不同氮效率水稻品种增硝营养下根系生长的响应特征

试验采用两室分根盒和溶液培养方法,研究了在增硝营养下不同氮效率水稻品种根系生长的响应特征。结果表明,在本试验条件下,与全铵培养下的根系相比,氮高效水稻品种南光在铵硝混合培养下的根系干重和氮积累量显著增加,增幅达33%和41%;同时其根系表面积、根系体积和侧根数增幅均达到显著水平,但根系长度却无明显增加。氮低效水稻品种Elio在铵硝混合培养下的根系生长差异均不显著。这表明氮高效水稻品种南光的根系生长对增硝营养的响应度强,进而促进了根系对氮素的吸收利用。从本试验的结果可推论,水稻对增硝营养的强响应度可能是水稻氮素高效吸收利用的生理机制之一。     

玉米氮高效品种的生物学特征

提高氮肥利用率依赖于氮肥优化管理及作物氮素营养效率的遗传改良。本文分析了作物氮高效的定义,并以玉米为例,分析了氮高效的生物学机制,提出了玉米氮高效品种的生物学特征。本文认为,玉米氮高效品种的生物学特征为:(1)在开花前,维持稳定的氮吸收,并将所吸收的氮素高效利用于穗的发育,提高小花结实率,为产量形成过程中的碳、氮积累提供较大的库;根系生长发育能力强,能建成较大的根系,以满足籽粒生长期氮素吸收的要求;有较强的叶片扩展能力,保持较大的叶面积。(2)在开花后,充分利用前期建成的根系,高效吸收土壤中的矿化氮,用于籽粒生长所需,从而减少叶片中氮素的输出,减缓叶片衰老(保绿性强),维持叶片较高的光合效率,为籽粒灌浆提供碳化合物。因此,在氮高效育种中,应注重穗部性状(大穗,结实能力强)、根系性状(发达的根系,功能期长)与叶片性状(保绿性好)的结合。     

不同花生品种氮素利用特征相关指标研究

为探讨不同花生品种氮素利用特点,采用¹⁵N示踪技术研究了19个花生品种氮素积累与若干指标的差异性及其与产量的关系。结果表明,不同品种在氮素含量与积累量、氮素荚果生产效率、氮素生物效率、氮肥利用率及氮肥偏生产力等指标均存在显著差异,品种间变异系数为6.2%~32.0%。花生不同器官氮积累量与其干物质积累量均呈极显著正相关,相关系数为0.801 1~0.920 8,而与氮含量相关性不明显;收获指数高有利于氮素荚果生产效率的提高,而增加营养体和总生物产量有利于提升氮素生物效率;总生物产量及其向生殖体的分配比例对氮肥利用率和氮肥偏生产力有很大影响;土壤氮和根瘤固氮是花生主要氮源,供氮比例平均值分别为46.4%和40.7%,生产上应注意充分挖掘其供氮潜力。综上可知,高产花生植株需要有足够的总生物产量和氮积累,并能够将其较多地分配到生殖体;选育产量和氮素或氮肥效率同时高的品种是可能的。本研究结果为花生氮高效品种筛选、培育及节氮栽培提供了理论依据。     

水稻生育后期地上部氨挥发与氮素利用效率的研究

为探讨水稻氮素利用率与地上部氨挥发量之间的关系，采用温室盆栽土培方法，在密闭生长箱中测定不同水稻品种间和不同施氮水平下，水稻生育后期地上部氨挥发损失，计算不同水稻品种间氮肥利用率和不同施氮水平下水稻氮肥利用率。结果表明，不同水稻品种间，氨挥发量与地上部氮积累量、子粒氮积累量和氮素收获指数等指标均存在负相关；其中与地上部氮素积累量呈极显著负相关，相关系数达-0.9913，地上部氮积累量越高，地上部氨挥发量越低。在不同施氮水平下，地上部氨挥发量与氮肥施用量呈显著正相关，而氮素稻谷生产效率和氮肥农学利用率均与水稻地上部氨挥发量存在显著负相关。结果可为筛选低氨挥发量的水稻品种提供借鉴。     

