水稻对铵态氮和硝态氮吸收特性的研究

 采用水培方法, 研究了水稻不同生育期对铵、硝态氮的吸收特性。水稻虽为较强的喜铵作物,累积吸收的铵态氮多于硝态氮,但并不完全依赖于铵态氮。在铵、硝态氮等量共存条件下,水稻对铵、硝态氮的相对吸收量表现出明显的阶段性。从移栽到分蘖终期的营养生长期,吸收的铵态氮多于硝态氮,占营养生长期吸氮总量的68.9%;铵态氮营养主导作用在分蘖期表现得更为明显。从拔节到成熟的生殖生长期,两者的吸收比例在1左右,趋于稳定,可以同等有效地吸收铵态氮和硝态氮。在施肥实践中,应充分考虑水稻不同生育阶段吸收铵态氮、硝态氮的营养特点,合理调控土壤中铵、硝态氮比例,以满足水稻不同生育期对各种氮源的需求。     

田间低钾胁迫条件下水稻对钾的吸收和利用效率

通过田间试验,研究了在不同程度低钾胁迫条件下,杂交稻和常规稻在不同生育阶段对钾的吸收、分配和利用效率。在连续8季施氮、磷肥而不施钾肥的严重低钾胁迫条件下,施用钾肥使稻谷产量、水稻钾吸收总量显著增加而钾利用效率显著降低,同时表现出明显的耕作历史同施用钾肥间的交互作用。从幼穗分化期到抽穗期,水稻钾的积累量约占总积累量的一半以上,为水稻积累钾的关键时期。水稻对钾肥反应存在明显的品种间差异,在供钾充足条件下,杂交稻协优46的钾吸收量显著大于常规稻秀水11,但其钾利用效率却显著低于秀水11,表现出对钾的奢侈性吸收;在缺K条件下,杂交稻的钾吸收量低于常规稻,其钾利用效率与常规稻无明显差异。运用混合型离子交换树脂球测试法,可以了解淹水条件下土壤中生物有效性钾的动态变化特征,原地埋置7 d的树脂球的钾吸附量同水稻地上部分钾吸收量呈显著正相关。     

铵态氮和硝态氮营养对水、旱稻根系形态及水分吸收的影响

为研究不同形态氮素营养对水稻和旱稻根系生长及水分吸收的影响,采用水培供应不同形态氮素(铵态氮、硝态氮、铵态氮和硝态氮混合)的方法培养水稻和旱稻,并对水稻和旱稻的根系形态进行了扫描分析;同时,通过测定根系伤流液和采用HgCl2抑制水通道蛋白活性的方法,比较了水稻和旱稻根系对不同氮素形态响应的差异。 铵态氮营养水稻（或旱稻）的根干质量明显低于硝态氮营养水稻（或旱稻）,但单位根表面积的水分吸收与根系伤流液量比硝态氮营养高;3种形态氮素营养水稻（或旱稻）运输水分的主要方式均是水通道蛋白的跨膜运输途径,但铵态氮营养水稻（或旱稻）的根系通过水通道蛋白跨膜运输途径运输水分的能力明显高于硝态氮营养水稻（或旱稻）;与水稻相比,旱稻对硝态氮营养具有较强的适应性。     

不同施肥水平对杂交水稻氮、磷、钾吸收积累的影响

为探索不同施肥量下2个杂交水稻植株氮、磷、钾的吸收积累特性,采用田间小区试验研究了两个杂交稻品种抽穗期和成熟期的植株氮、磷、钾吸收积累。结果表明,2个杂交水稻品种在不同施肥水平下,抽穗期和成熟期茎＋叶鞘、叶、穗各器官内的氮、磷、钾的含量无显著差异;抽穗期,叶的氮含量最高,茎＋叶鞘的磷、钾含量最高;成熟期,叶的氮含量、茎＋叶鞘的磷含量、穗的钾含量均下降。抽穗期,氮、钾吸收量及干物质量红泰优996高于粤优589,磷吸收量粤优589高于红泰优996;成熟期,氮、钾吸收量及干物质量粤优589高于红泰优996,磷吸收量2品种差异不明显。2个杂交水稻品种地上部植株对氮、磷、钾积累量比例的变幅范围均在高产水稻积累变幅范围内。     

杂交水稻需要比常规稻投入更多的肥料吗?

