不同氮素累积量类型籼稻品种氮素吸收与分配特点

在水培条件下,分别以88个和122个国内外的籼稻代表品种为材料,测定植株的干物重(包括根系)、全氮含量及产量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法对供试品种成熟期的氮素累积量进行聚类,分析不同氮素累积量类型品种间氮素吸收与分配的特点。结果表明:供试品种成熟期氮素累积量差异很大,可聚类为A、B、C、D、E、F等6类,类型间的差异均达到了显著水平。高氮素累积量类型籼稻品种氮素吸收与分配的特点为:①抽穗前、后吸收的氮素量大,抽穗后吸收的氮素比例较高,抽穗期氮素在根系中的分配比例低、在茎鞘叶中的分配比例高;②成熟期植株含氮率高,成熟期氮素在根系和穗中的分配比例较低、在茎鞘叶中的分配比例较高。     

不同氮素籽粒生产效率类型籼稻品种氮素吸收利用的差异

[目的]研究不同氮素籽粒生产效率类型品种氮素吸收利用的基本特点。[方法]在群体水培条件下,以国内外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年88个2、002年122个)为材料,测定干物重、氮素含量、产量及其构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种的氮素籽粒生产效率(NUEg)从低到高依次分为A、B、C、D、EF、6种类型。[结果]供试品种间NUEg的差异很大;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种成熟期全株、根系、茎鞘叶、穗含氮率低;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种抽穗前吸氮量、成熟期总吸氮量较小;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种成熟期氮素干物质生产效率和氮素收获指数高。[结论]高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种吸氮量小、植株含氮率低、氮素利用效率高。     

籼稻品种间氮素吸收利用的差异及其对产量的影响

2001~2002年,在群体水培条件下,以不同年代育成的籼稻代表品种国内88个和国外122个为材料,成熟期测定植株的干物重(包括根系)、全氮含量及产量,分析籼稻品种间成熟期氮素累积量、氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率的差异及其对产量的影响。结果表明:成熟期氮素累积量、氮素籽粒生产效率和氮素干物质生产效率,品种间差异很大,均达到极显著水平,其中,氮素累积量的差异明显大于氮素籽粒生产效率,氮素籽粒生产效率的差异又明显大于氮素干物质生产效率。相关分析表明,成熟期氮素累积量、氮素籽粒生产效率与籼稻品种的产量水平关系密切,氮素干物质生产效率与籼稻品种的产量水平关系不密切。逐步多元回归分析表明,成熟期氮素累积量和氮素籽粒生产效率对籼稻品种的产量水平均有显著影响(R2=0.957~0.974),提高成熟期氮素累积量和氮素籽粒生产效率均可提高籼稻品种的产量水平。通径分析显示,籼稻成熟期氮素累积量对产量的直接影响比氮素籽粒生产效率大40%~70%。作者认为,籼稻品种的选育应在保持较高氮素累积量的基础上,重点改良提高氮素籽粒生产效率,有利于实现籼稻品种高产与高效的有机统一。     

不同施氮量下水稻灌浆期氮磷钾的积累与氮素籽粒生产效率

选用10个氮素利用效率不同的粳稻品种,研究在3个氮素处理水平下水稻灌浆期营养物质积累的动态变化及与氮素利用效率的关系.结果表明:鞘叶和茎中氮的含量均以灌浆前期最高,以后逐渐降低,穗都氮素总积累量在整个籽粒灌浆时期均呈增加的趋势,N10、N20处理更有利于促进植株对氮的吸收及含量的提高.施氮后灌浆前期能够促进籽粒中增加磷、钾的积累,后期能加快磷、钾的转移速度.鞘叶和茎秆的氮素积累量与成熟期氮素籽粒生产效率在灌浆后期均呈负相关,鞘叶的NO和N2O处理达到极显著水平,N10处理达到显著水平;3种处理水平下氮素在穗中的分配比率与成熟期氮素籽粒生产效率均达到极显著正相关,氮素在鞘叶和茎秆的分配率与成熟期氮素籽粒生产效率在灌浆后期呈负相关,所有处理中鞘叶部分达到极显著的负相关.     

