水稻苗期氮高效品种评价与筛选的初步研究

在3个氮素水平下对7个杂交中籼水稻品种进行水培试验,对氮素利用率与苗高、根长、单株分蘖、单株干重等4个性状进行了相关性分析。结果发现,秧龄47d时,4个性状在3个氮素水平下差异显著,该秧龄的秧苗氮素利用效率与苗高、根长及单株分蘖数目存在显著相关,相关系数分别为r=-0.52*,0.97**,-0.88**;而秧龄期为37d时,4个性状在3个氮素水平下差异不显著,且氮素利用效率与4个性状的相关性不显著。因此,初步认为47d秧龄期可作为苗期氮高效品种评价与筛选的合适时期。秧龄47d时的苗高、根长、单株分蘖数、单株干物质重等4个性状的变异范围和变异系数均在40mg/l的氮素浓度下表现最大,表明40mg/l的氮素浓度可作为苗期氮高效评价与筛选的适合浓度。并发现秧龄47d时,氮素利用效率在40mg/l的氮素浓度下仅与单株干物质重呈显著正相关。因此,本研究初步认为,单株干物质重可作为苗期氮素效率高低的筛选指标。由于在40mg/l的氮素浓度下47d秧龄的K优52单株干物质重和氮素利用效率均最大,并且其吸氮速率与相对氮素利用效率亦最大,故初步认为K优52是一个苗期氮高效品种。     

稻种资源苗期氮素营养效率的相关性状与筛选指标

运用SPSS统计分析软件,对不同氮素选择压力下的88份稻种资源苗期农艺性状与氮素营养效率进行分析。结果表明,稻种资源苗期氮素营养效率相关性状存在明显的基因型差异,且受氮素选择压力的影响。同一氮肥水平下,不同稻种资源间的单株根体积、地上部干重、吸氮量和根干重变异较大,而倒3叶SPAD值、氮素利用效率和绿叶数的变异较小;不同氮肥水平下,各性状的变异程度不同,单株根体积、根半径和冠根比的变异系数差异较大,而苗高、黄叶数和单株总干重的变异系数差异较小。在不同氮素选择压力下存在表征氮素营养效率的共同性状,与氮素利用效率偏相关显著的共同性状是倒3叶SPAD值,与氮素吸收效率偏相关显著的共同性状是倒3叶SPAD值和单株总干重。水稻苗期氮素利用效率筛选与鉴定的最佳施氮水平为高氮(60mg/kg),可行指标为倒3叶SPAD值;水稻苗期氮素吸收效率筛选与鉴定的最佳施氮水平为低氮(20 mg/kg),可行指标为倒3叶SPAD值和单株总干重。     

不同类型氮素营养效率稻种资源苗期主要特征性状分析

为寻求能够用于鉴定与评价不同类型氮素营养效率稻种资源苗期的特征性状，以88个不同类型氮素利用效率（NUE）、氮素吸收效率（NAE）和氮素利用效率响应度（NUER）的稻种资源为研究对象，系统分析了苗期15个性状的差异性。结果表明：（1）不同类型氮素营养效率稻种资源苗期15个性状在低、中、高3种类型间差异性不尽相同，在低、中、高效NUE间存在显著或极显著差异的性状有6个（占比40.0%），在低、中、高效NAE间和低、中、高响应NUER间均为10个（占比66.7%），即获得高效NUE、高效NAE和高响应NUER的途径是不同的；（2）差异显著或极显著的性状对不同类型氮素营养效率影响程度大小亦不完全相同，对NUE的影响为植株含氮量>倒3叶SPAD值>单株根表面积>单株地上部干重>单株总干重>单株总根长，对NAE的影响为单株总干重>单株根干重>单株总根长>单株地上部干重>植株含氮量>单株根数>单株根表面积>倒3叶SPAD值>单株根体积>单株黄叶数，对NUER的影响为单株总根长>单株根表面积>单株地上部干...     

