不同产量类型籼稻品种氮素吸收利用特征的研究

在群体水培条件下，于2001和2002年分别以国内外不同年代育成的88、122个具代表性的籼稻品种(品系)为供试材料，采用组内最小平方和的动态聚类方法对供试品种的产量进行聚类，研究不同产量类型籼稻品种氮素吸收利用的基本特征。结果表明：抽穗期植株含氮率高，抽穗前、后的氮素吸收量大，抽穗后吸收的氮素比例大，成熟期运转到穗部的氮素比例高，氮素籽粒生产效率及氮素收获指数高是高产品种氮素吸收利用的基本特征。多元回归分析表明：在9个氮素吸收和利用的性状中，对产量有显著影响的为抽穗前吸氮量、抽穗后吸氮量和氮素籽粒生产效率，随着抽穗前吸氮量、抽穗后吸氮量和氮素籽粒生产效率的增加，供试籼稻品种的产量显著提高。     

不同生育期水稻品种氮素吸收利用的差异

 【目的】研究不同生育期类型水稻品种氮素吸收利用的差异,分析提高其氮素吸收利用的途径。【方法】在群体水培条件下,以88—122个常规籼稻品种（2001—2002）、94个常规粳稻品种（2008—2009）为材料,测定生育期、各器官干物重和氮素含量、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播种到抽穗日数（为方便描述本文统称为生育期）从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 六类,研究各类品种氮素吸收利用的差异及其原因。【结果】生育期长的品种抽穗期和成熟期氮素累积量大（籼稻）或较大（粳稻）,但结实期吸氮量并无优势;生育期长的品种植株含氮率较低（粳稻）或品种间差异较小（籼稻）,单位面积穗数较少（籼稻）或品种间差异较小（粳稻）,但其生长日数多、干物质生产量大、单穗吸氮量较大、单穗吸氮强度大（籼稻）或较大（粳稻）,干物质生产量、单穗吸氮量、单穗吸氮强度对吸氮量的作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生长日数对吸氮量的作用;生育期长的品种氮素籽粒生产效率低（籼稻）或中等偏大（粳稻）,氮素干物质生产效率较大（粳稻）;生育期长的品种抽穗期、成熟期茎鞘叶中氮素分配比例大,穗中氮素分配比例小或较小（成熟期粳稻）。【结论】生育期长的品种吸氮能力强（籼稻）或较强（粳稻）,氮素籽粒生产效率低（籼稻）或中等偏大（粳稻）。生育期长的品种植株含氮率、穗数或小或无优势,但生长日数、干物质生产量、单穗吸氮量、单穗吸氮强度大。促进干物质生产,提高单穗吸氮强度和单穗吸氮能力有利于提高生育期长的品种氮素吸收量。无论是籼稻品种还是粳稻品种,促进营养器官中氮素向穗部运转,减少茎鞘叶中氮素分配比例,均有利于生育期长的品种氮素利用效率的提高。对粳稻品种而言,成熟期较低的植株含氮率也是生育期长的品种氮素利用效率高的重要因素。     

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。     

不同氮素籽粒生产效率油菜品种物质生产及产量构成的差异

[目的]明确不同氮素籽粒生产效率油菜品种的干物质生产及产量构成因素差异。[方法]以甘蓝型油菜品种为材料,成熟期测定各器官干物重、氮素含量以及产量构成,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种氮素籽粒生产效率（NUEg）进行聚类,研究不同NUEg类型品种干物质积累分配特性和产量构成差异。[结果]供试品种间NUEg差异很大,类型间差异显著。随着NUEg增加,类型间籽粒产量增加,籽粒干重比例增加,角果数增加,茎枝干重比例下降。进一步分析显示NUEg与籽粒干重（r2007=0.6840＊＊,r2008=0.7374＊＊）、籽粒干重比例（r2007=0.5703＊＊,r2008=0.5354＊＊）呈极显著正相关。[结论]生产上提高NUEg,可以通过高产,高角果数品种的筛选,采取合理的栽培措施促进茎枝光合产物向外输送,增加籽粒干重比例。     