施肥方式对不同小麦品种生长和氮肥利用率的影响

采用盆栽试验,研究了不同的氮肥施肥方式对不同小麦品种苗期生物量、氮素吸收、氮肥利用率和土壤氮转化的影响.结果表明,不同小麦品种氮素吸收不同,不施氮时,小麦生物量、植株氮积累量均表现为氮高效品种＞氮低效品种.施肥方式影响小麦氮素吸收,对于不同小麦品种,均表现为侧深施较混施有利于氮素向小麦转移,且侧深施肥具有氮肥利用率高、氮素损失少、土壤残留多等特点,不失为小麦的一种良好的施肥方法.     

不同氮效率的玉米自交系氮素生产效率分析

试验研究了不同氮水平下27个玉米自交系的氮素生产效率。结果表明,高氮和低氮水平下,高产氮高效型玉米吐丝期干物质积累量高于低产氮低效型,吐丝期氮素干物质生产效率最高。施氮后,氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均下降。高氮条件下,氮素子粒生产效率与成熟期氮素干物质生产效率达到极显著正相关;低氮条件下,氮素子粒生产效率与吐丝期、灌浆期、成熟期氮素干物质生产效率呈显著相关性。高氮和低氮条件下,高产氮高效型生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型,氮积累量的差异主要在于吐丝后氮积累,高产氮高效型生育后期根系具有强吸收能力,子粒氮素利用效率高;施氮后,后期氮吸收能力进一步增强。     

不同基因型水稻苗期氮营养特性差异及综合评价

氮肥过量施用,不仅造成氮肥大量流失,还增加了农业生产成本,对生态环境带来了巨大的威胁。筛选氮高效基因型水稻品种是提高氮素利用效率、降低环境污染的有效途径。本文利用营养液培养方法,研究了55个水稻品种(系)在相同供氮水平(40 mg·L~(-1))、不同供氮形态(NH_4~+-N和NO_3~–-N)条件下苗期吸收与积累氮素的差异。并采用隶属函数法将评价指标进行标准化,基于氮效率综合值,运用分层聚类热图分析,进行55个水稻品种氮效率类型的划分,为氮高效水稻品种的筛选提供依据。在NH_4~+-N和NO_3~–-N培养下,不同水稻品种的整株生物量、茎叶生物量、根系生物量、根系氮含量、茎叶氮累积量差异性显著,变异系数分别在0.69~0.80和0.57~0.74之间。通过因子分析发现,在NH_4~+-N和NO_3~–-N培养条件下的主成分情况相同,第1主成分由整株生物量、茎叶生物量、根系生物量、整株氮累积量、茎叶氮累积量、根系氮累积量决定,主要为反映植株的生物量及氮素累积量指标;第2主成分由不同器官的氮含量决定。综合水稻苗期氮素吸收累积变异特征及因子分析,将整株生物量、茎叶生物量、根系生物量、茎叶氮累积量作为水稻苗期氮高效综合评价指标。根据隶属函数法计算出的氮效率综合值和采用欧氏距离平方拟合的分层聚类热图,55个供试水稻品种可分为氮高效型、氮中效型、氮低效型3大类,分别占供试品种总数的10.91%、27.27%、61.82%。在NH_4~+-N和NO_3~–-N供应条件下,初步确定‘广两优3905’、‘甬优9号’、‘中籼2503’、‘Ⅱ优602’、‘两优766’和‘深两优1813’为氮高效型品种。     

