水稻染色体片段代换系的构建及株高QTL的鉴定

构建一套以日本晴为轮回亲本、广陆矮4号为供体亲本的水稻染色体片段代换系群体,代换片段总长度334.3 Mb,覆盖整个基因组的89.8%。利用此代换系群体,在3个环境中共鉴定出11个株高QTL,分别位于水稻第1、3、5、6、7和9染色体上。这些研究结果为株型性状的分子改良奠定了基础。     

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。     

不同库容量类型水稻在氮素吸收利用上的差异

在群体水培条件下，测定特青／Lemont F2无性系群体140个株系的氮素吸收利用性状。并用聚类法按库容量大小将群体分为6种类型，研究不同库容量类型水稻在氮素吸收及利用上的差异。结果表明：①抽穗期稻株的含氮率随库容量增大而提高。成熟期的含氮率则随库容量的增大而降低。②随库容量的增大。稻株抽穗期及成熟期的吸氮量均显著提高。且抽穗后的吸氮量随库容量增大而增加。③要库容量对抽穗期氮素在不同器官的分配比例无明显影响．但随库容量的增大，成熟期氮素在根、茎、叶中的分配比例明显降低，在穗部的分配比例则明显增加。④随库容量的增大，氮素的物质生产效率、籽粒生产效率及氮素收获指数均显著提高。     

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。     

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。     

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。     

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.     

不同量有机肥与化肥配施对水稻氮素吸收利用的影响

氮肥利用率关系着农业生产的成本和环境问题,为了解洱海上游地区不同量有机无机肥配施对水稻的氮素吸收利用情况,并为以后的施肥提供依据,本文通过田间试验,研究了 ９０,７２,５４,３６ｔ／ｈｍ２有机肥（牛粪）分别与化肥配施对水稻氮素吸收利用率 （ＮＲＥ）、氮素农学效率 （ＮＡＥ）、氮肥偏生产率 （ＰＦＰ）和氮素收获指数 （ＮＨＩ）的影响。结果表明：ＮＲＥ随施氮量的增加而提高,分别为 ４.８％,１６.０％,２５.４％,３４.７％,与施氮量呈极显著 （ｒ＝０.９９９,Ｐ＝０.００１）正相关;ＰＦＰ随施氮量的增加而明显降低,分别为 ５０.９,４２.１,３５.７,３２.４ｋｇ／ｋｇ,二者间呈显著负相关 （ｒ＝－０９８１,Ｐ＝００１９）;ＮＡＥ随施氮量增加而提高,分别为 ４.３,７.９,８.７,１０.１ｋｇ／ｋｇＮ,但超过 １６５ｋｇ／ｈｍ２后处理间差异不显著;ＮＨＩ以施氮量为 ２２５ｋｇ／ｈｍ２和２８５ｋｇ／ｈｍ２最高,均为 ４２。为提高氮肥利用率,应该在降低土壤背景氮的基础上,增加穗粒肥比例,具体以２３ｔ／ｈｍ２牛粪作为基肥,８ｔ／ｈｍ２牛粪作为蘖肥,辅以 ２０ｋｇ／ｈｍ２化肥氮,穗肥氮 １１２ｋｇ／ｈｍ２于孕穗期和灌浆期以 ２∶３的比例分两次施用。     

不同施氮量对水稻品种植株氮素吸收利用的影响

以代表性品种迟熟中粳广陵香粳、香粳49和杂交中籼稻两优培九、25优6547、汕优63为材料,研究施氮量对水稻品种植株氮素吸收利用的影响。结果表明:籽粒产量随穗部吸氮量的增加而增加,而随成熟期植株吸氮量的增加先增加,达到一定的值后不再增加;增施氮肥总吸氮量逐渐增加,但施氮处理间秸秆相对含氮量和转移量逐步下降,滞留在叶茎鞘中的含氮量比例渐增;秸秆氮素转化率杂交中籼型品种较粳型品种高;氮素生产力和氮素表观生产力随施氮量增加而降低,粳型品种较籼型品种高;当季氮素利用率因品种而异,杂交中籼稻利用率高于粳型品种。     

