株高对遗传群体水稻株系氮素吸收利用的影响

【目的】明确遗传背景相似、生育期相近的遗传群体水稻株高对氮素吸收利用效率的影响。【方法】在群体水培条件下,以遗传背景相似的染色体单片段代换系114个水稻株系为供试材料,依据株高将供试群体聚类分为A、B、C、D、E和F 6类,研究不同株高类型水稻产量、氮素吸收和利用的差异及其相互间的关系。【结果】（1）供试群体株高表现出差异较大但分布相对集中的特点;（2）随着株高的增加,不同类型水稻产量总体呈上升趋势,超高株系增幅更大;（3）随着株高的增加,不同类型水稻成熟期吸氮量呈明显上升趋势,在超高株高情况下表现更突出;（4） 水稻成熟期总吸氮量可以从全株含氮率与干物质生产量、抽穗前吸氮量与抽穗后吸氮量、单位面积穗数与单茎（穗）吸氮量、生长日数与吸氮强度4个方面进行解析。随着株高的上升,干物质生产量、抽穗期吸氮量、单穗吸氮量、吸氮强度均表现为上升趋势,但植株含氮率、生长日数类型间无明显差异,A-E供试群体范围内单位面积穗数和抽穗后吸氮量也无明显变化,F显著高于其他类型。进一步分析表明,各吸氮量构成因子对成熟期吸氮量的作用表现为：干物质生产量大于含氮率,抽穗前吸氮量大于抽穗后吸氮量,单穗吸氮量大于单位面积穗数,吸氮强度大于生长日数;（5）在A-E供试群体范围内,氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率变化较小,氮素收获指数总体呈下降趋势,F类供试群体这3个指标除氮素干物质生产效率略低外,均显著低于其他类型。可见,株高在正常变化范围（A-E类）内与增加到超高（F类）后,株高的改变对氮素吸收、氮素利用的影响有一定的差异。因此,不同株高范围内氮素营养改良的重点应作出相应的调整。【结论】在所有株系内增加株高使水稻成熟期氮素吸收能力显著提高,但氮素收获指数、氮素籽粒生产效率有所降低,在株高150 cm以上的在超高株系下这种趋势更突出。表明不同株高范围内,株高对氮素吸收、氮素利用的影响有所不同,为此在水稻氮高效遗传改良时应充分考虑到这个因素。     

新型缓释肥料对水稻产量及氮素吸收利用的影响

通过大田试验设置6个施肥处理：当地水稻配方肥(R₁,氮肥施用量270 kg/hm²)、新型缓释肥料(R₂、R₃、R₄、R₅,氮肥施用量分别为270.0、248.4、226.8、205.2 kg/hm²)、不施肥(R₆,对照),研究不同施肥处理对水稻产量及氮肥吸收利用的影响。结果表明：与R₁处理相比,R₂和R₃处理能提高水稻的有效穗数、每穗总粒数和结实率,其中有效穗数和结实率的增幅都达到了显著水平,产量分别增加了7.51%和11.59%;R₂和R₃处理显著增加了抽穗后水稻干物质的积累量和吸氮量,提高氮肥利用率,而R₄和R₅处理则表现出相反的趋势。因此,使用新型缓释肥代替普通化肥,在相同施氮量或减量8%条件下均能有效提高水稻的产量和氮肥利用率。     

水稻不同群体的氮素吸收特性

研究了不同密度和不同施肥水平下的水稻氮素吸收和积累的规律，结果表明：不同施肥水平下的水稻各生育期氮素吸收比例移栽至幼穗形成期为24～32％，幼穗形成期至齐穗期为57～69％，齐穗期至成熟期为5．7～10％，稀植群体的后期吸氮量高于密植群体。     

水稻不同群体的氮素吸收特性

研究了不同密度和施肥水平下的水稻氮素吸收和积累的规律。结果表明：不同施肥水平下的水稻各生育期氮素吸收比例移栽至幼穗形成期为２４％～３２％,幼穗形成期至齐穗期为５７％～６９％,齐穗期至成熟期为５．７％～１０％。稀值群体的后期吸氮量高于密植群体。     

