硅对水稻叶片抗氧化酶活性的影响及其与白叶枯病抗性的关系

以感白叶枯病的水稻品种日本晴(Oryza sativa L. cv. Nipponbare)为材料,在溶液培养条件下,研究了硅对接种白叶枯病菌后的水稻病情指数、叶片丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量以及超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、脂氧合酶(LOX)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响。结果表明,施硅能显著降低水稻白叶枯病的病情指数,防治效果达62.86%。接种白叶枯病菌后48 h内,施硅处理的水稻植株,叶片中丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量显著升高;显著提高感病植株叶片中脂氧合酶(LOX)和超氧化物歧化酶(SOD)活性;降低过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性;促进过氧化氢(H2O2)在植物体内积累,加强膜脂过氧化作用。因此,硅可通过参与植株体内代谢,调节抗氧化系统酶活性,激发机体过敏反应(HR),增强植株对白叶枯病抗性。     

高供氮水平下不同硅肥对水稻茎秆特征的影响

【目的】 倒伏是水稻生长的主要限制因子,不仅降低稻谷的产量,而且还影响其品质。因此,通过在两种氮水平条件下,研究硅肥对水稻茎秆特征及其抗倒伏的影响。 【方法】 以唐粳2号水稻品种为材料,在田间试验条件下,设不施硅 (–Si)、硅酸钠 (Si1) 和硅钙肥 (Si2) 三个硅处理 (SiO₂ 用量 70 kg/hm2),每个硅处理含正常和过量两个氮水平 (分别为N 180 和450 kg/hm2)。水稻成熟期,测量株高、第1节和第2节长度、茎粗、旗叶和倒2片叶夹角、茎秆厚度和茎秆抗折力,分析水稻植株中硅和钾的含量,并观测了水稻茎秆的解剖显微结构。 【结果】 正常供氮水平(180kg/hm2)下,施硅对水稻株高、节间长度、茎粗、旗叶和倒2片叶夹角均无显著影响。过量供氮条件下,施硅显著降低水稻基部第1节和第2节长度,倒2片叶夹角显著降低了20%(P < 0.05),显著增加了水稻基部第1节和第2节壁厚度和茎粗,增加了茎的细胞层数和紧实度,促进维管束的发育。过量供氮水平下,与不施硅相比,施用硅酸钠的植株硅含量在水稻拔节期和成熟期分别显著提高了14.2%和11.3% ( P < 0.05),施用硅钙肥处理的均显著提高了14.9% ( P < 0.05);成熟期各处理水稻植株抗折力从大到小表现为Si2 > Si1 > –Si,施硅的水稻茎秆倒伏指数均显著低于不施硅处理,且过量供氮水平,施硅钙肥的倒伏指数比施硅酸钠的处理显著降低了6.2% ( P < 0.05);施用硅酸钠和硅钙肥的水稻产量分别显著增加12.3%和12.5% ( P < 0.05)。 【结论】 过量施用氮肥条件下,可增加水稻基部第1节和第2节壁厚度和茎粗,增加茎细胞层数和紧实度,从而提高茎秆的抗倒伏指数,显著提高水稻产量。供试土壤上硅钙肥效果好于硅酸钠。      

硅对水稻防御性关键酶活性的影响及其与抗稻瘟病的关系

通过室内溶液培养试验,研究了硅酸盐对接种稻瘟病菌后水稻的病情指数、植株生物量、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的影响。结果表明,施硅能显著降低水稻稻瘟病的发病率和病情指数,防治效果达60.59%;显著减轻稻瘟病对水稻地上部的危害,干物质量显著高于不施硅处理,但对地下部生长影响不明显;接种后水稻叶片POD活性均升高,在第5 d达到最大值,施硅处理显著低于不施硅处理,与稻瘟病抗性成负相关;水稻叶片PPO活性在接种后第5 d达到峰值,从第4 d开始施硅处理显著高于不施硅处理;接种后水稻叶片的PAL活性快速升高,在第24 h达到最大值,施硅处理显著高于不施硅处理,是其1.44倍。说明硅能提高防御性关键酶的活性,参与水稻本身防卫机制,通过一系列的生理生化作用来增强水稻的抗性。     

