输送,使得高产和高氮素利用效率统一.     

不同氮素再利用相关酶对油菜氮素再分配及利用效率的影响(英文)

[目的]探究氮素利用相关酶对油菜中氮素再分配的贡献程度。[方法]采用单株砂培培养,严格控制氮素等营养供应,用15N饲喂追踪,分别测定在蛋白水解酶(PE)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)抑制剂处理的情况下,两个油菜品种氮低效品种6号和氮高效品种2号的产量、籽粒氮素转运和积累量、叶片氮素损失的情况以及氮素利用率。[结果]两品种皆在抑制GOGAT活性时,氮素利用效率最低,产量最少,籽粒中氮素转运比例最低,叶片氮素损失最大,其次为PE,在抑制GS时影响最小。同时发现在生育后期,叶片中积累的氮素接近80%转运出叶片,籽粒中来源于营养器官前期积累的氮素达到50%-70%。两品种油菜呈现相同趋势。品种之间,2号油菜品种的籽粒氮素累积和产量高,氮素损失较少。氮低效品种6号和氮高效品种2号在所有受抑制情况下呈现相同规律。[结论]GOGAT是油菜氮素再利用的关键酶,品种间酶活性不同可能是品种氮素再利用效率不同的重要因素。叶片生育前期积累的氮素主要用于氮素再利用,籽粒中积累的氮素大部分来源于营养器官。     

不同类型水稻品种氮素吸收及利用效率的动态差异

通过测定不同类型水稻品种在抽穗期、灌浆初期、灌浆中期各器官含氮率、干物质生产量,研究了吸氮量、氮素在各器官的分配比例以及氮素利用效率在品种间差异.结果表明:杂交稻在抽穗期与灌浆初期叶、鞘、茎的含氮率均高于籼稻与粳稻;杂交稻各时期叶片与穗部氮素分配比例的变化幅度最大;3个类型水稻品种氮素利用效率随灌浆成熟进程均呈现出递增趋势.     

不同施氮水平下油菜地上部生理特性研究

为了给氮高效品种油菜的选育及应用提供科学依据,采用土培试验,在施氮和不施氮条件下研究了3个油菜品种(742,湘油15和汇油50)的功能叶叶绿素含量、硝酸还原酶活性、茎叶硝酸盐含量和累积量及有机氮再利用能力等地上部生理特性与氮效率间的关系.结果表明:施氮对地上部生理特性有显著的影响,施氮条件下所有地上部生理特性指标均比不施氮条件下高;在施氮条件下,油菜功能叶叶绿素含量、硝酸还原酶活性、茎叶硝酸盐含量和累积量以及有机氮再利用能力与油菜氮效率密切相关,是油菜氮素高效利用的可能机理;在不施氮条件下,油菜硝酸还原酶活性、茎叶硝酸盐累积量和有机氮再利用能力与油菜氮效率密切相关,是油菜氮素高效利用的可能机理,而油菜功能叶叶绿素含量和茎叶硝酸盐含量对氮效率影响较小.     