杂交稻高产高效施氮研究进展与展望

【目的】在杂交稻育种工作不断取得突破的同时，杂交稻高产高效栽培技术也得到不断创新发展，确保了杂交稻品种高产潜力的发挥。本文总结了杂交稻氮素吸收利用特点和高产高效施氮技术的研究进展，以便在新形势下为杂交稻的生产提供技术支撑。主要进展杂交稻每生产100 kg籽粒约需氮1.4～2.0 kg，总体上低于常规稻，但因其生物量大、产量潜力高，单位种植面积的需氮量仍然高于常规稻。杂交稻的氮肥利用率高于常规稻，在精确定量施氮等栽培技术配合下高产品种的氮素当季利用率已达到40%～45%。与早期三系杂交稻品种相比，两系和超级杂交稻品种进一步提高了生物量和氮素吸收能力，稳定了氮素利用率，为高产奠定了营养基础。与常规稻相比，杂交稻叶片叶绿素含量高，颜色深绿，基于叶色与氮代谢的相关性，建立了叶绿素计法、光谱监测法和叶色差法等氮素营养诊断方法。为提高杂交稻产量和氮素利用效率，开发应用了缓控释肥、聚天门冬氨酸尿素等增效肥和添加硝化抑制剂等的新型高效肥料，建立了以“实时实地氮肥管理理论”和“氮肥后移”为核心的不同生育时期氮肥运筹比例和施肥方法，其中精确定量施氮、“三定”栽培施氮、规律性适期施氮等氮肥管理技术更能适应大面积生产需要，也开发了氮肥与其他肥料的配施技术。展望在强化以提高氮肥利用率为核心的减施增效管理技术研究和氮肥施用的机械化技术开发的同时，加强氮高效杂交稻品种的“因种施氮”和新型肥料的“因肥施技”研究，是杂交稻高产高效施氮技术的发展方向。     

干湿交替灌溉与氮肥形态耦合对水稻光合特性及氮素利用的影响

  【目的】  探讨干湿交替灌溉与氮肥形态对水稻光合特性及氮肥利用的影响。  【方法】  以徐稻3号为材料，在防雨棚内按处理数量构建9 m × 1.5 m × 0.4 m水泥池，用于2因素3水平完全区组试验。因素1为灌溉方式:浅水层灌溉 (0 kPa，CK)、轻度干湿交替灌溉 (?20 kPa)、重度干湿交替灌溉 (?40 kPa)。因素2为氮素形态:100%NH₄+-N (NH)、50%NH₄+-N+50%NO₃–-N (1/2NH+1/2NN)、100%NO₃–-N (NN)。在水稻分蘖盛期、幼穗分化始期、抽穗期和成熟期取植株样品，测定水稻根系氮代谢酶活性、叶片光合荧光特性及植株各部位氮素含量。  【结果】  在相同氮肥形态下，轻度干湿交替灌溉根系硝酸还原酶 (NR)、谷氨酰胺合成酶 (GS)、谷氨酸合成酶 (GOGAT)、谷氨酸脱氢酶 (GDH) 活性与浅水对照相比分别增加6.4%～80.4%、8.1%～85.9%、5.1%～61.8%与13.4%～94.0%；叶片光合速率及最大光化学效率得到提升；水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率明显提高，重度干湿交替灌溉则抑制根系NR、GS、GOGAT及GDH活性，降低叶片光合速率及最大光化学效率，最终导致水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率显著降低 (P < 0.05)。在浅水对照下，NH处理可改善根系氮代谢酶活性，提高叶片光合速率及最大光化学效率，有利于水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率的提升。干湿交替灌溉下，铵硝混合处理提高了根系氮代谢酶活性，增加了叶片光合速率及最大光化学效率，提高了水稻产量、光合氮素利用率及氮肥农学效率。相关分析表明，根系GS、GOGAT及GDH活性及叶片光合速率、最大光化学效率与氮素农学效率呈显著 (P < 0.05) 或极显著 (P < 0.01) 的正相关关系，而非光化学猝灭系数则与氮肥吸收利用率呈显著的负相关关系 (P < 0.05)。  【结论】  水稻生长期一直保持浅水层时，供应100%铵态氮可以充分发挥水肥的耦合效应，促进根系氮代谢酶活性，提高叶片的光合速率及最大光化学效率，有利于水稻的高产及氮高效利用。轻度干湿交替灌溉则以施用50%铵态氮和50%硝态氮混合氮肥最佳。     

