不同品种油菜氮效率差异及其成因分析

采用盆栽试验，以氮胁迫与正常供氮条件下籽粒产量的比值作为氮效率系数，探讨了不同品种油菜氮效率差异及其生理基础。结果表明，所测定的8个油菜品种氮效率系数的变化范围是0．37～0．69；氮胁迫与正常供氮条件下不同油菜品种植株氮素累积吸收量、生长后期茎叶氮素转运率及氮素生理效率的比值不同，氮效率高的品种，其比值高，反之亦然;在氮素供应水平低的情况下，氮效率高的品种具有较长的根长、较多的侧根、较高的茎叶硝态氮再利用量和叶片硝酸还原酶活性。     

不同品种油菜子粒产量及氮效率差异研究

采用大田试验,以16个冬油菜品种为试验材料,系统研究了油菜子粒产量、氮素吸收量、氮素响应度和氮素利用效率的品种间差异,并初步探讨了氮素吸收效率和氮素利用效率对不同品种油菜氮效率差异的贡献。结果表明,无论施氮水平如何,不同品种的子粒产量、氮素利用效率和氮素响应度均有显著差异,而氮素吸收量只有在不施氮条件下品种间差异才达到显著水平。根据不施氮时的氮效率和氮素响应度将16个油菜品种分为4种不同类型:1）氮高效–高氮响应（NHE-NHR）型,包括Xy1、Xy16、Xy17、Xh19、Xh20和Xy21; 2）氮低效--低氮响应（NLE-NLR） 型,包括Xy6、Xy8和Xy9;3）氮高效–低氮响应（NHE- NLR）型,包括Xy7、Xy12、Xy14、Xy15和Xy24;4）氮低效–高氮响应（NLE-NHR） 型,包括Xy11和Xy13。无论供氮水平如何,氮素利用效率的变异系数均大于氮素吸收效率的变异系数,说明氮素利用效率对油菜氮效率差异的贡献大于氮素吸收效率。但是,氮素吸收效率的变异系数不施氮时大于施氮条件,氮素利用效率的变异系数则相反,说明在氮胁迫条件下,氮效率的差异中来源于氮素利用效率的变异减少,来源于氮素吸收效率的变异增加。     

不同供氮水平下油菜品种硝态氮累积利用特征与氮效率差异

以两种氮效率不同的油菜品种X-13和X-29为材料,在严格控制氮营养水平的砂培条件下,研究了不同施氮水平下两个品种油菜硝态氮累积量、硝酸还原酶活性、氮素吸收量、籽粒产量、氮效率等指标的差异特征。结果表明,与氮低效品种X-29相比,氮高效品种X-13的硝态氮累积量多,硝态氮再利用量大,叶片硝酸还原酶活性高,其氮素累积量也多,籽粒产量和氮效率也高,品种间差异显著。供氮水平提高,两品种的硝态氮累积量和再利用量都增大,叶片硝酸还原酶活性增强,氮素随着累积量增加,籽粒产量升高,而氮效率则下降。     

油菜根系形态和生理特性与其氮效率的关系

为了给氮(N)高效油菜品种的选育及应用提供科学依据,采用土培实验对不同油菜品种在不同N素水平下各生育期的根系活力、根系吸收表面积、根系体积以及一级侧根数与N效率的关系进行了研究。结果表明:在油菜的整个生育期里,不同N素水平对油菜根系的形态及生理特性有显著的影响,均随着施N水平的增加而升高;正常施N条件下全生育期的一级侧根数,苗期的根系体积、吸收表面积与油菜N效率密切相关,而根系活力对N效率的影响相对较小;在不施N条件下全生育期的一级侧根数、根系活力,苗期以后的根系体积、吸收表面积与油菜N效率密切相关。     

不同磷营养油菜品种根系形态及生理特性差异研究

研究不同磷营养油菜对磷素的反应及其根系形态特征、生理特性等方面的差异,结果表明:磷高效油菜需磷量较小,而在缺磷时吸磷量较大;缺磷时两种油菜品种根冠比增加,且磷高效品种增加幅度大于磷低效品种;缺磷时,磷高效品种具有较长的根系,较大的根体积、根表面积与根活跃吸收表面积,而加磷时,两品种差异不大。油菜缺磷时,磷高效品种磷外渗率小于磷低效品种,加磷时两品种磷外渗率差异不大。缺磷时磷高效品种对磷的亲和力大于磷低效品种,加磷时磷高效品种中磷进入根系的最大净流量小于磷低效品种。     

