甘蓝型油菜氮高效的生理与分子遗传基础研究进展

氮是植物生长发育所必需的大量营养元素。油菜对氮肥的需求量较大,氮肥利用率低。不同油菜品种的氮效率存在较大的基因型差异。与氮低效基因型油菜相比,氮高效基因型油菜在氮的吸收、转运、代谢、光合作用以及再利用等方面表现出显著的优势。同时,参与上述过程的基因包括硝酸根转运基因(NRT)、铵离子转运基因(AMT)、编码植物氮代谢相关酶类的基因以及其他基因等的表达水平也受到氮水平的显著影响,并在氮高、低效基因型间表现出显著的差异。本文主要从甘蓝型油菜氮效率的基因型差异、氮高效的生理与分子遗传基础等方面简要介绍了近年来关于甘蓝型油菜氮效率方面的研究进展。     

氮胁迫下不同效率玉米基因型的生理特性

在室内控制光照条件下,采用水培方法,对不同氮效率玉米基因型的根分泌物含量和叶片硝酸还原酶活性进行了比较研究.结果表明:氮胁迫条件下,不同氮效率玉米基因型根分泌物中可溶性总糖、氨基酸、酚类物质含量及叶片硝酸还原酶活性等差异极显著.在氮营养缺乏时,高效玉米基因型根系能比低效玉米基因型提供更多的分泌物.不同玉米基因型间硝酸还原酶的活性与氮营养效率呈现显著正相关关系.     

小麦氮营养效率的种间差异与机理研究进展

利用氮营养高效品种 ,挖掘作物高效吸收利用养分潜力是提高氮肥利用率的有效途径之一。对近 2 0年来国内外有关不同基因型小麦在氮营养吸收、运转和利用方面的差异及其可能机理的研究进展进行了综述 ,并在此基础上提出了进一步研究需关注的问题     

不同基因型水稻氮效率的分类与评价

选取东北地区76份不同基因型水稻为试验材料,通过田间试验对氮效率进行分类和评价。结果表明,在两个肥力水平下,不同水稻基因型的产量表现出显著差异。根据产量变化情况,确定辽盐2号、吉粳803、辽星1号等22份水稻材料为氮高效型水稻品种,通35、沈稻12、长白15等27份水稻材料为氮低效型水稻品种。相关分析表明,两种肥力条件下产量与单位面积有效穗数都呈极显著正相关;且施氮条件下,产量与每穗粒数呈显著正相关,氮肥主要通过提高单位面积有效穗数和每穗粒数来提高水稻产量。氮高效型水稻品种的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力显著高于氮低效型水稻品种。     

不同甘蓝型油菜基因型氮营养效率差异的研究

通过田间小区试验,研究了江西省5个基因型油菜间的氮营养效率差异。结果表明:5个油菜品种的籽粒产量、生物产量、收获指数、氮效率和氮响应度在不同氮肥处理下均表现出明显的基因型差异;根据氮效率和氮响应度将5个油菜基因型分为4种类型,其中中双11号属于H-H型,湘杂油743属于L-L型,赣油杂5号和丰油730属于H-L型,蓉油10号属于L-H型;氮累积量不能反映氮效率类型,而氮利用效率和氮收获指数均能较好地反映氮效率类型。     

不同甘蓝型油菜基因型氮营养效率差异的研究

通过田间小区试验,研究了江西省5个基因型油菜间的氮营养效率差异。结果表明:5个油菜品种的籽粒产量、生物产量、收获指数、氮效率和氮响应度在不同氮肥处理下均表现出明显的基因型差异;根据氮效率和氮响应度将5个油菜基因型分为4种类型,其中中双11号属于H-H型,湘杂油743属于L-L型,赣油杂5号和丰油730属于H-L型,蓉油10号属于L-H型;氮累积量不能反映氮效率类型,而氮利用效率和氮收获指数均能较好地反映氮效率类型。     

不同基因型玉米某些氮代谢生理指标的差异研究

通过盆栽试验,在施氮(N )和不施氮(N-)条件下,对不同基因型玉米穗位叶的叶绿素含量、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性等生理指标进行了分析.结果表明,不同基因型材料的3项生理指标存在显著或极显著差异.在供试材料中,许178的叶绿素含量、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性均最高,黄C最低,尤其在灌浆期比开花期表现更明显;增施氮肥可明显提高3项生理指标,但不同材料增幅不一,材料2(L2)对氮胁迫敏感,增施氮肥可明显提高其硝酸还原酶活性,而许178对氮胁迫不敏感,低氮条件下仍是氮高效利用自交系,为农大108成为氮高效品种提供了遗传基础.     

