不同氮素利用效率基因型水稻氮素积累与转移的特性

选用氮素利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻基因型, 研究水稻氮素积累、转移特性的差异及其与氮素利用效率的相互关系。结果表明, 有效分蘖临界叶龄(N-n)、抽穗和成熟期, 氮高效类型水稻的氮素积累量极显著高于氮低效类型, 而拔节期差异不明显。水稻氮素的阶段性积累量, 除(N-n)至拔节阶段, 氮高效类型水稻极显著低于氮低效类型外, 其余各阶段氮高效类型水稻的氮积累量均极显著高于氮低效类型。水稻氮素的阶段性积累率, 移栽至(N-n)和(N-n)至拔节阶段氮低效类型水稻显著大于氮高效类型, 而在拔节至抽穗和抽穗至成熟阶段则表现出相反的趋势。抽穗前的氮素转移量和转移率, 氮高效类型水稻显著或极显著大于氮低效类型, 而抽穗前氮对籽粒的贡献率, 氮高效类型极显著低于氮低效类型。氮高效类型水稻具有在(N-n)前氮素适度积累, (N-n)后至抽穗阶段, 氮素的有效积累高而无效积累弱的特点。因此至抽穗期, 氮高效类型水稻的氮素积累量大于氮低效类型, 具有较高的氮素转移量和转移率。但由于氮高效类型水稻在抽穗以后仍具有较强的氮素积累能力, 因此其抽穗前氮对籽粒的贡献率相对低于氮低效类型。     

不同氮肥利用效率水稻基因型剑叶光合特性

选用氮肥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施氮条件下水稻剑叶光合特性的差异及其与氮肥利用效率、水稻结实性的相互关系。结果表明,齐穗后,氮高效基因型水稻的叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、光合功能期和叶绿素荧光动力学参数中的最大光化学效率(F_v/F_m)、PS II的潜在活性(F_v/F_o)、实际光化学效率(Φ_PSII)、光化学猝灭系数(q_P)和非光化学猝灭系数(q_N)均显著高于氮低效基因型。相关性分析表明,齐穗后不同时期,剑叶中叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、剑叶的光合功能期和叶绿素荧光动力学参数值(F_v/F_m、F_v/F_o、Φ_PSII、q_P、q_N)与水稻的氮肥利用效率、结实性均呈极显著的正相关。由此说明,与氮低效基因型相比,氮高效基因型水稻生育后期具有较好的光合特性,较长的光合功能期;同时,其PSII反应中心更加稳定,具有更大的光能转化为电化学能的潜力,非光化学猝灭对光合机构也有更好的保护作用。因而,其在促进植株光合物质积累,提高结实性的同时能通过地上部与地下部的调节反馈增强植株对氮肥的吸收利用。     

不同氮利用效率水稻基因型的根系形态与生理指标的研究

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, 研究了225 kg hm-2施氮条件下根系形态和生理指标的差异及其与氮素利用效率的相互关系。结果表明, 有效分蘖临界叶龄期、拔节期、抽穗期和成熟期, 氮高效型水稻的根干重、根系体积、总吸收表面积、活跃吸收表面积和活跃吸收表面积比均显著或极显著大于氮低效型水稻。有效分蘖临界叶龄期和拔节期, 氮高效类型水稻的根冠比显著大于氮低效型, 而抽穗和成熟期则表现相反趋势。成熟期前, 氮高效型水稻的根系α-NA氧化量极显著大于氮低效型, 而成熟期, 氮高效型中杂交水稻的根系α-NA氧化量略低于个别氮低效型水稻品种。相关性分析表明, 有效分蘖临界叶龄期、拔节期、抽穗期和成熟期, 水稻的根干重、根系体积、根系的α-NA氧化量、总吸收表面积、活跃吸收表面积和活跃吸收表面积比与氮素利用效率呈显著或极显著正相关。有效分蘖临界叶龄期和拔节期, 植株的根冠比与氮素利用效率呈显著正相关, 而抽穗和成熟期则呈极显著负相关。氮高效型水稻在其一生中具有良好的根系形态和保持较强的根系活力, 为植株大量吸收和高效利用氮素奠定了良好基础。同时, 在水稻的生长过程中, 地下部与地上部的合理比例及协调生长也是促进植株高效吸收利用氮素的重要因素。     

