氮素水平对不同穗型品种产量性状的影响

以不同穗型水稻品种为试材，研究不同氮素水平下水稻产量性状的结果表明：直立穗品种的生物产量高于弯曲型品种，经济系数低于弯曲型品种。在低氮条件下，两品种的经济系数均提高，且弯穗型品种的经济产量略高于直穗型品种，在高氮条件下则相反。在相同肥力下，抽穗前两品种的物质生产差异不大，但抽穗后直穗型品种的物质生产明显高于弯穗型品种。同时发现在低氮条件下，两品种的穗数明显减少，但穗粒数增多，结实率提高，一、二次枝梗的千粒重均高于高氮处理。     

低氮胁迫对不同穗型水稻品种产量性状的影响

以不同穗型水稻品种为试材，研究不同氮素水平下，水稻的产量性状。结果表明：直立穗型水稻品种的生物产量高于弯曲穗型品种，经济系数低于弯曲穗型品种。在低氮条件下，两品种的经济系数均提高，且弯穗型品种的经济产量略高于直穗型品种。在高氮条件下则相反。在相同肥力下，抽穗前两品种的物质生产差异不大，但抽穗后直穗型品种的物质生产明显高于弯穗型品种。同时发现在低氮条件下，两品种的穗数明显减少，但穗粒数增多，结实率提高，穗子的1，2次枝梗的千粒重高于高氮处理。     

不同穗型水稻品种剑叶光合速率、产量及品质的差异

旨在探明穗型对水稻产量和品质的影响。以半直立穗型‘新稻22’和弯曲穗型‘黄金晴’水稻品种为材料,在不同氮肥处理下研究其叶片光合、产量和品质的差异。结果表明,不同氮肥处理下水稻剑叶光合速率随生育进程均呈先降低后升高再下降的变化趋势,灌浆初期,两穗型品种光合速率均显著下降,弯曲穗型下降幅度明显高于半直立穗型穗型,平均下降幅度分别为54.93%、19.37%;最大光合速率表现为半直立穗型高于弯曲穗型,平均高7.46%。半直立穗型产量高于弯曲穗型,且达到最高产量生产力的氮素水平不同,半直立穗型在225 kg/hm²氮素处理达最大,弯曲穗型在262.5 kg/hm²氮素处理达最大。糙米率和精米率,半直立穗型高于弯曲穗型,而同一类型不同氮肥处理间差异较小;垩白粒率和垩白度,弯曲穗型显著高于半直立穗型;食味值,弯曲穗型低于半直立穗型。说明弯曲穗型水稻外观和口感均劣于半直立穗型。以上结果综合表明,半直立穗型需氮量低、及产量和品质优于弯曲穗型,半直立穗型可以作为水稻株型育种的主要形态指标,并通过减氮栽培可以实现产量和品质的协同提高。     

不同水稻氮利用效率基因型的物质生产与积累特性

选用氮素利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻品种，研究225 kg hm^-2施氮条件下各基因型水稻物质生产与积累特性及其与氮利用效率的相互关系。结果表明，不同氮效率类型水稻群体茎蘖数没有鲜明的特征差异，但氮高效类型水稻的茎蘖成穗率极显著高于氮低效类型。氮高效类型水稻物质生产与积累具有“前稳、中小、后高”的特性，即在有效分蘖临界叶龄期前具有适宜的叶面积、光合势和群体生长速率，物质积累具一定优势，但其占全生育期总积累量的比例较少；有效分蘖临界叶龄至拔节阶段，无效分蘖发生少，叶面积指数、光合势、群体生长速率低，物质积累也不具优势；拔节以后，具有良好的群体质量，叶面积增长较快，群体光合势和生长速率加大，物质积累优势较为明显。不同氮效率类型水稻物质生产与积累的特性不仅可以解释水稻氮素利用的品种间差异，同时也为生产上提高水稻氮利用效率提供了可行的调控途径。     