水稻氮素利用基因型鉴定筛选及其响应研究

以340个水稻基因型为材料,利用大田试验,分别在不施氮肥(N,0 mg/hm2)和施氮肥(N,300 mg/hm2)的条件下,研究水稻氮素利用的基因型鉴定筛选及其响应.结果表明:不同基因型水稻在不同氮水平下生物产量差异很大:不同氮处理下水稻全生育期均存在显著基因型差异;不同基因型水稻氮肥农学利用率和氮肥偏生产力不同;不...     

不同菠菜基因型氮素吸收与利用效率的差异及其评价

以30个菠菜基因型为材料,采用水培方法评价其在低氮(2mmol/L)和高氮(10mmol/L)水平下对氮素吸收与利用效率的差异。结果表明,供试菠菜基因型在2个氮水平下氮素吸收和利用效率的相关指标均存在显著差异。在高氮水平下,菠菜地上部干质量、含氮量、氮累积量和氮素吸收效率显著高于低氮水平;而氮素利用效率和氮素利用效率指数明显低于低氮水平。其中地上部干质量在低氮和高氮条件下均具有较大的变异系数,可以作为同一供氮水平下氮效率(NUE)的重要评价指标,而地上部氮累积量、氮素吸收效率和氮素利用效率指数的变异系数也较高,且与地上部干质量具有极显著的正相关,故可作为菠菜氮效率的辅助评价指标。根据不同菠菜基因型在低氮和高氮条件下低于或高于供试基因型地上部干质量的平均值作为氮低效基因型和氮高效基因型,所筛选出的氮高效基因型在低氮和高氮水平下均具有较高的地上部干质量、地上部氮累积量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮素利用效率指数。通径分析表明,氮素吸收效率在2个氮水平下对菠菜氮效率的贡献明显高于氮素利用效率,但氮素利用效率对氮效率也有一定的贡献。由此可见,在菠菜氮高效品种的选育工作中应协同提高低氮和高氮条件下氮素的吸收和利用效率。     

氮胁迫下高效玉米基因型的筛选研究

[目的]为了研究玉米杂交种在氮胁迫下的生长反应,为玉米氮高效基因型的筛选提供一些参考。[方法]以玉米苗期地上部植株干重的相对量(W-N/W+N)作为筛选氮素效率的标准,相对干重大于0.50的玉米基因型称为氮高效基因型,相对干重小于0.10的玉米基因型称为低效基因型。通过水培法研究不同玉米基因型对氮素胁迫的适应性差异。[结果]氮高效玉米基因型、氮低效玉米基因型在-N和+N处理下的平均株高、根冠比分别为68.4 cm和83.4 cm4、8.6 cm和88.5 cm,0.471、0.847和0.256、0.214。在氮磷钾正常供应条件下,氮高效玉米基因型比低效玉米基因型的产量降低14.69%;在氮素缺乏条件下,氮高效玉米基因型比低效玉米基因型的产量提高2.26%;在缺氮条件下,高效玉米基因型比氮磷钾正常供应时增产7.55%,而低效玉米基因型比氮磷钾正常供应时减产10.28%。[结论]苗期生物量可以作为高效玉米基因型筛选的指标之一。     

不同氮效棉花品种植株农艺性状、氮素积累及光合特性差异

【目的】研究不同氮效品种之间农艺性状,氮素积累及光合特性,为合理施氮提供参考。【方法】以棉花品种新陆早32号(氮高效品种)和新陆早36号(非氮高效品种)为材料,设置240、360 kg/hm²两个氮素水平,寻找差异,优化品种选育,提高氮素效率。【结果】无论在低氮还是高氮条件下,新陆早32号的株高、茎粗和果枝数均高于新陆早36号,分别相差8.34 cm、2.34 mm和1.56台。在氮素积累上,2个品种根的含氮量呈逐渐下降的趋势,但新陆早32号高于新陆早36号;在低氮水平时新陆早32号的茎后期可以积累更多的氮素,与叶片积累相反,而高氮水平时,后期茎的氮素积累相差不大,叶片则一直是新陆早32号含量高,差距保持在3.0 g/kg以上。在光合特性上,新陆早32号的净光合速率、胞间CO₂浓度基本高于新陆早36号,而蒸腾速率则相反。【结论】高氮水平下新陆早32号产量最高,为4 022.82 kg/hm²。不同氮水平下氮效品种均有差异,尤其是在低氮条件下,氮高效品种更能有效的利用氮素,保证产量,并在氮充足条件下提高产量。     

