不同株高类型甬优系列籼粳杂交稻产量差异及其形成机理

为了探究不同株高类型甬优系列籼粳杂交稻产量差异及其形成机理,以株高S型(株高135cm)、M型(株高140~150cm)、H型(株高155cm)甬优系列籼粳杂交稻为试验材料进行2年试验,比较不同株高类型产量及其构成因素、茎蘖动态、干物质积累与转运、叶面积动态、光合势与粒叶比以及冠层结构等特征差异。结果表明,与株高S、H型相比,M型增产21.26%和30.50%,结实率高,千粒重大。有效分蘖临界叶龄期到拔节期,M型茎蘖数增长较为缓慢,拔节后群体茎蘖数下降平缓;抽穗前,M型群体干物质积累量较小,抽穗到成熟期干物质积累量大,达10.51t·hm-2;抽穗至成熟期,M型单茎鞘重呈"V"型变化,最大输出量、最大输出率以及最大转化率均以S型最大,表观输出量、表观输出率、表观转化率均以M型最小;结实期,M型叶面积衰减缓慢,光合势、粒叶比较高。与S、H型相比,M型上3叶长宽大小适宜,叶片受光姿态良好,群体的冠层透光性好。甬优系列籼粳杂交稻株高适宜的M型在较大库容的基础上,依靠合理的冠层结构和较大的叶面积指数,中后期拥有较强的光合物质生产与转运能力,保持库容流的稳定性,促进库容的充实,最终实现高产。本研究结果对籼粳杂交稻株高性状的选育具有重要意义。     

籼粳杂交稻高效吸收氮素的相关机理研究

通过盆栽和水培实验研究了籼粳杂交稻甬优12（YY-12）、嘉优中科6（JY-6）和常规粳稻秀水134（XS-134）常规供氮（M-N）和低氮（L-N）下分蘖盛期水稻氮素利用效率差异，并初步探讨相关机理机制。结果表明：YY-12和JY-6在两种供氮水平下氮素吸收效率明显大于XS-134。与XS-134相比，YY-12和JY-6根系干物质累积明显增大，加之根孔隙度（POR）较大，使其根系径向泌氧量（ROL）明显增加。从而很可能造成YY-12和JY-6根际土壤氨氧化菌（AOB）数量和硝化强度明显增加；使YY-12和JY-6根际土壤矿质氮含量明显大于XS134。相关分析表明根际土壤矿质氮含量与水稻氮素吸收效率极显著正相关。因此，YY-12和JY-6氮素吸收效率高很可能与其种植使根际土壤硝化强度增加和有机氮矿化加剧紧密相关。另外，与M-N处理相比，YY-12和YY-6氮素吸收效率在L-N水平下明显增加，而XS-134无明显差异。主要原因为：与M-N相比，YY-12和YY-6在L-N水平下根系干物质累积和POR增加比例均大于XS-134；ROL和根际土壤硝化强度，以及根际土壤矿质氮含量下降比例小于XS-134。     

不同氮效率水稻生育后期氮素积累转运特征

以不同氮效率水稻基因型为供试材料,通过15N标记的氮肥盆栽试验精确定量不同氮效率的水稻齐穗后氮素积累和转运量。结果表明,无论在何种施氮水平下,氮高效水稻(南光和武运粳)的籽粒产量均显著高于氮低效水稻Elio;不同氮效率水稻在齐穗期和齐穗后15天时干物质积累量差异不显著,但在成熟期时氮高效水稻的干物质积累量显著高于氮低效水稻,增幅约为16·4%;与干物质积累相对应的是,不同氮效率水稻的氮素积累量在齐穗期和齐穗后15天也没有差异,但在成熟期时氮高效基因型水稻武运粳和南光的氮素积累量较氮低效基因型水稻Elio高约31%和21%,差异显著。15N标记试验结果可以看出,氮低效水稻Elio齐穗时吸收的一部分15N移出了植株体,其占15N转运量的11%。从齐穗至成熟,氮低效水稻Elio从茎叶转移出的15N量(2·75mg穴-1)远远低于氮高效水稻武运粳(3·54mg穴-1)和南光(3·22mg穴-1),差异显著。氮高效水稻武运粳和南光从茎叶转移出的15N量约占籽粒所需N量的91%和85%,而从土壤中吸收的15N量约占9%和15%。综上所述,氮高效、低效水稻氮素积累和转运特征的差异主要表现在齐穗期以后,氮高效水稻具有强的氮素吸收或者转运能力,以满足籽粒形成期植株对氮素的利用。     