不同穗型常规籼稻品种氮素吸收利用的基本特点

在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年为88个、2002年为122个)为材料,测定干物质重(包括根系)、产量及其构成因素、氮素含量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按单穗重从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种氮素吸收利用的基本特点。结果表明,(1)供试品种单穗重差异较大,适当增加穗重有利于水稻品种产量的提高;(2)不同穗型水稻品种植株含氮率差异较小,大穗型水稻品种抽穗期、结实期、成熟期群体氮素累积量和个体(单穗)氮素累积量均显著大于小穗型品种,个体(单穗)吸氮量特别是抽穗前单穗吸氮量大,是大穗型品种主要生育阶段群体氮素累积量显著大于小穗型品种的重要因素;(3)中等偏大穗型的水稻品种氮素收获指数、氮素籽粒生产效率较高;(4)大穗型水稻品种播种到抽穗天数、全生育期天数较长;(5)氮素累积量、氮素籽粒生产效率均是影响穗重的重要因素,但氮素累积量作用较大;(6)吸氮强度尤其是个体(单穗)吸氮强度是不同穗型水稻品种群体与个体(单穗)氮素累积量差异的主要因素。     

氮肥水平对不同育种时代粳稻产量、氮素吸收利用差异的影响

以选育时期不同(两个选育时代)的12个水稻品种为材料,于施氮量为0,225,300 kg/hm~2纯氮大田条件下,研究了不同氮肥水平下两选育时代的水稻品种产量、物质生产积累量及氮素吸收、利用效率的差异.结果表明,水稻产量随着选育时代的更替有所提高,并随施氮量的增加两时代产量表现不同,早期品种中有83.3%的水稻基因型的产量随施氮量增加呈增加趋势,当代品种产量则有一半基因型在225 kg/hm~2氮肥水平下产量达最大,说明早期品种对氮肥反应较当代品种敏感.农艺性状中的株高和穗长随着育种时代的更替有矮化和减小的趋势,着粒密度有所增加.干物质和氮素平均积累量在生育时期各阶段均表现为当代品种大于早期品种,氮素利用效率亦表现相同的规律.相关分析表明,水稻产量与抽穗、成熟期物质积累量和氮素吸收量均呈显著或极显著正相关关系,与拔节期关系不密切.氮素利用效率与产量呈显著正相关,与株高和穗长呈显著负相关.说明随着选育时代的更替,水稻产量、吸氮量及氮素利用效率有所提高,株型趋于矮化,穗型由散穗向密穗型演变.     

不同穗型水稻产量形成及物质生产分析

以穗倾角为分类依据,研究了不同穗型水稻群体产量形成和干物质生产特点。结果表明,直立穗型、半弯曲穗型、弯曲穗型品种平均产量依次降低,成粒率和千粒重较高是直立穗型高产的主要原因;弯曲穗型品种抽穗期干物重和表观输出率较高,直立穗型品种较低;直立穗型品种抽穗后干物重和成熟期干物重明显高于另二种穗型,抽穗后干物重占成熟期干物重和产量的百分比也较高;直立穗型品种上三叶短而宽、上中部叶片直立而下部叶片较平展,半弯曲穗型品种上三叶长而窄、叶片较平展,弯曲穗型品种上三叶长而宽、上部叶片平展而中下部叶片较直立;抽穗后直立穗型品种群体中下部透光性能好、叶面积和叶绿素含量下降较慢、丙二醛含量上升较慢;直立穗型和半弯曲穗型品种抽穗后单个颖花拥有的干物质越多,成粒率越高。     

水稻不同穗型对冠层特征及群体光分布和物质生产的影响

研究了水稻不同穗型对冠层特征及群体光分布和物质生产的影响，结果表明，水稻不同穗型群体在光分布、消光系数；冠层形成与发展，以及干物质生产速率等方面存在明显差异，与半直立或弯曲穗型群体相比，在叶面积指数相同情况下，直立穗型群体的消光系数低，群体内部光分布比较均匀，因此，在叶面积较大时，直立穗型群体的干物质生产和产量高于半直立或弯曲穗型群体。但在叶面积指数较小时，弯曲穗型群体的光吸收量相对较多，更有利于     