不同氮素累积量类型籼稻品种氮素吸收与分配特点

在水培条件下,分别以88个和122个国内外的籼稻代表品种为材料,测定植株的干物重(包括根系)、全氮含量及产量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法对供试品种成熟期的氮素累积量进行聚类,分析不同氮素累积量类型品种间氮素吸收与分配的特点。结果表明:供试品种成熟期氮素累积量差异很大,可聚类为A、B、C、D、E、F等6类,类型间的差异均达到了显著水平。高氮素累积量类型籼稻品种氮素吸收与分配的特点为:①抽穗前、后吸收的氮素量大,抽穗后吸收的氮素比例较高,抽穗期氮素在根系中的分配比例低、在茎鞘叶中的分配比例高;②成熟期植株含氮率高,成熟期氮素在根系和穗中的分配比例较低、在茎鞘叶中的分配比例较高。     

油菜不同产量类型品种氮素吸收与利用特性研究

探讨甘蓝型油菜不同产量类型品种氮素吸收与利用特性.在不同土壤肥力条件下以甘蓝型油菜品种(2006-2007年度73个、2007-2008年度98个)为材料,成熟期测定各器官干物重、氮素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种产量进行聚类.研究不同产量类型品种氮素积累与分配差异.结果表明:供试品种间产量差异很大,类型间差异显著.随着产量增加,氮素吸收总量、氮素籽粒生产效率增加,籽粒氮素积累量增加,茎枝、果壳氮素分配比例下降,籽粒氮素比例增加.土壤肥力高,植株吸氮总量增加,氮素籽粒生产效率降低.增加氮素吸收总量,促进氮素向籽粒中输送,使得高产和高氮素利用效率统一.     

施氮量对不同氮素吸收效率类型籼稻品种物质生产及产量的影响

为明确施氮量对不同氮素吸收效率类型籼稻品种物质生产及产量的影响,为籼稻品种的高产高效栽培提供参考依据,在盆栽土培条件下,以15个不同氮素吸收效率类型常规籼稻品种为供试材料,研究了不同施氮量条件下,不同氮素吸收效率类型籼稻品种物质生产及产量的差异。结果表明,籼稻品种间、不同施氮处理间成熟期吸氮量的差异均达显著或极显著水平,随着施氮量的增加,各氮素吸收效率类型籼稻品种成熟期吸氮量均呈增加的趋势。氮素高吸收效率类型籼稻品种抽穗前、抽穗后干物质生产量较大,生物产量大,经济系数大多较小。但不同氮素吸收效率类型籼稻品种间经济系数均无显著差异。增施氮肥可有效提高各类型籼稻品种抽穗前、抽穗后和成熟期干物质生产量,降低经济系数。氮素高吸收效率类型籼稻品种的产量均高于氮素中、低吸收效率类型籼稻品种,随着施氮量的增加,各类型籼稻品种的产量均呈增加的趋势,同时,氮素高吸收效率类型籼稻品种在低氮(N_1处理)、常氮(N_2处理)条件下便能获得高产,而且这个产量水平要高于氮素低吸收效率类型籼稻品种在高氮条件下的产量。随着籼稻品种氮素吸收效率的提高,即吸氮量的增加,有效穗数均呈下降的趋势,千粒重均呈上升的趋势,每穗颖花数、结实率的变化趋势不一。增施氮肥有利于各氮素吸收效率类型籼稻品种有效穗数和千粒重的增加,但在高氮(N_3处理)条件下,千粒重有所下降,每穗颖花数、结实率呈先增加后降低的趋势。     

