水分胁迫和氮素形态对水稻生长影响的研究

六福A（籼型不育系）尧丰优2 号（籼型三系杂交稻）尧连粳11 号（粳型常规稻）等3 种不同品种水稻在不 同水分胁迫和不同形式的氮素的影响下、观察分析其幼苗产生的一些变化。结果表明院不同品种水稻的叶部和根部 的硝态氮的含量、均随着营养液中硝态氮含量的增加而增加。一定的水分胁迫（10%PEG 溶液）可以较为明显地增加 叶部和根部中硝态氮的含量。氨态氮则与硝态氮有相同的反趋势;一定程度上的水分胁迫对根系的生长是有利的、 导致的根系的生长加快、但各品种水稻的增幅有所不同。     

不同氮素形态营养及水分胁迫对分蘖期水稻水分吸收及光合特性的影响

室内营养液培养,采用聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理、根系烫伤处理测定质外体途径水分吸收和0.5mmol.L-1HgC l2处理抑制水通道蛋白活性的方法,在3种供氮形态下(NH4+-N、NO3--N、NH4+-N与NO3--N(等浓度混合)),研究了苗期水稻的生长和水分吸收状况。结果表明,无论在非水分胁迫条件下,还是在水分胁迫条件下,NH4+-N与NO3--N混合处理的水稻生物量最大。在非水分胁迫条件下,NO3--N处理和NH4+-N与NO3--N混合处理的水稻单位干质量吸水量高于NH4+-N处理的水稻;烫伤处理和加HgC l2抑制水通道蛋白活性后,各处理水稻在单位时间内单位干质量水分吸收量都下降。NO3--N与NH4+-N混合营养处理的水稻净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于NH4+-N处理和NO3--N处理。在根系烫伤处理和HgC l2处理后0.5 h内,各处理水稻的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率迅速下降。     

早期水分胁迫对水稻干物质积累和氮素吸收利用的影响

[目的]研究早期水分胁迫对水稻干物质积累和氮素吸收利用的影响。[方法]以一季中稻为试验材料,在大棚内开展了轻度水分胁迫(QX)和重度水分胁迫(ZX)对不同生育时期不同器官影响的盆栽试验。[结果]2种水分胁迫处理均明显抑制了水稻不同时期的干物质量。分蘖期,CK组根、茎、叶干物质相对QX和ZX处理有不同程度(121.1%~211.2%)的增加。CK组穗重最大,为53.21 g/盆,其相对QX和ZX处理分别增加44.9%和43.3%,差异显著。相对CK而言,水分胁迫显著提高了ZX处理水稻茎秆和叶片的氮含量,但是由于水稻干物质量受到显著抑制,所以ZX处理的氮积累量显著低于CK组。[结论]前期的水分胁迫显著影响水稻产量和氮素吸收利用,田间管理措施要适时排水或灌溉,避免水分胁迫对水稻产量造成不可逆的影响。     

不同形态氮素比例对水稻苗期水分利用效率及其生物效应的影响

通过水培试验研究了不同形态和比例的氮素对水稻苗期水分利用效率及其生物效应的影响。结果表明：随着NH4^ -N/NO3^--N比例的减小，根系鲜重、根日生长率、根系含水量、全氮和全磷含量增加，但在全硝态氮条件下减少；当NH4^ -N/NO3^--N比例为50／50时，水分利用率最高；叶片光合作用对不同形态比例的氮素反应差异明显，NH4^ -N/NO3^--N比例为25／75时，光合速率最大。由此表明，过高的铵态氮和硝态氮比例均会引起水稻有机物合成和生物量积累的减少，其中铵态氮的影响尤为严重。当NH4^ -N/NO3^--N比例为50／50和25／75时，水稻表现出最佳的生物效应。     

氮素形态及水分胁迫对水稻根系生理特性的影响

采用室内营养液培养、聚乙二醇（PEG6000）模拟水分胁迫的方法,在3种供氮形态下（NO3^- -N、NH4^＋ -N和NO3^- -N与NH4^＋ -N等体积混合）,研究了在非水分胁迫及模拟水分胁迫（添加10％PEG,约相当于-0．15MPa）下,苗期水稻根系的生长状况、水分吸收状况及木质部汁液特性。结果表明,水分胁迫抑制了供NO3^- -N营养水稻根系的生长,而对供NH4^＋ -N水稻根系的生长没有影响;水分胁迫提高了NH4^＋ -N营养水稻木质部汁液pH值,并增加其渗透势。提示：水分胁迫条件下,NH4^＋ -N营养对根系生长及木质部汁液调节可能是氮素增强水稻抗旱性的原因之一。     