通过田间试验,在施肥与不施肥的条件下研究了不同类型水稻品种(常规稻、三系杂交稻和两系杂交稻)在稻谷产量、干物质积累量、养分吸收量及肥料农学效率上的差异。结果表明,杂交水稻在相同肥力条件下的产量水平及施肥增产效果高于常规稻,其高产建立在较高的干物质积累量和氮、磷、钾吸收量的基础上;杂交水稻对肥料的利用效率高于常规稻,生产单位重量稻谷的养分需求量与常规稻无显著差异,也就是说杂交水稻并不需要比常规稻投入更多的肥料。     

水稻氮钾吸收的交互作用研究

氮和钾都是水稻生长的大量必须营养元素,在水稻的生长发育过程中起着不可替代的作用。水稻对氮、钾的吸收存在着一定的交互作用。本文在综述水稻氮、钾吸收的机理上,探讨了氮素对水稻钾素吸收的影响,以及钾素对水稻氮素吸收的影响。     

不同供氮形态对旱作水稻生长和养分吸收的影响

采用土培试验种植旱作水稻,研究铵态氮（A）、硝态氮（N）和铵态氮加硝化抑制剂（A+DCD）对旱作水稻分蘖期、孕穗期生长和养分吸收的影响。在分蘖期和孕穗期,铵态氮和铵态氮加硝化抑制剂处理的水稻各部位生物量、分蘖数及新完全展开叶的叶面积均较硝态氮处理的高;铵态氮加硝化抑制剂处理的水稻叶片净光合速率最高,硝态氮处理的水稻叶片净光合速率最低; 铵态氮和铵态氮加硝化抑制剂处理的水稻体内的钾向叶片中分配比例较高,而硝态氮处理的水稻向茎秆中分配的比例较高。     

水稻盆栽速效氮淋洗法及短期亏氮效果分析

【目的】 探索一种简易、有效的盆栽土壤速效氮淋洗方法,并分析水稻花前不同时期土壤氮亏缺对不同类型水稻主功能叶及植株花后氮积累的影响,以期为阐明水稻花后氮素积累、转运特征和大田生产减氮技术应用奠定研究基础。【方法】 比较了3种水稻盆栽土壤速效氮淋洗方法的减氮效果,同时探讨了水稻花前14 d和花前3 d短期亏氮对籼粳杂交稻甬优12号、籼型杂交稻中浙优1号上3叶SPAD值、氮浓度和花后植株含氮量的影响。【结果】 通过淋洗结构+沙土混合基质方法进行3次淋洗,即可将土壤中85.6%的硝态氮和67.1%的铵态氮洗脱;水稻花前处理后,土壤硝态氮和铵态氮含量分别降低42.1%~59.3%和35.0%~43.9%,可实现预期的土壤减氮效果,短期内对土壤速效氮供应能力形成有效抑制。花前土壤氮亏缺导致甬优12上3叶SPAD值和氮浓度以及齐穗后10 d植株茎鞘、叶、穗和单株含氮量显著降低,且茎鞘、穗和单株含氮量在两淋洗处理间差异显著。花前14 d淋洗减氮导致中浙优1号上3叶SPAD值和氮浓度以及齐穗后10 d单株和穗部含氮量显著下降,花前3 d淋洗处理则对中浙优1号上3叶氮浓度和植株氮积累量几乎无影响。【结论】 水稻对花前14 d氮亏缺的敏感性显著高于花前3 d,植株不同叶位叶片的叶色和氮浓度对土壤氮亏缺敏感度由下而上增强,两时期土壤氮亏缺对籼粳杂交稻甬优12的影响均远大于籼型杂交稻中浙优1号,意味着籼型杂交稻中浙优1号花后对土壤速效氮需求明显降低,而籼粳杂交稻甬优12减数分裂期后对土壤速效氮存在更高需求。     

施氮量对超级杂交稻产量和稻米品质的影响

为探明超级杂交稻在成都平原的适宜施氮量,达到高产与优质协同,以超级杂交稻德优4727、普通杂交稻川优6203和常规稻五山丝苗为材料,于2016年在四川德阳进行大田试验,设置4个施氮量(0、120、165、210 kg/hm~2,分别记作N0、N120、N165、N210),研究施氮量对水稻产量和稻米品质的影响。结果表明,超级杂交稻产量随施氮量的增加呈先增加后下降的趋势,以N165处理最高;普通杂交稻和常规稻产量随施氮量的增加而增加,以N210处理最高,但与N165处理差异不显著。糙米率、整精米率、蛋白质含量随施氮量的增加而提高;垩白粒率、垩白度对氮肥的响应因品种而异。除普通杂交稻胶稠度外,施氮量对胶稠度和直链淀粉含量的影响不显著。品种间产量和品质均存在显著差异。与普通杂交稻和常规稻相比,超级杂交稻产量显著增加,增产优势主要表现在粒重上。超级杂交稻糙米率、垩白粒率、垩白度、胶稠度显著高于常规稻,直链淀粉含量和蛋白质含量低于常规稻;超级杂交稻整精米率显著高于普通杂交稻,但与常规稻相当。考虑产量和品质两因素,本试验条件下超级杂交稻选择纯N用量165 kg/hm~2,可实现产量和品质的协同提高。     