氮肥利用率的研究进展

为了提高作物的氮肥利用率，减少资源浪费、降低环境污染和提高作物产量提供科学依据。文章回顾了国内外近年来氮肥利用率的研究成果，从氮肥利用率的研究方法及影响因素等方面分析了氮肥利用率的研究历史、现状和存在问题。归纳得出中国氮肥利用率较低，施肥缺乏科学性，具体表现为氮肥施用量过大、氮肥挥发及硝化反硝化损失严重、施肥时期及施用量与作物氮素吸收规律不协调、肥料品种较单一等。建议结合测土配方施肥、实时监控管理等技术，合理地确定氮肥种类、用量、施用方式及时期，加强新型肥料及肥料增效剂等新技术的研发和推广，并注重作物氮高效品种资源的挖掘和应用，进而从土壤、肥料、品种、管理方式等多方面提高氮肥利用率。     

有机物料还田和减施氮肥对麦-玉周年农田碳氮水足迹及经济效益的影响

为研究不同有机物料还田与减施氮肥处理对农田碳氮水足迹及经济效益的影响，本试验以单施化肥处理（CK，纯氮270kg·hm^-2）为对照，设置了秸秆（J）、秸秆+牛粪（JF）、秸秆+菌渣（JZ）3种有机物料还田方式，耦合减施氮肥10%（N1，243 kg·hm^-2）、20%（N2，216 kg·hm^-2）、30%（N3，189 kg·hm^-2）3个施氮水平，共计10个处理。结果表明：与单施化肥相比，有机物料还田与减施氮肥处理能够显著提高作物产量及农田经济效益，且JZN1、JN2和JFN3处理对农田经济效益的提高效果最显著；JN1、JN2、JFN2、JFN3和JZN3处理均可以有效增加农田的净碳值及碳效率，降低农田的生产氮足迹，增加其输出氮足迹，提高氮投入有效利用水平，同时降低农田水足迹。其中JFN3处理可以在保证农田经济效益的同时，显著提高其碳效率、降低生产氮足迹、提高氮投入有效利用水平、降低农田的水足迹。因此建议豫北地区采用秸秆+牛粪还田、配施纯氮189 kg·hm^-2的施肥方式。     

水分亏缺下有机无机肥配施比例对棉花水氮利用效率的影响

【目的】探究不同水分条件下有机无机肥配施对棉花水氮利用效率和产量的影响,为河西走廊棉区合理利用有机肥提供理论依据。【方法】于2020—2021年进行田间定位试验,采用裂区试验设计,主区为充分灌溉（W1）和亏缺灌溉（W2）;副区为不施肥（CK）、单施化肥（CF）、25%有机肥+75%化肥（OF1）、50%有机肥+50%化肥（OF2）和75%有机肥+25%化肥（OF3）,分析不同水分条件下施肥对棉花生育期土壤含水量、阶段耗水量、干物质和氮素积累及转运分配、水氮利用效率、籽棉产量和经济效益的影响。【结果】棉花籽棉产量和水氮利用特征受不同水肥处理及交互作用的显著影响。亏缺灌溉下棉田土壤含水量、总耗水量、植株干物质积累量、氮素积累量和籽棉产量显著下降,而水分利用效率显著提高。适宜的有机无机肥配施处理能够提高0—40 cm土层土壤含水量,降低棉花苗期和蕾期耗水,增加花铃期耗水量,提高棉花干物质和氮素积累量,并促进其向生殖器官中分配。充分灌溉条件下,25%有机肥配施处理（OF1）籽棉产量最高,两年平均较单施化肥（CF）提高10.5%;50%有机肥配施处理（OF2）与单施化肥（CF）无显著差异,但75...     

氮肥不同基追比例对水稻产量和氮素吸收利用的影响

以水稻"盛湘1号"为供试材料,在基础地力和施氮量相同的条件下,采用大田试验研究了氮肥不同基追比例对早稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明:足够的分蘖肥能够通过促进植株分蘖数增多来提高早稻产量,平衡施用基-蘖-穗-籽肥则可通过增加有效穗数和籽粒数来保证水稻的高产;提高分蘖肥比例和穗肥比例以及平衡施用基-蘖-穗-籽肥均可以提高氮肥农艺利用率、氮肥生理利用率、土壤氮素依存率,但对氮肥偏生产力的影响不显著,与氮肥表观利用率呈现出负相关;氮肥不同基追分施比例处理间各时期植株体内氮素积累量差异显著,分蘖期、孕穗期和抽穗期是水稻吸收氮素养分的高峰期。     

不同施肥处理对冬小麦-夏玉米产量及肥料效益的影响

[目的]为了研究长期不同施肥处理对冬小麦-夏玉米连作产量和肥料效益的影响.[方法]在4年长期定位试验定向培育的土壤平台上,采用田间试验与室内分析相结合的方法.[结果]NPK配合施用的增产效果最明显;PK肥在早期有增产效果,但随着时间的推移,产量明显低于不施肥处理.试验地土壤的供氮能力则逐渐降低,供磷、供钾能力保持稳定,一直处于较高水平.肥料贡献率以NPK处理最高,NP、NK处理次之,PK处理最低.[结论]长期NPK配合施用下冬小麦-夏玉米连作的产量和肥料效益最高.     

