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。     

不同施氮量对水稻产量、氮素吸收及利用效率的影响

在田间试验条件下,研究不同施氮量对水稻产量、产量构成因素及氮素吸收利用效率的影响.结果表明,在低氨水平下,增加氮肥施用量有利于提高单位面积水稻有效穗数、籽粒产量、生物产量、籽粒和稻草N含量及氮素积累量,但施氮量达到一定水平后,随施氮量的增加而降低.单位面积有效穗数、籽粒产量、生物产量、籽粒氮素积累量均以施氮180 kg/hm2处理最高;籽粒、稻草N含量.稻草氮素积累量及氮素总积累量则以施氮225 kg/hm2处理最高,而N180处理仅次于N25处理;氮肥用量对氮素吸收利用效率影响明显,氮素利用效率(NUE)、氮素收获指数(NHI)、氮素农学效率(NAE)、氮肥利用率(RE)和氮肥偏因素生产力(PFP)等指标均随氮肥施用量的提高而降低,施氮180 kg/hm2处理的氮素吸收利用各项指标均高于施氮225 kg/hm2处理.相关性分析表明,籽粒和生物产量是影响氮素积累及氮素吸收利用效率的重要影响因子,单位面积成穗数和结实率对氮素利用吸收效率的影响也较大.     

北方地区不同黄瓜品种氮素吸收与利用效率的差异

【目的】研究北方地区栽培黄瓜品种氮素吸收利用的差异,为氮高效黄瓜品种筛选提供参考依据。【方法】选用华北型黄瓜品种为材料,采用二因素裂区设计,以氮素营养水平为主区,设低氮素（3.5 mmol·L^-1）和高氮素（11.0 mmol·L^-1）两个水平;以品种为副区,设32个水平,进行水培试验。测定含氮量、氮素吸收与利用效率,并划分品种营养效率类型。【结果】供试黄瓜品种在两个氮素水平下氮素吸收效率和氮素利用效率的相关指标均存在显著差异。两氮素水平下的植株干物重（CV N3.5 21.49%和CV N11 18.51%）、氮素吸收效率（CV N3.5 19.90%和CV N11 19.94%）和氮素利用指数（CV _N3.5 25.49%和CV _N11 19.25%）均有较大的品种差异。干物重与茎叶氮素累积量和氮素利用指数极显著相关（P<0.01）,相关系数分别为r_N3.5 0.933**和r_N11 0.925**,r_N3.5 0.964**和r_N11 0.941**。氮素吸收效率与茎叶氮素累积量和氮素利用指数极显著正相关,相关系数分别为r_N3.5 0.986**和r_N11 0.963**,r_N3.5 0.809**和r_N11 0.768**;氮素利用效率与茎叶含氮量极显著负相关,相关系数分别为r_N3.5 -0.909**和r_N11 -0.886**。以两个氮素水平下的植株干物重平均值为标准,对黄瓜品种的氮素营养效率进行分类,干物重大于平均值的为高效型,小于平均值的为低效型,可将32个华北型黄瓜品种分成4种氮素营养类型,即双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型。其中低氮高效型品种数量最少,占供试品种的15.6%。通径分析显示,氮素吸收效率在两氮素水平下对氮效率（植株干物重）的贡献率远大于利用效率,二者对氮效率的通径系数分别为q_N3.5 1.069和q_N11 0.931,q_N3.5 0.347和q_N11 0.361。【结论】黄瓜苗期的氮效率存在品种差异。植株干物重可作为同一供氮水平下苗期氮效率评价的首选指标,茎叶氮素累积量、茎叶含氮量和氮素利用指数可作为氮效率选择的次级指标。植株氮素吸收效率是品种苗期氮效率高的主要因素。水培试验可有效地反应不同黄瓜品种苗期氮素营养效率差异,为黄瓜品种苗期氮素营养效率的批量筛选和快速鉴别提供了可能。     