不同施氮水平对南方甜玉米氮素吸收利用的影响

【目的】探明南方鲜食玉米区高产条件下施氮量对甜玉米产量、氮素利用及其转运规律的影响。【方法】于2015年和2016年，选用国审甜玉米品种粤甜16为供试材料，设置N (0、100、150、200、250、300、450 kg/hm2) 7个施氮量处理进行连续2年的大田试验。在拔节期 (8片展开叶)、大喇叭口期 (12片展开叶)、雄穗开花期和乳熟收获期测定甜玉米植株及各器官干重、氮养分含量，研究分次施肥条件下，不同施氮量对甜玉米乳熟收获期植株体内的氮养分吸收积累与分配比例、氮收获指数和效率，以及对不同生育时期植株、叶片、茎鞘氮素积累的影响。【结果】在2个生长季，施氮量均显著影响甜玉米鲜穗产量、植株总氮素积累量、氮素收获指数、氮肥农学效率、氮肥利用率和氮肥偏生产力。随着施氮量 (0～450 kg/hm2) 的增加，鲜穗产量、植株氮素总积累量呈现先增加后保持上下小幅波动的趋势；氮肥农学效率先增加后下降；氮肥利用率、氮肥偏生产力持续下降。在施氮量为N 250 kg/hm2时，粤甜16的鲜穗产量、植株氮素总积累量达到或接近最高，两年平均值分别为17544 kg/hm2和145.6 kg/hm2；而氮肥农学效率达到最高值，两年平均值为48.4 kg/kg；氮素利用率和偏生产力两年平均值分别为28.5%、70.2 kg/kg，处于中间水平；鲜穗产量、植株氮素总积累量和氮肥农学效率均达到最大。施N 250 kg/hm2提高了茎鞘、叶片的氮素转运量和花后氮素同化量，氮素茎鞘转运、叶片转运和氮素花后同化对鲜穗的贡献率两年平均值分别为48.8%、10.2%、41.0%。甜玉米整株氮素积累随生育进程持续增加，乳熟期最高，日均最高积累速率在8展叶至12展叶期；叶片和茎鞘的氮素积累进程呈单峰曲线，在雄穗开花期达到峰值，日均最快积累速率分别在8展叶至12展叶、12展叶至雄穗开花期。施氮能提高各器官在各生育时期的氮素积累量和积累速率，但不改变氮素积累变化趋势。【结论】在本试验条件下，采用多次施肥，施N 250 kg/hm2可提高氮肥农学效率，有效调控开花前氮素转运及花后吸收同化，促进鲜穗氮素积累，实现甜玉米高产高效。     