不同铵硝配比对香蕉幼苗硝态氮吸收动力学特征影响

将香蕉苗移植到0.2 mmol/L CaSO4溶液中饥饿3d,采用改进耗竭法研究了香蕉幼苗期在5种铵硝配比营养液中的硝态氮的吸收动力学特征,以探讨香蕉铵硝营养特点.结果表明,香蕉幼苗所有铵硝配比处理的硝态氮吸收曲线特征均符合Michaelis-Menten酶动力学模型的描述.加铵不仅显著影响香蕉幼苗硝态氮吸收动力学参数Vax,对Km的影响也达显著水平.在霍格兰营养液的基础上直接添加10％NH4+-N比将10％NO3-N用NIH4+-N替换更能降低香蕉对硝态氮的吸收速率,但这两种处理对Km的影响不显著.在100％硝态氮的基础上,增铵降低了香蕉对硝态氮的吸收速率,增10％NH4+-N降低香蕉对硝态氮的亲和力,增25％ NH+4-N对香蕉对硝态氮的亲和力的影响则相反.在本实验条件下,香蕉硝态氮吸收系统属于低亲和吸收系统.     

根际溶氧量与氮素形态对水稻根系特征及氮素积累的影响

 为研究根际溶氧量和氮素形态对水稻根系生长及对氮素利用的影响,设计了两个试验：1)分别以铵硝混合营养（NH4NO3）和全铵营养[(NH4)2SO4]为氮源,在营养液中将杂交籼稻国稻1号和常规粳稻秀水09培养6周,在第4周和第6周时取样测定植株的生物量和氮素含量;2) 将上述铵硝混合营养下培养4周的国稻1号水稻植株,以分根培养的方式进行不同溶氧量处理,测定水稻生物量、根系形态和氮积累量的差异。结果表明: 1）根际溶氧量较低时(溶氧量0~1.0 mg/L),铵硝混合营养比单一的铵态氮营养显著提高植株的生物量,国稻1号生物量增加69%,秀水09增加41%;铵硝混合营养显著提高了水稻的根系数量、最长根长、根干质量和根系活力以及植株的氮积累量,国稻1号的地下部和地上部氮积累量分别提高60%和52%,秀水09则分别提高了41%和33%。2) 分根实验中,铵硝混合培养的国稻1号,其增氧(溶氧量8.0~9.0 mg/L)处理的根系生物量增加21.6%, 根系数量、最长根长和根体积分别增加27%、14%和10%,而氮积累量提高了11%。增氧和铵硝混合营养均对促进水稻根系生长和氮素积累具有正互作效应。     

Effects of Rhizosphere Dissolved Oxygen Content and Nitrogen Form on Root Traits and Nitrogen Accumulation in Rice

Dissolved oxygen and nitrogen form have important effects on rice root growth and nitrogen availability.An indica hybrid rice,Guodao 1,and a conventional japonica rice,Xiushui 09,were cultured in hypoxic nutrient solution with NH4NO3 or(NH4)2SO4 as the nitrogen source for six weeks in pools.A portion of the Guodao 1 seedlings after treatment in the pools for four weeks were transferred to a split-root system at different dissolved oxygen contents and cultured for an additional two weeks.Biomass,root morphol...     

不同供氮形态下水稻苗期磷吸收累积与根系形态的关系

【目的】植物根系形态对于适应低磷胁迫具有一定的可塑性,对提高磷的吸收利用具有重要意义。因此,本研究以长江中下游地区主推的102个水稻品种为供试材料,研究根系形态与水稻幼苗磷吸收利用的相关性。【方法】采用国际水稻所营养液培养方法,研究在NH_4^+-N和NO_3^--N供应条件下苗期植株生物量、磷含量和磷素累积量及其与根系形态指标的相关性。【结果】研究结果表明,在相同供氮水平(40 mg/L)下,供应NH_4^+-N时,水稻苗期平均生物量为67.87 mg/株,比供应NO_3^--N时高4.27 mg/株;水稻苗期平均磷含量为0.49%,比供应NO_3^--N时高0.10%;水稻苗期平均磷累积量为0.37 mg/株,比供应NO_3^--N时高0.10 mg/株。在NH_4^+-N条件下,水稻根系形态指标变异系数呈现根尖数>总根长>分支数>总根面积>交叉数>总根体积>平均根系直径的规律;在NO_3^--N条件下,水稻根系形态指标变异系数呈现根尖数>分枝数>总根长>总根面积>交叉数>总根体积>平均根系直径的趋势。在NH_4^+-N条件下,总根长、总根面积、分枝数、交叉数四个形态指标与植株生物量、磷含量、磷累积相关最为显著(P<0.01),而在NO_3^--N培养下,总根长、总根面积、根尖数、交叉数与植株生物量及磷素吸收累积指标相关性最为显著(P<0.01)。【结论】供应氨态氮,水稻营养指标与根系形态指标的相关性更高。水稻苗期根系总根长、总根面积、交叉数可作为水稻磷高效评价的重要指标。     

