杂交中稻植株性状对氮素的响应及其与氮效率的关系

选用16个生育期基本一致的高产三系杂交中稻组合为材料,采用土培的方法,在施氮和不施氮条件下,研究水稻植株重要农艺性状对氮肥的反应的基因型差异、氮素吸收利用效率的基因型差异及它们之间的关系。结果表明,水稻氮素(肥)吸收利用率(RE)、氮肥农学利用率(AE)、氮肥偏生产力(PFP)、氮素籽粒生产效率(NUEg)和氮素干物质生产效率(NUEb)均存在显著的基因型差异,但氮素积累总量(TN)的基因型差异不显著。在两种施氮水平下,氮素籽粒生产效率与籽粒产量、成穗率、有效穗和经济系数均呈极显著的正相关,氮素干物质生产效率与籽粒产量、有效穗均呈显著或极显著正相关,氮素积累总量与成熟期生物量呈显著或极显著正相关。籽粒产量、成穗率、有效穗、经济系数和成熟期生物量可以作为氮效率筛选的重要参考指标。     

杂交中稻氮肥农学利用率与植株地上部农艺性状关系研究

以16个杂交中稻组合为材料,在正常施氮和不施氮2个施氮水平下研究了杂交中稻氮肥农学利用率与植株地上部农艺性状的关系。结果表明,杂交中稻的氮肥农学利用率存在较大的基因型差异,组合间氮肥农学利用率与施氮处理籽粒产量呈极显著正相关。在高产正常施氮水平条件下,杂交中稻氮肥高效利用率组合要求最高苗数(x1)多,株高(x6)较高,倒3叶(x13)较窄,生物产量(x18)和结实率(x21)较高,上述性状与氮肥农学利用率(y)间存在极显著线性关系,回归方程为y=-75.8901 0.335 9x1 0.449 2x6-15.859 5x13 0.199 9x18 0.345 4x21,决定系数为89.53%。因此,这些性状可作为杂交后代及组合鉴定时田间选择的参考指标。     

杂交中稻在不同地域和施氮水平下氮、磷、钾稻谷生产效率的差异性研究

以杂交中稻高产品种‘Ⅱ优7号’和高产优质新品种‘渝香优203’为材料,在西南稻区4省(市)的7个生态点采用相同的试验方案,研究了氮、磷、钾稻谷生产效率与地理位置、土壤基础肥力、施氮量的关系。结果表明,氮稻谷生产效率在品种间、地点间及施氮水平间的差异均达极显著水平,试验地点与施氮水平间的交互作用显著;磷和钾的稻谷生产效率表现为地点间和施氮水平间差异显著或极显著。‘渝香优203’比‘Ⅱ优7号’的氮稻谷生产效率极显著提高。氮、磷、钾的稻谷生产效率间相互呈极显著正相关关系。在低经度、高海拔地区,以及土壤有机质和有效磷含量高、pH值高、施氮水平低条件下,氮、磷、钾的稻谷生产效率较高。     

水稻不同基因型氮素利用效率差异

在施氮和未施氮两种条件下,探讨了9个不同生态类型水稻品种的氮素利用效率差异、稻谷产量及氮素利用效率相关性状之间的相关关系以及水稻品种各生育时期氮素吸收量的差异。研究表明,在施氮和未施氮两种处理下,水稻品种间氮素吸收总量、收获期氮素生理利用效率和氮素转移效率有着显著差异;在未施氮条件下氮素利用效率显著高于施氮的;在施氮和未施氮两种条件下,收获期生理氮素利用效率、氮素吸收总量和氮素转移率均呈显著的正相关,且与稻谷产量、穗数、结实率和收获指数呈显著的正相关;孕穗期至黄熟期氮素吸收量在水稻不同基因型间有着显著差异,而在生育前期和中期氮素未见显著差异。     