改进施氮运筹对水稻产量和氮素吸收利用的影响

【目的】秸秆还田不仅可改良土壤和增加土壤有机质,还能提高作物产量和品质。但秸秆还田后,土壤有机酸积累和微生物固氮,抑制水稻前期生长。在长江流域稻麦两熟地区,当地农户往往通过增加施氮量来解决秸秆还田的负效应,造成肥料浪费和氮污染。因此,探索研究秸秆还田条件下水稻优化的氮肥运筹措施,阐明水稻产量形成和氮素吸收与利用对氮素响应特征,对于提高水稻产量和氮素利用效率具有重要意义。【方法】2012 2013年,以超级粳稻武运粳24号和宁粳3号为材料,在江苏省兴化市进行大田试验,在秸秆全量还田条件下,设置常规施氮300 kg/hm2(N1)、增加施氮量345 kg/hm2(N2)和常规施氮运筹(CFP,基肥∶分蘖肥∶穗肥=3∶3∶4)、改进施氮运筹(MFP,基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶3∶3),以无氮处理为对照,研究施氮量和氮肥运筹措施对水稻产量及其产量构成、干物质积累、氮素积累、氮素吸收速率和氮肥利用效率的影响。【结果】随着氮肥水平提高,水稻穗数显著增加,每穗粒数、结实率和千粒重下降,最终增产不显著。与常规施氮运筹比较,改进氮肥运筹显著增加穗数,显著提高群体颖花量并增产,在N1水平下,改进施氮运筹增产幅度为5.18%7.10%,高于N2水平的2.70%4.29%。随着施氮量增加,水稻分蘖中期、拔节期、移栽期至分蘖中期、分蘖中期至拔节期干物质积累量、氮素积累量显著增加,最终成熟期干物质积累量和氮素积累量有所增加,但差异不显著,而氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率和氮偏肥生产力显著下降。与常规氮运筹处理相比,改进氮运筹显著增加水稻移栽期至分蘖中期干物质积累量、氮素积累量和氮素吸收速率,增加成熟期干物质积累量和氮素积累量,提高氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率和氮偏肥生产力,在N1水平下成熟期干物质积累量和氮素积累量分别增加6.52%和5.55%,氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率和氮偏肥生产力分别提高13.36%、8.55%、4.44%和5.29%,差异均达显著水平。【结论】秸秆全量还田条件下,增加氮肥用量水稻增产不显著,且氮肥利用效率低。不增加氮肥用量,通过适当提高基肥比例(基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶3∶3),可实现提高水稻产量、干物质积累量、氮素积累量和氮肥利用效率。     

基蘖肥氮量与寒地水稻产量和氮效率的关系

在固定穗肥氮量(35 kg·hm~(-2))的条件下,研究基蘖肥氮量与寒地水稻产量和氮效率的关系。2011~2012年,设置基蘖肥氮量分别为30、65、85和115 kg·hm~(-2)的处理,并以不施氮为对照。测定了主要生育期水稻干物质、氮积累、产量和氮效率。结果表明:随着基蘖肥氮量的增加,水稻抽穗期前或拔节前的干物质积累量和氮积累量也相应增加,两者为显著的正相关;成熟期干物质积累量、氮积累与基蘖肥氮量呈显著的二次曲线关系,基蘖肥氮量太高反而不利于后期干物质和氮素积累;水稻产量和基蘖肥氮量呈二次曲线关系,收获指数亦随氮肥用量增加呈先增加后减小的趋势;氮素吸收效率、氮肥偏生产力和基蘖肥氮量呈显著负相关关系。2012年温度较高,因此产量和总氮积累均高于2011年。在试验的土壤条件下,平均基蘖肥氮量为64 kg·hm~(-2)较为适宜,基蘖肥用量增加虽没有造成减产,却使氮素大量损失,使氮效率降低,适宜的基蘖肥氮量是水稻高产和氮素高效利用的关键。     

微生物肥对水稻产量及氮肥利用的影响

以杂交稻中浙优1号和甬优9号为材料,研究微生物肥对水稻产量及氮肥利用的影响。结果表明,在相同施氮水平下,施用微生物肥后2个水稻品种分别增产41%和87%,其中主要增加了水稻有效穗,提高结实率和籽粒粒重;但分蘖成穗率有所下降;微生物肥能提高水稻叶片的光合速率,穗分化期和齐穗期的叶片光合速率均高于对照,也有利于增加齐穗期的物质生产量。研究表明微生物肥能提高氮素的农学利用率,实现减肥增产,且随着施氮量下降,氮素利用率呈升高趋势。     