不同夏玉米品种氮素积累利用的差异及其水氮调控效应

为探明不同夏玉米品种氮素积累利用的差异及其对水氮调控的响应特征,以黄淮海地区主栽11个夏玉米品种为材料,在大田条件下开展水氮处理[自然降雨(W0)和灌水处理(W1);不施氮(0 kg/hm~2 N,N0)、低氮水平(150 kg/hm~2 N,N1)和正常施氮(225 kg/hm~2 N,N2)]对不同夏玉米品种氮素积累、转运、吸收和利用的影响研究。结果表明,不同夏玉米品种在氮素积累、转运、吸收和利用方面均存在显著差异,其中氮肥利用效率的变异系数最大,为20.97%。以氮肥利用效率为依据进行聚类分析将11个夏玉米品种分为高(H)、中(M)、低(L)氮肥利用效率3类氮效型。水氮措施对夏玉米氮素积累和利用具有显著影响,且H型和M型品种较L型品种对水氮环境具有更强的稳定性。灌水和施氮均显著提高了3类夏玉米品种的植株氮素积累量,且L型品种对灌水处理的响应最大;H型和M型品种在W1N2处理下植株氮素积累量最高,而L型品种在W1N1处理下最高。灌水和施氮总体上增加了营养器官氮素转运量,但降低了氮素转运效率及其对籽粒的贡献率和氮素收获指数。水氮措施显著影响氮素吸收效率,且3类品种均以W1N1处理最高。因此,适当减少氮肥施用并配以合理的灌溉是提高夏玉米氮素吸收利用的有效途径。     

泾惠渠灌区不同水氮供应对冬小麦氮素吸收运转的影响

【目的】研究泾惠渠灌区不同水氮供应对冬小麦植株氮素吸收运转的影响,为泾惠渠灌区提供合理的灌水施肥运筹方式。【方法】在泾惠渠灌区,通过田间小区试验研究不同灌水(W_(90)和W_(120),即灌水定额为90和120mm)和施氮(底肥60和120kg/hm~2,追肥0,60和120kg/hm~2,即施氮的底追肥处理组合为N_(60/0),N_(60/60),N_(60/120);N_(120/0),N_(120/60),N_(120/120))对冬小麦籽粒产量、各部位氮素积累量、氮素利用效率等的影响。【结果】除净积累量对籽粒氮的贡献率及氮素收获指数外,灌水和施氮对冬小麦籽粒产量、各器官氮素积累量、氮素转移量、氮素利用效率、氮肥农学利用效率均有显著影响。低水处理(W_(90))的籽粒产量、氮素积累量、氮肥农学利用效率显著高于高水处理(W120),其中产量增幅为4.88%~7.44%,植株氮素积累量增幅为6.15%~18.66%,氮肥农学利用效率增幅为19.48%~35.94%。随施氮量的增加,冬小麦籽粒产量、氮素积累量均呈显著增长趋势,其中籽粒产量表现为N_(0/0)(5 653.68kg/hm~2)N_(60/0)(6 777.71kg/hm~2)N_(60/60),N_(120/0)(7 165.63kg/hm~2)N_(60/120),N_(120/60)(7 376.92kg/hm~2)N_(120/120)(7 659.88kg/hm~2);氮素积累量表现为N_(0/0)(188.97kg/hm~2)N_(60/0)(229.49kg/hm~2)N_(60/60),N_(120/0)(275.23kg/hm~2)N_(60/120),N_(120/60)(310.00kg/hm~2)N_(120/120)(327.40kg/hm~2);当施氮量过高时,继续增加施氮量对冬小麦籽粒产量和氮素积累量的调节作用不显著。总施氮量相同的条件下,适当提高追肥的施氮比例,有利于提高产量、各器官氮素积累量及各营养器官氮素转移量,其中N_(60/60)与N_(120/0)处理相比,W_(90)和W_(120)灌水水平下籽粒产量分别提高3.92%和4.44%,各器官氮素积累量提高11.43%~27.99%,各营养器官转移量提高18.37%~71.81%;N_(60/120)与N_(120/60)处理相比,各营养器官转移量提高15.06%~39.63%。【结论】综合考虑籽粒产量、氮肥农学利用效率和氮素利用效率等因素,灌水定额为90mm、底肥施氮量60kg/hm~2、追肥施氮量120kg/hm~2,即W_(90)N_(60/120)为本试验条件下泾惠渠灌区冬小麦的最佳水氮组合。     