减氮增密提高寒地水稻产量与氮素吸收利用

针对水稻氮肥过量施用和移栽密度过低的问题,研究减氮增密对水稻产量与氮素利用效率的影响,以期为东北寒区水稻生产提供科学依据。于2019—2020年在吉林省前郭县红光农场进行田间试验,共设4个处理,分别为不施氮肥+移栽密度1.80×10⁵穴·hm^-2(N0）、传统施氮（氮肥用量235 kg·hm^-2）+移栽密度1.80×10⁵穴·hm^-2(FP）、较传统施氮减量20%（氮肥用量188 kg·hm^-2）+移栽密度2.40×10⁵穴·hm^-2（SNHD1）、较传统施氮减量20%（氮肥用量188 kg·hm^-2）+移栽密度3.00×10⁵穴·hm^-2(SNHD2）。对水稻产量、地上部干物质积累与分配、氮素积累与分配以及氮素利用效率进行测定分析。结果表明：SNHD1和SNHD2处理相较于FP处理显著增加了水稻有效穗数,提高了水稻产量,其中SNHD1处理水稻产量增幅达显著水平,两年平均增幅为7.8%。减氮增密提高了水稻各生育时期干物质积累量和氮素积累量,以及水稻齐穗后干物质积累量与氮素积累量占总生育期积累量的比例,且均为SNHD1处理最高。SNHD1和SNHD2处理较FP处理显著提高了氮素吸收率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥吸收利用率,且均为SNHD1处理最高,较FP处理两年平均分别提高0.3、6.2、14.4 kg·kg^-1和16.4个百分点。氮素表观平衡结果显示,FP、SNHD1和SNHD2处理两年平均表现为盈余,其中SNHD1处理氮盈余量最低。水稻齐穗前、后的干物质积累量和氮素积累量与水稻产量均呈显著正相关,其中水稻齐穗后干物质积累量和氮积累量的相关性高于齐穗前。综上所述,合理的氮肥用量与移栽密度提高了水稻整个生育期干物质积累量和氮素积累量,并提高齐穗后积累比例,进而提高水稻产量和氮素利用效率,综合水稻产量、氮素吸收利用等因素,东北寒地稻区适宜的水稻栽培模式为氮肥用量188 kg·hm^-2、移栽密度2.40×10⁵穴·hm^-2。     

多环境下玉米株高和穗位高的QTL定位

【目的】通过对玉米株高和穗位高进行多环境的QTL分析,寻找能够稳定表达的株高和穗位高主效QTL,以为玉米理想株型的分子育种提供理论依据。【方法】以优良玉米自交系许178×K12衍生的150个F7代重组自交系（recombinant inbred lines,RILs）群体为试验材料。首先,从MaizeGDB中选取495个SSR标记进行亲本间多态性筛选,利用具有多态性的标记进行群体基因型分析,使用MapMaker V3.0软件划分标记的连锁群并构建遗传连锁图谱。其次,采用IciMapping V4.0软件的完备区间作图法（inclusive composite interval mapping,ICIM）进行2年3点（陕西榆林、陕西杨凌、辽宁葫芦岛,2014-2015年）表型值及育种值的株高和穗位高QTL分析。最后,对株高和穗位高进行条件QTL分析,对照非条件QTL分析的结果,探讨株高和穗位高在QTL水平上的遗传关系。【结果】构建的遗传连锁图谱共包含191个SSR标记,图谱全长2 069.1 cM,平均图距10.8 cM。6种环境和育种值中,共检测到10个株高QTL和8个穗位高QTL,分布于第1、3、4、5、6、7、8和10染色体上,LOD介于3.25-8.36,加性效应值介于-6.41-8.70,单个QTL贡献率在6.96%-27.41%。这些QTL中有6个能在3种及以上环境中被检测到,且贡献率大于10.00%,是控制株高和穗位高的主效QTL。位于染色体Bin5.01/5.02区域同一位置的2个QTL在6种环境中被检测到,LOD介于3.25-6.48,加性效应值介于4.05-8.70。位于染色体Bin3.03/3.04区域同一位置的2个QTL在5种环境中被检测到,LOD介于4.71-8.36,加性效应值介于4.93-6.36。位于染色体Bin6.02区域同一位置的2个QTL在3种环境中被检测到,LOD介于3.52-5.21,加性效应值介于4.38-8.16。它们的增效等位基因均来自母本许178。条件QTL分析和非条件QTL分析的结果表明,这3个染色体区域的6个QTL是3个同时控制株高和穗位高的一因多效位点。【结论】玉米株高和穗位高的遗传受环境影响较大,大部分QTL只能在1种或2种环境中被检测到,3个主效QTL可以在3种及以上环境中被检测到,能够稳定地遗传,且贡献率高,有望在分子育种上得到应用。     