不同减氮栽培模式对杂交籼稻氮素吸收利用及产量的影响

  【目的】  探索不同减氮栽培模式对水稻氮素吸收利用及产量的调控效应,为水稻减氮高产栽培提供理论依据。  【方法】  选用杂交籼稻品种‘成优981’和‘宜香优2115’为试验材料,以常规高产栽培为对照(湿润灌溉、种植密度20.0×104/hm2、施氮量187.5 kg/hm2,T0),设3种减氮栽培处理:单一减氮(湿润灌溉、种植密度20.0×104/hm2、减氮10%,T1),增密减氮(湿润灌溉、种植密度24.0×104/hm2、减氮10%,T2),控水增密减氮(轻干湿交替灌溉、种植密度24.0×104/hm2、减氮10%,T3)。研究不同减氮栽培模式对水稻根系生长、氮素吸收利用及产量的影响。  【结果】  1)与常规高产栽培(T0)相比,单一减氮栽培(T1)水稻根干重、根系α-NA氧化量、根系伤流强度有显著降低;增密减氮栽培(T2)水稻根干重与T0基本相当,但根系α-NA氧化量、根系伤流强度显著降低;控水增密减氮栽培(T3)在拔节期和抽穗期的水稻根系生长指标与T0差异较小,成熟期多显著高于T0。2)与T0相比,T1在拔节、抽穗、成熟期的氮素积累量多显著降低;T2和T3在拔节、抽穗期的氮素积累量与T0差异较小;抽穗至成熟阶段的氮素积累量、成熟期穗部氮素分配量均为T3>T0>T2>T1;氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力均表现为T3>T2>T1,且T3上述指标均较T0有所提高。3) 4种栽培模式的水稻产量表现为T3>T0>T2>T1。T1较T0产量降低6.37%,其中有效穗数和穗粒数均显著降低;T2主要降低了穗粒数和千粒重,因而产量也有所降低;T3较T0增产1.78%,主要提高了结实率和千粒重。  【结论】  单一减氮显著降低水稻根系生长量和氮素积累量,进而造成显著减产;增密减氮能有效提高水稻根系生长量和氮素积累量,减少产量损失;控水增密减氮栽培能显著提高水稻中后期根系生理活性和氮素积累量,并促进氮素由营养器官向穗部转运,提高氮肥利用率,实现减氮高产。     

双季连作晚稻免耕抛秧氮钾肥施用技术的研究

研究了不同氮钾施用量对免耕抛秧双季连作晚稻的产量效应。研究表明,增施氮肥可以促进分蘖的发生和叶面积的扩展,增加单位面积的有效穗数,但成穗率下降;增施钾肥可适当提高单位面积的有效穗数和成穗率;各施氮处理水稻根系活力和剑叶叶绿素含量均明显高于无氮处理;随着氮肥用量的增加,水稻干物质的积累量增加,而收获指数减少;等氮条件,增施钾肥对水稻干物质的积累基本没有影响,但提高了氮肥的吸收利用率;氮肥的吸收利用率开始随着施氮量的增加而提高,至中氮处理达最大值,氮肥的生理利用率和农学利用率均随施氮量的增加而降低;氮(N)、钾(K2O)肥用量分别为150 kg/hm2和160 kg/hm2时,免耕抛秧稻的效果最佳。     

氮肥用量对机插优质晚稻光合物质生产的影响

为探明优质晚稻物质生产、积累、分配与转运对氮肥的响应特征,以优质双季晚稻泰优398、黄华占、天优华占、美香新占4个品种为试验材料,于机插条件下设0(N0)、135(N1)、180(N2)、255 kg·hm^-2(N3)4个施氮水平,测定光合物质生产、积累、分配与转运等指标。结果表明,随着施氮量的增加,机插优质晚稻产量,拔节期叶面积指数、光合势、群体生长率,齐穗后叶面积衰减幅度,播种至拔节期及拔节期至齐穗期干物质积累量均提高;齐穗期与成熟期叶面积指数、齐穗期至成熟期的光合势、群体生长率、阶段干物质积累量先增加后减少,且均在N2水平下达到最大值,N2处理下4个品种上述各指标分别较N0增加了46.5%～115.7%、78.8%～200.0%、79.8%～143.9%、26.2%～79.1%、34.1%～98.5%。齐穗期、成熟期的单茎干物质量、各器官干物质量均表现为N2、N3>N1>N0,且多数指标在N2与N3处理间无显著差异,其中,N2处理齐穗、成熟期单茎干物质量分别较N0增加了5.8%～31.9%、6.8%～45.7%。齐穗后茎鞘输出量、输出率与转化率随...     