追施氮肥对灌浆期沙地饲用燕麦叶片衰老特性的影响

为探究氮素对饲用燕麦叶片衰老特性的影响,在科尔沁沙地,以燕麦为材料,于苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期按照15%,40%,25%,20%比例,对燕麦追施0(CK),70,140,210,280 kg/hm~2纯氮,检测灌浆期燕麦叶片的叶面积、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性及膜脂过氧化程度。结果表明:追施氮肥对延缓叶片衰老、提高功能叶作用时间和效率有明显作用。在一定范围内随着施氮量的增加,饲用燕麦的叶面积、叶绿素含量均显著提高,可溶性蛋白含量增加,而MDA含量明显降低,SOD活性显著下降,POD活性和CAT活性显著增强,延缓叶片的衰老进程。当施氮量超过210 kg/hm~2后,继续增施氮肥旗叶叶面积、叶绿素含量及可溶性蛋白含量均明显下降,且不能持续提高花后叶片POD和CAT活性,但SOD活性显著增强,MDA含量显著升高。试验亦表明,清除植物体内氧自由基并非单一的酶作用结果,取决于SOD、POD、CAT保护酶系协同作用,在科尔沁沙地追施210 kg/hm~2氮肥,饲用燕麦叶片抗衰老能力最强。     

不同杂交稻灌浆期叶片衰老特性及其对水分亏缺的响应

为了探讨叶片衰老表现型,为水稻抗早衰栽培技术和抗早衰新品种选育提供依据,此文选用6个杂交稻组合,在抽穗后常规水分管理和限水条件下,研究根系活力、叶片氮素含量、叶绿素含量、净光合速率、以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性动态及其对水分亏缺的响应。结果表明,不同组合的根系伤流强度、叶片氮素含量、叶绿素含量和净光合速率的衰减节律有明显差异,表现在衰减的起始时间、频率和衰减量。不同组合各生理指标对水分亏缺的响应不完全一致。叶绿素含量衰减率与根系活力和叶片氮含量衰减率呈极显著正相关关系;净光合速率与叶绿素含量呈极显著正相关关系。SOD、CAT和POD活性动态不同,不同组合对水分亏缺的响应不同。叶绿素含量、叶片氮素含量的变化动态与SOD和CAT活性呈极显著正相关关系;叶绿素含量、叶片氮素含量的变化动态与丙二醛（MDA）含量呈极显著负相关关系。不同杂交稻组合叶片生理指标的衰减节律及其对水分亏缺响应存在基因型差异;提高根系活力和叶片抗氧化保护酶活性,利于延缓叶片氮素含量和叶绿素含量的衰减、维持叶片较高的光合功能。水稻的抗衰老特性是基因型差异及其各项生理机能对环境应答结果。     

氮肥和密度对精量穴直播水稻的影响Ⅱ——生理特性

采用大田随机区组设计,研究了不同的施氮水平和不同的栽培密度水平对精量穴直播晚稻培杂泰丰某些生理特性的影响,探讨精量穴直播水稻产量形成的生理特性,为精量穴直播水稻生产推广提供理论依据。结果表明：增加施氮量能够显著提高叶绿素含量,提高光合速率,提高植株吸氮量。最佳的施氮（纯氮）水平12.5 kg/666.7m（2N2）下,其齐穗期和齐穗后15天叶片中的超氧化物歧化酶（SOD）活性显著高于其他处理;齐穗后15天叶片中的过氧化物酶（POD）活性显著高于其他处理,齐穗后15天叶片中的丙二醛（MDA）含量显著小于其他处理。最佳的密度水平（14 cm×25 cm）（D2）下,其齐穗期,齐穗后15天和成熟期的POD活性显著高于其他处理;齐穗后15天和成熟期叶片中的MDA含量显著低于其他处理。最佳的氮肥（纯氮）和密度组合（12.5 kg/666.7m2）＋（14 cm×25 cm）（N2D2）,其齐穗期和齐穗后15天叶片中的SOD活性显著高于其他处理;齐穗期,齐穗后15天和成熟期叶片中的POD活性显著高于其他处理;齐穗期和成熟期的MDA含量显著低于其他处理。     