不同氮素形态和水分胁迫对水稻水分吸收及光合特性的影响

采用PEG模拟水分胁迫、根系烫伤处理和0.5 mmol.L-1HgCl2处理等方法,研究不同质量比(9∶1、5∶5、1∶9)NH4+-N/NO3--N营养对水稻幼苗生长和水分吸收的影响。结果表明:正常水分条件下,NH4+-N/NO3--N比为5∶5处理的水稻生物量最大,水分胁迫条件下,1∶9处理的水稻生物量最大;根系烫伤处理后,正常水分条件下,NH4+-N/NO3--N比为9∶1、5∶5、1∶9处理的水稻吸水量分别降低26.5%、24.1%、36.3%,而水分胁迫条件下,各处理分别降低30.6%、23.9%、21.0%;加HgCl2处理后,正常水分条件下,NH4+-N/NO3--N比为9∶1、5∶5、1∶9处理的水稻吸水量分别降低47.1%、46.3%、31.8%,而在水分胁迫条件下,各处理分别降低46.6%、42.4%、23.5%。正常水分条件下,NH4+-N/NO3--N比为9∶1处理的水稻光合速率最高,5∶5处理的水稻气孔导度、细胞间CO2浓度及蒸腾速率最低;水分胁迫后,9∶1、1∶9处理的水稻气孔导度、细胞间CO2浓度及蒸腾速率比正常水分处理降低,而5∶5处理的水稻气孔导度、细胞间CO2浓度及蒸腾速率较正常水分处理高。     

水分胁迫与植物氮代谢的关系 水分胁迫时氮素对小麦叶片氮代谢的影响

本研究结果表明,提高氮素营养水平可减缓缺水植物的氮代谢紊乱,增强其抗旱性。即在水分胁迫时,氮素营养水平较高的小麦叶片具有较高的硝酸还原酶活性和较低的蛋白酶、肽酶及核糖核酸酶活性,从而使蛋白质和RNA保持较高的水平,且游离氨基酸大量积累的土壤水分临界值也有所降低。并进一步证明,氮素对氮代谢的良好影响是因为改善了植物体内的水分状况。此外,对氮素增强植物抗旱性的机理和旱区增施氮肥的意义也进行了讨论。     

水分胁迫对水稻生长的影响

[目的]研究水分胁迫对水稻生长的影响。[方法]以水稻品种丰优一号为供试材料,采用不同铵硝营养配比作营养液,聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫的方式,研究水稻叶片叶绿素含量、氮含量及株高。[结果]无论铵硝营养配比如何,正常水分条件下水稻叶绿素含量及氮含量都较水分胁迫及解除水分胁迫状态下的高,而水稻株高在水分胁迫条件下比正常水分条件下要高。[结论]不同配比的铵硝营养下水分胁迫对水稻叶片叶绿素含量、氮含量及株高有一定的影响,且影响不同。该研究为应对缺水现状,发展节水型水稻提供了基础资料。     

水分胁迫条件下不同形态氮素营养对水稻叶片光合效率的调控机理研究

 【目的】研究不同形态氮素和水分胁迫耦合作用下水稻的光合生理特性。【方法】采用营养液培养及聚乙二醇（PEG，6000）模拟水分胁迫的方法，研究不同形态氮素营养和水分胁迫耦合作用下水稻叶片光合特性及1，5-二磷酸核酮糖羧化酶（Rubisco）含量的变化规律，分析羧化效率（CE）、全氮含量、可溶性蛋白与Rubisco含量之间的关系。【结果】在水分胁迫条件下，NH4+-N营养水稻新完全展开叶中Rubisco含量与非水分胁迫下的相比显著增加，单位Rubisco活性（CE/Rubisco含量）与非水分胁迫条件下相应供氮形态处理相比下降了13.3%；而NO3--N营养水稻的Rubisco含量则明显降低，单位Rubisco活性下降了23.0%。因此，水分胁迫对NH4+-N营养水稻单位Rubisco活性的抑制作用小于供NO3--N营养水稻；其次，水分胁迫提高了NH4+-N营养水稻新完全展开叶的全氮含量，而对NO3--N营养水稻则无明显影响；此外，水分胁迫虽然也明显增加了3种形态氮素营养条件下水稻新完全展开叶中可溶性蛋白的含量，但其对NH4+-N营养水稻的Rubisco含量占可溶性蛋白的比例无显著影响，而对NO3--N营养水稻则有显著的降低效应。【结论】水分胁迫对供NH4+-N营养水稻光合效率的抑制效应小于供NO3--N营养水稻。     