硅对水稻病程相关蛋白活性和酚类物质含量的影响及其与诱导抗性的关系

为阐明硅提高水稻抗稻瘟病的生理机制,采用室内溶液培养试验,研究了硅对接种稻瘟病菌后水稻叶片的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性以及总可溶性酚和木质素含量的影响。结果表明,接种稻瘟病菌能诱导几丁质酶活性的快速上升,不施硅处理的几丁质酶活性在第2 d达到第一个峰值后就开始下降,而施硅处理的几丁质酶活性则继续上升直到第4 d才开始下降,从第4～8 d显著高于不施硅处理。β-1,3-葡聚糖酶活性在接种后的第4 d之前均上升缓慢,处理间差异不显著;第4 d后开始上升,到第8 d达到最大值;不施硅处理上升更快,显著高于施硅处理。接种稻瘟病菌能诱导水稻叶片总可溶性酚含量快速上升,施硅处理和不施硅处理分别在接种后的第3和第4 d达到峰值,并开始快速下降;施硅能显著提高总可溶性酚含量。水稻叶片中的木质素含量在接种后的第1 d快速上升,并维持较高水平,施硅处理显著高于不施硅处理;但在感病后期（第6 d）,施硅处理开始显著低于不施硅处理。     

水杨酸对水稻叶片抗氧化酶系的影响

本研究探讨了SA对水稻叶片抗氧化酶系活性及H2O2水平的调节作用。10μg/mL的SA能显著提高处理叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性，诱导同株未以SA处理叶片中SOD增加，但对处理和未处理叶片叶过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性抑制作用很弱。相应地，处理叶片中过氧化氢（H2O2）和脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量均明显增加，而未处理叶片中过氧化氢和丙二醛含量增加的时间明显推迟，增幅也较小。结果表明SA提高处理叶片中H2O2含量主要是通过增加SOD活性而不是抑制CAT和APX活性，SA诱导处理叶片抗白叶枯病可能与叶片中H2O2含量增加以及脂质过氧化有关。     

水稻9311及其突变体响应白叶枯病菌的活性氧变化

为筛选水稻白叶枯病敏感型突变体材料,并确定其与白叶枯病菌互作早期活性氧代谢规律及其与抗病性的关系,用11个白叶枯病菌小种于分蘖期对野生型9311及其10个辐射突变体进行抗性评价,以接种后的病斑长度为依据,聚类分析发现突变体189抗病性与野生型差异最大,进而以突变体189为材料,比较研究接种P6小种后的活性氧变化。结果显示:接种后24 h,9311的O2·-和H2O2释放量达峰值,分别为突变体的120%和134%,差异达极显著水平;P6菌在189和9311叶中的生长趋势基本相同。推测9311可能是因高积累的活性氧分子抑制了白叶枯病菌在叶片中的扩展,从而限制了病斑长度。     

硅对小麦生长及其抗氧化酶系统的影响

本文研究了基施硅营养对小麦分蘖期的生长状况、叶片类脂脂肪酸组成及抗氧化酶系统的影响。结果显示 ,施硅促进了小麦的生长 ;降低了膜脂过氧化程度 ,提高了叶片类脂脂肪酸的不饱和度。但施硅处理对超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶 (APX)活性没有影响 ,却使过氧化物酶 (POD)与过氧化氢酶 (CAT )活性下降 ,暗示POD和CAT具备在较低活力水平上高效清除H2 O2 等强氧化剂的可能性。     