甘蓝型油菜种质氮素营养效率的鉴定及评价指标筛选

为建立甘蓝型油菜种质氮素营养效率的鉴定及评价方法,筛选合理的次级评价指标和氮素营养高效基因型,在田间小区试验条件下设置低氮(45 kg/hm2)、中氮(180 kg/hm2)和高氮(270 kg/hm2) 3个施氮水平,测定了416份不同生态类型甘蓝型油菜种质植株性状及氮素吸收效率(NAE)、氮素利用效率(NUE)和氮收获指数(NHI)。各性状在不同氮素水平下对氮的敏感性不同,低氮下第一次有效分枝数的变异程度表现为最大,单株籽粒重次之;中氮和高氮处理水平下单株籽粒重的变异程度均表现为最大,低氮胁迫加大了种质间的差异。油菜种质氮素营养效率基因型间差异明显,表现中效类型的种质最多,高效和低效的较少。油菜种质间成熟期NAE的鉴定与评价应选择在低氮处理下,以单株籽粒重、单株地上干重和株高为间接指标进行选择效果明显;油菜种质间成熟期NUE的鉴定与评价应选择在高氮处理下,以单株地上干重、第一次有效分枝数、单株籽粒重和每角粒数为间接指标进行选择效果明显;油菜种质间成熟期NHI的鉴定与评价应选择在低氮处理下,以单株籽粒重、单株地上干重和茎基粗为间接指标进行选择效果明显。     

大麦单倍体细胞水平与植株水平耐低氮性的关系

为了确定大麦籽粒产量和苗期耐低氮能力与小孢子培养阶段的氮胁迫下愈伤组织产量之间是否存在一致性,以2份大麦基因型为供试材料,进行了以下3项研究：（1）培养基中水解干酪素和谷氨酰胺使用量对小孢子培养愈伤组织产量的影响;（2）营养液中NH₄NO₃不同添加量对大麦苗期生长量的影响;（3）盆栽时正常施氮与不施氮处理对大麦单株产量的影响。结果表明,培养基中氮含量的下降明显降低小孢子培养愈伤组织产量,2份基因型的降幅存在明显的差异;营养液中氮使用量的下降明显降低植株高度、主根长度和植株及根干重,2份基因型之间的降幅也存在明显的差异;盆栽时不施氮处理的大麦有效穗和单株产量低于正常施氮的对照,2份基因型间有差异。氮素胁迫下,2份基因型小孢子培养愈伤组织产量的相对值与苗期植株高度、茎叶干重、主根长度和根干重的相对值以及单株产量的相对值存在一致性,说明供试基因型小孢子水平与植株水平的耐低氮性存在相关性。     

杂交中稻植株性状对氮素的响应及其与氮效率的关系

选用16个生育期基本一致的高产三系杂交中稻组合为材料,采用土培的方法,在施氮和不施氮条件下,研究水稻植株重要农艺性状对氮肥的反应的基因型差异、氮素吸收利用效率的基因型差异及它们之间的关系。结果表明,水稻氮素(肥)吸收利用率(RE)、氮肥农学利用率(AE)、氮肥偏生产力(PFP)、氮素籽粒生产效率(NUEg)和氮素干物质生产效率(NUEb)均存在显著的基因型差异,但氮素积累总量(TN)的基因型差异不显著。在两种施氮水平下,氮素籽粒生产效率与籽粒产量、成穗率、有效穗和经济系数均呈极显著的正相关,氮素干物质生产效率与籽粒产量、有效穗均呈显著或极显著正相关,氮素积累总量与成熟期生物量呈显著或极显著正相关。籽粒产量、成穗率、有效穗、经济系数和成熟期生物量可以作为氮效率筛选的重要参考指标。     

不同基因型大麦苗期氮素利用效率的评价分析

通过对42个大麦品种在氮为0.4、2.0、5.0 mmol/L 3个不同水平水培条件下苗期相关性状及氮素利用效率进行分析,结果表明:在3个氮素水平条件下,不同大麦品种苗期最大根长、茎长和叶长差异极显著;正常氮(2.0 mmol/L)条件对大麦苗期生长影响较小,而低氮(0.4 mmol/L)和高氮(5.0 mmol/L)则因大麦苗期性状的不同对其有促进或抑制作用,其中低氮严重影响不同基因型大麦品种叶片的生长,进而会影响光合作用,最终对整个植株的生长不利。氮素利用效率的分析结果表明,随着供氮水平的提高,大麦幼苗氮利用效率也随之增强。初步筛选出氮高效利用材料3份,分别为Sampsom、Z0099001、08京222。     