西北地区不同小麦品种氮营养效率差异及其机理研究

通过盆栽试验,研究了西北地区20世纪50年代以来,15个耐肥性不同的主要小麦品种的氮营养效率差异及其机理。结果表明,供试的15个小麦品种中,丰产3号、周麦9号和长武134在低氮和高氮下均可获得高产,是适应性较广的品种类型;西农1376、西农6028和陕229对氮素累积量大,但体内氮的利用效率低,对土壤氮利用能力也差,需肥量大,氮肥利用率高,比较耐肥,适用于高肥土壤种植;低氮条件下,周麦9号、小偃6号属高产-氮高效型品种,而在高氮条件下,丰产3号、周麦9号和偃师9号属高产-氮高效型品种;低氮条件下耐瘠品种主要靠发达的根系和对NO-3的有效利用获得高产,高氮条件下耐肥品种主要靠对肥料氮的吸收及在体内的有效利用而获得高产。     

减氮增施腐殖酸液肥对夏玉米产量和氮肥利用率的影响

为了在保证夏玉米获得较高产量基础上尽量减少氮肥施用量,确定腐殖酸液肥与氮肥的合理配施比例,设置不施氮肥(CK)、正常施氮量(纯N,下同)210 kg/hm~2(100%N)、减施20%氮肥即施N 168 kg/hm~2(80%N)、减施20%氮肥即施N 168 kg/hm~2+腐殖酸液肥1.7 L/hm~2(80%N+WF)、减施40%氮肥即施N 126 kg/hm~2(60%N)、减施40%氮肥即施N 126 kg/hm~2+腐殖酸液肥1.7 L/hm~2(60%N+WF)6个处理,研究减氮增施腐殖酸液肥对夏玉米产量和氮肥利用率的影响。结果表明,与100%N处理相比,80%N+WF处理土壤有机质含量、碱解氮含量、pH值、氮肥回收效率、氮肥生理效率均无显著变化,而氮肥农学效率显著提高9.8%,最终使夏玉米穗粒数、百粒质量及产量与100%N处理接近;但进一步减少氮肥施用量增施腐殖酸液肥(60%N+WF)处理会降低土壤碱解氮和有机质含量,差异均不显著,但较80%N+WF处理降幅增大,虽然也能提高氮肥农学效率和氮肥回收效率,但最终较100%N处理显著降低夏玉米穗粒数(2.7%)和产量(5.2%)。综上,80%N+WF处理在减施氮42 kg/hm~2的情况下能达到100%N处理的效果,土壤肥力较高,氮肥农学效率和氮肥回收效率提高,且穗粒数和产量较高。     

平原河网区水稻养分的利用效率研究

[目的]研究潜江市平原河网区水稻的养分利用效率。[方法]通过田间试验,研究了习惯施肥和配方施肥处理对水稻产量、肥料投入、养分表观协同利用率、肥料农学效率、水稻籽粒和茎叶养分含量的影响。[结果]氮、磷、钾3者配施时肥料的表观利用率最高;与习惯施肥处理相比,配方施肥处理能提高肥料的农学效率、肥料养分利用率,并能促进氮的吸收,可增产3.45%,增收944.2元/hm~2。[结论]该研究为优化施肥结构,提高肥料养分利用率提供理论基础。     

苏南太湖流域水稻氮肥利用率及氮肥淋洗量研究

在苏南太湖流域,对不同氮肥施用水平下水稻的产量,氮肥利用率及氮肥水环境损失进行了研究。结果表明,在３５０ｋｇ／ｈｍ＾２的高氮肥施用水平下,水稻产量已经下降,植株发生氮素“奢侈”吸收,氮肥利用率下降,氮的淋洗量迅速增加。在以上研究结果的基础上,利用环境经济学的Ｃｏａｓｅ原理和农业技术经济学的边际收益分析原理求得,２２１．５－２６１．４ｋｇ／ｈｍ＾２Ｎ为苏南太湖流域目前生产条件下,水稻兼顾生产,生态和