过氧化钙及硅钙肥改良潜育化稻田土壤的效果研究

【目的】潜育化水稻土是我国最主要的低产水稻土类型,长期渍水导致的土壤缺氧及活性还原物质过度积累是其最主要特征,这严重影响了水稻的根系发育和产量提高。本研究以鄱阳湖区潜育化稻田土壤为对象,通过田间试验研究过氧化钙和硅钙肥单施或配施对潜育化稻田土壤的改良效果,旨在为探索潜育化稻田的轻简化改良方法提供理论依据。【方法】田间试验于2012 2013年在鄱阳湖区潜育化双季稻田进行,试验设单施化肥(T1)、化肥+硅钙肥(T2)、化肥+过氧化钙(T3)和化肥+硅钙肥+过氧化钙(T4)4个处理。通过2年4季的田间试验研究了过氧化钙和硅钙肥单施或配施对鄱阳湖区潜育化稻田水稻产量、土壤还原物质总量及土壤物理化学性质的影响,分析了过氧化钙和硅钙肥改良潜育化稻田土壤的效果和应用前景。【结果】过氧化钙和硅钙肥单施或配施均可以提高潜育化稻田的水稻产量,二者配施每季可以提高水稻产量1.06 t/hm22.06 t/hm2,并可促进磷、钾养分向籽粒转移。施硅钙肥对土壤还原物质总量没有明显影响,而施过氧化钙可以显著降低土壤还原物质总量,二者配施可以减少耕层土壤还原物质总量1 cmol/kg以上。随着土层的加深,土壤还原物质总量呈增加的趋势。硅钙肥与过氧化钙配施可以明显提高小于10 mm的中小团聚体的含量。施硅钙肥或过氧化钙对土壤养分含量没有明显影响,但二者配施可以明显提高土壤有机碳、速效磷的含量,但对腐殖质碳、速效钾和全氮含量影响不明显。【结论】施用硅钙肥可以提高潜育化稻田的水稻产量,但对土壤还原物质总量没有明显影响。施用过氧化钙既可以提高水稻产量,又可以降低潜育化稻田的潜育化程度。而硅钙肥和过氧化钙配施不仅可以明显提高水稻产量、降低潜育化稻田的潜育化程度,还可以改善土壤养分供应状况和土壤结构。因此,施用过氧化钙和硅钙肥可以作为改良鄱阳湖区潜育化稻田土壤的一种参考方法。     

纳米硅肥对水稻离体叶片衰老的影响

以水稻离体叶片模拟叶片衰老过程,通过不同的硅处理方式,研究水稻衰老过程中硅对叶片体内丙二醛(MDA)含量以及过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,无论是在叶片离体前还是离体后进行硅处理,都能增加丙二醛(MDA)的含量,提高过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,施硅处理尤其对过氧化氢酶(CAT)活性的影响较为显著。因此,硅可通过参与植株体内代谢并调节抗氧化系统酶活性,来延缓水稻的衰老。     

不同氮效率水稻生育后期氮代谢酶活性的变化特征

以不同氮效率水稻基因型为供试材料,研究了两个供氮水平下水稻生育后期功能叶和茎秆的氮、可溶性蛋白浓度和氮转运量以及氮代谢关键酶的变化。结果表明:与对照相比,施氮处理能显著增加不同氮效率水稻功能叶和茎秆的氮、可溶性蛋白的浓度和氮转运量。在不同的施氮水平下,水稻从齐穗至成熟顶三叶的氮浓度降低了60%～67%;而茎秆氮在生育后期对籽粒氮的贡献取决于环境供氮水平,与对照相比施氮处理水稻从茎秆转运出的氮大幅提高,在不同的供氮水平下南光的叶片和茎秆氮转运量显著高于Elio。与对照相比,施氮处理增加齐穗期时硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性。随生育期的推进,四种氮代谢酶活性随之降低。南光的NR和GS酶活性显著高于Elio,但NR活性受水稻生育期和环境供氮水平的影响较大;南光的GOGAT和GDH的活性显著低于Elio。相关分析表明,NR和GS活性与功能叶和茎秆的氮转运量呈显著正相关。这就意味着水稻生育后期功能叶和茎秆的NR和GS活性高,尤其是GS活性高是筛选水稻氮高效的重要指标。     