高温胁迫对大麦主要农艺性状及产量性状的影响

为了解高温胁迫对大麦孕穗灌浆期主要农艺性状和产量性状的影响,选用4个二棱啤酒大麦品种为材料,采用盆栽及人工气候箱,在大麦孕穗灌浆期进行高温处理,以常温为对照,考察了大麦完熟期株高、穗下节间长、主穗长、单株穗数、单株粒数、单株粒重、千粒重和结实率。结果表明,孕穗期高温胁迫对大麦株高、穗下节间长及穗长的影响程度因品种特性不同而异。高温胁迫致使参试大麦品种的单株粒重和千粒重显著降低,使除Harrino Nijo外的其余3个品种的结实率和单株粒数均显著降低。综合比较,Harrino Nijo的耐高温性能最好,其次为扬农啤6号,917112和苏啤3号对高温比较敏感。     

施氮对两优培九根系生长的影响及根系性状与氮素累积量的相关性

2003和2004年,在盆栽条件下以两系超级杂交稻两优培九为材料,设计9个氮肥处理,研究施用氮肥对抽穗期12个根系性状的影响及根系性状与氮素吸收的关系。结果表明：年度间单株不定根数的差异较小,其余11个根系性状以及成熟期氮素累积量的年度间差异均很大;氮处理对抽穗期12个根系性状以及成熟期氮素累积量均有显著或极显著影响;年度与氮处理对单株根干重、单条不定根粗、单条不定根干重、单株根系α-NA氧化量、单株根系总吸收面积和活跃吸收面积以及成熟期氮素累积量的互作效应均达到显著或极显著水平。在各施氮处理中,增施和早施氮肥能显著增加单株不定根数,施氮量较少且作1次施用时,氮肥作基肥施用的处理单株不定根总长度和根干重最大,施氮量较多且作2次施用时,以基肥＋保花肥施氮组合的单株不定根总长度、根干重、根系α-NA氧化量、根系总吸收面积和活跃吸收面积最大。抽穗期单株的不定根数、不定根总长度、根干重、根系α-NA氧化量、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积与成熟期氮素累积量均呈极显著线性正相关（r=0.591^＊＊～0.850^＊＊）。     

不同氮素利用效率小麦苗期的根系形态数量性状分析

为在苗期可通过根系形态数量性状对氮高效小麦品种进行鉴别,利用营养液培养法,在正常氮(5mmol·L~(-1))和高氮(45mmol·L~(-1))处理下,研究了黄淮平原区18个主栽小麦品种苗期氮素利用效率与根系形态数量性状的关系;通过干物重和氮积累量与根系形态指标相结合的方式对供试小麦品种植株氮效率进行了综合评价,并划分不同氮效率类型。结果发现,在两种氮处理下,供试小麦品种的根干重、茎叶干重、单株干重、根氮含量、茎叶氮含量、单株氮含量、单株总根长、根总表面积、根总体积、根尖数的变异系数均大于15%,可作为氮效率评价指标。小麦的单株总根长、根总表面积、根总体积、根尖数与植株氮积累量呈显著正相关,可以作为育种早期筛选高氮效率材料的指标。不同氮效率类型的单株总根长、根总表面积、根总体积、根尖数均表现为氮高效型氮中效型氮低效型。通过逐步回归分析,建立了小麦幼苗植株氮积累量和根系形态数量性状的预测模型,拟合精度在91.91%以上。小麦不同氮效率类型间的单株总根长、根总表面积、单株根尖数的差异均达显著水平,生产上可根据小麦苗期根系的主要形态数量性状判断其氮效率高低。     

