不同水氮耦合对凤阳县水稻产量和节水效率的影响

采用完全随机设计方案,研究不同灌溉水量和氮肥耦合效应对凤阳县水稻产量及节水效率的影响。结果表明:随着施氮量的增加,单位面积穗数及穗粒数增加,而结实率与千粒重降低;控制灌溉条件下,合理施肥可以提高水稻产量,实现增产、节水、节肥的多重效果。     

水氮互作下水稻氮代谢关键酶活性与氮素利用的关系

以杂交稻冈优527为材料,设“淹水灌溉”(W₁)、“前期湿润灌溉+孕穗期浅水灌溉+抽穗至成熟期干湿交替灌溉”(W₂)和“旱种”(W₃)3种灌水及不同的施氮量处理,研究对水稻氮代谢酶活性及氮素吸收利用的影响,并探讨各生育期水稻氮代谢酶活性与氮素吸收利用及产量间的关系。结果表明,水与氮对水稻各生育期氮代谢酶活性及氮素吸收利用有显著互作作用,W₂相对于其他灌水处理有助于拔节至抽穗期水稻吸氮量的增加,提高氮素干物质生产效率及稻谷生产效率,而且与施氮量为180 kg hm^-2 耦合能达到提高氮代谢酶活性、增产、提高氮肥利用效率的目的,为本试验最佳的水氮耦合运筹模式;施氮量达270 kg hm^-2 时水氮互作优势减弱,不利于3种灌水方式下硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)活性的提高,还会导致产量及氮效率的下降。相关分析表明,水氮互作下各氮代谢酶活性与氮素利用特征及产量间存在显著或极显著的相关性,据此可将各生育期功能叶GS活性作为准确判断水稻各生育期氮素积累量的指标;并可将抽穗期剑叶中NR、GS、GOGAT及内肽酶(EP)活性作为综合评价水稻产量及氮效率的指标。     

基于夏玉米产量和氮素利用的水氮减量方案优选

针对当前夏玉米生产中水氮投入不合理,缺少综合夏玉米产量、氮素利用及土壤硝态氮含量对水氮优化管理模式评价的问题,运用层次分析法、熵权法、博弈论组合赋权计算各指标权重,使用TOPSIS法建立模型对水氮减量方案进行综合评价,为关中平原夏玉米节水节肥环保增效的生产模式提供理论依据。于2018—2020年在陕西杨凌开展水、氮二因素裂区田间试验。设置3个灌溉处理,以传统灌水量(800 m³ hm^–2,W2)为对照、在此基础上减50%(400m³ hm^–2,W1)和减100%(0 m³ hm^–2,W0)。每个灌溉量下设5个施氮梯度,以传统施氮量(300 kg hm^–2,N300)为对照、在此基础上减25%(225 kg hm^–2,N225)、减50%(150 kg hm^–2,N150)、减75%(75 kg hm^–2,N75)和减100%(0)。分析不同水氮减量处理夏玉米产量、氮素利...     

限水灌溉下不同氮肥用量对小麦产量及氮素分配利用的影响

研究了限水灌溉下不同氮肥用量对冬小麦产量和氮素分配利用的影响。结果表明 :氮肥利用率随氮肥量的递增而降低 ,施 2 2 5kg/hm2 纯氮处理达到最高产量 ,在此基础上增施氮肥产量下降 ;随着施氮量的增加 ,植株体内的氮素较多地分配于营养器官 ,地上部器官叶片占的比例最大 ,而收获指数依次降低     

外源钼对水稻产量形成及氮素利用的影响

为探明纳米钼和离子钼对水稻产量形成和氮素利用的影响,以南粳9108为试验对象,采用盆栽试验研究了纳米钼和离子钼在0、180、225、270和315 kg N hm^-2条件下对水稻的产量、产量构成、干物质积累及氮素积累利用的影响。研究结果表明,纳米钼和离子钼的施用均能有效提高水稻产量。相同氮肥施用水平下,施用纳米钼处理的水稻产量均显著高于施用离子钼处理。水稻生育后期叶面积指数和干物质的积累量显著高于施用离子钼处理。施用纳米钼能够改善水稻生育后期干物质形成,提高抽穗后剑叶SPAD值、光合势和净光合速率,有效促进了水稻生育后期干物质的合成及在籽粒中的积累,最终实现促进水稻增产的目的。相同氮肥施用水平下,离子钼和纳米钼的施用均提高了水稻各器官的氮浓度和氮积累量,并促进了氮肥偏生产力、氮素农学利用率、氮素生理利用率和氮素吸收利用率的提高。     