施肥水平对不同氮效率水稻氮素利用特征及产量的影响

【目的】研究不同施肥水平下不同氮效率杂交水稻产量差异与氮素吸收和利用的关系,以期为水稻品种改良和高产高效栽培技术提供依据。【方法】以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,通过设置低肥(75 kg N·hm~(-2),37.5 kg P_2O_5·hm~(-2),75 kg K_2O·hm~(-2),记为N_1P_1K_1)、中肥(150 kg N·hm~(-2),75 kg P_2O_5·hm~(-2),150 kg K_2O·hm~(-2),记为N_2P_2K_2)、高肥(225 kg N·hm~(-2),112.5 kg P_2O_5·hm~(-2),225 kg K_2O·hm~(-2),记为N_3P_3K_3)3种施肥水平,并在各施肥水平下均增设一不施氮处理,研究其对不同氮效率水稻产量和氮素利用效率的影响及其结实期氮素吸收、转运和分配特性。【结果】品种与施肥水平对杂交稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积、转运、分配,以及氮素利用特征和产量均存在显著影响;品种对氮肥回收利用率、千粒重,以及总颖花数的影响均不同程度的高于施肥水平的调控效应;施肥水平对主要生育时期及各生育阶段氮素的累积,结实期叶片和茎鞘氮的运转,以及产量调控作用显著。N_2P_2K_2相对于N_1P_1K_1处理能促进不同氮效率水稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积,提高氮收获指数,促进结实期叶片和茎鞘中氮素的运转,进而显著提高稻谷产量及氮肥利用效率,且N_2P_2K_2均显著高于同品种下其他的肥料施用处理,为本试验最佳的氮磷钾肥施用模式;N_3P_3K_3处理易造成结实期叶片及茎鞘中氮滞留量增加,氮转运贡献率显著降低,导致产量及氮肥利用效率显著降低。氮高效品种具有总颖花数、结实率高的特征,其主要生育时期氮素累积量,氮素干物质生产效率,氮素稻谷生产效率及氮素收获指数等均显著高于氮低效品种,但千粒重并不是氮高效品种所独有的特征;此外,氮高效品种结实期更有利于叶片与茎鞘氮素的运转及穗部氮素的累积,尤其氮高效品种具有较高的茎鞘氮素转运率,其与氮肥生理利用率、回收利用率及农艺利用率均存在显著正相关性(r=0.699*—0.743*),是导致不同氮效率品种氮肥利用效率、产量差异的重要因子,可作为氮效率及品种鉴选的评价指标,也可以以进一步提高抽穗至成熟期氮高效水稻品种茎鞘氮素运转率,作为实现水稻高产与氮高效利用协调统一的另一重要途径。【结论】本试验条件下,氮高效品种具备的结实期茎鞘高氮素转运、高总颖花数及结实率是优于氮低效品种而形成产量差异的主要因素,N_2P_2K2_为氮高效品种配套的最优氮磷钾肥施用模式。提高抽穗期至成熟期氮累积量,促进叶片与茎鞘氮运转量,尤其应提高茎鞘氮素运转率,可实现高产与氮高效利用的同步提高。     

施氮量对超高产小麦品种济麦22号产量和氮素利用效率的影响

以济麦22为试材,在超高产栽培条件下设置4个试验处理:N0(不施氮),施氮量210 kg/hm2(N210)、270 kg/hm2(N270)、330 kg/hm2(N330),研究了不同施氮量对小麦籽粒产量、蛋白质含量和氮素利用效率的影响。结果表明,在0～270 kg/hm2内,随施氮量的增加,籽粒产量呈增加趋势,在此基础上进一步增加施氮量,籽粒产量无显著提高;蛋白质含量和产量随施氮量增加而增加;随施氮量的增加,氮肥农学利用率、氮肥生产效率和氮肥吸收效率均降低;氮肥利用效率则先升高后降低,以施氮量270 kg/hm2最高。本试验条件下,综合考虑籽粒产量、蛋白质含量和氮素利用效率,以施氮量270 kg/hm2为宜。     