干旱和低磷胁迫对大豆叶保护酶活性的影响

采用水培和盆栽试验法,测定不同程度干旱水平下,不同磷素营养基因型大豆叶片中MDA含量、SOD、CAT和POD活性。结果表明,干旱胁迫能显著增强MDA含量,导致细胞膜伤害加剧。SOD、POD与CAT协同作用,具有减缓MDA积累的作用。干旱胁迫下,磷素能有效地增强SOD、POD和CAT活性,减少MDA积累。     

水稻生理生化特性对氮肥的反应及与氮利用效率的关系

选用水稻氮高效基因型IR72和9311及氮低效基因型Lemont和PECOS,采用土培方法,在5个施氮量（0、0.51、1.02、1.53、2.04 g N 钵^-1,分别相当于0、75、150、225、300 kg N hm^-2）处理下,研究了生理生化特性对氮肥的反应及与氮效率的关系。结果表明,在幼穗分化期,氮高效基因型水稻的可溶性蛋白含量相对低,而谷氨酰胺合成酶（GS）活性高;不同氮效率基因型间1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)含量的差异不大;两种氮效率基因型间的净光合速率（P_n）在幼穗分化期差异不明显。而在齐穗期,氮低效基因型的P_n比高效基因型的低28.66%左右;氮低效基因型在两个时期的单位叶绿素光合速率（P_n/Chl）比氮高效基因型分别低18.51%和29.67%左右。在成熟期,氮高效基因型干物质积累能力强,籽粒产量高。这些结果说明氮效率不同的基因型对氮肥的生理反应差异大。相关性分析表明,低氮水平时(0~1.53 g N 钵^-1), GS酶活性与收获时生物量呈显著或极显著正相关;氮肥偏生产力（PFP）、氮肥农学利用率（AE）及氮素生理利用率（NUEb）分别与GS活性、P_n/Chl和齐穗期的Pn呈显著正相关,而与可溶性蛋白含量、Rubisco含量显著负相关;氮肥吸收效率（RE）与这些生理指标没有显著相关。结果表明水稻光合特征及氮代谢与水稻氮效率间存在紧密的关系,GS活性和可溶性蛋白含量对评价水稻氮肥利用率具有重要的参考价值。     

酸化土壤对晚稻根系生理特性与氮素利用效率的影响

为研究酸化土壤对晚稻根系活力、吸收面积、POD与SOD活性等根系生理特性指标以及植株氮素利用效率指标的影响,探讨酸化土壤影响晚稻氮素利用效率的途径,以前期试验筛选出的7个具有不同氮素敏感性的酸性敏感型晚稻品种为材料,在湖南长沙县不同酸度大田开展了试验。结果表明:酸化土壤使各品种根系活力、总吸收面积、活跃吸收面积与POD活性降低,但下降的程度与品种氮素敏感类型有关,一般氮素敏感型品种极显著下降,氮素中间型品种显著下降,而氮素迟钝型品种下降不显著;酸化土壤使各品种孕穗期和齐穗期根系SOD活性极显著下降,但对灌浆期根系SOD活性影响不明显;各品种在酸化稻田上的氮素积累量、氮素利用效率、氮肥效率和氮生理效率多呈下降趋势,其中,前三者的下降程度与品种氮素敏感性有关,一般氮素敏感型品种下降极显著,氮素中间型品种下降显著,而氮素迟钝型品种下降趋势不显著;而各品种氮生理效率一般均呈极显著下降趋势,与品种氮素敏感性无关。根系生理特性与氮素利用效率指标的相关性分析表明,根系POD活性和根系活力与晚稻品种氮素利用效率指标相关性较明显,因此,初步确定酸化土壤对晚稻氮素利用效率的影响主要是通过影响根系POD活性和根系活力实现的。     