籼、粳超级稻氮素吸收利用与转运差异研究

【目的】目前我国选育和认定的超级稻品种很多,但如何发挥其高产潜力至关重要。氮素是影响水稻生长发育、 产量和品质形成的最活跃因素之一,因此,深入分析籼、 粳超级稻氮素吸收、 利用与转运特征及其与产量形成的关系,从氮素营养层面上阐明超级粳稻高产形成机理,以期为超级稻品种的合理利用以及增产潜力的挖掘提供参考。【方法】2011~2012年在江苏苏中地区,以主体且具有代表性的5个超级杂交籼稻组合和5个常规粳型超级稻品种为试验材料,对稻-麦两熟制条件下籼、 粳超级稻主要生育期植株含氮率和氮素积累量、 氮素阶段吸收速率和阶段吸收量、 氮素利用效率,以及抽穗至成熟期叶、 茎、 鞘氮素转运量、 表观转运率和转运贡献率等进行了系统的比较研究。【结果】1）粳稻平均实收产量、 氮素吸收总量和百公斤籽粒吸氮量分别达10.89 t/hm2、 224.50 kg/hm2和2.79 kg,分别较籼稻高13.21%、 32.74%和17.45%,差异极显著。2）移栽有效分蘖临界叶龄期、 拔节抽穗期和抽穗成熟期, 粳稻氮素积累量显著或极显著高于籼稻,而有效分蘖临界叶龄期拔节期粳稻极显著低于籼稻。氮素阶段吸收速率表现的趋势与氮素阶段吸收量一致。3）抽穗期和成熟期粳稻植株各器官以及整个生育期整株的含氮率均显著或极显著高于籼稻。4）粳稻氮素吸收利用率和农学利用率略高于籼稻,但氮素生理利用率、 籽粒生产效率、 干物质生产效率和氮肥偏生产力,除氮素生理利用率外,均显著或极显著低于籼稻。5）成熟期,粳稻叶、 茎、 鞘含氮量所占比例均极显著地高于籼稻,但穗中含氮量所占比例极显著低于籼稻,因此,籼稻氮素收获指数极显著高于粳稻。6）抽穗成熟期,粳稻叶、 茎、 鞘氮素转运量、 表观转运率和转运贡献率均小于籼稻,除鞘的氮素转运贡献率外其他指标均达显著或极显著水平。7）籼稻籽粒氮主要依靠抽穗前源器官中贮积的氮素的输出与转运,粳稻主要依靠生育中后期(拔节成熟期)氮素的高速吸收。【结论】在稳定生育前期(移栽拔节期)氮素吸收的基础上,大幅提高生育中期和后期(拔节成熟期)氮素吸收速率和氮素积累量,是稳定形成较高的氮素吸收总量及粳稻高产形成的关键。     

施肥水平对冬大麦干物质和氮素积累与转运的影响

为合理利用氮肥,进一步提高大麦产量和品质,以扬饲麦3号、港啤1号、扬农啤2号和Frankin共4个品种为供试材料,研究了0(CK),90(NL),180(NM)和270kg/hm2(NH)4个氮肥水平下冬大麦干物质和氮素积累、转运及对籽粒贡献的规律。结果表明,随着施氮量的提高,大麦干物质花前积累量呈增加趋势,积累率及对籽粒的贡献率呈下降趋势,各器官的转运量在NM处理(180kg/hm2)范围内呈增加趋势,高于此范围则下降。氮素营养花前积累量和转运量各品种均呈上升趋势,花前积累率、转运率和对籽粒氮的贡献率都呈下降趋势。不同品种不同氮肥处理下大麦干物质转运量以茎秆为最大,转运率大部分以芒壳+穗轴为最高,对籽粒的贡献率以茎秆为最高。各器官氮素转运量以叶片最高,转运率以芒壳+穗轴最大,氮素转运对籽粒的贡献率以叶片最高。大麦各品种籽粒产量与施氮量呈二次曲线关系,氮素积累量与施氮量呈显著线性正相关关系。表明在本试验条件下,大麦最高产量的最佳施氮范围为212.42～261.97kg/hm2。     