籽粒蛋白质含量不同的转基因水稻株系产量形成特点

水稻籽粒蛋白质含量与产量的关系仍不十分清楚。本试验以日本晴和以其为亲本通过转基因方式获得的5个籽粒蛋白质含量有明显差异的水稻株系为材料,在大田栽培条件下研究上述株系产量的形成特点。结果表明,在相同施氮量条件下,蛋白质含量高的水稻株系,其产量水平相对较低,结实率与籽粒蛋白质含量呈显著负相关。随着施氮水平的提高,各株系籽粒蛋白质含量和产量明显增加,产量增加的主要原因是单位面积穗数和每穗粒数的增加。抽穗前积累的干物质少,抽穗后叶片功能期相对较短,光合速率低,灌浆结实期茎秆中的干物质和非结构性碳水化合物向籽粒转运率低,引起结实率下降,是导致籽粒蛋白质含量高的水稻株系产量降低的重要生理原因。     

稀植与密植型玉米品种对密度反应的差异

以稀植高秆大穗型品种东单60、丹玉39和矮秆密植型品种郑单958、辽单565为试材。研究了6个密度条件下两类品种之间的差异。结果表明：密植型品种的产量和经济系数高于稀植型品种。空秆率、粒重、穗粒数受密度影响相对较小、耐密性好：密植型品种的最大叶面积指数、叶绿素含量均低于稀植型品种;低密度下,密植品种的光合速率低于稀植品种,但高密度条件下却高于稀植品种;密植型品种在高密度压力下．叶面积指数、光合速率下降幅度小于稀植型品种;两个密植型品种群体在高密度下仍能保持良好的透光性和田间通透性．增密增产效果明显．     

再生稻与同期抽穗主季稻源库流特性差异研究

以6个水稻品种(组合)为材料,研究了再生稻与同期抽穗主季稻源库流特性的差异。结果表明,再生稻叶面积指数为主季稻的1/8~1/5,穗粒数和产量为主季稻的1/3左右,但齐穗至齐穗后10 d再生稻光合速率较主季稻高20%~70%,孕穗至成熟期再生稻净同化率是主季稻的2.7~6倍;再生稻与主季稻枝梗过氧化氢酶活性差异不大,再生稻剑叶光合产物分配到穗部的比例明显高于主季稻,而残留在茎鞘中的比例大大降低;再生稻外观品质优于早稻与晚稻,而加工品质介于早稻与晚稻之间。本试验条件下,主季稻属增库增产型,而再生稻属源库互作型。为使再生稻高产,应选用穗粒数较多的品种,充分发挥再生稻光合速率与净同化率高的优势,采取积极的栽培措施,促进再生稻叶面积的扩展、穗粒数的提高与物质运转能力的增强。     

水稻实地氮肥管理的氮肥利用效率及其生理原因

以代表性品种为材料,研究了水稻实地氮肥管理(SSNM)的氮肥利用效率及其生理机制。结果表明,SSNM的施氮量较常规施肥方法(FFP)降低了48.1%~63.0%,产量提高了0.1%~9.3%。SSNM的氮肥吸收利用率和农学利用率分别较FFP提高了31.4%~56.8%和143.6%~166.0%。水稻氮吸收高峰出现在穗分化期至抽穗期,此阶段SSNM处理氮的吸收量和其占最终总吸收量的比例均明显高于FFP。抽穗后SSNM水稻的吸氮量也明显高于FFP。自幼穗分化期开始,SSNM水稻根系重量和根系活力(尤其是单茎占有的根系活性)逐步超过FFP。SSNM 明显提高了幼穗分化期和抽穗期水稻叶片中谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶和Fd-谷氨酸合酶的活性。抽穗后SSNM处理水稻剑叶的光合速率高于FFP,上述结果表明SSNM有利于促进水稻中后期根系生长,提高物质生产和养分吸收,从而提高氮肥的利用效率。     

不同穗重型水稻品种剑叶光合特性的研究

以6个典型的不同穗重类型水稻品种为材料, 对其部分光合生理特性进行了研究. 从光合日变化上看, 重穗型品种冈优527一天中不同时间的净光合速率均显著高于中穗型品种汕优63和轻穗型品种密阳46, 特别是中午光合"午睡"现象较轻; 从光-光合曲线看, 其量子效率差异较小, 饱和光强下冈优527的净光合速率比汕优63和密阳46分别高9.6%     