不同库容量类型常规籼稻品种氮素吸收与分配的差异

 【目的】研究不同库容量类型水稻品种氮素吸收与分配的差异,为大库容量类型品种的氮素遗传改良提供参考依据。【方法】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,测定干物重（包括根系）、产量及其构成因素、氮素含量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按库容量从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种氮素吸收与分配的基本特点。【结果】供试品种间库容量的差异很大（426%、817%）。A、B、C、D、E、F类品种的平均库容量,2001年分别为426.37、642.53、770.96、903.73、1 064.32、1 213.90 g?m-2,2002年分别为359.36、574.11、764.98、962.43、1 200.11、1 455.59 g?m-2;大库容量品种抽穗期全株含氮率较高、结实期全株含氮率下降幅度较大;大库容量类型品种吸氮能力强,抽穗后更明显吸氮能力显著受到生育期与吸氮强度的影响,但吸氮强度的作用要大于生育期的作用。;大库容量类型品种氮素在根中比例小、成熟期氮素在茎鞘叶中比例小、穗中氮素比例大、结实期茎鞘叶氮素运转量大;增加吸氮量,促进茎鞘叶中的氮素运转有利于库容量的提高。【结论】大库容量类型品种吸氮能力特别是抽穗后的吸氮能力强,成熟期氮素在营养器官中比例小、穗中氮素比例大、结实期茎鞘叶氮素运转量大。     

不同氮素籽粒生产效率油菜品种氮素积累差异研究

2007-2008年以98个甘蓝型常规油菜品种(系)为材料,在不同氮肥水平下通过测定成熟期不同器官干重、氮素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种的氮素籽粒生产效率(NUEg)进行聚类并研究了不同类型品种的氮素积累差异。结果表明,不同品种氮素籽粒生产效率差异较大,类型间达极显著差异。不同类型品种的产量随着氮素籽粒生产效率的增加而增加。不同类型品种氮素积累总量差异较小;不同类型品种随着氮素籽粒生产效率增加,茎枝和果壳积累氮素减少,籽粒积累氮素增加。相关分析结果表明,氮素籽粒生产效率与茎枝和果壳氮素积累呈极显著负相关,与籽粒氮素积累呈极显著正相关。通径分析结果表明,提高氮素籽粒生产效率首先是降低营养器官中氮素积累,其次才是增加籽粒氮素积累。     

籼稻品种间氮素吸收利用的差异及其对产量的影响

2001~2002年,在群体水培条件下,以不同年代育成的籼稻代表品种国内88个和国外122个为材料,成熟期测定植株的干物重(包括根系)、全氮含量及产量,分析籼稻品种间成熟期氮素累积量、氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率的差异及其对产量的影响。结果表明:成熟期氮素累积量、氮素籽粒生产效率和氮素干物质生产效率,品种间差异很大,均达到极显著水平,其中,氮素累积量的差异明显大于氮素籽粒生产效率,氮素籽粒生产效率的差异又明显大于氮素干物质生产效率。相关分析表明,成熟期氮素累积量、氮素籽粒生产效率与籼稻品种的产量水平关系密切,氮素干物质生产效率与籼稻品种的产量水平关系不密切。逐步多元回归分析表明,成熟期氮素累积量和氮素籽粒生产效率对籼稻品种的产量水平均有显著影响(R2=0.957~0.974),提高成熟期氮素累积量和氮素籽粒生产效率均可提高籼稻品种的产量水平。通径分析显示,籼稻成熟期氮素累积量对产量的直接影响比氮素籽粒生产效率大40%~70%。作者认为,籼稻品种的选育应在保持较高氮素累积量的基础上,重点改良提高氮素籽粒生产效率,有利于实现籼稻品种高产与高效的有机统一。     

不同氮素籽粒生产效率类型籼稻品种氮素吸收利用的差异(英文)