机插条件下籼粳杂交稻茎秆的抗倒性评价及成因分析

为了评价机插条件下籼粳杂交稻茎秆的抗倒性能及揭示其成因,该研究选用甬优系列具有代表性的籼粳杂交稻A为研究对象,以生产上主推的高产杂交粳稻B、常规粳稻C和杂交籼稻D为对照,采用机插小苗种植方式,设置各类型品种最适的高产栽培处理,在蜡熟期系统比较分析了不同类型水稻品种茎秆抗倒伏性及主要理化特征的差异。结果表明:1)抗倒性方面,与B、C、D相比,A的弯曲力矩和抗折力得到协同提高,但在两者的综合作用下,倒伏指数表现为DABC。2)茎秆质构特征方面,A类品种基部节间的纵向载荷度、弹性、内聚性、抗弯强度等载荷能力指标以及硬度、脆度、穿刺强度、紧实度等穿刺性能的指标均高于B、C、D。3)茎秆形态与解剖性状方面,A的株高、穗高、重心高、基部节间粗度、横截面积、茎壁面积、维管束总面积、大维管束面积、小维管束面积、大维管束数目、小维管束数目均高于B、C、D;A的相对重心高度、基部节间长度小于D而高于B、C;A的基部节间秆型指数、相对茎壁面积、相对维管束面积、大维管束相对面积、小维管束相对面积均低于B、C而高于D。4)茎秆化学成分含量方面,A茎鞘中可溶性糖、淀粉、纤维素、木质素、K、Si、Ca、Cu、Zn等化学成分含量表现为低于B和C,高于D;茎鞘中N、Mg、Fe、Mn等化学成分含量表现为A高于B和C,低于D。5)相关分析表明,倒伏指数与重心高度、茎秆粗度、横截面积呈显著正相关(P0.05),与相对重心高度、基部节间长度、N、Mg、Fe、Mn的含量呈极显著正相关(P0.01);与淀粉、Cu的含量呈显著负相关(P0.05),与秆型指数、相对茎壁面积、相对维管束面积、可溶性糖、纤维素、木质素、K、Si、Ca、Zn的含量呈极显著负相关(P0.01)。通过本研究笔者初步认为,机插条件下,甬优系列籼粳杂交稻的茎秆抗倒性虽稍逊于杂交粳稻和常规粳稻,但较杂交籼稻有大幅提高,茎秆理化特性的差异与抗倒性密切相关。该研究结果可为长江下游地区籼粳杂交稻机械化抗倒栽培提供理论依据与技术支撑。     

不同时期追氮对冬小麦植株氮素积累及转运特性的影响

采用盆栽和大田相结合,并应用15N示踪技术,研究了不同时期追氮对两个不同穗型冬小麦品种植株氮素积累及转运特性的影响。结果表明,成熟期小麦植株各部位氮素积累量和分配比例均表现为子粒茎鞘+叶根系或颖壳+穗轴;子粒中氮素积累量以拔节期追氮处理最高,氮素在子粒中的分配比例以抽穗期追氮最高,在根系中的分配比例则以全部底施处理最高。小麦植株吸收追施15N的比例为16.45%～26.6%,兰考矮早八和豫麦49-198分别以返青期追氮和拔节期追氮吸收的比例最高;子粒中氮素来自15N的比例均以返青期追氮最高,分别为27.16%和22.20%,但和拔节期追氮处理差异不显著。随着追氮时期推迟,氮的花后同化量、花后贡献率增加,而花前贡献率呈下降趋势;全氮对子粒贡献率表现为花前转运的贡献大于花后同化的贡献,但抽穗期追氮处理中,15N对子粒的贡献率表现为花后同化率大于花前转运贡献率。综合考虑子粒产量、蛋白质含量以拔节期追氮较为合适。     