不同库容量类型常规籼稻品种氮素吸收与分配的差异

 【目的】研究不同库容量类型水稻品种氮素吸收与分配的差异,为大库容量类型品种的氮素遗传改良提供参考依据。【方法】在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种（2001年为88个、2002年为122个）为材料,测定干物重（包括根系）、产量及其构成因素、氮素含量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按库容量从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种氮素吸收与分配的基本特点。【结果】供试品种间库容量的差异很大（426%、817%）。A、B、C、D、E、F类品种的平均库容量,2001年分别为426.37、642.53、770.96、903.73、1 064.32、1 213.90 g?m-2,2002年分别为359.36、574.11、764.98、962.43、1 200.11、1 455.59 g?m-2;大库容量品种抽穗期全株含氮率较高、结实期全株含氮率下降幅度较大;大库容量类型品种吸氮能力强,抽穗后更明显吸氮能力显著受到生育期与吸氮强度的影响,但吸氮强度的作用要大于生育期的作用。;大库容量类型品种氮素在根中比例小、成熟期氮素在茎鞘叶中比例小、穗中氮素比例大、结实期茎鞘叶氮素运转量大;增加吸氮量,促进茎鞘叶中的氮素运转有利于库容量的提高。【结论】大库容量类型品种吸氮能力特别是抽穗后的吸氮能力强,成熟期氮素在营养器官中比例小、穗中氮素比例大、结实期茎鞘叶氮素运转量大。     

水稻不同器官氮积累及转化效率与氮素利用效率的关系

【目的】分析灌浆过程中不同器官的氮素含量和积累及分配变化与氮素利用效率的关系。【方法】在田间试验条件下,研究了10个水稻基因型的各组织器官氮素积累、分配利用与氮素利用效率间的相互关系。【结果】在籽粒灌浆过程中穗中的氮素含量品种间没有显著的差异而鞘叶和茎中的氮素含量主要在灌浆后期呈显著的差异。穗中氮素积累的增加伴随着鞘叶和茎的氮素积累的下降,尤其是鞘叶更明显,植株总吸氮量在器官中的分配比例随籽粒灌浆进程穗中氮素比例增加伴随鞘叶和茎的氮素比例减少。同样,穗、鞘叶、茎的氮素积累量和分配比例籽粒灌浆后期品种间呈显著的差异。籽粒灌浆不同时期的氮素利用效率品种间呈显著差异,其中成熟期氮素利用效率与成熟期穗和鞘叶氮素含量、鞘叶的氮素积累量和鞘叶氮素分配比例呈显著的负相关,与灌浆中后的穗氮素积累分配比例呈显著的正相关。【结论】在水稻氮高效育种工作中,结合组织氮素进行选择,可有效地提高选择效果。     

不同产量类型籼稻品种氮素吸收利用特征的研究

在群体水培条件下，于2001和2002年分别以国内外不同年代育成的88、122个具代表性的籼稻品种(品系)为供试材料，采用组内最小平方和的动态聚类方法对供试品种的产量进行聚类，研究不同产量类型籼稻品种氮素吸收利用的基本特征。结果表明：抽穗期植株含氮率高，抽穗前、后的氮素吸收量大，抽穗后吸收的氮素比例大，成熟期运转到穗部的氮素比例高，氮素籽粒生产效率及氮素收获指数高是高产品种氮素吸收利用的基本特征。多元回归分析表明：在9个氮素吸收和利用的性状中，对产量有显著影响的为抽穗前吸氮量、抽穗后吸氮量和氮素籽粒生产效率，随着抽穗前吸氮量、抽穗后吸氮量和氮素籽粒生产效率的增加，供试籼稻品种的产量显著提高。     