不同氮效率油菜品种产量和品质对供氮水平的反应

为探明不同氮效率油菜产量和品质对供氮水平的反应动态,揭示油菜氮效率与品质的关系,本文采用砂培试验,研究了两种氮效率油菜品种在06、3、6、12、15 mmol/L 5种不同氮水平下（用N1N5表示）的氮效率、子粒产量和品质的变化。结果表明, 随着供氮水平的提高,油菜子粒产量、油分产量和蛋白质含量增加,氮效率和油分含量下降; 而子粒脂肪酸组成变化较小,所测定的7种脂肪酸中,芥酸和花生烯酸含量随着氮水平的增加略有下降,棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸含量则没有明显的变化; 与氮低效品种相比,氮高效品种的子粒产量、芥酸和花生烯酸含量随供氮水平的变化幅度更大,油分含量下降幅度更小。所有氮水平下,氮高效品种的子粒产量、油分含量和油分产量均高于氮低效品种,亚油酸含量略高于而亚麻酸含量略低于氮低效品种,子粒蛋白质、棕榈酸、硬脂酸、油酸含量两品种没有差异。总之,提高氮水平有利于增加油分产量,氮高效品种的增加幅度大于氮低效品种,但对脂肪酸组成的影响较小。因此,氮高效品种不会因高效吸收利用氮素而降低油分含量或使油菜品质变劣。     

不同氮素利用效率小麦品种的氮效率相关生理参数研究

在不同氮处理条件下,研究了不同氮效率小麦品种的子粒产量、植株氮含量和植株氮累积量及氮效率相关的生理参数。结果表明,在低氮处理（LN）下,氮高效品种沧核036较氮低效品种衡6599具有较高的子粒产量、植株氮含量和植株氮累积量,其产量比对照的下降幅度也明显小于衡6599;单位面积穗数的大幅减少是衡6599产量明显下降的主导因素。在LN条件下,沧核036在挑旗期、开花期和灌浆期,植株上部三片展开叶均具有较高的硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（NIR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性,以及较高的光合色素含量和可溶蛋白含量;生育后期该品种的气孔导度和光合速率也高于衡6599。在LN条件下,叶片的可溶性糖含量和脯氨酸含量以衡6599较高;各测定时期的丙二醛含量,沧核036也低于衡6599,但SOD活性在两品种间差异较小。表明LN条件下,氮高效品种沧核036表现的氮高效特征,是其具有较强的氮素吸收和同化能力;较高SOD活性,缓解了细胞的膜脂过氧化程度;光合色素含量增加和光合暗反应活性增强,使光合碳同化能力提高的综合作用结果。     

甘蓝型油菜不同磷效率品种根系形态及生理特性的研究

对甘蓝型油菜磷高效品种B56和磷低效品种B10苗期根系生长状况、根系磷吸收动力学参数和根系分泌酸性磷酸酶特性进行了比较研究。结果表明,在两种供磷条件下,B56的吸磷量均显著高于B10,磷高效品种与磷低效品种相比,B56具有较大的根干重、根长、根表面积和侧根数量。缺磷胁迫条件下,B56的根系磷吸收动力学参数Km显著低于B10;而在正常供磷条件下,两个品种的最大吸收速率Im ax和Km没有显著差异。缺磷条件下,B56的根系分泌酸性磷酸酶活性显著高于B10。     