不同氮效率油菜品种碳素累积转运差异及其对油分形成的影响

【目的】研究不同氮效率油菜品种碳素累积转运差异,为揭示氮高效品种协调籽粒碳氮代谢矛盾、促进油分形成的机理提供理论依据。【方法】采用土培试验,以不同氮效率油菜品种为供试材料,在正常供氮和氮胁迫条件下,研究不同生育期(抽薹期、开花期、角果发育期和收获期)碳素累积与器官分布的差异,并用~(13)C标记技术测定营养器官碳素向生殖器官的再分配比例与再分配量,分析碳素累积转运对籽粒产量形成与油分累积的影响。【结果】氮高效品种的籽粒油分含量略高于氮低效品种,但2种供氮水平下品种间差异均未达到显著水平,而油分产量氮高效品种显著高于氮低效品种;与氮胁迫处理相比,正常供氮处理的油分含量略有降低,但油分产量显著增加。植株碳素累积量各生育期都表现为氮高效品种略高于氮低效品种,但品种间差异也均未达到显著水平;同一品种不同供氮水平处理之间的碳素累积量差异较大,正常供氮处理显著高于氮胁迫处理。不同氮效率油菜品种器官碳素分配比例存在差异,氮高效品种抽薹期和开花期叶片和根的碳素分配比例以及角果发育期和收获期角果与籽粒的碳素分配比例均大于氮低效品种,而全生育期茎中碳分配比例以及角果发育期和收获期根中的碳素分配比例却小于氮低效品种。与氮胁迫处理相比,正常供氮处理的抽薹期和开花期叶中碳素分配增多、根中碳素分配减少,收获期籽粒的碳素分配也是正常供氮处理高于氮胁迫处理。随着生殖生长进程,营养器官碳素向生殖器官的再分配比例和量逐渐增加,品种间差异也逐渐加大。开花期向花的再分配比例和量,氮胁迫条件下氮高效品种低于氮低效品种,正常供氮条件下则相反,但2种氮水平下的品种间差异均不显著;角果发育期向角果的再分配比例和量以及收获期向籽粒的再分配比例和量,2个氮水平均表现为氮高效品种高于氮低效品种,但只有正常供氮条件下差异显著;收获期向角果皮的再分配比例和量,氮胁迫条件下氮高效品种低于氮低效品种,正常供氮条件下则相反,但只有氮胁迫条件下差异显著。油菜收获时50%以上抽薹期累积碳素已离开营养器官,抽薹期累积的碳素减少比例与向生殖器官转运再分配的碳素比例具有相同的处理间变化趋势,但由于碳水化合物的呼吸消耗,碳素减少比例远大于碳素转运再分配比例。【结论】不同氮效率油菜品种各生育期碳素累积量并没有明显差异,但是氮高效品种生长后期有更多的营养器官碳素向生殖器官尤其是向籽粒转运,这是氮高效品种籽粒形成过程中争取更多碳源,缓解碳氮代谢矛盾,促进油分形成的重要机理之一。     

不同品种油菜幼苗硝态氮吸收能力差异研究

在溶液培养条件下,测定了油菜幼苗对硝态氮吸收的动力学参数,同时对其根系活力、吸收面积、氮素吸收量、单株生物量及氮素生理效率进行了比较。结果表明,不同品种油菜幼苗对硝态氮的亲和力与最大吸收速率以及根系活力、单株生物量、氮素吸收量、氮素生理效率等有明显差异,而根系吸收面积无显著差异。本试验所比较的4个品种中,最大吸收速率和米氏常数中等,根系活力最强的品种有最高的氮素吸收量及单株生物量。     

不同品种油菜幼苗硝态氮吸收差异研究

采用溶液培养试验,在不同硝态氮浓度下测定了不同氮效率油菜幼苗的根长、一级侧根数和根系活力的变化情况,同时在正常供氮条件下,测定了油菜幼苗的硝态氮吸收动力学参数,并对其单株生物量、氮素吸收量及氮素生理效率进行了比较。结果表明,不同品种油菜幼苗的根长、一级侧根数、根系活力、对硝态氮的亲和力及最大吸收速率、单株生物量、氮素吸收量、氮素生理效率等均有明显差异。本试验所比较的3个油菜品种中,氮高效品种湘油15在氮素胁迫条件下,具有更长的根长、更多的一级侧根数和更强的根系活力,且对硝态氮的亲和力也大,而高潜力品种742除其最大吸收速率最高之外,根系活力、对硝态氮的亲和力、根长及一级侧根数等其他各项指标并没有高于其他品种。     

Effects of Enzymes Related to Nitrogen Reuse on Nitrogen Redistribution and Nitrogen Use Efficiency in Brassica napus