秸秆全量还田与氮肥用量对水稻产量、 氮肥利用率及氮素损失的影响

【目的】在我国水稻生产中探讨秸秆全量还田与氮肥配施的理论与技术,阐明秸秆还田对水稻产量、 氮素利用率及氮素损失的影响,对于提高水稻产量和氮素利用效率、 减少氮污染具有重要意义。【方法】2009~2011年,以水稻南粳46为材料,在江苏常熟农业生态实验站进行原状土柱模拟试验。试验采用裂区设计,主区为秸秆全量还田(S)和无秸秆还田(S0); 副区为氮肥用量(N),设置N 120、 180、 240和300 kg/hm2 4个氮水平,以不施氮肥(N0)为对照。分析了水稻基肥期、 分蘖期、 穗肥期的氨挥发量和土壤80 cm处渗漏水全氮含量,土壤0—15 cm全氮含量,水稻产量,以及水稻籽粒和秸秆氮含量,计算水稻生育期氮肥的氨挥发损失率、 淋溶损失率、 土壤残留率以及水稻的氮肥利用效率。【结果】水稻产量随氮肥适宜用量增加而增加,与单施氮肥相比,秸秆还田下水稻平均增产6.3%,其中N 240 kg/hm2 处理产量最高; 水稻的氮肥利用率随施氮量的增加呈下降趋势,秸秆还田能够提高水稻的氮肥利用率,氮肥农学效率和氮肥表观利用率较单施氮肥分别提高1.4~3.4 kg/kg和1.8%~4.2%; 水稻田氨挥发损失量、 氮肥淋溶损失量和土壤残留氮量均随施氮量的增加而增加,在N 240 kg/hm2水平下,秸秆还田氨挥发损失量增加18.2%、 土壤残留氮量增加10.1 kg/hm2,减少氮素淋溶损失量30.9%,氮肥总损失率降低6.0%。【结论】在秸秆全量还田下,配施适量的氮肥,可以提高水稻对氮肥的利用率,增加产量,同时减少氮肥损失。本试验中,以麦秸全量还田配施N 240 kg/hm2为最优组合。     

籼、粳超级稻氮素吸收利用与转运差异研究

【目的】目前我国选育和认定的超级稻品种很多,但如何发挥其高产潜力至关重要。氮素是影响水稻生长发育、 产量和品质形成的最活跃因素之一,因此,深入分析籼、 粳超级稻氮素吸收、 利用与转运特征及其与产量形成的关系,从氮素营养层面上阐明超级粳稻高产形成机理,以期为超级稻品种的合理利用以及增产潜力的挖掘提供参考。【方法】2011~2012年在江苏苏中地区,以主体且具有代表性的5个超级杂交籼稻组合和5个常规粳型超级稻品种为试验材料,对稻-麦两熟制条件下籼、 粳超级稻主要生育期植株含氮率和氮素积累量、 氮素阶段吸收速率和阶段吸收量、 氮素利用效率,以及抽穗至成熟期叶、 茎、 鞘氮素转运量、 表观转运率和转运贡献率等进行了系统的比较研究。【结果】1）粳稻平均实收产量、 氮素吸收总量和百公斤籽粒吸氮量分别达10.89 t/hm2、 224.50 kg/hm2和2.79 kg,分别较籼稻高13.21%、 32.74%和17.45%,差异极显著。2）移栽有效分蘖临界叶龄期、 拔节抽穗期和抽穗成熟期, 粳稻氮素积累量显著或极显著高于籼稻,而有效分蘖临界叶龄期拔节期粳稻极显著低于籼稻。氮素阶段吸收速率表现的趋势与氮素阶段吸收量一致。3）抽穗期和成熟期粳稻植株各器官以及整个生育期整株的含氮率均显著或极显著高于籼稻。4）粳稻氮素吸收利用率和农学利用率略高于籼稻,但氮素生理利用率、 籽粒生产效率、 干物质生产效率和氮肥偏生产力,除氮素生理利用率外,均显著或极显著低于籼稻。5）成熟期,粳稻叶、 茎、 鞘含氮量所占比例均极显著地高于籼稻,但穗中含氮量所占比例极显著低于籼稻,因此,籼稻氮素收获指数极显著高于粳稻。6）抽穗成熟期,粳稻叶、 茎、 鞘氮素转运量、 表观转运率和转运贡献率均小于籼稻,除鞘的氮素转运贡献率外其他指标均达显著或极显著水平。7）籼稻籽粒氮主要依靠抽穗前源器官中贮积的氮素的输出与转运,粳稻主要依靠生育中后期(拔节成熟期)氮素的高速吸收。【结论】在稳定生育前期(移栽拔节期)氮素吸收的基础上,大幅提高生育中期和后期(拔节成熟期)氮素吸收速率和氮素积累量,是稳定形成较高的氮素吸收总量及粳稻高产形成的关键。     