黑龙江玉米主产区不同基因型玉米氮素利用效率分析

为选育氮高效品种,减少氮肥施用量,试验以黑龙江省24个不同基因型玉米品种为材料,采用盆栽方式,在N200 kg·hm~(-2)氮水平下研究抽雄期玉米品种干物质积累、总氮含量、氮素干物质生产效率、氮吸收速率、氮肥利用效率,分析各玉米品种干物质积累及氮利用率特性,为黑龙江省氮高效玉米品种选育和栽培提供理论依据。根据聚类分析结果,将24个不同基因型品种分为低氮高效型(Ⅰ)、低氮中效型(Ⅱ)和低氮低效型(Ⅲ),分别占12.5%,37.5%和50.0%。Ⅰ型品种各项指标均显著高于其他品种。相关分析表明,氮素干物质生产效率与总干重、总氮含量、氮吸收速率呈极显著正相关,与氮肥利用效率呈显著正相关;通径分析表明,氮素干物质生产效率与总干重呈显著相关,总干重对氮素干物质生产效率贡献较大。     

施氮水平对不同基因型优质小麦干物质积累、产量及氮素吸收利用的影响

采用大田试验,研究了不同施氮水平(0、120、180、240 kg/hm~2)对3种基因型优质小麦品种(郑麦0943、郑麦0856和郑麦7698)干物质积累、产量及氮素吸收利用的影响,旨在深入揭示优质小麦氮素吸收利用特征,为发挥其产量潜力和优化施肥管理提供科学依据。结果显示,施氮可不同程度地促进3种优质小麦生长,施氮量在0~240 kg/hm~2时,功能叶片SPAD值、干物质积累量及产量相关指标总体均随施氮量增加而增加(郑麦0856除外)。不同基因型小麦品种比较,郑麦7698所有处理的产量均高于其他2个小麦品种,主要归因于其穗粒数和千粒质量较高,其中施氮240 kg/hm~2处理的产量(11 591.70 kg/hm~2)、小麦干物质转移率(29.45%)及转移干物质对籽粒的贡献率(91.66%)最高,氮素利用效率、氮素吸收效率和氮素农学利用率随施氮量的增加变化幅度较大。郑麦0856在不施氮条件下产量最低,较其施氮180 kg/hm~2处理的最高产量(10 200.00 kg/hm~2)降幅最大,为18.63%,氮素农学利用率明显高于其他2个品种,说明郑麦0856对氮素较为敏感。郑麦0943在不施氮条件下干物质转移率及转移干物质对籽粒的贡献率明显低于其他2个品种,产量较其施氮240 kg/hm~2处理的最高产量(9 933.45 kg/hm~2)降幅最小,为8.89%,氮素收获指数则高于其他2个品种,且氮素利用效率在不施氮和高氮条件下均较高,说明郑麦0943具有氮素高效利用特征,且干物质积累以生育前期为主。综上,郑麦7698不施氮条件下具有较高的产量,最佳施氮量为240 kg/hm~2;郑麦0856产量对氮素缺乏较为敏感,最佳施氮量为180 kg/hm~2;郑麦0943产量对氮素缺乏不太敏感,具有氮素高效利用特征,最佳施氮量为240 kg/hm~2。     

氮肥施用量对玉米生长发育及产量的影响

通过田间试验研究了玉米的氮肥适宜施用量对玉米生长发育和产量的影响。结果表明,氮肥不同施用量对玉米生育期及经济性状的影响不同,施N 144.0、172.5 kg/hm~2时拔节期、大喇叭口期较不施氮处理和减氮处理提前1～3 d;全生育期也最长,为145 d,较其它施氮处理延长2～3 d。施N 172.5 kg/hm~2和144.0 kg/hm~2时株高、秃顶长、行粒数、千粒重均优于其它处理,穗长、穗粗和穗行数处理间并无差异。施N144.0～172.5 kg/hm~2时玉米籽粒产量为11 578.05～11 818.2 kg/hm~2,较不施氮肥处理(8 764.35 kg/hm~2)增产32.10%～34.84%,不施氮肥处理与施氮处理的差异均达极显著水平。氮肥贡献率随着施氮量的增加呈递增趋势,氮肥贡献率的变幅为15.48%～25.84%,施N 172.5 kg/hm~2的氮肥贡献率最高,为25.84%,从氮肥的农学利用效率和氮肥偏生产力看,不同施氮量之间存在差异,随着施氮量的增加都呈递减趋势,氮肥农学利用效率变幅为19.54～46.53 kg/kg,氮肥偏生产力变幅为65.81～300.57 kg/kg,而高施氮量的农学效益和偏生产力低下,不利于资源节约和环境友好,所以在保证玉米籽粒产量的基础上,氮肥的农学利用效率为17.70～19.54 kg/kg,偏生产力为68.51～80.40 kg/kg。     