[Objective] The study aimed to confirm difference of nitrogen uptake and used efficiency with different nitrogen use efficiency for grain output (NUEg) types of indica rice.[Method] 88 and 122 conventional indica rice cultivars were solution-cultured in 2001 and 2002, respectively. Dry matter weight (including root system, culm and sheath, leaves, panicle), nitrogen content of different organs, yield and its components were measured. The tested rice cultivars were classified into 6 types (i.e. A, B, C, D, E and F, A was the lowest, and F was the highest) based on their NUEg level by the MinSSw method.[Result](1)Difference of NUEg of the cultivars used in this study were very large; (2) No significant difference of N content at heading stage was observed among different NUEg types of indica rice. In the cultivars with higher NUEg, however, N content in leaf, stem-sheath and entire rice plant were lower at mature stage. (3)Cultivars with higher NUEg were characterized with lower N uptake before heading and at mature stage; (4) Cultivars with higher NUEg were characterized with higher N use efficiency in biomass production and harvest index. [Conclusion] The cultivars with higher NUEg showed lower N uptake and N content, while nitrogen use efficiency was higher.     

甘蓝型油菜氮素籽粒生产效率的杂种优势分析

[目的]研究甘蓝型油菜N素籽粒生产效率的杂种优势,为生产上N高效品种的选育提供理论参考。[方法]测定2个N肥水平下6个甘蓝型油菜亲本（浙双3号、扬油7号、ZJ1、史力佳、宁油14号和沪油16）及其完全双列杂交组合成熟期干物质生产及N素含量;分析并计算N素籽粒生产效率的杂种优势、配合力效应以及遗传力大小。[结果]N素籽粒生产效率存在明显的杂种优势;配合力方差分析表明N素籽粒生产效率受加性效应、非加性效应和细胞质效应的共同影响;遗传方差分析表明低N条件下N素籽粒生产效率的基因加性作用和非加性作用都比较重要,而高N条件下则以基因的非加性效应为主。[结论]油菜N素籽粒生产效率存在明显的杂种优势。     

甘蓝型油菜氮素籽粒生产效率的杂种优势分析(摘要)(英文)

[目的]研究甘蓝型油菜N素籽粒生产效率的杂种优势,为生产上N高效品种的选育提供理论参考。[方法]测定2个N肥水平下6个甘蓝型油菜亲本(浙双3号、扬油7号、ZJ1、史力佳、宁油14号和沪油16)及其完全双列杂交组合成熟期干物质生产及N素含量,各器官N素含量采用凯氏定氮法测定;分析并计算N素籽粒生产效率的杂种优势、配合力效应以及遗传力大小。[结果]N素籽粒生产效率存在明显的杂种优势,离中亲优势全为正值。低N条件下杂交种N素籽粒生产效率与亲本相比,增加幅度为9.44%。高N条件下杂交种N素籽粒生产效率与亲本相比,增加幅度为14.77%;配合力方差分析表明GCA、SCA和反交效应均达到极显著水平,说明N素籽粒生产效率受加性效应、非加性效应和细胞质效应的共同影响;N素籽粒生产效率在低N和高N条件下的广义遗传力分别为96.97%和97.09%,说明N素籽粒生产效率主要由遗传因素决定,受环境影响比较小。低N和高N条件下的狭义遗传力分别为46.06%和29.56%。由此可见,低N条件下N素籽粒生产效率的基因加性作用和非加性作用都比较重要,而高N条件下则以基因的非加性效应为主。[结论]油菜N素籽粒生产效率存在明显的杂种优势。     

水稻不同器官氮积累及转化效率与氮素利用效率的关系

【目的】分析灌浆过程中不同器官的氮素含量和积累及分配变化与氮素利用效率的关系。【方法】在田间试验条件下,研究了10个水稻基因型的各组织器官氮素积累、分配利用与氮素利用效率间的相互关系。【结果】在籽粒灌浆过程中穗中的氮素含量品种间没有显著的差异而鞘叶和茎中的氮素含量主要在灌浆后期呈显著的差异。穗中氮素积累的增加伴随着鞘叶和茎的氮素积累的下降,尤其是鞘叶更明显,植株总吸氮量在器官中的分配比例随籽粒灌浆进程穗中氮素比例增加伴随鞘叶和茎的氮素比例减少。同样,穗、鞘叶、茎的氮素积累量和分配比例籽粒灌浆后期品种间呈显著的差异。籽粒灌浆不同时期的氮素利用效率品种间呈显著差异,其中成熟期氮素利用效率与成熟期穗和鞘叶氮素含量、鞘叶的氮素积累量和鞘叶氮素分配比例呈显著的负相关,与灌浆中后的穗氮素积累分配比例呈显著的正相关。【结论】在水稻氮高效育种工作中,结合组织氮素进行选择,可有效地提高选择效果。     