氮素及栽培密度影响水稻分蘖动态的机制

【目的】 研究氮水平及栽培密度对水稻分蘖动态的影响,进而通过适宜的施肥与栽培相结合的生产技术来调控水稻高产群体的建成,以期为减少水稻生产上的氮肥用量、降低农业生产中因氮肥过量施用对环境造成的负面影响提供可靠的理论依据。 【方法】 以适宜在江苏省沿江及苏南地区种植的早熟晚粳稻‘镇稻11号’为供试材料,采用田间试验与室内营养液培养试验相结合的方法。田间试验主处理设置N 0、90、180、270、360 kg/hm2 5个水平 (N0、N90、N180、N270、N360);副处理设置高栽培密度 32.5×104 hill/hm2 (HD) 和低密度 25.5×104 hill/hm2 (LD) 两个水平。室内营养液培养试验主处理设置N 5、40、80 mg/kg 3个水平,副处理设置每箱12、24 株两个移栽密度。连续记录水稻分蘖期定植植株分蘖数,测定植株地上部和根系相应指标,分析氮水平、栽培密度对干物质生产能力、干物质向叶片茎鞘的分配特征、茎鞘碳氮浓度、群体净光截获率、根系形态特征等生理生态参数的影响,并计算了两者的交互作用。 【结果】 相同氮水平时,与LD相比,HD条件下水稻提早达到单位面积最大有效分蘖数,且HD条件下N180时,单位面积的有效分蘖数达到最大,约290个/m2。在分蘖中期,各处理水稻的分蘖特征已表现出显著差异,本阶段植株的生长特性将持续影响其下一阶段的分蘖能力,最终导致群体的差异。因而本文着重以水稻分蘖中期的生长特征为例进行分析。结果表明,水稻分蘖速率或分蘖数与叶、鞘相对生长速率,干物质向叶片的分配比例,鞘氮浓度,群体净光截获率,不定根数目、根系表面积、根系体积均呈显著正相关关系;与鞘碳氮比呈显著负相关关系;与鞘碳浓度、根系总长、根尖数之间的相关关系不显著。 【结论】 氮水平及栽培密度通过调控水稻干物质生产能力、干物质分配比例、植株养分浓度、地上部群体对光能的利用及根系的生长发育,进而影响水稻的分蘖能力。本试验条件下,相同氮水平时,LD (25.5×104 hill/hm2) 的水稻个体生长优于HD (32.5×104 hill/hm2) 的;但对于群体而言,高栽培密度更利于高产水稻群体的建立,其对应需氮水平约为180 kg/hm2,低于低栽培密度条件下的需氮水平。      