杂交中稻稻谷整精米率与籽粒及穗部性状的关系研究

以18个杂交中稻组合为材料,在2个施氮水平条件下,通过相关、回归与通径分析,研究了杂交中稻稻谷整精米率与籽粒及穗部性状的关系。结果表明,籽粒的长、长宽比、长厚比、千粒重分别与整精米率呈极显著负相关,籽粒的宽、宽厚比、容重、着粒数和结实率则分别与整精米率呈极显著正相关。籽粒的长、宽、厚、长厚比、宽厚比5个性状对整精米率的直接效应和间接效应均极大。并预测出在川东南生态条件下,整精米率达56%～52%(国家1～3级优质稻标准)的籽粒及穗部性状值分别为:籽粒长8.10～8.58mm、宽3.16～3.06mm,长宽比2.58～2.84,长厚比3.70～3.93,宽厚比1.44～1.40,容重1.02～0.99g/ml,千粒重26.20～27.47g,每穗粒数229.16～213.56粒。     

施氮量对冬小麦氮素利用和产量的影响

为给限量灌溉条件下冬小麦高产栽培中合理施氮提供依据,2008-2009年度分别在藁城市和清苑县以冀5265和科农199为材料,研究了限量灌溉条件下（小麦全生育期灌3水,每次灌水量75 mm）施氮量（0、120、180、240和300 kg·hm^-2,分别用N0、N120、N180、N240和N300表示）对冬小麦氮素吸收利用及小麦产量的影响。结果表明,增施氮肥有利于增加小麦植株和籽粒的含氮量和氮素积累总量。随施氮量的增加,藁城点籽粒氮素积累量呈持续增加趋势,清苑点在N240处理下籽粒中氮素积累量达到最高后开始下降。两地试验中氮素干物质生产效率均随施氮量的增加而降低,藁城的氮素生产效率、回收效率及农艺效率呈先升高后降低的趋势,以N180的氮素生产效率最高,回收效率和农艺效率则以N240最高;穗数和穗粒数随施氮量的增加而增大,千粒重随施氮量的增加而降低,且各处理间差异显著;籽粒产量随施氮量增加呈递增趋势,但N240与N300之间差异不显著。清苑县的试验中,氮素干物质生产效率、籽粒生产效率、回收效率和农艺效率都随施氮量的增加而降低,且在部分处理之间差异显著;穗数、穗粒数和籽粒产量均以N240的最高,千粒重则以N0的最高,再增加施氮量反而使产量及其构成因素有所降低。根据本研究结果,在河北平原限量灌溉条件下,小麦生产中施氮240 kg·hm^-2可以获得较理想的籽粒产量和氮素利用效率。     

秸秆还田与施氮量对杂交籼稻氮素利用效率及产量的影响

以杂交籼稻内5优5399为材料,研究了秸秆还田与施氮量对杂交籼稻氮素利用效率及产量的影响。结果表明,水稻前中期秸秆离田处理的各器官的氮素积累显著高于秸秆还田处理,后期叶的氮素积累、氮素农学利用率、氮肥生理利用率、氮素籽粒生产效率和每穗总粒数秸秆还田处理显著高于秸秆离田处理。随着施氮量的增加,水稻各个时期的器官的氮素积累均有增加的趋势,氮肥偏生产力、氮肥生理利用率、氮素籽粒生产效率和氮素干物质生产效率有降低趋势,氮素农学利用率、氮收获指数及产量有先增加后降低的趋势。在秸秆还田和施氮量150kg/hm2条件下,杂交籼稻产量最高,达9758.02kg/hm2,较秸秆离田和不施氮组合增产18.9%,可为该地区水稻的增产提供技术支撑。     