不同氮肥群体最高生产力水稻品种的氮素吸收利用差异

选用长江中下游地区有代表性的50个早熟晚粳品种(系),设置7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm^-2),得出各品种在各个氮肥水平下出现的最高生产力及其对应施氮水平,将该最高生产力定义为氮肥群体最高生产力。在此基础上,比较研究不同氮肥群体最高生产力水稻品种间氮素吸收利用的差异。结果表明,生产力处于顶层与高层水平品种的颖花量极显著高于中层、低层品种,颖花量的增加主要表现为每穗粒数的极显著增加。各生育阶段的植株吸氮量和氮素吸收速率均随着生产力等级的增加而显著增加。4个生产力等级品种间在移栽至拔节和拔节至抽穗阶段氮素积累比例差异均不大,但随着生产力等级的增加呈减小趋势;抽穗至成熟阶段氮素积累比例随着生产力等级的增加呈显著增加趋势,顶层水平品种在抽穗至成熟阶段氮素积累比例为14.94%。氮肥表观利用率、农学利用率和生理利用率均随着生产力等级的增加而增加。初步筛选出13个集高产与氮高效于一体的品种。     

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。     

施氮水平对不同种植模式小麦旗叶衰老和产量的影响研究

摘要：①氮素水平与小麦后期旗叶衰老有着密切关系。中氮和高氮处理与低氮和无氮处理相比,显著提高了SOD和POD的活性,相对改善了细胞中活性氧产生与清除之间的平衡,减少了细胞内过氧化物的积累,减缓了叶片衰老;但平作栽培小麦264 kg .hm-2水平（N3处理）与165kg .hm-2水平（N2处理）间的SOD、POD活性、MDA含量以及叶绿素含量等生理指标差异不显著,表明施氮量达到一定水平后继续增加施氮量对延缓小麦旗叶衰老无显著效应。②通过对垄作和平作两种栽培模式的比较发现,小麦旗叶衰老进程分为两个阶段;平作小麦以花后14天,垄作小麦以花后21天为拐点,前期为缓慢衰老期,后期为急剧衰老期。在缓慢衰老期,旗叶POD、SOD活性,叶绿素含量会略有上升;而进入急剧衰老期后,上述三个生理指标都急剧下降。平作小麦比垄作小麦提前进入急剧衰老期。③氮素水平为165kg .hm-2时,两种栽培模式均可以获得中产以上产量;264 kg .hm-2水平下能够获得更高的产量,且垄作栽培小麦的增产优势较平作小麦更明显。     

低温胁迫下不同磷营养对水稻叶片质膜透性及抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验的方法,以耐冷性品种吉粳81和非耐冷性品种长白9为供试材料,通过不同的磷肥施用量,研究低温胁迫下磷营养对水稻质膜透性及抗氧化酶活性的影响。结果表明:施磷后,随着施磷量的增加,2个水稻品种叶片电解质外渗率和丙二醛含量均先降低后升高,而可溶性糖、脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性则呈先升后降的趋势。通过对比常温对照发现,低温下适当增磷可明显提高2水稻品种叶片可溶性糖、脯氨酸含量及3种抗氧化酶活性的上升幅度,减缓电解质外渗率和MDA含量的下降幅度。研究还表明,低温增磷对提升非耐冷品种长白9叶片可溶性糖、脯氨酸含量和3种抗氧化酶活性,降低电解质外渗率和丙二醛含量效果更明显。因此,通过体外增施磷肥可明显提高叶片质膜透性及抗氧化酶活性,从而有利于提高水稻的抗寒性能力。     