不同氮肥群体最高生产力水稻品种各器官的干物质和氮素的积累与转运

采用大田试验,以长江中下游地区有代表性的50个早熟晚粳品种为供试材料,设置7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg/hm2),得出各品种在这7个氮肥水平下出现的群体最高生产力,将该最高生产力定义为氮肥群体最高生产力。根据各品种的氮肥群体最高生产力从高到低将50个品种分为4个产量水平,对不同产量水平品种间各器官的干物质和氮素积累转运、分配等特性进行系统地比较研究。结果表明,抽穗期叶片的氮素含量和氮素积累量以及成熟期叶片和穗的干物质与氮素积累量随产量水平递减逐渐降低;拔节至抽穗阶段茎鞘的干物质积累率以及叶片的干物质和氮素积累速率也随产量水平递减逐渐降低;抽穗至成熟阶段产量大于10.50 t/hm2的水稻品种,茎鞘和叶片的干物质和氮素转运贡献率比其他产量水平低,但穗部干物质和氮素增加量却比其他产量水平高。在满足氮肥群体最高生产力的施肥条件下,拔节至抽穗阶段叶片的干物质、氮素积累速率和产量呈极显著正相关(r=0.635,r=0.539),抽穗至成熟阶段叶片的干物质转运量与产量呈显著负相关(r=-0.360),而叶片的氮素转运量与产量呈显著正相关(r=0.333)。产量大于10.50 t/hm2的水稻品种叶片的干物质和氮素积累与转运比其他产量水平品种在抽穗后表现出明显的优势,穗部物质积累与氮素积累量较高。抽穗后在保持茎鞘适宜的物质和氮素积累量的基础上,提高叶片的物质和氮素积累,进一步加大穗部的物质和氮素积累,是获得高产的保障。     

氮肥后移对强筋小麦氮素积累转运及籽粒产量与品质的影响

为探索强筋小麦施用氮肥的合理基追比模式,在山西中部麦区水地小麦田,研究了氮肥基施、拔节期追施和孕穗期追施的不同比例(10∶0∶0,7∶3∶0,7∶2∶1,6∶4∶0,6∶2∶2,5∶5∶0,5∶3∶2)对强筋小麦CA0547氮素积累转运及籽粒产量与品质的影响。结果表明:(1)适当追氮对强筋小麦CA0547氮素与干物质积累转运及产量品质有显著的调节效应。(2)追氮能显著提高小麦拔节期后的含氮量,提高花前氮素转运量和花后氮素积累量,促进氮素向籽粒中的累积,同时增加花前干物质转运量和花后干物质积累量,为产量提高提供了物质基础。(3)籽粒氮素中约有68.38%~75.18%是来自花前氮素转运,籽粒产量中约有55.12%~70.04%是来自花后干物质积累。追氮通过显著增加穗数和穗粒数来提高产量,并提高氮素吸收效率和氮素生产效率。(4)追氮可提高籽粒醇溶蛋白、谷蛋白、总蛋白质和湿面筋含量,提高面筋指数和淀粉含量,改善谷醇比和直/支比,进而改善籽粒品质。相关分析亦表明,提高干物质花后积累量与花前氮素转运量可以改善小麦品质。(5)拔节期和孕穗期2次施氮效果不如拔节期1次追施。综合分析得出,在本试验条件下,施氮量150kg/hm~2时,基肥、拔节肥、孕穗肥比例为6∶4∶0能较好的协调产量品质之间的关系。     