不同马铃薯品种的氮利用效率及其分类研究

以7个马铃薯品种为供试材料,设置大田条件下施氮和不施氮2种处理,在对块茎产量和植株氮素吸收、利用评价的基础上,将不同氮效率品种马铃薯分类并解析了其差异机制。基于2016年施氮和不施氮条件下各品种马铃薯的平均产量,把不同氮效率品种马铃薯分为双高效型、低氮高效型、高氮高效型和双低效型。2017年选择双高效型、低氮高效型、双低效型的代表性品种,对各类型氮效率差异进一步解析表明,双高效型氮素利用效率显著高于另两个类型,氮素吸收效率则是双高效型、低氮高效型显著高于双低效型。不施氮条件下,双高效型马铃薯的干物质累积量在整个生育时期均显著高于另2个品种;双高效型、低氮高效型氮素累积速率在出苗后0～50d显著高于双低效型马铃薯。施氮条件下,双高效型马铃薯的干物质累积量显著高于另2个品种,与双低效型马铃薯相比,双高效型和低氮高效型产量的提高主要归因于它们前期较高的干物质累积;双高效型氮素累积速率显著高于双低效型、低氮高效型。双高效型马铃薯在各生育期的物质生产和氮素吸收能力强,从而有利于氮效率提升和产量的形成。该研究结果可为马铃薯氮高效品种筛选和利用提供理论支撑。     

不同春玉米品种花后光合物质生产特点及碳氮含量变化

玉米高产实践表明增加花后干物质生产对于产量的进一步增加具有重要作用。为了探明高产条件下花后干物质生产增加的原因,本研究比较了玉米品种登海661 (DH661)、中单909 (ZD909)和970的产量差异,并利用产量性能分析理论剖析了花后的产量性能参数,分析了花后主要功能叶穗位叶的叶绿素含量、净光合速率和碳、氮含量的变化。结果表明,品种间的产量差异显著,产量较高的品种(DH661和ZD909)具有较高的穗粒重,而DH661具有较多的穗粒数(466.7),ZD909具有较高的粒重(392.7 g);产量较高的品种后期干物质生产及其向籽粒的分配比例高,产量性能分析表明花后的平均叶面积指数(mLAI)及光合势(LAD)与干物质生产及产量均呈显著正相关;产量较高的品种花后穗位叶叶绿素、全碳和全氮含量下降慢,碳氮比值增加慢,光合速率在整个灌浆期相对较高,光合产物不仅向籽粒运转,还能在叶片中以淀粉的形式持续积累,在后期随着光合速率的下降,淀粉才开始降解向籽粒运输。可见玉米花后碳氮代谢协调、光合作用和物质生产能力衰减缓慢对于有效维持较高平均叶面积指数和光合势,进一步提高作物产量具有重要意义。     

不同氮敏感性粳稻品种的氮代谢与光合特性比较

本文旨在探明不同氮敏感性粳稻品种氮代谢与光合特性。以2个氮敏感高产品种淮稻5号和连粳7号, 2个氮钝感品种宁粳1号和扬粳4038为材料, 设置0和200 kg hm^-2 2个施氮水平, 研究其产量、氮肥利用效率以及地上部生理性状的变化特点。结果表明, 在2种施氮水平下, 氮敏感品种的产量和氮肥利用效率显著高于氮钝感品种。与氮钝感品种相比, 氮敏感品种具有较高的光合速率和氮素积累, 较强的氮代谢酶活性和较高的光合氮素利用效率, 抽穗期茎叶中积累较多的可溶性糖和淀粉, 抽穗至成熟期茎鞘中非结构性碳水化合物向籽粒转运率较高。表明氮敏感品种在较低施氮量下具有较高的生理活性和物质生产效率; 这些特征可作为筛选高产氮敏感水稻品种的重要生理指标。     

大穗型水稻的物质生产特性与产量能力的研究

通过3年试验,研究分析了大穗型水稻在杂优栽培方法下的产量差异;产量与干物质生产、茎鞘物质运转率的相关性;结实率依每亩颖花数、抽穗期单位叶面积负担颖花数、每颖花灌浆物质量而变化的复回归分析;光合速率的差异及其与产量的相关性;产量与群体净同化率的相关性;叶面积与净同化率在抽穗前与抽穗后对干物质生产的贡献;以及影响茎鞘物质运转率的若干因素。     