杂交水稻始穗期氮钾营养对剑叶生理特性的影响

 采用盆栽试验研究了杂交水稻汕优63在施基肥的基础上，始穗期供给 NK营养对剑叶生理特性的影响。施用NK，可促进剑叶叶绿素含量、光合速率、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、过氧化物酶(POX)、超氧物歧化酶(SOD)、硝酸还原酶(NR)活性提高，呼吸速率下降，增加剑叶的可溶性糖和可溶性蛋白含量及根系活力，加速14C同化物从剑叶的输出，提高14C同化物在稻穗的分布积累及输入积(IAP)。讨论了始穗期共施NK营养提高结实率、谷粒充实度及稻谷产量的良好效果     

光照和施氮量对分蘖期水稻叶际氮氧化物(NO和NO2)交换的调控机制

 采用密闭箱法结合快速在线检测系统,研究了光 氮对分蘖期水稻叶际NOx(NO、 NO2 )交换的作用机制。结果表明：1）在叶际NOx(NO、 NO2 )交换过程中,试验用水稻品种有显著NO净挥发和NO2净吸收效应; 在严密控光和室内自然光条件下,水稻NO净挥发速率分别为2.48和2.84 μg/(桶·h),NO2 净吸收速率分别为0.116和0.175 μg/(桶·h),且在环境空气NO浓度为200 μg/m3 条件下也能挥发NO。 2）更换营养液后观测期(5 d)水稻NO挥发速率呈先升后降趋势,在供N 0~80 mg/L范围内提高供氮水平总体上增强了水稻NO挥发,但短期内（7 d）脱氮、缺氮(供N 10 mg/L)无明显抑制水稻NO挥发的作用;同期适度提高供氮浓度(供N 0~ 60 mg/L)增强了水稻NO2 吸收,但供氮6 d后外源氮源对水稻叶际NOx(NO、NO2 )交换的调控作用明显下降;3）更换营养液后短期内(1~2 d)控光处理下 6：00-10：00弱光和10：00-14：00 强光有刺激水稻NOx(NO、NO2 )挥发的作用,但14：00-18：00持续强光明显抑制了水稻NOx挥发;在更换营养液2 d后,延长光照时间能增强水稻NO2吸收,但光强变化对水稻NO2吸收调控作用不明显,晚上暗处理有同步抑制水稻NO挥发和NO2吸收效应;4）与基本不置换培养箱空气处理相比,置换培养箱空气同步增强了水稻NO挥发和NO2吸收。     

水稻-再生稻体系干物质积累及氮磷钾养分的吸收利用

【目的】 阐明水稻-再生稻体系的干物质积累及氮、磷、钾养分吸收利用规律,为其科学施肥提供理论依据。【方法】 通过2年的田间试验,以深两优5814为材料,在养分供应充足的条件下,于水稻关键生育期(分蘖期、幼穗分化期、孕穗期、齐穗期、灌浆期、完熟期)进行取样,测定各器官的干物质量及氮、磷、钾养分含量,计算养分积累量,研究头季稻和再生稻干物质积累和氮、磷、钾养分吸收积累动态及分配、转运规律。【结果】 头季稻总干物质积累量在整个生育期表现为“慢-快-慢”的增长趋势,茎、叶干物质快速积累期分别在分蘖-齐穗期和孕穗前,增长量分别占其最大积累量的81.1%和43.8%,且茎、叶的干物质积累量在灌浆-完熟期之间没有明显降低;从齐穗期至灌浆中期是穗的干物质快速积累期,在此期间增加的干物质积累量占总量的58.8%。再生稻的总干物质积累呈“S”形曲线,茎、叶的干物质积累量分别在灌浆期和齐穗期达到最大;头季稻桩的干物质积累量从头季收割后呈下降趋势。养分吸收结果显示,头季稻氮的总积累量以及茎、穗两个器官的氮素积累量的变化规律与其干物质积累量相似,磷和钾的总积累量在灌浆后期降低;茎和叶的各养分积累量分别在齐穗期和灌浆期达到最大。头季收获后,头季稻桩的氮、磷和钾养分积累量表现为下降的趋势,茎和叶的养分积累量先增加后减少,穗的养分积累量则表现为不断增加。从齐穗期到完熟期,各器官的氮转运量表现为叶>茎>头季稻桩,磷转运量表现为茎>头季稻桩>叶,钾转运量表现为头季稻桩>叶>茎。【结论】 头季稻孕穗期至灌浆中期是其干物质和养分的快速积累期,从头季收获至再生季齐穗期间是再生稻干物质及养分积累的关键时期,头季稻桩中的养分会在头季收获后转移至再生器官中。满足头季稻抽穗灌浆期间的养分需求,及时补充再生芽萌发生长期间的养分供应是水稻-再生稻体系高产的基础和保障。     