钵苗摆栽籼粳杂交稻和常规粳稻丰产优质适宜施氮量分析

研究钵苗摆栽下籼粳杂交稻、常规粳稻丰产优质施氮量及综合效益,提出安徽沿江地区钵苗摆栽下适宜粳稻类型及施氮量。于2016-2017年连续2 a开展大田试验,以当地主栽籼粳杂交稻甬优1540和常规粳稻镇稻18为供试品种,设置0、195、255、315、375 kg/hm2 共5个氮肥水平（分别用N0、N195、N255、N315、N375表示）,研究不同施氮水平对钵苗摆栽下不同类型粳稻产量、品质、相关农艺性状及经济效益的影响。结果表明,籼粳杂交稻甬优1540 2 a均在N315处理下产量最高,达到10.30～11.55 t/hm2。常规粳稻镇稻18各施氮处理下水稻产量无显著差异,产量为7.43～8.91 t/hm2。增施氮肥,不同程度增加了2个品种的糙米率、精米率和蛋白质含量,提高了加工品质和营养品质,但垩白率和垩白度整体有所提高,直链淀粉含量增高,不利于外观品质和食味的改善。甬优1540在N315处理下的整精米率与N375无差异,且在N315处理下的垩白度与N195无显著差异。另外,镇稻18在N195处理下的整精米率、蛋白质含量、垩白度和直链淀粉含量与其他氮肥处理无显著差异。钵苗摆栽下籼粳杂交稻丰产优质施氮量为315 kg/hm2,常规粳稻为195 kg/hm2。在适氮水平下,钵苗摆栽甬优1540较镇稻18提高水稻产量22.9%～23.2%,整精米率2.15%～4.50%,蛋白质含量30.44%～37.41%,经济效益51.07%～53.33%,同时降低垩白度9.52%～13.73%。总的来说,在适宜氮肥水平下,钵苗摆栽下籼粳杂交稻较常规粳稻提高了水稻产量、品质和经济效益。     

栽插和秸秆还田方式对水稻氮素吸收利用和产量的影响

【目的】秸秆还田方式影响土壤和肥料中养分的有效性,本研究通过比较不同还田方式下水稻产量、氮素吸收利用的差异,为水稻人工插秧和毯苗机插技术选择适宜的秸秆还田方式提供依据。【方法】本试验于2016-2018年在成都温江四川农业大学水稻研究所试验田进行,以籼型三系杂交稻F优498为试验材料,采用两因素裂区设计,主区为秸秆不还田(S0)、覆盖还田(S1)和翻埋还田(S2) 3种还田方式,副区为人工插秧(HT)和毯苗机插(MT) 2种栽插方式,氮肥用量为N 135 kg/hm^2,按基肥∶蘖肥∶促花肥∶保花肥=3∶3∶2∶2的比例施用。磷肥(过磷酸钙)用量为P2O5 90 kg/hm^2,作基肥一次施入;钾肥(氯化钾)用量为K2O 150 kg/hm^2,施用比例为基肥∶穗肥=7∶3。分别于分蘖盛期、拔节期、齐穗期和成熟期采集茎鞘、叶和穗样品测定干物重和氮含量,计算不同时期氮素积累、转运及氮素利用效率。【结果】秸秆还田方式对人工和机械插秧水稻产量、植株氮素积累及氮素利用具有显著影响。1)与S0相比,S1、S2处理提高了水稻产量,抑制了水稻分蘖盛期氮素积累,促进了拔节期至成熟期各器官及植株氮素积累,提高了植株氮含量,S1效果优于S2,且S1提高了氮素茎鞘转运量(44.1%)、茎鞘转运率(10.2%)、叶片转运量(23.5%)和穗氮增加幅度(21.2%),S2仅提高了氮素茎鞘转运量(24.7%)、茎鞘转运率(6.5%)和穗氮增加幅度(16.7%)。氮肥农学效率和氮素回收率表现为S1> S2,但S1、S2氮素的稻谷生产效率均有所降低。2)分蘖盛期至拔节期,HT处理的水稻各器官氮素积累、各时期植株氮素积累、氮素转运和产量均大于MT处理的,氮素回收率则显著低于MT处理的。秸秆还田方式对不同栽插方式氮素积累和转运的影响程度不一,分蘖盛期HT处理的氮素积累以S2处理最小,MT处理则以S1最小。两种栽插方式下拔节期至成熟期氮素积累和转运量、氮肥农学利用率及吸收利用率均以S1处理最大。【结论】从提高水稻产量和氮素利用率来看,人工插秧和毯苗机插均适宜采用小麦秸秆覆盖还田模式,并以覆盖还田结合人工插秧方式为最佳。     