稻茬高度对谷林套播油菜生长发育及产量形成的影响

【目的】在晚稻-油菜套种模式下,稻茬高度对套种油菜田土壤蓄水保墒、套种油菜出苗及生长发育均具有重要影响。本研究旨在探求适宜套播油菜出苗、生长发育及高产的晚稻机收留茬高度,为实现农艺、农机高效有机结合提供参考。【方法】试验于2014—2016年在江西省南昌市进贤县江西省红壤研究所进行,以丰油730为试验材料,在大田条件下设4个稻茬高度(20、30、40、50 cm)。通过测定套播油菜成苗率、成株率、越冬期和盛花期农艺性状、叶片叶绿素含量、根系活力、产量及构成因素,比较分析晚稻不同留茬高度对套播油菜生长发育、产量的影响。【结果】(1)在20—50 cm范围内,留茬高度增加有利于提高套播油菜出苗期密度,且成苗率和成株率随着留茬高度增加先增加后下降,以留茬40 cm处理最大,成熟期密度也相对较大。与留茬20 cm、30 cm处理相比,留茬40 cm处理成苗率和成株率分别提高了13.73%、7.09%和13.18%、7.23%,与留茬50 cm处理差异不大;(2)留茬高度显著影响套播油菜生长发育。油菜总叶数、绿叶数、最大叶宽、根颈粗、单株干重等个体指标及顶部3片全展叶叶绿素含量和根系活力随留茬高度增加而下降,最大叶长随留茬高度增加而增加,叶面积指数和群体干重等群体指标随着留茬高度增加先增加后下降;(3)套播油菜单株产量随着留茬高度增加而下降,单位面积产量随着留茬高度增加先增加后下降,以留茬高度40 cm产量最高;相比产量最低的留茬20 cm处理,增产18.92%,增产效果显著。留茬高度与套播油菜成熟期的一次分枝数、单株角果数、主序角果数、千粒重、单株干重、单株产量等产量相关性状关系密切,均达到极显著或显著负相关。【结论】留茬过低,成苗率和成株率低,尽管个体生长发育较好,但成熟期密度不足不利于高产群体构建;留茬过高,成苗率和成株率显著提高,但个体生长发育偏弱,不能发挥群体生长优势,最终影响产量形成。在4个稻茬高度下,留茬高度以40 cm为宜,套播油菜群体生长和产量表现优势明显。     

福建杂交早稻氮素吸收及利用效率的研究

对福建杂交早稻金优2155和T78优2155进行施氮量试验,结果显示,两品种各器官的含氮量随着植株生长发育进程而逐渐降低;移栽后,两品种各生育期各器官的含氮量、氮素积累量、籽粒中氮素来自营养体转运量随施氮量的增加而增加;T78优2155氮素积累量和灌浆期间籽粒的氮素吸收更依赖于营养体;两品种的氮收获指数、土壤氮贡献率在不同氮肥处理间差异不显著,两品种的氮收获生理效率随施氮量的增加而减少,而两品种的氮肥利用率随施氮量的增加表现出不同的变化趋势。     