铵态氮及硝态氮配比对香蕉幼苗氮素吸收动力学特征的影响

【目的】探究不同铵硝配比条件下香蕉幼苗对铵态氮、硝态氮两种形态氮素的吸收特性以及两种氮源离子相互作用对香蕉氮素吸收动力学特征的影响,筛选最适于香蕉氮素吸收利用的铵硝配比,为香蕉氮素营养高效吸收提供理论依据。【方法】依据养分吸收动力学原理,利用改进的耗竭法研究不同铵硝配比营养液中巴西品种香蕉（Musa AAA Giant Cavendish cv. Brazil）幼苗对铵态氮、硝态氮以及总氮的吸收动力学特征。设7个处理：100%铵态氮（100%A）、90%铵态氮+10%硝态氮（90%A+10%N）、70%铵态氮+30%硝态氮（70%A+30%N）、50%铵态氮+50%硝态氮（50%A+50%N）、30%铵态氮+70%硝态氮（30%A+70%N）、10%铵态氮+90%硝态氮（10%A+90%N）和100%硝态氮（100%N）。每个处理设9个氮浓度梯度：0、0.1、0.2、0.5、1、1.5、2、3、4 mmol·L^-1。【结果】不同铵态氮﹕硝态氮配合条件下,香蕉苗吸收铵态氮、硝态氮及总氮的规律均符合Michaelis-Menten酶动力学方程,其动力学方程达到极显著水平。NH₄⁺-N比例在10%-70%时,随着NO₃^--N比例的增加,可以增加香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收速率。在NH₄⁺-N比例为70%时,NH₄⁺-N的最大吸收速率（Vmax）最大,为55.56 μmol·g^-1·h^-1,NH₄⁺-N比例超过70%会降低香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收速率。香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收速率呈现随营养液NH₄⁺-N比例的增加而显著降低的规律。NH₄⁺-N比例从10%增大到90%时,NO₃^--N的Vmax降低了2.62倍,增加NH₄⁺-N的比例明显抑制香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收。铵硝配比对香蕉根系与NH₄⁺-N和NO₃^--N的亲和力影响无明显规律。在铵硝配比为3﹕7时香蕉总氮Vmax达到83.33 μmol·g^-1·h^-1,明显高于其他处理,最有利于香蕉吸收利用氮素。【结论】NH₄⁺-N比例低于70%时,增加NO₃^--N比例可以促进香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收,NH₄⁺-N比例高于70%时,增加NO₃^--N比例抑制NH₄⁺-N的吸收。增加NH₄⁺-N的比例明显抑制香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收,铵硝配比为3﹕7最有利于香蕉吸收利用氮素。     

氮营养对干旱逆境下水稻生长及抗氧化性能的影响

采用聚乙二醇（PEG6000）模拟水稻短期干旱胁迫研究表明，与过量供氮及缺氮处理的水稻相比，适度供氮处理水稻在干旱胁迫后其茎叶及根系生长受抑制程度相对较小或仍维持生长；干旱逆境下适度供氮水稻叶片的POD酶活性和CAT酶活性上升，但高氮处理水稻叶片保护酶活性下降，缺氮则会加剧水稻叶片膜脂过氧化。因此，适宜的供氮水平对干旱逆境下水稻维持生长及增强抗氧化性能具有重要意义。     

水分胁迫对免耕抛秧水稻的影响

对水分胁迫影响免耕抛秧水稻产量的生理因素进行了研究,结果表明：水分胁迫条件下免耕抛秧水稻剑叶光合效率下降、叶片早衰,植株干物质量与叶面积降低,茎鞘贮藏物质少且向 粒中的转化能力弱,使水稻重穗型变小、结实率下降,严重影响的产量。     

Effects of nitrogen nutrition on the spectral reflectance characteristics of rice leaf and canopy