不同施氮量对机械水条播水稻产量及品质的影响

旨在筛选出适宜水条播种植的水稻品种。以‘南粳5718’和‘淮稻5号’为材料,采用机械水条播的方式,在麦秸秆还田条件下,用裂区设计,以施氮量为主区,品种为裂区,设置3个施氮量处理,分别为240 kg/hm²(N₁),270 kg/hm²(N₂)和300 kg/hm²(N₃),研究不同施氮量对机械水条播水稻产量及稻米品质的影响。结果表明：适当增施氮肥可以提高水稻的产量,‘南粳5718’在施氮量270 kg/hm²时,产量构成因素最为协调,产量达到最高;而‘淮稻5号’在施氮量300 kg/hm²时,产量最高。随着施氮量的增加,稻米的糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度和蛋白质含量逐渐增加,直链淀粉含量逐渐降低;峰值黏度、热浆黏度、崩解值和最终粘度均呈下降的趋势,消减值逐渐增加。适当增施氮肥可以提高稻米的加工品质和营养品质,但外观品质和食味品质降低。同一施氮水平条件下,‘南粳5718’的产量、加工品质、外观品质及食...     

施氮量对高产早稻氮素利用特征及产量形成的影响

以高产早稻组合陆两优996(两系)和金优463(三系)为材料, 通过不同的氮肥施用量对其氮素吸收特征、群体结构及产量形成进行了研究。结果表明: (1) 施氮有利于增加叶片叶绿素含量以及茎、叶、穗中的氮素含量, 提高叶面积指数, 促进齐穗期以前特别是分蘖盛期至齐穗期的干物质生产和氮素积累。施氮量增加, 分配到茎和叶中氮素的量及比例增加, 干物质生产效率和稻谷生产效率下降。(2) 每穗粒数和有效穗数是影响双季早稻产量的最主要因素, 适量施氮可以提高临界茎重以上的茎蘖比例, 增加每穗粒数。过量施氮会抑制水稻的前期分蘖, 降低临界茎重以上的茎蘖比例, 使每穗粒数降低, 同时影响后期特别是乳熟期以后的物质生产和氮素吸收。本试验条件下, 穗型较大、株型紧凑的组合陆两优996, 施氮量以225 kg hm^-2为宜; 而分蘖力较强、穗型较小、株型较松散的组合金优463, 施氮量以180 kg hm^-2为宜。     

施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量及氮素利用的影响

在自然降水条件下,通过2年大田试验研究了施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量、氮素利用效率以及0~200 cm土层NO₃-N残留的影响。结果表明,在0~270 kg hm^-2施氮量范围内,随施氮量的增加,旗叶的净光合速率和叶绿素含量增加,气孔导度增大,胞间二氧化碳浓度降低,旗叶蒸腾速率显著提高; 但施氮量超过180 kg hm^-2时,除蒸腾速率外其他光合指标均无显著变化。N180处理的氮素当季回收率及氮素农学效率均最高,且显著高于N90处理。生物产量以N270处理最高,且与其他处理差异显著; 但施氮量超过180 kg hm^-2时,氮素营养对籽粒产量不再有显著贡献。从产量构成因素来看,提高穗数和穗粒数是增加当地旱作小麦籽粒产量的关键。施氮量90~270 kg hm^-2会造成土壤NO₃-N的残留,残留量占施氮量的35%左右,其中20~40 cm和40~60 cm土层出现NO₃-N积累峰值,NO₃-N残留会导致氮素淋失风险增加及产量对氮肥反应不明显。综合考虑光合特性、产量、氮素利用率和NO₃-N残留量,当地旱作冬小麦施氮量以180 kg hm^-2左右为宜。     

不同氮素水平对杂交水稻产量性状的影响

为研究杂交水稻在不同氮素水平下的产量性状差异,以生产上大面积推广应用的4个高产优质的水稻品种(‘宜香优2115’、‘冈优188’、‘宜香优1577’、‘冈优1577’)为材料,选择不同氮素水平进行试验。结果表明:水稻的品种和氮素水平的互作共同调控水稻的产量性状,‘宜香优2115’在不同氮素水平的产量差异不显著,‘冈优188’随氮素水平提高,产量显著增加,‘宜香优1577’和‘冈优1577’在正常氮素水平产量表现最好。在不同氮素水平下各产量性状对产量影响的大小顺序为:穗着粒数穗长结实率有效穗数,穗着粒数对产量的影响最大。因此,不同水稻品种对氮素敏感程度存在显著差异,在生产上需要根据田间肥力水平选择适合的水稻品种。     