目的：探究氮素利用相关酶对油菜中氮素再分配的贡献程度。[方法]采用单株砂培培养,严格控制氮素等营养供应,用15N饲喂追踪,分别测定在蛋白水解酶（PE）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）抑制剂处理的情况下．两个油菜品种氮低效品种6号和氮高效品种2号的产量、籽粒氮素转运和积累量、叶片氮索损失的情况以及氮素利用率。[结果]两品种皆在抑制GOGAT活性时,氮素利用效率最低．产量最少。籽粒中氮素转运比例最低,叶片氮素损失最大,其次为PE,在抑制GS时影响最小。同时发现在生育后期,叶片中积累的氮素接近80％转运出叶片。籽粒中来源于营养器官前期积累的氮素达到50％-70％。两品种油菜呈现相同趋势。品种之间．2号油菜品种的籽粒氮素累积和产量高。氮素损失较少。氮低效品种6号和氮高效品种2号在所有受抑制情况下呈现相同规律。[结论]GOGAT是油菜氮素再利用的关键酶,品种间酶活性不同可能是品种氮素再利用效率不同的重要因素。叶片生育前期积累的氮索主要用于氮素再利用．籽粒中积累的氮素大部分来源于营养器官。     

不同氮素累积量类型籼稻品种氮素吸收与分配特点

在水培条件下,分别以88个和122个国内外的籼稻代表品种为材料,测定植株的干物重(包括根系)、全氮含量及产量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法对供试品种成熟期的氮素累积量进行聚类,分析不同氮素累积量类型品种间氮素吸收与分配的特点。结果表明:供试品种成熟期氮素累积量差异很大,可聚类为A、B、C、D、E、F等6类,类型间的差异均达到了显著水平。高氮素累积量类型籼稻品种氮素吸收与分配的特点为:①抽穗前、后吸收的氮素量大,抽穗后吸收的氮素比例较高,抽穗期氮素在根系中的分配比例低、在茎鞘叶中的分配比例高;②成熟期植株含氮率高,成熟期氮素在根系和穗中的分配比例较低、在茎鞘叶中的分配比例较高。     

不同基因型玉米根系特性与氮素吸收利用的差异

 【目的】比较不同氮素利用效率夏玉米的根系时空分布特性及其氮素吸收利用的差异,探讨玉米氮高效的生理机制。【方法】以氮高效玉米杂交种蠡玉13(LY13)和氮低效玉米杂交种鲁单981(LD981)为试验材料,以大田箱式土柱栽培方式,研究两个氮素水平下(0和4.29 g N/plant)玉米根系时空分布及氮素吸收利用的差异。【结果】LY13开花后具有较高的根系干重,根冠比显著高于LD981(P＜0.05),土壤深层根系分布多,根系空间分布合理,后期根系活力高,根系功能期长,导致其库容量大,库调节能力强,氮素积累总量高,氮素转移率、贡献率和氮素利用效率均显著高于LD981(P＜0.05),施氮条件下优势更加明显。LY13在两种氮素水平下的籽粒产量、生物产量、千粒重、收获指数均显著高于LD981。【结论】氮高效型玉米品种根系总量多、深层根系多、空间分布合理、根系活力高且持续期长是其氮积累量增加的主要原因;库容量大,库调解能力强促使氮素转运效率高,向籽粒分配比例大是其籽粒产量高、氮效率高的根本原因。     