遥感技术使大面积监测植物长势及估测化学组成有了可能,高分辩力地物光谱仪应用于简单、快速、非破坏性地估测植物冠层化学组成的前景正引起越来越多的关注．本文通过田间试验及室内分析研究了氮肥水平对水稻叶片及冠层反射光谱特性的影响,氮素营养对从可见光至近红外较大范围水稻反射光谱特性有较大影响,随着氮素营养水平的提高,叶片及冠层可见光波段的光谱反射率下降,而近红外波段则增加,经两样本ｔ检验统计分析,在５４０,６８０ｎｍ和７４０～１０７０ｎｍ波段处对氮素营养水平最为敏感,而且各氮营养水平之间的反射率呈显著或极显著的差异．水稻叶片氮含量与冠层和叶片光谱变量呈极显著或显著的相关性,这表明利用光谱测试简单、快速、非破坏性地估测水稻氮素营养水平是可行的．     

不同形态氮素对水稻和旱稻响应水分胁迫的影响

为比较不同氮素形态下水稻与早稻对水分胁迫的响应状况,采用营养液培养,通过供应不同形态氮素及PEG(6000)模拟水分胁迫的方法,对水稻、旱稻生长状况及相关指标进行了分析和评价。结果表明:(1)水分胁迫条件下,铵态氮营养水稻(或旱稻)叶片和地上部干重与正常水分条件下的相应处理相比无明显差异,而其余两种氮形态营养水稻与早稻的叶片和地上部干重明显低于正常水分条件下的相应处理;(2)铵态氮营养水稻(或旱稻) 在受到水分胁迫后,其吸水量的降低幅度明显小于硝态氮营养水稻(或旱稻);(3)水分胁迫条件下,硝态氮营养水稻和旱稻伤流液pH值低于正常水分条件下的相应处理,铵态氮和铵硝混合营养水稻和旱稻的伤流液pH值则均较正常水分条件下的相应处理有所升高。因此,可通过供应不同形态氮素调节水稻(或旱稻)对水分胁迫的适应性。     

基于改进的VGG16网络和迁移学习的水稻氮素营养诊断

为实现水稻氮素营养的快速、准确识别，采用改进的VGG 16网络和迁移学习相结合的水稻氮素营养诊断识别方法，以杂交稻‘两优培九’为试验对象进行田间试验，设置4组不同的施氮水平(施氮量分别为0、210、300和390 kg/hm²),在水稻幼穗分化期和齐穗期，扫描获取水稻叶片图像数据；通过图像预处理方法，对数据进行扩充；构建改进的VGG16和迁移学习相结合的网络模型对水稻叶片图像数据进行氮素营养诊断识别。结果表明：1)在幼穗分化期时，改进的VGG16网络的识别准确率为93.1%,模型大小约为迁移学习VGG16模型的1/6,训练时间约为1 261 s。2)在水稻幼穗分化期和齐穗期，该模型微调后的识别准确率均能达到95%以上。基于迁移学习和改进的VGG16网络所建立的水稻氮素营养诊断模型具有较好的泛化能力，可以预测水稻氮素营养状况，为水稻氮素营养诊断提供参考。     

基于GreenSeeker的水稻氮素估测

为研究水稻植株氮素指标与GreenSeeker植被指数的定量关系,通过设置不同年份、不同氮肥水平的田间试验,于移栽后定期使用GreenSeeker获取冠层归一化差值植被指数(NDVI)和比值植被指数(RVI),并同步破坏性取样获取植株生物量和氮含量,分析不同品种和不同氮营养条件下氮素和植被指数(NDVI和RVI)变化规律,建立基于NDVI和RVI的氮素监测模型。结果表明,植株氮含量可以基于NDVI和RVI分时期进行估算,植株氮积累量可以被分阶段反演。利用GreenSeeker可以实现水稻氮素快速无损监测,为水稻氮肥精确管理提供技术支持。     

氮营养对干旱逆境下水稻体内可溶性渗透调节物质的影响

采用聚乙二醇(PEG6000)模拟水稻短期干旱胁迫研究表明,适度氮素营养有利于旱稻品种"巴西陆稻"叶片中游离脯氨酸(Pro)和游离氨基酸总量(TFA)的积累,对常规水稻品种"中香1号"效应不明显,但是施氮均使两品种水稻叶片中可溶性糖(SS)含量下降.干旱逆境下水稻无机渗透调节物质以K+ 为主,且氮营养可促进水稻茎叶K+ 的积累.