水稻不同基因型品种养分吸收特性

为选出适合南方稻区种植的高产、高效水稻品种,采用大田试验,以南方稻区8种水稻类别的56个水稻品种为材料,研究在相同施肥条件下不同基因型水稻品种生育过程中氮、磷、钾吸收特性,及其产量的差异。结果表明:水稻干物质和磷、钾的累积主要集中在分蘖盛期—齐穗期阶段,氮素累积集中在苗期—分蘖盛期、分蘖盛期—齐穗期这2个阶段;两系晚熟的稻谷、稻草产量和氮、磷累积总量最高,两系早熟的钾累积总量最高,分别比最低的常规早熟增加101.2%、40.9%、85.0%、48.1%、47.5%。随着生育期延长,同一系列水稻的稻谷产量和氮素累积量呈逐渐增加的趋势。稻谷产量和各个生育阶段的氮、磷、钾累积量的相关性以分蘖盛期—齐穗期最强。两系早熟的养分利用效率最低,每生产100 kg稻谷需要N、P2O5、K2O分别为2.15、0.53、3.61 kg,三系中熟的氮、磷养分利用效率最高,钾以三系晚熟最高。综上所述,适合在南方稻区种植的高产、高效品种为两系晚熟和三系中熟,同时在水稻生育过程中保证分蘖盛期—齐穗期的养分供应,就能提高水稻产量。     

免耕留茬抛秧栽培模式对水稻生育后期叶片衰老特性的影响

以穗型差异较大的3个杂交稻组合富优I号、D优527、冈优881为材料,研究了不同栽培方式下水稻生育中后期叶片的衰老特性及机制。结果表明,免耕留茬抛秧提高了水稻抽穗后叶片的SPAD值和可溶性蛋白含量,降低了叶片的POD(过氧化物酶)活性,提高了生育后期(抽穗21 d后)叶片的SOD(超氧化物歧化酶)和CAT(过氧化氢酶)活性,3种酶协同作用,降低了活性氧自由基产生速率和MDA(丙二醛)含量,从而延缓了植株衰老。     

不同氮肥水平下早熟晚粳氮和磷的吸收利用特性及相互关系

采用大田试验,以长江中下游地区具有代表性的50个早熟晚粳品种为材料,研究7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm^-2纯氮)下水稻氮和磷积累量、吸收速率、利用效率的差异及其相互关系。结果表明：(1)在0~337.5 kg hm^-2纯氮范围内,随着氮肥水平的增加,早熟晚粳的植株含氮率和氮积累量在拔节、抽穗和成熟期均显著增加;植株含磷率和磷积累量在拔节和抽穗期显著增加,成熟期呈先增后减变化。(2)播种至拔节阶段氮和磷吸收速率随施氮量的增加而提高,差异极显著;拔节至抽穗阶段氮和磷吸收速率随施氮量的增加呈现先增加后降低的变化趋势;抽穗至成熟阶段的氮和磷吸收速率规律不明显。(3)在0~337.5 kg hm^-2纯氮范围内,随着施氮量的增加氮素籽粒生产效率和磷素籽粒生产效率均显著降低,随着施氮量的增加基因型之间的差异减小;随着施氮量的增加氮和磷收获指数都呈现抛物线关系,在施氮量为262.0 kg hm^-2纯氮时出现最大值。(4)早熟晚粳对氮和磷的吸收利用具有显著的协同效应,但随生育进程的推进这种效应减弱。水稻在播种至拔节、拔节至抽穗和抽穗至成熟3个生育阶段的氮和磷吸收速率都呈二次曲线关系(r=0.892^**,r=0.736^**,r=0.512^**)。(5)相关分析表明,产量与拔节期、抽穗期和成熟期的吸氮量和吸磷量以及播种至拔节期和拔节至成熟期的吸氮速率和吸磷速率呈极显著正相关关系。增施氮肥有利于水稻氮和磷吸收利用的提高,但氮肥过高时氮和磷吸收利用不再增加,甚至有所降低。