不同氮效率基因型小麦根系吸收特性与氮素利用差异的分析

【目的】通过研究分析不同基因型小麦根系吸收特性与地上部氮素利用的差异,明确不同氮效率基因型小麦氮素吸收利用的生理机制,为氮高效小麦品种的选育和高效栽培提供理论依据。【方法】2012-2015年采用大田试验和盆栽试验相结合的方法,在不同氮效率品种筛选的基础上,以氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28、开麦20为试验材料,在不同氮素水平条件下研究其根冠关系、根系生物量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力以及地上、地下部氮素转运分配能力的差异。【结果】两类品种小麦拔节期前根系特性无明显差异,拔节期之后氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28根系生物量、根冠比、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366根系活力显著高于氮低效品种周麦28和开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28氮素积累量和花后氮素吸收量也显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366籽粒产量、植株氮素利用效率、氮肥生理利用率、花前氮素转运量、氮素籽粒分配比例均显著高于氮低效品种周麦28、开麦20。与常规供氮水平相比,降低供氮量,4个基因型小麦根系生物量、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟氮素积累量、花前氮素转运量和产量降低,根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用效率升高。增加供氮量,根系生物量表现为周麦27、郑麦366、开麦20降低而周麦28增加。4个基因型小麦根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟期氮素积累量、花前氮素转运量和产量均显著升高,而根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用率降低。【结论】氮高效品种周麦27、郑麦366较高的根系生物量、根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积促进了其对氮素的吸收,是氮高效的基础。较高的氮素转运、氮素籽粒分配能力和合理的根冠比促进了其对氮素的高效利用,是氮高效的关键。氮低效品种周麦28虽然也有较强的氮素吸收能力,但其氮素转运能力过低、生育后期根冠比过大限制了植株对氮素的合理利用,不利于氮效率的提高。氮低效品种开麦20氮素吸收能力不足,不能满足地上部生长的需要,限制了氮效率的提高。     

不同氮效率小麦品种氮素吸收和物质生产特性

氮条件（N-）下，不同氮效率小麦品种的籽粒产量和氮效率以氮高效品种（H）最高，中效（M）次之，低效（L）最低；H具有较多的单位面积穗数且与N-下籽粒产量和氮效率显著相关，表明单位面积穗数的多少对氮胁迫条件下小麦籽粒产量和氮效率具有重要影响。不同氮效率品种的植株全氮含量（TN）无显著差异。不同生育时期的植株氮累积量（AA）在抽穗期和成熟期以H最大，M次之，L最低，表明生育中后期N-下的植株氮素吸收能力是氮胁迫条件下籽粒产量和氮效率的重要影响因素。不同生育时期的株高、群体茎数、叶面积指数（LAI）和群体干物重（PDW）值；各生育阶段群体生长率（CGR）、净同化率（NAR）和光合势（Pp）；各生育时期的叶片NO3-含量和硝酸还原酶（NR）活性均以H最大，M次之，L最低。叶片亚硝酸还原酶（NIR）)活性和谷氨酰胺合成酶（GS）活性在供试不同氮效率品种之间的差异较小。研究表明，N-下较强的氮素吸收能力和较好的植株生长特性是氮胁迫条件下供试氮高效小麦品种获得高氮效率特征的重要基础。在丰氮条件（N+）下，供试不同氮效率品种的籽粒产量、氮效率、植株氮素吸收和物质生产特性与N-下的表现规律不尽相同。     

氮肥不同基追比例对水稻产量和氮素吸收利用的影响

以水稻"盛湘1号"为供试材料,在基础地力和施氮量相同的条件下,采用大田试验研究了氮肥不同基追比例对早稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明:足够的分蘖肥能够通过促进植株分蘖数增多来提高早稻产量,平衡施用基-蘖-穗-籽肥则可通过增加有效穗数和籽粒数来保证水稻的高产;提高分蘖肥比例和穗肥比例以及平衡施用基-蘖-穗-籽肥均可以提高氮肥农艺利用率、氮肥生理利用率、土壤氮素依存率,但对氮肥偏生产力的影响不显著,与氮肥表观利用率呈现出负相关;氮肥不同基追分施比例处理间各时期植株体内氮素积累量差异显著,分蘖期、孕穗期和抽穗期是水稻吸收氮素养分的高峰期。     

播期和施氮量组合对水稻南粳9108产量和氮素利用的影响

为探明播期和施氮量组合对优质水稻品种南粳9108产量构成因素和氮素利用的影响,设3个播期[5月23日(B1)、6月2日(B2)、6月12日(B3)]和4个施氮量[折纯,以N计,0(N0)、180 kg·hm^-2(N1)、270 kg·hm^-2(N2)、360 kg·hm^-2(N3)]进行大田试验。结果表明:水稻的千粒重和产量随着播期推迟逐渐增加,穗数随着施氮量增加而上升。不同播期下,籽粒的氮素分配比率均在N1处理下最大。随着播期推迟,水稻的氮素偏生产力、氮素籽粒生产效率相应增加,氮素农学效率、氮素生理效率先降后升。在同一播期下,水稻的氮素偏生产力、氮素农学效率、氮素吸收效率和氮素籽粒生产效率均随着施氮量增加总体呈下降趋势。总的来看,在本试验条件下,播期推迟、适量氮肥更利于获得高产。综合考虑水稻产量和氮素利用,B2N2或B3N2处理较为适宜。     