不同氮素累积量类型籼稻品种有关源库指标的基本特点

2001、2002年,在群体水培条件下,分别以国内外的籼稻代表品种88个和122个为材料,于抽穗期和成熟期测定植株的干物重（包括根系）、全氮含量及产量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种成熟期的氮素累积量进行聚类,分析不同氮素累积量类型籼稻品种间有关源库指标的特点。结果表明,供试品种成熟期氮素累积量差异很大,可聚类为A、B、C、D、E、F等6类,类型间的差异均达到了显著水平。高氮素累积量类型籼稻品种有关源库指标的基本特点为：抽穗期和成熟期叶面积系数大、结实期叶面积系数减少量大、结实期叶面积系数减少比例较低、抽穗期单位面积绿叶重大、比叶重高、结实期净同化率较高、单位面积颖花量和库容量大。     

油菜不同产量类型品种氮素吸收与利用特性研究

探讨甘蓝型油菜不同产量类型品种氮素吸收与利用特性.在不同土壤肥力条件下以甘蓝型油菜品种(2006-2007年度73个、2007-2008年度98个)为材料,成熟期测定各器官干物重、氮素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种产量进行聚类.研究不同产量类型品种氮素积累与分配差异.结果表明:供试品种间产量差异很大,类型间差异显著.随着产量增加,氮素吸收总量、氮素籽粒生产效率增加,籽粒氮素积累量增加,茎枝、果壳氮素分配比例下降,籽粒氮素比例增加.土壤肥力高,植株吸氮总量增加,氮素籽粒生产效率降低.增加氮素吸收总量,促进氮素向籽粒中输送,使得高产和高氮素利用效率统一.     

黄土旱塬几种农田水分管理模式下春玉米氮素吸收及分配的差异

【目的】以高原沟壑区典型代表性土壤黑垆土为供试土壤,以紧凑型玉米品种先玉335为供试作物,根据目标产量,在高密栽培及优化施氮量和施氮时期基础上,研究4种农田水分管理模式下春玉米氮素吸收、分配及转移规律,以期为黄土高原南部半干旱区春玉米高产高效栽培提供依据。【方法】田间试验以补充灌溉、雨养、地膜覆盖和秸秆覆盖等为农田水分管理模式,通过在玉米苗期、大喇叭口期、抽雄吐丝期、灌浆期、蜡熟期和生理成熟期等关键生育时期采集地上部植株样品,研究春玉米各生育时期不同器官氮素累积、分配和转移规律与产量及水分养分效率的关系。【结果】随生育阶段推进,春玉米生长速度加快,氮素吸收累积逐渐增加,进入生殖阶段后,各器官氮素分配随生长中心转移而发生变化。不同农田水分管理模式明显影响春玉米氮素累积、分配及转移,在各个测定时期,补充灌溉处理氮素累积量均高于其它3个处理,地膜覆盖处理在玉米成熟期氮素累积量仅次于补充灌溉处理,成熟期雨养和覆秸秆处理氮素累积量相对较低。在补充灌溉条件下,各器官氮素向籽粒转移量最多,完熟期籽粒氮素累积量最大,为235.5kg·hm-2,其次是覆膜处理为225.3kg·hm-2,二者差异不显著;秸秆覆盖处理籽粒氮素累积量与雨养处理差异也不显著,但补充灌溉处理和地膜覆盖处理显著高于雨养和秸秆覆盖处理,与产量及氮素利用效率高低具有一致性。【结论】有利于提高产量及水分利用效率的农田水分管理模式可提高氮素吸收及籽粒氮素累积。从玉米氮素累积、分配及与产量和水分养分效率关系看,补充灌溉和地膜覆盖为本试验条件下的较优农田水分管理模式,从节约水资源及充分利用天然降雨角度考虑,应首选地膜覆盖管理模式。     