Effects of Nitrogen Application Levels on Ammonia Volatilization and Nitrogen Utilization during Rice Growing Season

We conducted field trials of rice grown in sandy soil and clay soil to determine the effects of nitrogen application levels on the concentration of NH4+-N in surface water,loss of ammonia through volatilization from paddy fields,rice production,nitrogen-use efficiency,and nitrogen content in the soil profile.The concentration of NH4+-N in surface water and the amount of ammonia lost through volatilization increased with increasing nitrogen application level,and peaked at 1-3 d after nitrogen application.Less ammonia was lost via volatilization from clay soil than from sandy soil.The amounts of ammonia lost via volatilization after nitrogen application differed depending on the stage when it was applied,from the highest loss to the lowest:N application to promote tillering > the first N topdressing to promote panicle initiation(applied at the last 4-leaf stage) > basal fertilizer > the second N topdressing to promote panicle initiation(applied at the last 2-leaf stage).The total loss of ammonia via volatilization from clay soil was 10.49-87.06 kg/hm2,equivalent to 10.92%-21.76% of the nitrogen applied.The total loss of ammonia via volatilization from sandy soil was 11.32?102.43 kg/hm2,equivalent to 11.32%-25.61% of the nitrogen applied.The amount of ammonia lost via volatilization and the concentration of NH4+-N in surface water peaked simultaneously after nitrogen application;both showed maxima at the tillering stage with the ratio between them ranging from 23.76% to 33.65%.With the increase in nitrogen application level,rice production and nitrogen accumulation in plants increased,but nitrogen-use efficiency decreased.Rice production and nitrogen accumulation in plants were slightly higher in clay soil than in sandy soil.In the soil,the nitrogen content was the lowest at a depth of 40-50 cm.In any specific soil layer,the soil nitrogen content increased with increasing nitrogen application level,and the soil nitrogen content was higher in clay soil than in sandy soil.In terms of ammonia volatilization,the amount of ammonia lost via volatilization increased markedly when the nitrogen application level exceeded 250 kg/hm2 in the rice growing season.However,for rice production,a suitable nitrogen application level is approximately 300 kg/hm2.Therefore,taking the needs for high crop yields and environmental protection into account,the appropriate nitrogen application level was 250-300 kg/hm2 in these conditions.     

不同水稻基因型地上部钾素累积和转运规律的研究

 经水培苗期筛选后选用对低钾胁迫抗性不同的9种水稻基因型进行田间试验，结果表明, 低钾胁迫减少水稻体内钾的累积量，增加体内钾的运转速率。不同钾处理间水稻地上部钾素累积量和同一处理内不同水稻基因型间吸钾能力在生育前期差异均较大，后期则相对较小。水稻体内钾累积与运转能力的基因型差异非常显著。与钾低效基因型相比，钾高效基因型低钾胁迫下苗期地上部钾素累积量较大，孕穗期上位叶和下位叶中钾含量均相对较高，上位叶、下位叶间钾含量的差异也较大。     

不同水稻基因型地上部钾素累积和转运规律的研究（英文）

经水培苗期筛选后选用对低钾胁迫抗性不同的 9种水稻基因型进行田间试验 ,结果表明 ,低钾胁迫减少水稻体内钾的累积量 ,增加体内钾的运转速率。不同钾处理间水稻地上部钾素累积量和同一处理内不同水稻基因型间吸钾能力在生育前期差异均较大 ,后期则相对较小。水稻体内钾累积与运转能力的基因型差异非常显著。与钾低效基因型相比 ,钾高效基因型低钾胁迫下苗期地上部钾素累积量较大 ,孕穗期上位叶和下位叶中钾含量均相对较高 ,上位叶、下位叶间钾含量的差异也较大。