不同穗型水稻产量形成及物质生产分析

以穗倾角为分类依据,研究了不同穗型水稻群体产量形成和干物质生产特点。结果表明,直立穗型、半弯曲穗型、弯曲穗型品种平均产量依次降低,成粒率和千粒重较高是直立穗型高产的主要原因;弯曲穗型品种抽穗期干物重和表观输出率较高,直立穗型品种较低;直立穗型品种抽穗后干物重和成熟期干物重明显高于另二种穗型,抽穗后干物重占成熟期干物重和产量的百分比也较高;直立穗型品种上三叶短而宽、上中部叶片直立而下部叶片较平展,半弯曲穗型品种上三叶长而窄、叶片较平展,弯曲穗型品种上三叶长而宽、上部叶片平展而中下部叶片较直立;抽穗后直立穗型品种群体中下部透光性能好、叶面积和叶绿素含量下降较慢、丙二醛含量上升较慢;直立穗型和半弯曲穗型品种抽穗后单个颖花拥有的干物质越多,成粒率越高。     

S型控释氮肥运筹对水稻产量形成及氮素利用特征的影响

缓控释肥具有施用次数少、肥料利用率高的特点,S型热固性树脂包膜控释氮肥（S型控释氮肥）受土壤pH影响小、肥料稳定性好。本研究以S型控释氮肥为试材,分别设置了6个水稻品种的响应比较、4种氮肥施用量、5种氮肥施用时期及7种氮肥配施比例的4个盆栽试验,研究其对水稻产量形成、氮素吸收利用等的影响。结果表明：1）品种比较试验中,S型控释氮肥提高了6个水稻品种的产量,增幅在2.95%～18.57%,平均增加12.60%;产量提高的原因是穗数或每穗颖花数的增加;S型缓控释氮肥可显著提高供试水稻成熟期的氮素积累量、氮肥利用率,但氮素籽粒生产效率有所下降。2）控释肥运筹试验中,随着S型控释氮肥施用量和施用比例的增加,武运粳24号的产量呈先增加后下降的趋势,分别以每盆3 g纯氮处理和控释氮肥占比80%处理产量增幅最大,作基肥时增产效应更显著;成熟期氮素积累量呈增加和先增加后下降的趋势,分别以每盆4.5 g纯氮处理和控释氮肥占比80%处理增幅最大,作基肥时增幅效应更显著;氮素籽粒生产效率和氮肥利用率呈降低趋势,氮素籽粒生产效率分别以控释氮肥占比0%和控释肥作保花肥最大,氮肥利用率分别以控释氮肥占比80%和控释肥作基肥时最大。3）控释肥对根系性状影响试验中,S型控释氮肥处理提高了武运粳24号水稻栽后30天单株不定根总长、根干重与吸收面积,提高了抽穗期单株不定根总长、根干重和根活力;单株不定根数、不定根总长、根干重、根活力的增加是产量、氮素积累量和氮肥利用率协同提高的根系基础。总之,S型控释氮肥可显著提高水稻的产量和氮肥利用率,作为基肥时最优。每盆3 g纯氮处理、控释氮肥占比80%左右时产量、成熟期氮素积累量、氮肥利用率协同增加,与其栽后30天、抽穗期根系性状优化有密切关系。     

氮肥运筹对水稻产量和氮素吸收利用的影响

通过调查安庆市主要稻田氮肥利用和水稻的需肥特性,研究了氮肥不同施用量对水稻产量和农学利用率、氮肥运筹对水稻产量形成和氮素吸收利用的影响。结果表明：水稻氮肥前、中后期施用比例在（4～6）：（4～6）之间能形成适宜的穗数和穗粒数,有利于水稻高产和提高氮肥利用率。     

不同施氮量对水稻产量及氮素吸收利用的影响

氮是影响水稻生长发育的重要元素之一,氮的吸收、同化和运输直接影响水稻生长发育,并决定水稻产量和品质。为明确黑龙江省浓江农场最佳施氮量,研究不同施氮量对水稻产量的影响,结果表明:增加氮肥施用量,水稻平方米收获穗数、穗粒数、空瘪率也相应提高,但千粒重降低,氮肥用量105~120kg/hm2时稻谷产量较高。     