盐胁迫下小麦氮代谢关键酶活性及籽粒品质研究

[目的]为冬小麦耐盐性鉴定提供科学依据。[方法]研究了2种氮肥条件对2个不同耐盐性小麦品种的氮代谢关键酶活性及籽粒品质的影响。[结果]N2处理的小麦旗叶硝酸还原酶（NR）和谷胺酰氨合成酶（Gs）活性均高于N1处理。耐盐小麦品种的籽粒综合品质性状在N2处理的表现优于N1处理。[结论]小麦耐盐性不同,对土壤条件的要求不同,适宜的条件提高了氮代谢关键酶的活性,利于改善小麦品质。     

冬小麦不同叶层净光合速率对无机营养的响应特点

[目的]研究冬小麦不同叶层净光合速率(Pn)对无机营养的响应特点。[方法]在大田试验中,以小麦品种藁8901、石4185、河农341和河农859为材料,测定3种施肥条件(不施氮、N225 kg/hm2和N225 kg/hm2+P2O5150 kg/hm2)下小麦不同叶层的净光合速率(Pn)。[结果]3种施肥条件下,4个小麦品种顶部第1、2叶的Pn从拔节至开花后20 d大致呈单峰曲线变化,最高值出现在挑旗至开花期;顶部第3叶在拔节至挑旗和抽穗至开花出现2个高值,且Pn低于顶部第1、2叶。施氮和氮磷配合施用条件下各品种叶片Pn的最高值和平均值均高于不施氮处理。[结论]施肥尤其是施氮肥可提高冬小麦品种叶片的光合能力。     

Study on Nitrogen Distribution in Leaf, Stem and Sheath at Different Layers in Winter Wheat Canopy and Their Influence on Grain Quality

Vertical distribution of nitrogen in wheat canopy, nitrogen remobilization and their influence on grain quality of winter wheat were studied. Two winter wheat cultivars, Jingdong8, a common cultivar, and Zhongyou9507, a high quality cultivar, were selected. Leaf nitrogen showed an obvious decreasing trend from the canopy top to the ground surface for all treatments in growth duration. There was no apparent vertical nitrogen gradient in stem and sheath of Zhongyou9507 compared with Jingdong8. Zhongyou9507 had more nitrogen remobilization from leaf, stem and sheath than Jingdong8 from middle grain filling to waxening, especially the nitrogen remobilization amount in stem and sheath, which was higher than that in Jingdong8 during growth duration. Higher vertical nitrogen gradients in Jingdong8 at anthesis had disadvantages on its grain quality. But higher vertical nitrogen gradients between middle and lower layers of Jingdong8 at grain filling stage enhanced its grain quality. Higher vertical nitrogen gradients in upper layer at anthesis and upper layer leaf and middle layer stem and sheath at grain filling stage had advantages on protein accumulation in grain of Zhongyou9507. There were positive correlations between foliar nitrogen remobilization amount and grain quality at later growth stage for the two cultivars. There was a positive correlation between quality of Jingdong8 and stem and sheath nitrogen remobilization amount from anthesis to early grain filling, and that of Zhongyou9507 emerged from anthesis to early grain filling and from middle grain filling to waxening. Contribution of leaf nitrogen to the quality of Jingdong8 was larger than nitrogen from stem and sheath. High protein content of Zhongyou9507 was attributed to the nitrogen condition in its leaf, stem and sheath. Nitrogen in stem and sheath played a more important role on the grain quality of Zhongyou9507 than on that of Jingdong8.     