秸秆还田条件下氮磷钾用量对软米粳稻产量和品质的影响

【目的】 秸秆全量还田和毯苗机插技术在水稻种植中被越来越多地采用。本文研究了不同氮 (N)、磷 (P)、钾 (K) 肥用量对软米粳稻产量和稻米品质的影响,提出适应该条件和特定水稻品种的施肥技术。 【方法】 2014—2015年,以软米粳稻南粳9108为材料,在江苏省兴化市钓鱼镇进行大田试验,在秸秆全量还田条件下,采取毯苗机插栽培方式,设置氮、磷、钾肥3种类型肥料,各类型肥料设置0、1、1.5、2、2.5、3等6个用量水平,其中2水平为肥料常规用量,氮、磷、钾肥常规用量分别为270 kg/hm2、108 kg/hm2、216 kg/hm2。分析了不同肥料用量下软米粳稻的产量、稻米品质和淀粉RVA谱值。 【结果】 软米粳稻产量和稻米品质对不同肥料的响应程度表现为氮肥 > 钾肥 > 磷肥。在供试氮肥水平范围内,粳稻产量以N2水平最高;糙米率、精米率、整精米率和蛋白质含量则随施氮水平的增加而增加,直链淀粉含量降低,胶稠度变短,RVA谱特征值中峰值黏度和崩解值降低,热浆黏度和消减值增大,且高氮 (N3) 与低氮 (N1) 处理间差异显著。在供试磷肥水平范围内,粳稻产量以P2水平较高;增施磷肥能提高稻米加工品质,而蛋白质含量、直链淀粉含量及胶稠度对磷肥用量的响应无明显变化规律,淀粉RVA谱特征值有变劣趋势。在供试钾肥水平范围内,随着钾水平提高,机插软米粳稻产量、糙米率、精米率、整精米率先增加后减少,产量以K2水平最高,加工品质以K2.5水平最高,蛋白质含量有增加趋势,直链淀粉含量下降,峰值黏度和崩解值呈先增后减,消减值呈先减后增。 【结论】 在秸秆全量还田和毯苗机插栽培条件下,软米粳稻增施氮肥、磷肥和钾肥利于提高稻米加工品质,而减少氮肥、稳施磷肥、增加钾肥利于改善稻米蒸煮食味品质。综合考虑,在秸秆全量还田条件下机插软米粳稻肥料用量以N 270 kg/hm2、P 108 kg/hm2、K 216 kg/hm2水平能较好地协调高产与优质的关系。      

东南烟稻轮作区烤烟临界氮浓度稀释曲线的建立与验证

  【目的】  建立东南烟稻轮作区烤烟临界氮稀释曲线,探讨氮素营养指数用于诊断和评价烤烟氮营养状况的可能性,为实现烤烟合理施用氮肥提供理论依据。  【方法】  两年两地共3个田间氮肥用量试验,每个试验共设6个氮水平 (N 0、45、90、135、180 和300 kg/hm2),分析不同施氮量对移栽后不同天数烤烟地上部和叶片干物质积累量的影响。利用不同时期植株氮浓度和干物质积累量,建立地上部和叶片的临界氮浓度稀释曲线方程和干物质积累方程。结合基于无人机可见光谱平台的烤烟氮浓度无损测定方法,计算氮营养指数,判断烤烟氮营养丰缺情况。  【结果】  施用氮肥明显增加了烤烟地上部和叶片干物质积累量,不同氮肥处理间差异明显,烤烟地上部和叶片氮浓度随烤烟生长进程而降低;东南烟稻轮作区烤烟地上部及叶片的临界氮素浓度和干物质积累量符合幂指数的关系;模型进行独立验证时,氮限制组的数据均在临界氮素稀释曲线以下,而不受氮限制组的数据均在临界氮素稀释曲线附近。模型拟合的临界氮浓度和植株实际临界氮浓度呈线性相关,地上部和叶片的RMSE值分别为0.55和0.44,标准化均方根误差n-RMSE分别为25%和17%,模型具有较好的稳定性;烤烟氮素营养状况的判定可以通过应用临界氮浓度稀释曲线计算氮营养指数(NNI)实现。随着施氮水平的提高,叶片氮营养指数逐步升高,在氮施用量达到135 kg/hm2,叶片氮营养指数可在1以上,处于氮盈余状态。  【结论】  东南烟稻轮作区烤烟叶片临界氮素稀释曲线模型(N_c = 3.2339 × DM_leaves–0.475)和叶片氮营养指数能够诊断评价该区域烤烟氮营养状况,从而为优化烤烟的氮素管理提供指导。     