不同氮效率水稻品种苗期吸氮效率差异及其机理研究

以大田筛选得到的不同生物学特性的12个水稻品种为材料,研究了水培条件下这些品种苗期的吸N效率差异,结果表明大田N效率不同的品种在苗期水培条件下吸N效率也不相同,并且大田相同类型的品种在苗期N效率也不完全相同。供试7个大田高产品种中只有桂单4号、云粳38和黔育421这3个水稻品种在水培环境中同样保持较其它品种生物量大,N响应高的特性;另外3个大田高产品种南光、予粳7号和4007在苗期N效率表现很差;红稻Vmax虽然很大,但是生物量很小,所以综合表现一般。3个低产品种Elio、抚宁小红芒和黄金糯中,Elio在苗期N效率很高,另外2个品种N效率不高。研究发现,生物量(尤其是根系的生物量)和对NH4 的亲和力(1/Km)以及Vmax是水稻苗期吸N效率的主要决定因素。典型的苗期N高效品种有桂单4号、黔育421、Elio和云粳38,这些品种苗期N累积量高,N响应值高,原因在于桂单4号、黔育421和Elio在水平增加后Vmax都成倍增加,尤其Elio的Vmax一直都很高,而云粳38则主要是靠较高的生物量来获得高吸N量。典型的低效品种有南光、4007、武运粳7号和予粳7号,这些品种N累积量小,N响应值小,原因在于其中前3个品种在N水平增加后Vmax都降低,Km大幅度增加,而予粳7号虽然Vmax稍有增加,但亲和力则降低最大而成为所有品种中最低的,所以综合结果仍是低效。     

不同马铃薯品种的氮效率差异研究

研究不同马铃薯品种氮效率的差异,为氮高效马铃薯品种栽培种植提供参考依据.2016年在大田条件下,设置低氮(150 kg/hm2)和常规氮(300 kg/hm2)两个施氮水平,对27个马铃薯品种氮效率差异及其相关指标进行分析.结果表明,两个施氮水平下,供试马铃薯品种各性状指标均存在差异.以低氮条件下产量平均值、常规施氮条...     

不同氮水平下冬油菜光合氮利用效率与光合器官氮分配的关系

【目的】氮是限制作物光合作用的重要因子,除含量之外,氮在光合器官各组分间的分配可能也是影响光合作用的重要因素。本研究从叶片尺度探究冬油菜苗期氮素在光合器官中的分配,分析不同氮水平下光合氮素利用特征及其与光合氮利用效率的关系,以揭示氮素营养影响光合氮利用效率的机制。【方法】采用田间试验,设3个施氮水平(0、 180、 360 kg/hm2,分别以N0、 N180、 N360表示),在苗期测定最新完全展开的叶净光合速率(Pn)、 氮含量、 光合氮利用效率(PNUE)以及最大羧化速率(Vc max)、 最大电子传递速率(Jmax)等相关生理、 光合参数,并计算叶片氮素在光合器官(羧化系统、 生物力能学组分和捕光系统)的分配比例。【结果】施氮明显改善冬油菜苗期的生长,显著增加了叶片数、 叶面积和叶片干重,但单位叶面积干重低于不施氮处理。与N0相比,N180和N360处理的冬油菜最新完全展开叶的氮含量和Pn显著升高,其中叶片氮含量分别增加了155.0%、 157.3%,Pn则增加57.6%、 56.1%,N180与N360处理间无显著差异; 而PNUE随施氮水平的提高而降低,与N0相比,N180和N360处理分别下降了35.6%和39.6%。施氮提高了冬油菜苗期叶片的光合能力,N180和N360处理的最大净光合速率(Pn max)、 羧化效率(CE)、 最大羧化速率(Vc max)及最大电子传递速率(Jmax)显著高于N0处理。氮肥用量同样影响氮素在光合器官中的分配,与N0相比,N180和N360处理的氮素在叶片光合器官投入的比例显著降低,降低幅度分别为29.3%、 34.5%; 其分配比例在羧化系统(PC)、 生物力能学组分(PB)及捕光系统(PL)分别降低了24.1%、 23.3%、 34.6%和31.0%、 26.7%、 38.5%。相关分析表明,叶片中羧化和生物力能学组分及光合组分氮的分配比例与PNUE均呈显著正相关关系,而与非光合组分氮分配比例呈显著负相关关系。【结论】随施氮量的升高,油菜苗期光合氮利用效率呈下降趋势。氮素在光合器官(羧化系统、 生物力能学组分和捕光系统)分配的差异是影响冬油菜苗期叶片光合氮利用效率的重要原因。在保证苗期适宜氮素供应的情况下,通过协调氮素在光合器官的分配对进一步提高作物光合氮素利用效率具有重要意义。     