钾素水平对小麦氮素积累和运转及籽粒蛋白质形成的影响

 【目的】试图阐明施钾对小麦植株氮素积累、运转和籽粒蛋白质形成的影响机理。【方法】在池栽条件下，以宁麦9号（低蛋白）和扬麦10号（中蛋白）两个蛋白质含量不同的冬小麦品种为材料，研究了不同施钾水平下植株氮素积累、运转和开花期叶片含钾量的特征及其与籽粒蛋白质和各组分含量的关系。【结果】与不施钾相比，施钾提高了籽粒蛋白质含量，极显著提高了球蛋白和醇溶蛋白含量，由于对谷蛋白含量的作用甚微，因而显著降低了谷/醇比。施钾提高了开花期叶片含钾量进而显著促进了小麦植株花前氮素的积累和贮存氮素的运转，较高的开花期叶片钾营养水平显著提高了扬麦10号的花后氮积累，但对宁麦9号花后氮积累的促进作用较小。两种类型小麦的籽粒蛋白质含量对施钾的响应程度不同，扬麦10号大于宁麦9号。【结论】施钾条件下，因较高开花期叶片含钾量而显著提高的宁麦9号花前贮存氮素运转量和扬麦10号花后氮积累量，分别是这两种类型小麦籽粒蛋白质含量增加的重要生理原因。在本试验条件下，宁麦9号和扬麦10号的适宜施钾水平分别为K2O 150、225 kg·ha-1。     

基于新型植被指数的冬小麦LAI高光谱反演

【目的】本研究旨在分析冠层叶片水分含量对作物冠层光谱的影响,构建新型光谱指数来提高作物叶面积指数高光谱反演的精度。【方法】在冬小麦水肥交叉试验的支持下,分析不同筋性品种、施氮量、灌溉量处理下的冬小麦叶面积指数冠层光谱响应特征,并分析标准化差分红边指数(NDRE)、水分敏感指数(WI)与叶面积指数的相关性,据此构建一个新型的植被指数——红边抗水植被指数(red-edge resistance water vegetable index,RRWVI)。选取常用的植被指数作为参照,分析RRWVI对于冬小麦多个关键生育期叶面积指数的诊断能力,随机选取约2/3的实测样本建立基于各种植被指数的叶面积指数高光谱响应模型,未参与建模的样本用于评价模型精度。【结果】研究结果表明,随着生育期的推进,冬小麦的叶面积指数呈先增加后降低的变化趋势,不同的水肥处理对冬小麦叶面积指数具有较大影响。开花期之后冬小麦LAI显著下降,强筋小麦(藁优2018)在整个生育期叶面积指数均高于中筋小麦(济麦22);不同氮水平下冬小麦冠层光谱反射率在近红外波段(720—1 350 nm)随着施氮量的增加而增大,与氮肥梯度完全一致,其中2倍氮肥处理的近红外反射率达到最高;不同生育期下冬小麦冠层光谱反射率变化波形大体一致;各个关键生育期的NDRE和WI均存在较高的相关性,而NDRE与LAI的相关性明显优于WI,新构建的植被指数RRWVI与LAI的相关性均优于NDRE、WI;虽然8个常用的植被指数均与LAI存在显著相关,但RRWVI与LAI相关性达到最大,其拟合曲线的决定系数R2为0.86。【结论】通过分析各种指数所构建的冬小麦叶面积指数高光谱反演模型,新构建的RRWVI取得了比NDRE、NDVI等常用植被指数更为可靠的反演效果,说明本研究新构建的红边抗水植被指数可有效提高冬小麦叶面积指数的精度。     

不同基因型小麦及其近缘属黑麦的RAPD分析

采用随机扩增多态性DNA(RAPD)对来自我国不同生态区的21个普通小麦(Triticum aestirum L)品种以及3个小麦近缘属栽培黑麦(Secale cereale)品种的遗传差异进行分析.结果表明,黑麦与普通小麦间的分子标记多态性(66.20%)明显高于普通小麦之间的多态性标记(43.90%).冬春性不同的普通小麦品种间的多态性存在着较大的差异,冬性小麦品种间多态性(40.30%)明显高于春性小麦品种间RAPD多态性(14.66%).黑麦与普通小麦间的平均遗传距离(0.5086)是普通小麦品种间平均遗传距离(0.1378)的4倍.聚类分析表明,利用RAPD标记可以将黑麦和普通小麦以及冬春性普通小麦明显划分开来;来自同一选育单位或同一生态区的小麦品种大多都聚在一起.一些引物能对有些品种进行特异性扩增.因此,利用RAPD标记可以进行小麦品种指纹分析,确定基因型之间遗传差异,进一步划分小麦杂种优势群.     