两个氮素利用率不同的水稻品种根系形态及生理特性的差异

The variation in nitrogen (N) uptake by rice has been widely studied but differences in rice root morphology that may contribute to this variation are not completely understood. Field and greenhouse experiments were carried out to study N accumulation, root dry weights, total root lengths, root surface areas, and root bleeding rates of two rice cultivars, Elio with low N-use efficiency and Nanguang with high N-use efficiency. Low (1 mmol N L^-1) and high (5 mmol N L^-1) N applications were established in the greenhouse experiment, and the N rates were 0, 120, and 240 kg ha^-1 in the field experiments at Jiangning and Jiangpu farms, Nanjing, China. The results showed that the N accumulation, root dry weight, total root length, and root surface area increased with an increase in N application. At the heading stage, N accumulation in the shoots and roots of Nanguang was greater than that of Elio in the field experiments and that of Elio at 5 mmol N L^-1 in the greenhouse experiment. After the heading stage, N accumulation was higher for Nanguang at both 1 and 5 mmol N L^-1 in the greenhouse experiment. The total root length and root surface area were significantly different between the two cultivars. Over the range of the fertilizer application rates, the root lengths of Nanguang at Jiangning Farm were 49%-61% greater at booting and 26%-39% greater at heading than those of Elio, and at Jiangpu Farm they were 22%-42% and 26%-38% greater, respectively. Nanguang had a greater root bleeding rate than Elio. It was concluded that the N-use efficiency of the two rice cultivars studied depended to a great extent on the root morphological parameters and root physiological characteristics at different growth stages.     

灌溉方式和氮肥运筹对免耕厢沟栽培杂交稻氮素利用及产量的影响

【目的】免耕厢沟是四川重点推广的水稻栽培模式。研究该模式下不同灌溉方式和氮肥运筹对水稻干物质累积、转运和氮素利用效率等的影响,可为免耕厢沟水稻栽培水肥管理提供依据。【方法】 以杂交中稻F优498为试验材料,采用两因素裂区设计,主区为传统水层灌溉(W1)和干湿交替灌溉(W2)两种灌溉方式,副区为氮肥运筹模式,在总施氮量为150 kg/hm2条件下,设置基肥 ∶蘖肥 ∶穗肥分别为6 ∶2 ∶2(N1)、 4 ∶2 ∶4(N2)、 2 ∶2 ∶6(N3)等3种氮肥运筹模式,以不施氮(N0)为对照,研究免耕厢沟模式下,杂交稻在齐穗期、成熟期各处理下干物质氮素积累、茎鞘的干物质转运、产量及其构成因子以及氮素利用效率。【结果】 灌溉方式和氮肥运筹对水稻主要生育期干物质量和氮吸收、转运及产量具显著影响及互作效应。干湿交替灌溉能扩“库”增“源”,保证足够的穗数,提高干物质积累量;淹水灌溉无效分蘖较多,群体质量变差,对干物质积累、氮素吸收、产量造成不利影响。适宜的前氮后移能为水稻整个生育期提供比较平衡的氮素供应,促进氮素的吸收、 提高氮素积累、协调氮素分配;N2模式下氮素表观利用率达69%以上,氮肥的农学利用效率、表观利用率比N1(6 ∶2 ∶2)和N3(2 ∶2 ∶6)分别高4.50%~36.85%、 8.09%~28.54%,增产7.47% ~15.76%。合理的水氮管理显著提高各生育期的氮素积累量,促进齐穗后叶和茎鞘氮素向穗的运转量。【结论】 干湿交替灌溉(W2)和氮肥运筹4 ∶2 ∶4(N2)为本试验条件下的最优水氮运筹模式,其充分发挥了水氮耦合优势,促进齐穗后“源”(茎鞘、叶)氮素向“库”(穗)的运转,有利于高产群体构建,有效提高氮素利用率,提高水稻每穗实粒数和结实率,增产效果显著。     