油菜NO3-的吸收、分配及氮利用效率对低氮胁迫的响应

【目的】探究油菜NO3-的吸收、分配和对低氮胁迫的响应及其氮利用效率,为理解油菜在不同低氮胁迫下相关生理变化及其氮素利用效率提供科学依据。【方法】以常规油菜品种814为研究材料,采用砂培试验,在正常供氮水平（10 mmol/L）和低氮胁迫水平（3 mmol/L、1 mmol/L）下,研究油菜的根系特性、蒸腾作用对低氮胁迫的响应及其氮素吸收效率,并研究油菜NO3-的运输分配与同化对低氮胁迫的响应及其氮素利用效率。【结果】与正常供氮处理（10 mmol/L）相比,低氮胁迫处理（3 mmol/L、1 mmol/L）的油菜NO3-含量、全氮含量均显著下降,但（NO3-）叶/根、（全氮（%））叶/根显著升高,植株根系干物质重、根系吸收面积均显著下降,但根冠比显著升高。油菜植株在低氮胁迫下气孔导度和蒸腾速率显著增加,一方面促进植株对NO3-的捕获,另一方面也促使更大比例的NO3-分配在植物的地上部分,但植株的水分散失加剧,水分利用效率显著下降。低氮胁迫处理油菜根和叶中NR、GS活性与正常供氮处理之间的差异不显著或有增加,其叶绿素含量、光合速率均显著下降,但光合氮素利用率显著升高。【结论】在低氮胁迫条件下,油菜植株的氮素和干物质累积均显著下降,但NO3-在植株的地上部分分配比例的增加以及光合氮素利用率的升高促使植株的氮素利用效率显著提高。     

不同氮效率基因型冬小麦生理特征的比较研究

采用田间小区试验,通过对两个不同氮效率基因型冬小麦小偃22(XY22)和小偃6号(XY6)产量和构成因素,氮素吸收利用效率以及关键生育期的硝酸还原酶、叶水势、叶绿素含量等生理指标测定,探讨了其对氮素利用的差异及其机理。结果表明,不施氮处理,子粒产量、硝酸还原酶活性、叶水势、叶绿素含量明显降低,而施氮后明显提高;氮素吸收利用效率、叶水势、叶绿素含量在施N150 kg/hm2时保持在较高水平。两个基因型中,小偃22比小偃6号的生理代谢更加旺盛,施氮加强了这种作用,这可为进一步选育氮高效利用型小麦品种提供科学依据。     

STUDIES ON DIFFERENCES OF NITROGEN EFFICIENCY AND ROOT CHARACTERISTICS OF OILSEED RAPE (BRASSICA NAPUS L.) CULTIVARS IN RELATION TO NITROGEN FERTILIZATION

Differences of nitrogen efficiency of oilseed rape (Brassica napus L.) cultivars and their physiological properties were studied in a pot experiment, and the ratio of seed yield with no nitrogen supplied to that with normal nitrogen supply was adopted as a nitrogen efficiency coefficient. Results showed that the nitrogen efficiency coefficient determined for eight oilseed rape cultivars varied from 0.37 to 0.69, the ratio of nitrogen uptake amounts per plant, nitrogen transfer velocity from stems and leaves to seeds, and nitrogen physiological efficiency of oilseed rape cultivars under nitrogen stressed condition differed from with normal nitrogen supply. The higher the nitrogen efficiency of a cultivar, the higher the ratio of N uptake in no nitrogen to with N supplied. Under low nitrogen-supplying conditions, high nitrogen efficiency cultivars had longer roots, more lateral roots, higher amounts of reuse of nitrate from stem and leaves, and higher nitrate reductase activities in leaves.     

氮肥对水稻氮素吸收及利用效率的影响

选用超级稻品种沈农265和传统品种辽粳294为试材,比较氮肥对两品种氮素吸收及利用效率的影响。结果表明,氮肥施用量高时,沈农265氮素农学效率、生理效率等指标高于辽粳294,氮肥用量低时则相反,说明高氮肥条件有利于沈农265潜力的发挥;同样肥力水平下,沈农265每100 kg子粒所需氮量少,说明其氮素向子粒转化、运输能力强于辽粳294。