不同氮效率基因型玉米物质积累及氮代谢相关酶活性的差异

[目的]研究在不同氮素水平条件下,不同氮效率玉米品种的物质积累及氮代谢相关酶活性的差异。[方法]采用水培方式,选用氮高效玉米品种郑单958和氮低效玉米品种鑫鑫1号为供试品种,设置5个施氮浓度(N_1~N_5),分别为0.04、0.80、2.00、4.00和8.00 mmol/L,揭示不同品种氮效率差异的生理机制。[结果]随着施氮量增加,玉米幼苗的干物质积累不断升高,叶面积、总根长、根表面积和根体积逐渐增加,当施氮量为4.00 mmol/L(N_4)时,以上指标达到最大。2个品种相比,氮高效品种郑单958效果好于鑫鑫1号。施氮量为8.00 mmol/L(N_5)时株高最高。随着施氮量增加,硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)活性逐渐升高,但N_3、N_4和N_5这3个处理相同品种的酶活性增加幅度较小。谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性先上升后下降,N_3处理时,2个品种活性最高。[结论]氮高效品种郑单958在不同的氮水平下有较高的氮代谢酶活性,这有利于氮肥的转化吸收和利用,从而有利于植株生长和物质积累。     

小麦-玉米一体化氮肥运筹对小麦群体质量的影响

[目的]探究小麦/玉米一体化条件下,周年氮肥用量及分配比例关系下,冬小麦群体生长及产量变化规律。[方法]以周麦22为材料,小麦/玉米两熟制周年氮肥用量设300、450、600 kg/hm23个水平,小麦、玉米间的氮肥分配设4∶6、5∶5、6∶4 3个比例。[结果]随全年氮肥施用量及氮肥由玉米向小麦分配率的增加,群体生理指标呈现增加趋势,而产量呈先增后降低的变化趋势。[结论]冬小麦与夏玉米全年施氮肥(尿素)600 kg/hm2及5∶5的分配比例,有利于冬小麦及全年高产。     

Effects of Nitrogen Fertilization on Growth and Development and Nitrogen Utilization of Japonica Super Rice

With the super japonica rice Shennong 265 as the tested material,the effects of different nitrogen application amounts and basic tiller fertilizer (BTF)-ear granule fertilizer (EGF) ratios on the yield and nitrogen utilization characteristics of Shennong 265 were investigated.The results showed that when the BTF-EGF ratio was 8∶2 or 7∶3,the yield of Shennong 265 increased with the increased nitrogen application amount;when the BTF-EGF ratio was 6∶4,medium nitrogen level was more conducive to improving the yield of Shennong 265;under the condition of same BTF-EGF ratio,with the increased nitrogen application amount,the total nitrogen uptake increased,and the nitrogen physiological efficiency and harvest index decreased.At low and medium nitrogen levels,the higher the proportion of EGF was,the higher the yield,total nitrogen uptake and nitrogen recovery ratio were;at high nitrogen level,the BTF-EGF ratio of 7∶3 was more favorable;at the same nitrogen level,the higher the proportion of EGF was,the lower the nitrogen physiological efficiency and harvest index were.Under conditions of nitrogen application level of 255 kg/hm2 and BTF-EGF ratio of 7∶3,the dry matter accumulation in the leaves,stems and spikes of Shennong 265 was higher in the late growth period.Higher effective panicle number and grain number per panicle led to higher yield (9 581.5 kg/hm2,2.4％-20.1％ higher than those in the other treatment groups) and higher nitrogen use efficiency.