优化施肥促进寒地粳稻可溶性糖积累转运、气候资源利用及产量形成

  【目的】  研究氮、磷、钾肥不同配比对寒地粳稻功能叶片、茎鞘及籽粒可溶性糖积累和转运的影响,揭示其与气候资源利用和产量的关系。  【方法】  大田试验采用“3414”施肥方案,供试寒地粳稻品种为东农427。在水稻分蘖至成熟的5个主要生育期,取样测定了功能叶片、茎鞘和籽粒中的可溶性糖含量,计算功能叶片、茎鞘和籽粒可溶性糖积累转运量,以及水稻对气候资源的利用效率。  【结果】  氮、磷、钾肥配施显著影响寒地粳稻产量,以N2P2K2处理最高。与N0P0K0处理相比,各施肥处理地上部各器官可溶性糖积累量和运转量均显著升高。花前功能叶片可溶性糖最高积累量出现在N3P2K2处理,花后出现在N2P2K2处理。茎鞘和籽粒可溶性糖积累量在各生育时期均以N2P2K2处理最高。功能叶片和茎鞘花后可溶性糖转运量均以N2P2K2处理最高。N2P2K2、N3P2K2处理生育期最长。各施肥处理光合有效辐射量 (PAR)、辐射利用率 (RUE) 和积温生产效率 (TPE) 均高于N0P0K0处理,以N2P2K2处理最高。由相关分析可知,各生育时期各器官可溶性糖积累量与PAR、RUE和TPE呈极显著正相关。分蘖期和孕穗期功能叶片可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘。齐穗期、灌浆期和成熟期茎鞘可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。成熟期籽粒可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于齐穗期和灌浆期。花后茎鞘可溶性糖转运量对PAR、RUE和TPE影响大于功能叶片。  【结论】  寒地粳稻各生育时期各器官可溶性糖积累量与光合有效辐射量 (PAR)、辐射利用率 (RUE) 和积温生产效率 (TPE)呈极显著正相关。其中,花前功能叶片可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘,花后茎鞘可溶性糖积累量和转运量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。充足的氮磷钾肥供应促进了水稻群体对光、温资源的捕获,提高了光、温资源利用率。而且,合理的养分供给还延长了生育后期的天数和功能叶片、茎鞘可溶性糖向籽粒转运的时间,进而提高产量。在本试验中,氮磷钾配比为150–120–80 kg/hm2(N2P2K2) 时,寒地粳稻产量和花后功能叶片、茎鞘可溶性糖运转量均最高,并且通过延长灌浆期到成熟期的天数进而延长整个生育期,进一步提高了光、温资源的利用效率。     