小麦苗期耐低氮胁迫的基因型差异

为了确定适宜的小麦耐低氮基因型筛选指标,采用温室水培方法系统评价了不同年代的32个小麦品种苗期耐低氮胁迫的基因型差异.结果表明,低氮条件下小麦形态和生理指标有显著的基因型差异.主成分分析表明.植株干重、植株氮积累量、地上干重、植株氮舍量、根冠比、根长的耐性指数在四个主成分中占较大比重;相关性分析表明,植株氮积累量与植株干重、植株氮含量耐性指数相关达到极显著水平.地上干重与根冠比和根长的耐性指数相关达到显著水平;不同小麦基因型的植株氮积累量与地上干重耐性指数存在较大变异(CV>15%).因此,植株氮积累量以及地上干重的耐性指数适合作为筛选指标.这32个小麦品种可分为低氮敏感型、中间型和耐低氮型.     

低氮胁迫下大麦苗期株高和根长的遗传特性

为指导大麦耐低氮育种,以耐低氮大麦材料BI-04与低氮敏感材料BI-45衍生的F3群体为供试材料,利用主基因十多基因混合遗传模型,对低氮胁迫下大麦苗期的株高和根长性状进行了遗传分析.结果表明,低氮胁迫下,F3群体株高表现为13-4遗传模型,即2对主基因的等加性遗传模型,遗传率为30.99％,说明选育株高性状可以在相对较早的世代进行.F3群体根长则表现为A-0遗传模型,即无主基因遗传模型,说明选育根长性状需要在较晚世代进行.     

不同深松方式与氮肥运筹对玉米生长发育及光合特性的影响

选用郑单958为材料,研究不同深松方式和氮肥运筹对玉米生长发育及光合特性的影响.结果表明,深松后玉米生育后期维持较高叶面积指数(LAI)时间较长,延缓了叶片衰老,促进了干物质积累,不同深松处理间差异不明显;增加氮肥施用次数LAI下降减缓,干物质积累量的峰值减小;隔行深松与行行深松均提高玉米叶片的最大净光合速率,较不深松分别提高9.93％和2.12％.在施氮次数处理中,1/3氮肥于苗期作种肥、2/3于拔节期作追肥施入处理净光合速率最大;深松处理间产量差异不显著,增加氮肥施用次数增产效果十分显著;深松方式与等量氮肥施用次数间存在显著交互效应,隔行深松且施氮以种肥、拔节肥、灌浆肥各占总量1/3的处理产量最高,分别较不深松且氮肥作种肥一次施用和作种肥与拔节肥两次施用增产43.91％、17.37％.     

氮肥对甜菜营养生长的影响

分析看出,施氮量与甜菜4个营养生长期的根、叶片、叶柄生长量均呈极显著正相关。苗期氮素主要用于促进叶片的生长,随生育进程根对氮素的依赖程度渐高;苗期、块根糖分增长期、糖分积累期不同氮素水平与T/R值呈显著正相关,与分配率呈显著负相关;叶丛快速生长期施氮量对T/P值、分配率无大影响;不同施氮量与叶面积、光合势呈显著正相关。     

不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻氮素利用和产量的影响

【目的】氮素的吸收利用决定着水稻物质积累和产量的形成。随着农村劳动力的减少,机插稻迅速发展, 但针对机插稻育秧环节与插秧机具融合对机插稻氮素吸收利用特征影响的研究较少。以机插稻农机农艺首要融合点“育秧-机插”关键环节为研究对象,探究育秧方式配合不同插秧机具对机插稻氮素吸收利用的影响。【方法】以杂交籼稻F优498为试验材料,采用三因素随机区组试验,设置2种育秧方式：营养土育秧和稀泥育秧;3个播种量：65 g/盘,85 g/盘,105 g/盘;2种插秧机具：4行手扶式插秧机,6行乘坐式高速插秧机。【结果】育秧方式、播种量以及插秧机具对机插稻结实期不同营养器官氮素吸收转运、剑叶SPAD值以及氮素收获指数、氮素稻谷生产效率与产量影响显著或极显著,且互作效应显著或极显著。营养土育秧处理下机插稻氮素积累以及氮素利用效率较稀泥育秧优势明显,植株各器官氮素转运量、转运率、贡献率以及穗部氮素增加量均一定程度高于稀泥育秧处理,平均提高了21.12%、15.20%、10.03%、6.45%;随着播种量的增加,机插稻稻谷产量、结实期氮素吸收转运量、氮素干物质生产效率以及氮肥偏生产力呈先上升后下降的趋势,尤其播种量为85 g/盘时机插稻成熟期植株中氮素的积累量相较于65 g/盘、105 g/盘播量平均增加了16.19%,28.14%;6行乘坐式高速插秧机处理下机插稻产量以及构成因素、结实期干物质量、植株氮素吸收量和转运量、氮干物质生产效率以及氮肥偏生产力显著高于4行手扶式插秧机。【结论】综合氮素积累量和氮素转运量、机插稻结实期穗部氮素积累量、产量及其构成因素考虑,运用营养土育秧,播量85 g/盘配合6行乘坐式高速插秧机能有效提高机插稻氮素吸收利用,促进产量的形成。     