不同穗型水稻产量与群体生理性状的关系

根据穗倾角穴穗颈节至穗尖的连线与茎秆延长线的夹角雪的大小,将参试的12个品种划分为直立穗型、半弯曲穗型、弯曲穗型3种类型,研究了不同穗型的群体形态生理性状与产量形成的关系。结果表明,弯曲穗型品种抽穗期干物重较高,直立穗型品种抽穗后和成熟期干物重较高,抽穗后干物重占成熟期干物重的百分比也较高,半弯曲穗型上述方面介于二者之间。直立穗型、半弯曲穗型和弯曲穗型的颖花/叶值相近,说明三者单位叶面积所负担的颖花数差异不大。就粒重/叶而言,直立穗型>半弯曲穗型>弯曲穗型。直立穗和半弯曲穗型品种抽穗后单个颖花拥有的干物质越多,成粒率越高。比叶重大的品种,抽穗后群体叶面积衰减缓慢,具有一定的群体叶面积,对干物质生产和产量的形成是十分有利的。     

淮北生土地区肥料运筹对水稻产量形成及氮素吸收的影响

在淮北生土地区，以镇稻88为试验材料，设计不同氮、磷肥处理，研究其对该区水稻产量形成、群体动态及氮素吸收的影响。结果表明：①适当增加施氮总量和生育前期的施氮比例以及生育中期施磷均有助于提高水稻产量。其中增加施氮总量，可增加单位面积穗数和每穗颖花数；增加生育前期的施氮比例，既增加粒数又增加粒重；相同施氮比例，生育中期施用磷肥，可提高粒重；通径分所表明，单位面积穗数是制约水稻产量的首要因子。②肥料运筹对水稻前期生育进程的影响较小；增加施氮总量和前期施氮比例，对技节后群体的扩大和技节至抽穗期氮家的吸收有明显促进作用；生育中期施用磷肥，主要促进出穗后群体的干物质积累和氮素吸收。     

氮素水平对不同穗型水稻产量及其产量构成因素的影响

以不同穗型水稻品种为试材,研究了不同氮素水平对参试品种产量及产量构成因素的影响。结果表明,株型尤其是穗型与需氮量有一定相关。在本试验条件下,不同穗型品种干物质生产均呈“S”型曲线,抽穗前两种穗型品种干物质生产量差异不大,灌浆结实期直立穗型干物质生产量明显高于弯曲穗型品种。提高直立穗型品种经济产量的可行途径是在保持较高群体光合生产率的前提下,促进后期干物质向子粒的转移。     

水稻氮素吸收利用及水杨酸的调节效应

水稻氮代谢决定了氮素的吸收、转运和同化,最终影响产量形成.外施水杨酸(SA)对植物氮代谢和氮肥利用效率发挥积极作用,但对其作用方式及SA与氮代谢之间的关系知之甚少,尤其缺乏分子水平的解析.本文从氮素的吸收形式、生理生化代谢及内源SA含量变化等方面对水稻氮素吸收利用的研究进行了综述,旨在从氮代谢角度阐释植株对氮素的运移特性、SA的调节效应及可能的作用方式,为发展节肥增效栽培和环境友好型稻作提供新思路.     

施用肥料对水稻产量及氮素吸收的影响

为探讨有机肥和炭基肥对水稻产量及氮素吸收的影响,设置不施肥(CK)、纯化肥(CF)、50%有机肥替代化肥(COF)、炭基肥(CBF)处理进行试验,采样分析水稻籽粒、秸秆中氮含量,并用全收获法测定水稻产量。结果表明,与CK相比,3个施肥处理均显著增加水稻籽粒、秸秆产量,提高土壤速效养分含量。3个施肥处理间水稻籽粒、秸秆产量和土壤速效养分含量差异不显著。水稻氮肥吸收利用率和氮肥农学利用效率排序均为COF>CBF>CF。与CF相比,COF、CBF处理的氮肥吸收利用率、农学利用率分别提高7.9、7.1百分点和89.1%、66.7%,差异显著。有机肥部分替代和施用炭基肥均能显著提高水稻氮肥利用效率。     

不同栽培技术对水稻产量及氮素吸收的影响

研究了施氮与不施氮条件下,水稻地表覆膜栽培技术与水稻淹水栽培技术对水稻生长以及氮素吸收的影响。结果表明:不施氮条件下,与淹水水稻相比,覆膜水稻产量略有提高,但两者差异未达显著水平。施氮条件下覆膜水稻的产量构成因素均显示低于淹水水稻。而不施氮时两者则差异不显著。施氮条件下,覆膜水稻与淹水水稻相比营养生长过旺,后期容易早衰,产量降低。不同种植体系对水稻氮素积累总量并无显著影响,但影响营养生长阶段和生殖生长阶段累积吸氮量的比例。     