栽培稻与普通野生稻BC_1群体分子连锁图的构建和株高的QTL分析

本研究用江西东乡普野和桂朝 2号的 115株 BC1群体 ,构建了一个长度为 1418.2 c M、包含 12 0个RFL P标记的遗传图谱 ,标记间的平均距离为 11.8c M。该图谱除第 1染色体短臂上的标记的顺序与日本水稻基因组计划发表的图谱不同外 ,其他染色体上相对应的标记的顺序及标记之间的遗传距离基本一致。该图谱为定位栽、野之间重要的分类性状和农艺性状以及进一步研究野生稻进化到栽培稻的分子进化机理奠定了基础。利用该图谱 ,对控制株高的 QTL s分析结果表明 ,控制株高有 6个 QTL s,他们分别位于第 1,3,4 ,5 ,8和 9染色体上 ,其中位于第 1染色体 C95 5— R1613间为 1个主效基因 ,并对主效基因的来源进行了讨论。最后作者提出 ,在野生稻驯化为栽培稻的过程中 ,株高由高变矮是微效基因突变与主效基因突变相结合并通过长期积累而成的     

氮利用效率差异水稻品种的根系铵离子吸收特性

【目的】测定不同水稻品种对外界铵浓度（Ammonium ion, NH₄⁺）的响应,通过分析不同水稻品种在不同NH₄⁺ 浓度下的表型差异及NH₄⁺ 吸收特性,揭示水稻品种间氮利用差异的机理。【方法】采用水稻品种齐粒丝苗（QLSM,氮高效品种）和沪科3号（HK3,氮低效品种）,以营养液培养方式在苗期进行3种不同NH₄⁺ 浓度（低、中、高）处理,15 d后分析两个水稻品种的株型特征、氮含量和氮积累量、根系活力及根系呼吸强度,并采用扫描离子选择电极技术分析根系NH4+ 流通量。【结果】氮高效品种QLSM在低NH₄⁺ 条件下生长较好,其株高、分蘖与对照（CK）相比无显著差异,总干物质重和根部氮积累量分别增加25.9%和74.2%。氮低效品种HK3的株高、分蘖、总干物质重及根部N积累量则显著降低,降低幅度分别为10.1%、26.4%、19.5%和2.3%;此外,与CK相比,低NH₄⁺ 条件显著降低QLSM和HK3的地上部和根部氮浓度。同时,低NH₄⁺ 条件使2个水稻品种的根系活力分别降低76.0%和78.2%,根系呼吸强度分别降低29.5%和33.8%,说明水稻并未通过提高根系活力或者根系呼吸强度增加水稻在外界低NH₄⁺ 浓度下对NH₄⁺ 吸收;进一步研究表明,在低NH₄⁺ 条件下,QLSM的根系分生区有较强的NH₄⁺ 吸收,而HK3对NH₄⁺ 不敏感,其净流入量显著偏低。【结论】氮高效水稻品种QLSM低NH₄⁺ 条件下较高的NH₄⁺ 吸收利用能力与其根系分生区较高的NH₄⁺ 流入量有关。     

水分管理与氮肥运筹对水稻磷素吸收利用的影响

以两优287为材料,研究了水分管理与氮肥运筹对鄱阳湖流域水稻磷素吸收利用的影响。结果表明,在等量磷投入的条件下,磷素积累总量随施氮量的增加而增加;间歇式灌溉抑制了水稻生育前中期的磷素积累量,促进了生育后期的磷素积累量,提高了茎鞘的磷素转运量和比例以及穗部磷素的增加量。在间歇式灌溉和常规淹灌方式下,氮肥施用量180 kg/hm2时,氮肥后移(基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶3∶2)均能提高水稻磷素积累总量和穗部磷的增加量。在本试验条件下,不同水分管理和氮肥运筹组合的磷素积累总量和产量以W1N2F(2水分间歇式灌溉,氮肥用量180 kg/hm2,其基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶3∶2)组合的最高。可见氮肥后移有利于促进水稻对磷素的吸收利用。     