不同施氮比例和时期对冬小麦氮素利用的影响

利用＾１５Ｎ同位素示踪技术研究不同施肥处理对小麦各器官氮素含量、ＮＤＦＦ（氮素含量来自肥料氮的百分比）、植株的氮素利用率以及产量和蛋白质含量的影响。结果表明：在收获期小麦各器官的含氮量为子粒〉叶片〉根系〉叶鞘〉颖壳;各器官的ＮＤＦＦ以根系最多,其次为子粒和茎秆;以增加底肥的比例和分次追肥处理的植株氮素利用率较高;以分次追肥处理的产量最高;以增加追肥比例处理的子粒蛋白质含量最高。     

氮肥后移对不同氮效率水稻花后碳氮代谢的影响

以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,利用~(13)C和~(15)N双同位素示踪技术和生理生化分析方法,采用盆栽及大田试验,在施氮量180 kg hm~(–2)条件下,设置3种氮肥运筹方式,基肥∶蘖肥∶穗肥比例分别为5∶3∶2(N_1)、3∶3∶4(N_2)、3∶1∶6(N_3),以及不施氮(N_0)处理;研究其对不同氮效率水稻花后氮碳代谢的影响,并探讨氮肥后移下花后光合同化物及氮素累积、转运、分配的共性响应机制及其与产量的关系。结果表明,品种、氮肥运筹对花后氮素利用特征、光合同化物分配、生理特性及产量均存在显著影响。氮高效品种与氮肥后移量占总施氮量的40%、氮素穗肥运筹以倒四、倒二叶龄期等量追施相配套(N_2处理),能促进花后氮素累积,提高剑叶光合速率和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶、谷氨酰胺合成酶等碳氮代谢关键酶活性,促进叶片、茎鞘、根系、穗各营养器官光合同化物及氮素累积与转运,进而提高产量及氮肥利用率,为本试验氮高效品种配套的氮肥运筹优化模式。花后不同氮肥运筹下,氮高效品种光合同化物、氮素的累积与转运,分别较氮低效品种高7.78~12.75 mg ~(13)C株~(–1)、15.14~18.78mg ~(15)N株~(–1);且叶片转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ~(13)C株~(–1)、2.21~4.55 mg ~(15)N株~(–1),茎鞘转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ~(13)C株~(–1)、0.05~1.14 mg ~(15)N株~(–1);而穗部氮高效与氮低效品种~(13)C同化物分别增加31.04~44.68 mg ~(13)C株~(–1)(占~(13)C总量的42.04%~46.38%)、24.94~34.26 mg ~(13)C株~(–1)(占~(13)C总量的36.45%~41.36%),~(15)N则分别增加35.56~46.58 mg ~(15)N株~(–1)(占~(15)N总量的61.82%~82.93%)、27.37~31.57 mg ~(15)N株~(–1)(占~(15)N总量的58.04%~68.31%)。氮高效品种花后具有强光合碳同化、氮素的协同吸收转运特征,以及碳氮代谢能力,来满足籽粒灌浆期对光合同化物及氮素的利用,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。此外,从花后不同器官碳氮比(C/N)变化值综合两品种高产及氮肥高效利用来看,N_2处理下,齐穗至成熟期叶片、穗部C/N提高幅度与该时期茎鞘、根系C/N降低幅度一致,据此可将C/N作为水稻高产及氮肥高效利用同步提高的评价指标,这具有重要的参考价值。     