大穗型水稻超高产产量形成特点及物质生产分析

为探讨大穗型水稻品种高产机制,对其产量形成的特点进行了分析。结果表明：超高产水稻二次枝梗结实率有较大的提高;其前期物质积累多,后期转运能力强,光合产物能更多地运送到稻穗中;齐穗期具有更高的叶面积指数,后期叶面积指数衰减慢,叶片功能期长,叶．日积高。     

土壤铜含量对水稻氮素吸收利用及其产量的影响

在盆栽土培条件下,以武香粳14为材料,设置不同土壤铜含量(100、200、400、600、800mg·kg-1),研究铜胁迫对水稻移栽至成熟期氮素吸收利用及其产量的影响.结果表明:随着土壤铜含量的增加,水稻拔节期、抽穗期和成熟期吸氮量均显著下降,拔节期的降幅明显大于抽穗期和成熟期;土壤铜处理后,拔节期水稻氮素物质生产效率增加,但抽穗和成熟期氮素物质生产效率以及成熟期氮索籽粒生产效率均下降.水稻产量随着土壤铜含量的增加显著下降,主要原因在于铜胁迫条件下水稻吸氮能力明显减弱,其次为氮素籽粒生产效率的下降;相关分析表明,水稻拔节和抽穗期植株吸氮量与穗数、每穗粒数以及生物产量均呈显著或极显著正相关(r=0.844*～0.999**).综合而言,土壤铜胁迫条件下水稻吸氮能力明显下降,影响植株光合生产,进而使分蘖发生和颖花形成受阻,最终导致水稻显著减产.     

有机肥替代尿素对水稻氮素吸收利用和产量的影响

针对江苏省宿迁市水稻种植中存在的氮肥过量施加,导致氮肥利用率下降、氮肥淋失量增加、水稻产量下降等问题,通过开展田间试验,研究有机肥替代尿素对水稻氮素吸收利用和产量的影响,以期探寻出水稻种植生产中最佳有机肥替代比例,促进区域水稻种植业绿色可持续发展。研究结果表明：较常规尿素施加处理相比,有机肥替代尿素处理均可显著提升水稻对氮素的吸收利用能力、产量,在处理5即在当地常规尿素施用量为基础上,75%有机肥替代尿素处理下水稻各项指标表现最优,水稻地上部植株吸氮量、氮素回收利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力、单位面积有效穗数、穗粒数、千粒质量、结实率及产量分别为256.73 kg/hm²、33.28%、18.59 kg/kg、71.61 kg/kg、278.67万穗/hm²、108.85粒/穗、24.65 g、74.83%及9 834.26 kg/hm²。     

分布方式对不同穗型水稻产量形成及产量构成因素的影响

试验结果表明，在各个处理中，弯曲穗品种奥羽316比直立穗品种辽粳326增产，无序栽培比有序栽培增产；分布方式、品种与分布方式的互作对产量的影响达到了极显著的程度；一次枝梗数与每穗成粒数、单穗重之间，一次枝梗粒数、每穗成粒数与单穗重之间，二次枝梗数与二次枝梗粒数之间成极显著的正相关。     

水稻直立穗型遗传特性及其综合评价利用

在多年广泛研究的基础上,从作物品种资源的重要性角度出发,对水稻直立穗型基因的多样性和多效性及穗型遗传规律等遗传特性进行了分析讨论。认为水稻直立穗型基因应该是多位点和多样性的，对我国北方地区来说，应加强水稻直立穗型基因多样性的研究。以拓宽现有直立穗型品种的遗传基础，防止大面积病虫害的发生。目前发现至少3个相互异位的直立穗型基础，均为主效核基因，且有显性和隐性之分，彼此遵循基因的自由基重组和独立分配规律。对于巴利拉型基因位点来说，直立穗型相对地弯曲穗型可能是不完全显性。巴利拉型直立穗型基因具有一定的多效性，其直立穗型与某些形态生理性状存在着密切的联系，但多数是由不同基因控制的。表明在育种实践上，既可以根据直立穗型对其它性状进行筛选，提高育种效率，又可以按照育种目标实现直立穗型与其它性状的优化组配。此外，对直立穗型在杂交稻上的应用及直立穗型与抗倒性的关系进行了讨论。