甬优系列籼粳杂交稻氮素积累与转运特征

【目的】 比较分析甬优系列籼粳杂交稻氮素吸收利用与转运特征，从氮素层面阐明甬优系列籼粳杂交稻高产形成特征。 【方法】 2013～2014 年，选用 7 个甬优系列籼粳杂交稻组合为试验材料，以 2 个常规粳稻品种和 2 个杂交籼稻品种为对照，比较研究甬优系列籼粳杂交稻主要生育时期植株含氮率、氮素积累量，不同生育阶段氮素积累量与吸收速率，抽穗期和成熟期各器官的含氮率和氮积累量所占比例，抽穗至成熟期各器官间的氮素转运，以及氮素利用效率等特征。 【结果】 甬优系列籼粳杂交稻抽穗期植株含氮率和氮积累量分别为 1.47%、202.67 kg/hm2，成熟期植株含氮率与氮积累量分别为 1.31%、257.23 kg/hm2，极显著大于对照类型。甬优系列籼粳杂交稻氮素最大阶段性积累量为 107.63 kg/hm2，所占比例为 41.84%，最大吸收速率为 2.73 kg/(hm2·d)，且均出现在拔节至抽穗阶段，杂交籼稻出现在移栽至拔节阶段。甬优系列籼粳杂交稻抽穗期茎鞘和叶的含氮率分别为 1.19% 和 2.34%，成熟期分别为 0.75% 和 1.58%，高于对照类型。甬优系列籼粳杂交稻抽穗期茎鞘和叶氮积累量所占比例分别为 43.92% 和 43.87%，成熟期分别为 16.44% 和 17.44%，极显著大于杂交籼稻。甬优系列籼粳杂交稻氮素转运量大，表观转运率和转运贡献率不高，抽穗后的氮素净积累量贡献率为 32.06%，显著大于对照类型。甬优系列籼粳杂交稻百公斤籽粒吸氮量为 2.29 kg，极显著大于杂交籼稻；氮肥偏生产力为 37.54 kg/kg，极显著大于常规粳稻；氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率和氮素收获指数偏低。 【结论】 甬优系列籼粳杂交稻总吸氮量大，在拔节期足量氮素积累的基础上，提高了拔节至抽穗期与抽穗至成熟期两个阶段的氮积累比例；抽穗至成熟期茎鞘和叶的氮素转运量大，但表观转运率与表观转运贡献率低，抽穗后氮素积累优势明显，氮素净积累量贡献率高，满足了灌浆期籽粒对氮素的需求。      

不同氮效率水稻生育后期氮素积累转运特征

以不同氮效率水稻基因型为供试材料,通过15N标记的氮肥盆栽试验精确定量不同氮效率的水稻齐穗后氮素积累和转运量。结果表明,无论在何种施氮水平下,氮高效水稻(南光和武运粳)的籽粒产量均显著高于氮低效水稻Elio;不同氮效率水稻在齐穗期和齐穗后15天时干物质积累量差异不显著,但在成熟期时氮高效水稻的干物质积累量显著高于氮低效水稻,增幅约为16·4%;与干物质积累相对应的是,不同氮效率水稻的氮素积累量在齐穗期和齐穗后15天也没有差异,但在成熟期时氮高效基因型水稻武运粳和南光的氮素积累量较氮低效基因型水稻Elio高约31%和21%,差异显著。15N标记试验结果可以看出,氮低效水稻Elio齐穗时吸收的一部分15N移出了植株体,其占15N转运量的11%。从齐穗至成熟,氮低效水稻Elio从茎叶转移出的15N量(2·75mg穴-1)远远低于氮高效水稻武运粳(3·54mg穴-1)和南光(3·22mg穴-1),差异显著。氮高效水稻武运粳和南光从茎叶转移出的15N量约占籽粒所需N量的91%和85%,而从土壤中吸收的15N量约占9%和15%。综上所述,氮高效、低效水稻氮素积累和转运特征的差异主要表现在齐穗期以后,氮高效水稻具有强的氮素吸收或者转运能力,以满足籽粒形成期植株对氮素的利用。