施氮量对氮高效水稻种质4007的氮素吸收、转运和利用的影响

田间条件下,以当地水稻品种武运粳15(WJ15)为对照,对氮高效水稻种质4007在不同施氮水平(0、100、150、200和250 kg hm-2)下的氮素吸收、累积、转运、产量及氮肥利用率进行了研究。结果表明施氮量显著促进水稻各生育期地上部氮素的累积,水稻从分蘖盛期到拔节期植株氮素累积量最大,占总生育期的32.7%～41.6%。当施氮量从0增加至250 kg hm-2,水稻种质4007的氮素转运量的从72.0上升至104kg hm-2,氮素转运率从66.2%下降至51.3%;而WJ15的氮素转运量从57.0上升至96.5 kg hm-2,氮素转运率也从57.1%下降至46.8%。籽粒中的氮素65.3%～87.6%来自营养器官的转运,仅12.4%～34.7%是后期从土壤吸收所得。由于较高的收获指数(HI)和氮收获指数(NHI),水稻种质4007的平均氮肥表观回收率(REN)和氮肥农学利用率(AEN)分别较品种WJ15高出24.5%和95.6%。本试验结果还显示4007和WJ15的适宜施氮量分别是150 kg hm-2和200 kg hm-2,此时,水稻可维持较高的产量和保持较高的氮肥利用率。     

氮量和施用方式对水稻“甬优6号”产量和品质的影响

以籼粳杂交水稻甬优6号为试材,于2006和2007年分别研究了施氮量和施用方式对其产量与品质的影响,以明确该品种在温州种植点适宜的施氮量及方式,达到高产与优质协调。结果表明,随施氮量递增,稻谷产量基本呈先升后降的趋势,以施N 139 kg/hm2时,采用以基肥:分蘖肥:促花肥:保花肥为6:2:1:1（处理II）的施肥方式产量最高。施氮处理稻米的糙米率、精米率、整精米率、垩白度、胶稠度、蛋白质及其谷蛋白等品质指标均明显高于不施氮处理,但施氮处理间差异不显著。随施氮量增加,峰值粘度、崩解值和回复值依次递减,消减值依次递增。不同施用方式处理峰值粘度差异显著;施氮量和施用方式处理间米饭的硬度和粘性均达显著差异水平。施用方式处理III的硬度与处理II差异不显著,但粘性显著高于后者。考虑产量和品质两因素,本试验中甬优6号在温州地区可以选择施N 139 kg/hm2,并采用基肥:分蘖肥:促花肥:保花肥为6:2:1:1的施用方式,以实现高产和优质。     

水稻氮高效基因型根系分泌物中有机酸和氨基酸的变化特征

采用溶液培养试验,研究水稻氮高效基因型在不同供氮水平下,根系分泌物中有机酸和氨基酸种类及含量的变化情况,并探讨其与氮素利用效率之间的关系。结果表明: 1）水稻氮高效基因型氮积累量随着供氮水平的降低明显下降,而氮素利用效率显著提高; 在供氮水平为20 mg/L时,高效基因型具有较高的氮积累量,且氮素利用效率较低效基因型高42.9%（分蘖期）和21.4%（拔节期）。 2）草酸为高效基因型根系分泌的主要有机酸种类,其分泌量占有机酸总量的80%以上,其次是乙酸和柠檬酸; 有机酸分泌总量和草酸分泌量在分蘖期和拔节期随供氮水平的降低而降低,乙酸和柠檬酸分泌量在拔节期也呈相同趋势; 相同供氮水平下,高效基因型有机酸分泌总量均显著低于低效基因型,且在20 mg/L时差异明显。 3）丙氨酸为高效基因型根系分泌的主要氨基酸种类,其分泌量占氨基酸总量的50%以上,其次是丝氨酸、 谷氨酸、 天冬氨酸、 苯丙氨酸、 甘氨酸和苏氨酸,且氨基酸分泌总量和各组分氨基酸分泌量均随供氮水平的降低而降低; 在低氮水平（10 mg/L和20 mg/L）下,高效基因型氨基酸分泌总量均显著低于低效基因型。4）在分蘖期和拔节期,水稻根系分泌有机酸和氨基酸总量与氮素利用效率均呈显著或极显著负相关,有机酸分泌组分中的草酸和氨基酸分泌组分的天冬氨酸分泌量与氮素利用效率也呈显著或极显著负相关。以上结果表明,低氮条件下水稻氮高效基因型氮效率优势明显,高效基因型氮素利用效率高,有利于体内同化物质的合理分配。     

秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响

【目的】在我国稻-麦、稻-油等多熟制区域,富含氮素的小麦、油菜等水稻前茬作物秸秆被大量弃置、焚烧,造成极大浪费和环境污染,与此同时,稻季氮肥投入量却在逐年增加,因此在水稻生产中研究秸秆覆盖与氮肥配合施用的理论与技术,对实现秸秆还田与减少氮肥用量具有重要意义。本试验研究油菜、小麦2种秸秆覆盖方式下,3种不同的氮肥运筹方式对杂交稻主要生育时期根系生长、氮素吸收利用特征及产量的影响,并探讨其根系生长与氮素利用及产量间的关系,以期寻求最佳的秸秆还田与氮肥运筹搭配模式。【方法】本试验以杂交稻F优498为材料,采用两因素裂区试验设计,主区为小麦秸秆覆盖(S1)、油菜秸秆覆盖(S2)和无秸秆覆盖(S0);副区为氮肥运筹模式,在135 kg/hm2总施氮量条件下,设置基肥∶蘖肥∶穗肥为5∶3∶2(N1);基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶3∶4(N2);基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶1∶6(N3)3种氮肥运筹模式,以不施氮肥(N0)为对照。研究各处理杂交稻在移栽后20 d、移栽后30 d、齐穗期和成熟期根系生长及形态、各生育期的干物质与氮素积累,水稻茎鞘的干物质转运、产量及其构成因子以及各时期氮素积累及利用效率,同时对各生育时期根系生长与氮素利用及产量间的关系进行分析。【结果】结果表明,小麦秸秆覆盖均可有效促进杂交稻各生育时期的根系生长、改善根系形态、增加各时期的干物质与氮素积累,提高氮肥的利用效率及稻米产量。在不同种类秸秆覆盖下,基肥∶蘖肥∶穗肥(倒4叶龄期施入)为3∶3∶4(N2)时,可及时地对杂交水稻主要生育时期的根系生长进行调控,有效促进抽穗至成熟期的干物质积累与转运率,提高水稻主要生育时期的氮素积累及氮肥利用效率,显著增加稻谷产量,为本试验中最优的氮肥管理模式;而氮肥后移比例过高(基肥∶分蘖肥∶穗肥运筹比例为3∶1∶6),会限制齐穗期根系的生长,导致稻谷产量及氮肥利用效率降低。相关性分析表明,秸秆覆盖与氮肥运筹下主要生育时期根干重、根体积、总根长与产量及氮素吸收利用均存在显著或极显著的正相关(r=0.38*0.78**),尤其以齐穗期的根体积与总根长、根干重与氮素累积、产量及氮素回收利用率的相关性最好。【结论】小麦秸秆、油菜秸秆覆盖能够有效促进杂交稻根系的生长,增加干物质与氮素积累,提高氮肥利用效率,且小麦秸秆覆盖效果更显著。秸秆覆盖条件下,氮肥运筹以基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶3∶4时的水稻根系生长旺盛,物质生产能力强,氮肥利用效率最高。因此,小麦秸秆覆盖与基肥∶蘖肥∶穗肥以3∶3∶4的比例配合的水稻的产量最高,为最优组合。     