杂交中稻籽粒性状在不同生态区和施氮水平下的变异研究

以杂交中稻高产品种Ⅱ优7号和高产优质新品种渝香优203为材料,在西南稻区4省(市)的6个生态点采用相同的试验方案,研究了籽粒性状与地理位置、土壤肥力和施氮水平的关系。结果表明,6个籽粒性状(粒长、粒宽、粒厚、千粒重、密度和充实率)在试验地点间及品种间的差异均达极显著水平,部分籽粒性状在施氮量间的差异及地点、品种与施氮量的交互作用达极显著水平。2个品种一致表现在低经度、高纬度生态和较高的土壤全氮、全磷、有效磷、有效钾基础肥力条件下,降低施氮水平,有利于增加粒长和粒宽进而提高千粒重和充实率。但品种间有些籽粒性状对生态条件、土壤肥力及施氮水平的反应存在个性差异,Ⅱ优7号更适宜于高海拔和低氮、高磷、高有机质环境条件下种植,渝香优203更适宜在低氮、高磷钾环境条件下种植。     

施氮水平对杂交狼尾草产量、品质和氮素吸收利用的影响

在大田种植情况下.研究4种施氮水平对杂交狼尾草产量、粗蛋白含量和氮素生产效率的影响,以及牧草产量、粗蛋白含量与施氮量和各种农艺性状的相关性.结果表明,施氮肥能显著提高杂交狼尾草的分蘖数、株高、产量和粗蛋白含量,N2、N4处理间分蘖数差异不显著,N3、N4处理间株高、干草产量和粗蛋白含量差异不显著.杂交狼尾草鲜草产量、干草产量、粗蛋白含量、分蘖数、株高和施氮量相互间都呈正相关,其中鲜草产量与施氮量、分蘖数和粗蛋白含量呈显著相关,与株高和干草产量呈极显著相关;干草产量与施氮量和分蘖数呈显著相关.与株高呈极显著相关:粗蛋白含量与施氮量也呈显著相关.杂交狼尾草在一定的施氮量范围内,随着施氮量增加.牧草的干物质积累总量、粗蛋白质产量和氮素积累总量也越多,而牧草的氮素干物质生产效率、干物质生产效率、粗蛋白质生产效率、氮素农艺效率和氮素表观回收率都逐渐降低.在施纯氮量为350～1 050 kg/hm2时,杂交狼尾草的氮素表观回收率为25.73%～45.12%,氮素回收率只有16.68%～20.35%.     

广西普通野生稻渗入系耐低氮和氮素利用率的鉴定评价

以广西普通野生稻Y11为供体,籼型恢复系GH998为受体构建的166份野生稻渗入系BC₃F₅为研究对象,设置不施氮（LN）和正常施氮（NN）2种处理,调查株高、有效穗和穗长等12个表型性状,结合耐低氮（NDT）性状、氮素利用率（NUE）性状进行综合评价,以筛选出可利用的氮高效利用育种材料。结果表明：渗入系所有表型均值NN处理均高于LN处理,受施氮影响较大的性状为茎叶含氮量和谷物含氮量,增幅分别为56.89%和37.89%;影响较小的性状为穗长和千粒重,增幅分别为0.50%和2.76%;除穗长外,11个性状在2个施氮处理间呈极显著差异,而且穗总粒数、穗实粒数呈正态分布。渗入系NDT性状的相对生物产量（RBY）与相对生物含氮量（RBN）均值居于双亲之间,且RBN为正态分布;相对谷物产量（GRY）和相对谷物含氮量（RGN）均值高于双亲且趋近GH998,均为正态分布;说明渗入系的耐低氮能力与野生稻的高生物产量和高谷物含氮量特性相关。NUE性状均值处于双亲之间且趋近于GH998,说明氮素高效利用能力主要来源于栽培稻;NDT和NUE性状之间呈显著负相关,因此提高水稻耐低氮能力会降低氮高效利用率。NDT性状的主要影响因子是谷物含氮量和茎叶干重;NUE性状主要影响因子是有效穗、单株产量和谷物产量等。因此,依据研究结果对渗入系进行综合评价筛选,获得3个耐低氮、12个高氮素利用率和3个氮高效且耐低氮的株系,为水稻氮高效育种提供理论依据和育种材料。