直播种植模式下水稻剑叶光合、强弱势籽粒灌浆特性及产量的氮素调控

为探讨不同施氮水平对水稻剑叶光合、籽粒灌浆特性和产量的影响。以生育期较短的‘新稻567’、‘新稻568’和‘新科稻31’为试验材料,在直播种植模式下,设置3个施氮水平0、255、300 kg/hm²,分别测定抽穗后剑叶光合速率、强弱势籽粒灌浆速率和产量等指标,研究氮肥调控水稻产量的生理机制。结果表明,随着施氮量的增加,3个品种产量均呈先增加后降低的趋势;高效叶面积率和粒叶比表现为中氮水平较高,高氮水平较低。灌浆期剑叶光合速率呈先增加后降低趋势,不同氮肥处理间基本表现为中氮处理高于高氮处理;强弱势籽粒灌浆速率在整个灌浆期内呈开口向下的抛物线趋势,不同氮肥处理间的差异在灌浆盛期至灌浆中后期较大,表现为无氮和中氮处理高于高氮处理,灌浆末期处理间差异较小。产量与灌浆期剑叶光合速率呈正相关关系,与强弱势籽粒灌浆速率在灌浆初期呈负相关在灌浆中后期呈正相关关系。适度的氮肥施用量有利于提高直播水稻高效叶面积率、粒叶比,增加剑叶光合速率、强弱势籽粒灌浆速率,从而促进水稻高产。     

光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响

大田条件下以超级粳稻南粳44和宁粳3号为材料,设置2种氮肥水平(N10:150 kg hm–2,N20:300 kg hm–2)和3种遮光处理(L1:不遮光,L2:抽穗前遮光20 d,L3:抽穗后遮光20 d),研究光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响。结果表明,较之L1,L2不仅减少了有效穗数和每穗粒数,导致总颖花量下降,降幅达24.81%~35.63%,而且还显著降低了抽穗期茎蘖数和叶面积指数,降幅达2.90%~6.44%和19.02%~27.17%,导致抽穗至成熟阶段的光合势、干物质积累量显著下降,最终产量显著下降,降幅达27.23%~35.26%。较之L1,L3主要影响了抽穗至成熟阶段的光合物质积累,导致结实率和千粒重显著下降,降幅达1.49%~4.48%和5.54%~9.17%,最终产量显著下降,降幅达10.91%~18.47%。L2条件下,随着氮肥水平增加,抽穗期茎蘖数与叶面积指数均显著增加,导致抽穗至成熟阶段光合势、干物质积累显著增加,最终有效穗数、每穗粒数、总颖花量以及产量显著提高。L3条件下,随着氮肥水平增加,抽穗至成熟阶段的光合物质积累显著提高,其中茎叶干物质向穗部转运量显著增加,转运率和贡献率也进一步提高,最终产量显著提高。由此可见氮肥施用能部分弥补因弱光逆境对超级粳稻物质生产及其产量的影响。     

水稻氮高效基因型及其评价指标的筛选

以48份不同水稻基因型为供试材料，研究了它们的氮素吸收和利用率，及其与主要农艺性状之间的关系。结果表明，水稻基因型在氮素吸收利用率方面间存在明显差异，从现有的材料中可筛选出氮高效基因型。长伦占不论在低氮处理还是高氮处理均表现出氮高效利用特性，为典型的氮高效基因型。此外，还筛选了适于低氮条件种植的广恢128和茉莉占选；适于高氮条件种植的97香、2466和银花占。低氮高效型适合在贫瘠地区种植，而高氮高效型适合在肥沃地区种植。结果表明，水稻氮素利用率与抽穗期及乳熟期倒2、倒3叶的叶绿素含量呈显著或极显著负相关；与收获指数、稻谷产量和穗数之间均呈极显著正相关，它们可作为水稻氮素利用效率的评价指标。但是水稻氮素吸收率与利用率之间存在极显著负相关，因此，如何协调二者关系，既能提高稻谷产量和氮素利用率，又减少施氮量是急需解决的问题。