利于水稻氮素吸收的绿肥翻压量和施氮水平研究

【目的】 紫云英是我国南方稻区重要的冬季绿肥,具有固定碳素、改善土壤物理性状、提高土壤养分含量等效果,能为后茬水稻提供良好的生长环境。本研究为探明水稻对氮素的吸收利用特性,为水稻高产栽培中氮肥的合理运筹和水稻氮素营养性状改良提供依据。 【方法】 在“紫云英–双季稻”耕作制度轮作土壤上,进行田间 4 × 4 双因素裂区试验。每小区收获的紫云英全部翻压为 100% 翻压,设不翻压、翻压 30%、60%、100% 4 个水平;每个翻压水平处理下,设置不施氮肥、施常规氮量 (N 150 kg/hm2) 的 30%、60% 和 100%,共 16 个处理。分别在分蘖期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期取水稻植株样品,调查水稻氮素吸收利用特性。 【结果】 水稻群体干物积累量随生育进程处理间差异逐渐增大。抽穗期以 M_30% + N₀ 处理最高,M_60% + N_60% 处理次之,对照 (M₀ + N₀) 最低,此阶段是水稻群体物质积累量全生育期中差异最大的时期,最高的 M_30% + N₀ 处理较对照和其他处理平均高 79.02% 和 45.04%,此阶段的干物质积累量占总干物质积累量的比例为 23.19%～44.23%。分蘖期、灌浆期和成熟期干物积累量均以 M_60% + N_60% 处理最高,对照最低,在成熟期 M_60% + N_60% 处理群体总干物质重为 13.14 t/hm2,较对照高 53.15%。不同生育期水稻植株含氮量和吸氮量处理间不同。孕穗期、抽穗期和成熟期植株含氮量均以 M_60% + N_60% 处理最高,较其他处理平均分别高 20.71%、14.84% 和 15.44%;分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株吸氮量也以 M_60% + N_60% 处理最高,对照最低,氮肥与冬种绿肥有显著协同效应。水稻氮素阶段吸收量及其占总吸收量的比例存在明显差异。分蘖期前、孕穗至抽穗期和抽穗至成熟期均是紫云英翻压 60% + 施氮 60% 处理的吸收量高于其他处理,平均分别高 29.89%、79.46% 和 121.1%;而分蘖至孕穗期是 M_100% + N_100% 处理达到最大,较其他处理平均高 51.87%。 【结论】 综合来看,供试条件下,在 “紫云英–双季稻” 种植体系中,M_60% + N_60% 处理能够提高氮肥利用效率,改善稻田氮素循环,对于实现水稻氮素高效吸收和利用具有重要意义。      

头季稻氮肥运筹对再生稻干物质积累、产量及氮素利用率的影响

为探讨头季稻不同肥料运筹方式对再生稻产量和氮素利用率的影响,以杂交稻组合"Ⅱ优航2号"为材料,在头季施氮量225.00kg·hm-2的基础上,研究了不同基蘖穗肥氮素配比[3种基蘖肥与穗肥配比分别为8:2(N1)、7:3(N2)、6:4(N3)]头季稻-再生季稻氮素累积量、干物质生产、产量及氮素利用率的特性。结果表明:与N1、N2相比,头季成熟期N3处理氮素累积量分别增加9.26%、3.54%,头季齐穗期～头季成熟期N3处理氮素转移量分别增加21.47%、6.76%,整个生育期N3处理干物质净积累总量分别增加5.10%、4.78%。N3处理头季产量最高,达12431kg·hm-2,极显著高于N1、N2处理;氮肥利用率达46.44%,比N1、N2处理提高14.81%、5.43%;氮肥农学利用率达20.66kg·kg-1,比N1、N2处理提高14.97%、12.34%。研究结果还表明,头季不同基蘖穗肥氮素配比对再生稻再生季的影响不显著。     

Grain yield and nitrogen dynamics of Mediterranean barley and triticale

Understanding differences in grain yield and nitrogen utilization efficiency (NUtE) between barley and triticale could be useful for designing more sustainable cropping systems. Field experiments were conducted to compare grain yield and dry matter accumulation as well as N accumulation, translocation, and utilization in barley and triticale under Mediterranean conditions with two N fertilization rates (0 and 100 kg ha^?1). Overall, across years and N application rates, barley out-yielded triticale by 30% (6943 vs. 5339 kg ha^?1). Differences in the grain number per m² explained most of the variation between species in grain yield, with barley showing higher values than triticale. Barley showed higher early growth resulting in greater N accumulation in anthesis, and eventually in higher translocation to the grain than triticale. When no N was applied, barley showed a mean increase of 15% in NUtE. Triticale showed an advantage in biomass production efficiency in anthesis only in the drier year. From a practical point of view, barley could be a better choice than triticale under low availability of N, not only concerning profitability, but also sustainability. In dry areas, triticale might be a sustainable choice as a silage crop because of better N exploitation for biomass production than barley.