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。     

黑龙江省几个玉米杂交种氮效率差异的分析

本试验利用对氮素反应呈不同表现类型的6个玉米杂交种，在4个施氮水平下，对其氮效率、产量及相关性状等进行了研究。结果表明，不同玉米杂交种的产量、氮累积量、氮效率和氮响应度存在明显的差异。克单8和垦玉6的氮响应度较高，增施氮肥可较大幅度提高产量。据不同施氮量下的玉米氮效率，可将小米杂交种划分为四种氮效率类型：绥玉7属于双高效型、龙单13属于低氮高效型、垦玉6属于高氮高效型、垦鉴玉6属于双低效犁。通径分析表明，氮吸收效率和氮利用效率对氮效率的作用均是直接作用大于间接作用，氮吸收效率对氮效率的直接作用在3个施氮处理中均大于氮效率对氮效率的直接作用，且是低氮下吸收作用强，高氮下利用效率对氮效率的直接作用要增强。据性状与产量相关分析表明，低氮条件下应选择抽丝期穗位叶叶绿素含量高，抽丝期穗位叶叶面积大，籽粒氮含量高，氮效率高和氮收获指数高的品种；高氮条件下应选择抽丝期生物量大和成熟期生物量大的品种。     

肥料运筹对杂交狼尾草氮素利用效率和硝酸盐含量的影响

在江苏南京地区,研究了肥料运筹对杂交狼尾草氮素吸收利用效率和植株硝酸盐含量的影响。结果表明:施用有机肥67 500 kg/hm2 无机氮肥(纯氮)270.0 kg/hm2处理,杂交狼尾草干物质产量和氮素积累总量均达到最大值,氮素干物质生产效率较低,第3、第4、第5刈次植株硝酸盐含量均高于0.25%,单独饲喂家畜存在硝酸盐中毒的潜在危险;施用有机肥45 000 kg/hm2 无机氮肥(纯氮)270.0 kg/hm2和67 500 kg/hm2 无机氮肥(纯氮)67.5 kg/hm2处理,杂交狼尾草氮素干物质生产效率显著最高,总干物质产量也较高,分别为9 922.3 kg/hm2和9 219.6 kg/hm2,第2、第3、第4刈次植株硝酸盐含量均低于0.25%,饲喂家畜无任何硝酸盐中毒的危险。因此,综合考虑氮素吸收利用效率和植株硝酸盐含量,有机肥45 000 kg/hm2 无机氮肥(纯氮)270.0 kg/hm2和67 500 kg/hm2 无机氮肥(纯氮)67.5 kg/hm2均为杂交狼尾草较适宜的肥料运筹方案。     

地力水平和播期对冬小麦籽粒产量及氮素利用率的影响

以泰农18为试材,在播种密度(基本苗)405.0万株/hm2条件下,研究两个不同地力水平和适度早播(10月1日)、适播(10月8日)和适度晚播(10月15日)对冬小麦籽粒产量和氮素利用率的影响。结果表明:高地力水平下小麦籽粒产量较高但氮素利用率偏低;同地力条件下,适当推迟播期,通过协调单位面积穗数和穗粒数,仍可维持与早播和适播条件下相当水平的籽粒产量;虽然推迟播期降低冬小麦氮素吸收效率,但可提高氮素利用效率,两者互补,所以适当推迟播期氮素利用率仍可维持与早播和适播相当的水平。因此,在不同地力水平下,适当推迟播期可以调控冬小麦冬前群体免受冷害和寒害的影响,维持较高的籽粒产量和氮素利用率。     