基于临界氮浓度的水稻氮素营养诊断研究

【目的】 依据水稻品种的氮素营养特征计算其氮营养指数 (NNI) 和氮素亏缺 (N_and) 值,可实现作物氮素状况的精确定量调控。本研究比较了杂交稻和常规稻在不同氮水平下的NNI和N_and值,为该诊断方法的精准使用提供依据。 【方法】 本研究选用超级杂交稻 (Y两优一号、超优千号) 和常规稻 (粤农丝苗、金农丝苗) 为对象进行田间试验。设施氮水平0、40、80、120、160、200、240 kg/hm2(分别以N0、N40、N80、N120、N160、N200、N240表示),分析测定了水稻移栽后15、30、45、60、75天和成熟期地上部干物质量及其氮浓度,构建临界氮浓度变化曲线,利用该曲线计算了不同品种在不同时期的临界氮浓度、氮营养指数和氮亏缺值。 【结果】 杂交稻地上部干物重在N0、N40、N80、N120、N160处理间差异显著,N200、N240处理间差异不显著,但显著高于其他处理;常规稻地上部干物质重在N0、N40、N80、N120处理间差异显著,N160、N200、N240处理间差异不显著,但显著高于N0、N40、N80、N120处理。水稻植株氮浓度均随着施氮水平的提高而增加,但随生育期的延长和地上部干物重的增加,水稻植株氮浓度均呈下降趋势。根据地上部干物质重与其氮浓度变化关系构建水稻临界氮浓度 (Nc) 变化曲线,杂交稻为N_c=3.36DM–0.31(R2=0.91),常规稻为N_c=2.96DM–0.25(R2=0.86)。基于临界氮浓度曲线,计算不同水稻品种的NNI和N_and,其中杂交稻和常规稻NNI变化范围分别为0.73～1.05和0.78～1.11,N_and变化范围分别为–9.8～117.8 kg/hm2和–25.4～90.3 kg/hm2。 【结论】 常规稻品种临界氮浓度高于相同生育期的杂交稻品种,但杂交稻的干物质量生产能力大于常规稻。在本试验条件下,依据N_and计算结果,杂交稻临界氮浓度下的氮素积累量大于常规稻,其中杂交稻和常规稻适宜施氮量分别为200 kg/hm2左右和160～200 kg/hm2。      

紫云英与水稻秸秆联合还田下双季稻田土壤氮磷平衡状况及化肥减施策略

  【目的】  稻草还田和冬种绿肥是维持稻田地力和化肥替代的重要方式。通过分析“紫云英–早稻–晚稻”模式各作物季和轮作周年农田土壤养分的平衡,为科学减施化肥提供依据。  【方法】  微区定位试验在湖南酸性红黄泥和碱性紫潮泥稻田进行了2年。两土壤试验处理一致,包括稻田冬闲 (FRR)、冬种紫云英 (MvRR) 及紫云英与水稻秸秆联合还田 (MvRR+ St) 3个处理。调查分析了土壤氮磷养分含量,紫云英和双季稻的生物量、氮磷含量及积累量,计算了稻田土壤的表观氮、磷平衡。  【结果】  两种典型稻田土壤上,紫云英生物量和氮、磷养分含量及积累量均表现为MvRR+St大于MvRR (P > 0.05)。与MvRR相比,MvRR+St未显著影响早、晚稻产量及水稻植株氮、磷积累量,但显著提高了稻田土壤速效磷含量,红黄泥和紫潮泥土壤速效磷含量较MvRR处理分别提高了29.7%和20.9% (P < 0.05)。在本研究氮、磷投入水平下,MvRR+St处理轮作周年和早稻季土壤氮、磷均盈余,晚稻季土壤氮亏缺、磷略有盈余且轮作周年和早稻季的紫潮泥盈余量均大于红黄泥。轮作周年氮、磷总盈余量在红黄泥田分别为43.32、31.57 kg/hm2,在紫潮泥田分别为70.28、33.96 kg/hm2;早稻季在红黄泥分别为88.06、21.26 kg/hm2,在紫潮泥分别为134.04、27.95 kg/hm2;晚稻季红黄泥和紫潮泥土壤氮亏缺量分别为29.70、30.02 kg/hm2。【 【结论】 】 在本研究氮、磷投入水平下,紫云英与水稻秸秆联合还田在两种典型水稻土上均没有进一步提升水稻产量,但轮作周年土壤总氮、磷量为盈余,土壤磷素处于积累状态。土壤氮、磷盈余主要发生在早稻季,而晚稻季土壤氮亏缺、磷基本平衡。因此,紫云英与双季稻秸秆联合还田条件下,应减少早稻季化肥氮、磷投入量,适当提高晚稻氮肥投入量,最终实现双季稻周年氮磷总投入量的适当降低。