不同氮肥吸收利用效率水稻基因型叶片衰老特性

选用氮肥利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻品种,研究225kghm-2施氮条件下其氮素吸收积累特性。与氮低效基因型相比,氮高效基因型水稻在拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的氮素吸收速率、氮素积累量和积累比例均具有明显优势,其中以抽穗至成熟阶段的优势尤为显著。该阶段水稻各器官逐渐衰老,植株各项生理功能逐渐衰退,为明了水稻衰老与植株中后期氮素吸收与积累、氮肥吸收利用效率的相互关系,相继研究了花后各基因型水稻的衰老特性。结果表明,齐穗后的不同时期,氮高效基因型水稻的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著高于氮低效基因型,而膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的含量却要显著低于氮低效基因型水稻。相关性分析表明,水稻的氮肥利用效率与齐穗后剑叶中的SOD、POD和CAT活性呈极显著正相关,而与其剑叶中的MDA含量呈极显著负相关。由此说明,与氮低效基因型相比,氮高效基因型水稻生育后期剑叶中用于清除活性氧自由基的SOD、POD、CAT活性较高,能有效阻止高浓度氧的积累和膜脂过氧化作用,降低MDA的含量,因而降低叶片的衰老进程,在维持较长光合功能期的同时能增强物质积累,促进植株对氮肥的吸收和利用。     

不同氮肥利用效率水稻基因型剑叶光合特性

选用氮肥利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻品种,研究225 kg hm^-2施氮条件下水稻剑叶光合特性的差异及其与氮肥利用效率、水稻结实性的相互关系。结果表明,齐穗后,氮高效基因型水稻的叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、光合功能期和叶绿素荧光动力学参数中的最大光化学效率(F_v/F_m)、PS II的潜在活性(F_v/F_o)、实际光化学效率(Φ_PSII)、光化学猝灭系数(q_P)和非光化学猝灭系数(q_N)均显著高于氮低效基因型。相关性分析表明,齐穗后不同时期,剑叶中叶绿素含量、叶片含氮量、净光合速率、剑叶的光合功能期和叶绿素荧光动力学参数值(F_v/F_m、F_v/F_o、Φ_PSII、q_P、q_N)与水稻的氮肥利用效率、结实性均呈极显著的正相关。由此说明,与氮低效基因型相比,氮高效基因型水稻生育后期具有较好的光合特性,较长的光合功能期;同时,其PSII反应中心更加稳定,具有更大的光能转化为电化学能的潜力,非光化学猝灭对光合机构也有更好的保护作用。因而,其在促进植株光合物质积累,提高结实性的同时能通过地上部与地下部的调节反馈增强植株对氮肥的吸收利用。     

施氮量对不同水稻品种氮肥利用率与农艺性状的影响

为探明施氮量对不同水稻品种产量、氮肥利用率和农艺性状的影响,以适合江苏省种植的12个中粳稻（含籼/粳杂交稻）品种为材料,大田种植,设置0N（全生育期不施氮）、200N（全生育期施纯氮200kg/hm ²）和360N（全生育期施纯氮360kg/hm²）3个施氮量处理,研究各品种产量、氮肥利用率和一些农艺性状的差异。结果表明：甬优2640在3个施氮水平产量均最高,库容量大是其高产的主要原因。其他品种产量对氮肥响应的表现不一。在较低氮（0N、200N）条件下,淮稻13号和武运粳30的产量较高,宁粳1号和扬粳4038的产量较低。在高氮（360N）条件下,宁粳1号和扬粳4038产量较高。在较低施氮量条件下,产量和氮肥利用率较高的品种具有较高的干物质积累量、茎蘖成穗率、叶面积指数、粒叶比及群体生长速率,这些指标可作为筛选氮高效品种的农艺性状指标。     

水稻氮高产高效与低产低效两类品种株型特征差异研究

以氮利用高产高效型和低产低效型的12个粳稻品种的大田试验研究了225 kg hm^-2纯氮水平下株型特征的类型间差异,以及株型特征、倒伏性状、产量和氮肥利用率的相互关系。结果表明,水稻上三叶的叶长、叶披垂度,氮高产高效型品种显著低于氮低产低效型,平均分别低9.29%、65.3%;上三叶的叶宽、群体LAI、有效LAI、高效LAI和比叶重,氮高产高效型平均分别比氮低产低效型高29.25%、8.27%、13.32%、6.66%和5.82%。相对于氮低产低效型品种,氮高产高效型品种植株茎秆节间配置合理,抗倒能力增强。水稻的产量、氮肥利用效率与植株上三叶的叶长、叶披垂度均呈显著或极显著负相关,与上三叶的叶宽、群体LAI、有效LAI、高效LAI和比叶重呈显著或极显著正相关,与抗折力、弯曲力矩和秆型指数呈显著或极显著正相关。尤其是剑叶、倒三叶的叶长和叶宽对氮素利用效率的作用较大。说明良好的株型结构是氮肥利用效率提高的前提。     