冬小麦冠层不同叶层和茎鞘氮素与籽粒品质关系的研究

 以优质品种中优 950 7和普通品种京冬 8号为材料 ,研究了冬小麦叶片、茎鞘氮素的垂直分布、输出量及其与主要品质指标间的关系。结果表明 ,叶片含氮量随冠层层次降低而降低 ,垂直梯度分明 ,处理间、不同生育时期梯度大小不同。茎鞘氮素垂直梯度不如叶片明显 ,中优 950 7梯度大小、生育期内变化不如京冬 8号显著。中优950 7灌浆盛期至蜡熟阶段叶片和茎鞘氮素输出量分别比京冬 8号高 2 9.9%和 76.3 %。灌浆期京冬 8号冠层中下部形成较大梯度利于其品质的改善 ,中优 950 7开花期上部层次形成大的梯度 ,灌浆期上部层次叶片、中下部层次茎鞘含氮量高均利于其籽粒蛋白质的积累。两种类型品种品质的改善较多地依赖后期植株氮素的输出。京冬 8号叶片氮素对籽粒品质的形成作用明显 ,而叶片和茎鞘氮素对中优 950 7籽粒品质的形成具有同等重要的作用     

水氮组合对不同筋力小麦产量和植株性状的影响

采用裂区设计,以水氮组合设置为主处理、品种设置为副处理,研究了不同水氮组合对不同筋力的优质小麦品种石新733、冀5385、藁8901及高产品系冀2003的产量和植株性状的影响.结果表明:小麦拔节期浇1水或拔节期和开花灌浆期浇2水均能获得较高产量,但春季浇5水的小麦产量却表现减产;浇水次数增加,小麦的功能叶叶长、叶面积增大,比叶重降低;施N量增加,小麦籽粒产量、旗叶长、比叶重和叶面积均增加;施肥量相同时,春季追施1次氮肥处理的小麦产量高于2次分施处理,春季追施2次氮肥处理的小麦比叶重下降、叶面积增加;高产品系冀2003的小麦产量、叶面积和比叶重均高于优质麦品种,优质麦品种间差异不明显.     

冬小麦品种更替过程中旗叶结构与光合作用的关系研究

为研究冬小麦品种更替过程中旗叶结构与光合作用的关系,以60a来广泛种植的10个冬小麦品种为材料,对株高,收获指数,旗叶的厚度、面积、叶肉细胞形态、叶绿体数目、光合速率、叶绿素含量等进行观察和测定比较。结果显示,随着品种更替,从BM1到LX998株高降低了37.25%,旗叶厚度、面积和收获指数均呈上升趋势;4环叶肉细胞面积由2 546.12μm2减小到2 285.92μm2,6环以上叶肉细胞的比例逐渐增大。灌浆期4环叶肉细胞中叶绿体个数增加了48.68%,叶绿素含量逐渐增大,光合速率高值持续期延长。上述结果说明,旗叶结构在小麦品种更替过程中有明显改变,可为小麦品种改良提供微观结构方面的依据。     

冬小麦叶片硝酸还原酶活性对氮反应的敏感性研究

硝酸还原酶活性高低可反映植株营养状况和氮素代谢水平。该研究表明,从不同基因型平均看,冬小麦硝酸还原酶活性在返青期、拔节期、开花期和灌浆期对氮反应明显,即施氮硝酸还原酶明显增加且以开花期增加幅度最大,而苗期氮对硝酸还原酶活性基本没有影响。从氮水平及各生育期平均看,冬小麦叶片硝酸还原酶活性在基因型间的差异达显著水平,其顺序为9430>偃师9号>西农2208>小偃6号>陕229>NR 9405。