玉米苗期氮、磷、钾养分吸收利用效率研究

以黄淮海大面积种植的郑单958、先玉335、郑单538、豫单606、伟科702、郑单1002为试材,利用水培和大田试验相结合的方法,研究不同玉米品种苗期的氮、磷、钾吸收利用效率。结果表明,不同玉米品种对N、P、K养分积累存在差异,与NPK(全营养,对照)处理相比,NPK-N(氮胁迫,1/10的N含量)胁迫下N相对积累量(RNAA)最高的是郑单958;NPK-P(磷胁迫,1/10的P含量)胁迫下P相对积累量(RPAA)最高的是先玉335;NPK-K(钾胁迫,1/10的K含量)胁迫下K相对积累量(RKAA)最高的是豫单606。NPK胁迫显著提高玉米苗期对NPK的相对利用效率,其中,N提高2.91倍,P提高3.98倍,K提高6.16倍。     

不同施氮条件下麦田杂草氮素吸收的研究

为了解麦田杂草氮素吸收对施氮量的反应,在半湿润地区,以土垫旱耕人为土为供试土壤,通过田间小区试验,研究了不同施氮水平下冬小麦田间杂草含氮量及吸氮量的变化以及杂草与小麦氮素的竞争关系.结果表明,小麦不同生育时期麦田杂草含氮量存在差异,表现为越冬期＞返青期＞拔节期＞成熟期;杂草含氮量随施氮量的增加而增加,尤其是在小麦生育前期施氮处理间差异达到显著水平.小麦不同生育期的杂草吸氮量呈现先上升后下降的趋势,在拔节期达到最大,各生育期间差异极显著;在小麦不同生育期,杂草吸氮量对施氮水平的反应不同,与不施肥的对照相比,施肥有利于前期杂草对氮素的吸收,中后期表现为降低的趋势.从相对吸氮量看,增加施氮提高了前期杂草对氮素的竞争能力,而后期杂草的竞争力下降.     

稻种资源苗期氮素营养特性的基因型差异

 采用变异数和频数分析，对88份稻种资源进行了苗期氮素利用效率(NUE)、吸收效率(NAE)和氮素利用效率响应度(NUER)的基因型差异比较。结果表明： 1)不同稻种资源苗期的NUE、NAE和NUER存在显著的基因型差异，且受氮素水平的影响。低氮、中氮和高氮间的NUE存在极显著差异，并随氮素水平的升高而呈下降趋势。低、中氮间的NAE的差异不显著，但极显著地小于高氮；(低氮NUE-高氮NUE )/ 高氮NUE的NUER极显著高于(低氮NUE -中氮NUE)/ 中氮NUE、(中氮NUE -高氮NUE)/ 高氮NUE的NUER，且后两者间未达显著差异。 2)不同稻种资源苗期NUE、NAE和NUER的变异系数存在极大的差别(达20%以上)，大小顺序为NUER>NAE>NUE，即稻种资源苗期NUE、NAE和NUER的基因型差异大小是NUER>NAE>NUE。 3)不同稻种资源苗期NUE、NAE和NUER的基因型分布，基本上符合正态分布，拟合度最好的是NUE，其次为NAE，NUER最差。