不同年代中籼水稻品种的产量与氮肥利用效率

本研究旨在探明中籼水稻在品种改良过程中产量与氮肥利用效率的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40—50年代、60—70年代、80—90年代和2000年以后4个类型,设置0 N(全生育期不施氮)、MN(全生育期施氮210 kg hm–2)和HN(全生育期施氮300 kg hm–2)3个施氮量处理,研究其产量、氮肥利用效率及其生理特性。结果表明,随品种应用年代的演进,不同年代中籼水稻品种的产量和氮肥利用效率均获得较大提高。2000年以后的品种(超级稻)产量和氮肥利用效率较高,根系性状和叶片光合特性以及氮代谢相关酶活性强是其重要生理基础。超级稻抽穗后根系氧化力和剑叶光合速率下降的幅度较大可能是导致超级稻结实率较低的一个重要原因。提高灌浆中后期超级稻的根系氧化力和剑叶光合速率,有望提高超级稻的结实率。     

不同氮素利用效率基因型水稻氮素积累与转移的特性

选用氮素利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻基因型, 研究水稻氮素积累、转移特性的差异及其与氮素利用效率的相互关系。结果表明, 有效分蘖临界叶龄(N-n)、抽穗和成熟期, 氮高效类型水稻的氮素积累量极显著高于氮低效类型, 而拔节期差异不明显。水稻氮素的阶段性积累量, 除(N-n)至拔节阶段, 氮高效类型水稻极显著低于氮低效类型外, 其余各阶段氮高效类型水稻的氮积累量均极显著高于氮低效类型。水稻氮素的阶段性积累率, 移栽至(N-n)和(N-n)至拔节阶段氮低效类型水稻显著大于氮高效类型, 而在拔节至抽穗和抽穗至成熟阶段则表现出相反的趋势。抽穗前的氮素转移量和转移率, 氮高效类型水稻显著或极显著大于氮低效类型, 而抽穗前氮对籽粒的贡献率, 氮高效类型极显著低于氮低效类型。氮高效类型水稻具有在(N-n)前氮素适度积累, (N-n)后至抽穗阶段, 氮素的有效积累高而无效积累弱的特点。因此至抽穗期, 氮高效类型水稻的氮素积累量大于氮低效类型, 具有较高的氮素转移量和转移率。但由于氮高效类型水稻在抽穗以后仍具有较强的氮素积累能力, 因此其抽穗前氮对籽粒的贡献率相对低于氮低效类型。     

不同氮肥管理模式对早稻产量及氮肥利用率的影响

为了探明不同氮肥管理模式对水稻产量及氮肥利用率的影响,采用田间小区试验,对氮肥用量、施用时期、有机无机肥结合等氮肥管理方式下早稻产量及氮肥利用率的差异进行研究。结果表明,施用氮肥在水稻生产中增产效果显著,与对照相比,早稻施氮比不施氮增产41.06%~76.90%。不同的氮肥管理模式对产量的影响较大,高产高效模式、超高产高效模式与农民模式相比均可以显著提高水稻产量,增产幅度为16.62%~25.41%,并可以不同程度地提高氮肥利用率,同时提高了单位面积有效穗,也促进了氮、磷养分的累积。     

不同氮素籽粒生产效率类型籼稻品种产量及其构成的基本特点

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，测定叶面积系数、干物重（包括根系）、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按氮素籽粒生产效率(NUEg)从低到高依次分为A、B、C、D、E、F等6类，研究各类品种产量构成的基本特点。结果表明，（1）供试品种间NUEg的差异很大（344%、425%），A、B、C、D、E、F类品种的平均NUEg 2001年分别为20.51、31.04、35.64、39.46、43.55、50.92 g·g^-1，2002年分别为24.33、31.61、35.83、39.06、43.51、50.00 g·g^-1；（2）随着NUEg水平的提高，籼稻品种的产量水平显著提高，两年结果一致；多元回归分析表明，氮素总吸收量（包括根）和NUEg对产量均有显著影响，改良二者均可提高籼稻品种的产量水平；（3）高NUEg类品种的基本特点为单位面积穗数较多、库容量大、结实率高、抽穗期叶面积系数较小、抽穗期单位叶面积籽粒产量高、经济系数高，而每穗颖花数、千粒重以及生物产量等与籼稻品种的NUEg水平关系不密切。