优化氮素与品种匹配可协同提高盐碱地夏玉米产量和氮肥利用率

【目的】明确不同耐盐碱型夏玉米品种产量形成及氮素利用特征,挖掘盐碱地玉米氮素高效利用的生物学潜力。【方法】以耐盐型玉米品种登海605、鲁单818和不耐盐型玉米品种鲁单981、连胜188为供试材料,在不同施氮水平下(0、180和360 kg·hm-2,记作N0、N1和N2),系统研究了施氮对不同耐盐碱类型玉米品种物质积累、氮素积累、氮素分配与利用效率及产量形成的影响,并分析了氮肥水平和品种间的互作效应。【结果】施用氮肥可显著提高盐碱地夏玉米籽粒产量,高氮水平下能够提高不耐盐型玉米品种产量潜力。与N1处理相比,N2处理下耐盐型玉米品种产量无显著变化,不耐盐品种LD981和LS188 2年平均显著增产9.93%和16.31%,各品种氮肥偏生产力(NPFP)、氮肥农学效率(NAE)和氮肥利用率(NUE)均显著降低。互作效应分析表明,产量及其构成因素的差异是由品种、氮肥水平及品种和氮肥水平之间的互作效应共同作用的结果。不同氮肥水平下,耐盐型品种比不耐盐品种分别增产7.78%—27.63%(N0)、7.40%—24.87%(N1)和0.32%—9.55%(N2);氮肥利用效率(NUE)分别提高26...     

氮高效利用基因型水稻根系形态和活力特征

【目的】研究水稻（Oryza sativa）氮高效利用基因型根系形态和活力变化,为根系的栽培调控和育种改良提供理论依据和技术参考。【方法】选择前期筛选出的水稻氮利用效率高低不一的基因型为试验材料,在比较氮利用效率基因型差异的基础上,采用水培试验,利用根系分析系统提取苗期至抽穗期不定根、粗分枝根和细分枝根的长度、表面积和体积等形态指标数据,探讨各类根形态与氮吸收的关系,同时分析氮高效利用基因型中典型材料不同供氮水平下根系活力变化。【结果】（1）水稻产量和氮利用效率呈现极显著的基因型差异,氮高效利用基因型籽粒产量、籽粒氮积累量、氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率和氮素收获指数比低效基因型高50.20%、34.20%、11.48%、26.01%和12.50%。拔节期和抽穗期水稻干物质量、氮积累量与籽粒产量、氮素籽粒生产效率、氮素收获指数均呈现显著或极显著正相关,抽穗前（特别是拔节期和抽穗期）的物质积累和氮的吸收显著影响水稻产量和氮利用效率的提高。（2）低氮水平下,氮高、低利用效率基因型间的根系形态指标差异显著。细分枝根根长占水稻总根长的比重最大,为73.40%,且高效基因型在苗期、分蘖期、拔节期和抽穗期比低效基因型分别高32.09%、14.66%、14.40%和12.69%;粗分枝根表面积和体积分别占水稻总表面积和总体积29.81%和43.50%,其中高效基因型粗分枝根表面积在拔节期和抽穗期比低效基因型分别高94.70%和64.38%,体积分别高90.24%和58.18%;不定根根长、表面积和体积分别占水稻总根长、总表面积和总体积19.68%、36.66%和41.19%,且高效基因型不定根根长、表面积和体积在拔节期比低效基因型高40.84%、44.90%和51.02%,差异最大。（3）氮高效利用基因型根系吸收面积和还原力随着氮水平的提高显著降低,而氧化力变化不大。相同氮水平下,氮高效利用基因型拔节后总吸收面积、活跃吸收面积、氧化力、还原力分别为低效基因型的1.3-2.1倍、1.1-3.2倍、1.0-3.0倍、1.4-2.2倍。（4）低氮水平下,粗分枝根的根长、表面积和体积对氮积累量影响程度最大,为47.1%-78.4%。粗分枝根的发育情况直接影响氮的吸收,从而影响水稻产量和氮利用效率。【结论】低氮条件下良好的根系形态和生理活性是水稻氮高效利用的重要特征。培育氮高效利用基因型,可对水稻营养生长期根系形态和活性加以遗传改良,尤其是提高粗分枝根的比例,以期塑造良好的根系构型。     