氮素高效吸收型粳稻品种物质生产与分配的基本特征研究

[目的]明确氮素高效吸收型粳稻品种物质生产与分配的特点及影响粳稻品种氮素吸收的主要物质生产因素,以期为粳稻品种氮素高效吸收利用的遗传改良提供参考依据。[方法]2008～2009年,在群体水培条件下,以国内外不同年代育成的94个常规粳稻品种为供试材料,测定植株各器官干物重和含氮率、产量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按吸氮量的大小从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究不同氮素吸收型粳稻品种物质生产与分配的差异。[结果]供试品种间吸氮量的差异很大。氮素高效吸收型粳稻品种平均产量极显著高于氮素低效吸收型品种;氮素高效吸收型粳稻品种各生育阶段群体及单穗干物质生产量大,根干重、茎鞘叶干重、穗干重也显著大于氮素低效吸收型品种,但经济系数无明显差异;成熟期群体干物质生产量对总吸氮量的作用大于经济系数的作用;抽穗前物质生产量、抽穗后物质生产量对成熟期物质生产量均有重要的作用,前者略大于后者;单穗干物质生产量对群体干物质生产量的作用大于单位面积穗数的作用,抽穗前更明显;提高抽穗前后茎鞘叶干重和成熟期穗干重有利于成熟期干物质生产量提高。[结论]促进单穗干物质生产量尤其是抽穗前单穗干物质生产量,促进抽穗前后茎鞘叶干重和抽穗后穗干重的提高可显著提高氮高效吸收型品种成熟期群体物质生产量。     

水稻氮素籽粒生产效率遗传分析

[目的]了解不同氮环境中水稻氮素籽粒生产效率的遗传特点。[方法]采用Dasanbyeo×TR22183杂交,构建了163个家系组成的重组自交系群体(RILs),利用主基因+多基因混合遗传模型,研究施氮、不施氮处理的水稻氮素籽粒生产效率的遗传机制。[结果]两亲本的氮素籽粒生产效率在不同处理中均存在统计学差异,RILs群体的变幅较大,极显著差异,且呈连续变异。水稻氮素籽粒生产效率属两对主基因+多基因控制,在施氮处理下的最适模型为E-1-4模型,主基因表现为显性上位作用,遗传率为51.03%,且两对主基因的加性效应不同;在未施氮处理下的最适模型为E-1-9,主基因表现为抑制作用,遗传率为41.10%。主基因间包括加性和加性上位互作效应。[结论]水稻氮素籽粒生产效率在不同的氮环境中均属两对主基因+多基因遗传控制,主基因遗传率在施氮环境中表现相对较高。     

氮素运筹对钵形毯状硬盘育秧机插水稻产量及氮素吸收利用的影响

[目的]研究氮素用量、运筹对钵形毯状秧苗机插水稻产量和氮肥吸收利用的影响。[方法]以中熟中粳品种连粳7号为供试材料,研究氮素用量、运筹对钵形毯状秧苗机插水稻产量结构、茎蘖动态、叶绿素含量和氮素吸收利用等的影响。[结果]施氮量为300 kg/hm2时,产量最高(11 023.80 kg/hm~2),并能获得较高的出糙率、谷草比和氮肥吸收利用率,过低施氮量处理不能获得高产,过高施氮量处理的氮素吸收利用率显著下降。[结论]钵形毯状秧苗机插连粳7号,在基蘖肥∶穗肥=6.5∶3.5、施氮量为300 kg/hm2时产量和氮素吸收利用率最佳。