不同基因型玉米根系特性与氮素吸收利用的差异

 【目的】比较不同氮素利用效率夏玉米的根系时空分布特性及其氮素吸收利用的差异,探讨玉米氮高效的生理机制。【方法】以氮高效玉米杂交种蠡玉13(LY13)和氮低效玉米杂交种鲁单981(LD981)为试验材料,以大田箱式土柱栽培方式,研究两个氮素水平下(0和4.29 g N/plant)玉米根系时空分布及氮素吸收利用的差异。【结果】LY13开花后具有较高的根系干重,根冠比显著高于LD981(P＜0.05),土壤深层根系分布多,根系空间分布合理,后期根系活力高,根系功能期长,导致其库容量大,库调节能力强,氮素积累总量高,氮素转移率、贡献率和氮素利用效率均显著高于LD981(P＜0.05),施氮条件下优势更加明显。LY13在两种氮素水平下的籽粒产量、生物产量、千粒重、收获指数均显著高于LD981。【结论】氮高效型玉米品种根系总量多、深层根系多、空间分布合理、根系活力高且持续期长是其氮积累量增加的主要原因;库容量大,库调解能力强促使氮素转运效率高,向籽粒分配比例大是其籽粒产量高、氮效率高的根本原因。     

Research Progress on Nitrogen Use and Plant Growth

The application of nitrogen （N） fertilizers in agriculture has been increasing dramatically since 1970s. However, the over-fertilization causes could cause environmental problems, as well as low N use efficiency （NUE）. Promoting NUE in plants and minimizing the environmental impacts of N fertilizers had been the focus of the current research. We reviewed the importance of N, N metabolism and plant growth, plant N physiology and the molecular aspect of N metabolism in this paper. The future development of N use and NUE of plants was also discussed.     

不同冬小麦品种产量和氮素吸收利用效率差异

【目的】研究新疆南疆不同冬小麦品种产量、氮素吸收利用效率的差异及对氮肥的响应,为小麦氮高效育种、氮高效品种选择及氮肥优化施用提供参考依据。【方法】设置3个施氮量,选择新疆南疆种植12个品种（系）为材料,研究不同氮肥水平下不同小麦品种的产量、氮素积累量、氮素利用率、氮素吸收效率和氮素利用效率等指标差异。【结果】随着施氮量的增加不同品种收获穗数、穗粒数增加,千粒重降低,氮素积累量和产量增加;氮素利用率、氮素吸收效率和氮素利用效率随着施氮量的增加而降低。氮素利用率较高品种为新冬40号,新冬60号,15/6317。氮高效品种达到高氮效率的途径不同,在不施氮（N_o）条件下新冬40号,新冬60号,15/6317氮素利用率高主要是氮素吸收效率和氮素利用效率的共同作用,以氮素利用效率为主;在施氮条件下新冬60号和新冬40号在氮素吸收效率高来自其较高氮素吸收能力,而15/6317氮素利用率较高是氮素吸收效率和氮素利用效率的共同作用。【结论】不同品种达到氮高效的途径不同,针对不同小麦品种的氮素吸收和利用特性进行调控,提高小麦氮素吸收和利用效率。     

施氮量和基本苗对小麦干物质积累量和产量及氮肥利用率的影响

以高产优质小麦济麦20为试材,研究了冬小麦不同施氮量和基本苗的干物质积累量、产量和氮肥农学利用率的变化。结果表明,同一基本苗条件下,施氮量在0~240 kg/hm2范围内,随施氮量的增加干物质积累量增加;施氮量增至300 kg/hm2干物质积累量降低。同一施氮量条件下,当施氮量为180 kg/hm2(N1处理)和300 kg/hm2(N3处理)时,666.7m2基本苗在10万(M1处理)至15万(M2处理)范围内,随基本苗增加干物质积累量增加;当施氮量为240 kg/hm2(N2处理)时,666.7m2基本苗10万和15万两处理的干物质积累量和籽粒产量无显著差异,并且获得了最高产量,前者的氮肥利用率高于后者。本试验中,过量施氮和过多基本苗均导致产量和氮肥农学利用率降低,综合考虑籽粒产量、经济系数和氮肥农学利用率等因素,以M1N2和M2N1处理较优。