不同环境下水稻株高和穗长的QTL分析

【目的】水稻株高和穗长是影响水稻产量的2个重要因素,选育长穗大粒和株高适中的品种将对水稻的增产有非常重要的意义。通过对株高和穗长进行多环境QTL分析,鉴定稳定表达的株高和穗长的主效QTL,增加对株高和穗长遗传行为的了解,为水稻株型育种提供参考。【方法】首先,以辽宁省超级粳稻品种沈农265和云南省的地方粳稻品种丽江新团黑谷杂交衍生的粳-粳交重组自交系（recombinant inbredline,RIL）群体为试验材料,采用QTL IciMapping v3.0软件基于完备复合区间作图法在多环境条件下（沈阳,2011;海南,2012年;沈阳,2013年）对株高和穗长进行QTL分析;其次,基于上面定位的结果,结合已发表的文献和水稻数据库中的相关数据,对在3种环境条件下检测到的主效QTL进行比较分析,确定其可靠性;最后,采用主效QTL-BSA法（Bulked Segregant Analysis of Major QTL）对3种环境条件下检测到的主效QTL进行分析,进一步缩小目标QTL的区间范围。【结果】在3种环境条件下,沈农265和丽江新团黑谷的株高和穗长均存在显著差异,在RIL群体中,株高和穗长存在较大幅度变异,呈现双向超亲分离,近似于正态分布,这表明株高和穗长均为多基因控制的数量性状。在3种环境下,共检测到9个与株高和穗长相关的QTL,包括5个株高QTL,分布于第6、7、9和12染色体上,LOD介于2.67-19.39,加性效应值在-17.68-2.90,单个QTL贡献率为4.25%-37.35%;4个穗长QTL,分布于第6、7和9染色体上,LOD介于3.57-23.18,加性效应值在-3.22-1.42,单个QTL贡献率为11.30%-61.62%。有5个QTL被单独检测到,仅有4个QTL能在2个或3个环境中被检测到。其中,位于第9染色体上相同区间的qPL9a和qPH9能在3种环境中被检测到,而位于第7染色体上相同区间的qPH7和qPL7b分别能在2种或3种环境中被检测到,增效等位基因均来自丽江新团黑谷。同时,依据已发表的相关文献和Gramene网站对所定位的主效QTL进行整合分析,在第7染色体上的RM10-RM248区域存在一个油菜素内酯的信号转导调控因子基因OsBZR1和8个控制株高或穗长相关的QTL,在第9染色体上的RM566-RM242区域存在多个赤霉素合成或油菜素内酯合成相关基因和9个控制株高或穗长相关的QTL,进一步验证了所检测到的主效QTL的可靠性。利用主效QTL-BSA分析法将第9染色体上控制株高和穗长的QTL-qPHL9（qPL9a和qPH9）定位在RM1189-RM24457,物理距离522.46 kb,而将新发现的第7染色体QTL-qPHL7（qPL7b和qPH7）定位在RM478-RM429,物理距离为856.49 kb。【结论】3种环境中,在沈农265和丽江新团黑谷的RILs群体分别检测到5个控制株高和4个控制穗长的QTL,其中位于第9染色体上的主效QTL-qPHL9同时影响株高和穗长,在3种环境中均能被检测到,位于第7染色体上的主效QTL-qPHL7同时影响株高和穗长,该位点能在2种环境中被检测到,是一个新的多效性QTL位点。     

粳稻不同株高突变体F2世代株高分离分析

为了揭示粳稻株高及其组成因素的遗传规律,利用来源相同但株高有明显差异的高、中,矮3类材料组配了中秆×矮秆、中秆×高秆2个杂交组合,采用植物数量性状主基因+多基因F2单世代分离分析方法对株高及其组成因素进行了遗传分析,并估算了有关遗传参数.结果表明:两组合的株高以及中秆×矮秆的倒3节间均受2对主基因+多基因联合控制,且中秆×矮秆的株高和倒3节间的两主基因之间存在互作效应;两组合的倒1节间、倒2节间、倒4节间以及中秆×高秆的倒3节间均表现为无主基因数量性状.中秆×矮秆节间个数的遗传基本符合13:3的分离,表明其可能受2对表现抑制作用主基因控制.     

不同氮效率水稻根系形态和氮素吸收利用与产量的关系

【目的】探究不同氮效率水稻根系形态和氮素吸收利用与产量关系的规律,明确水稻高产根系形态特征,提出相应的水氮优化管理措施。【方法】2013年以氮高效品种川农优498和氮低效品种川优6203为试验材料,进行不同穗肥运筹比例的裂区试验;2014年以相同试验材料进行穴苗数和促花肥、保花肥配比的裂裂区试验;2015年以氮高效品种德香4103和氮低效品种宜香3724为试验材料,进行水分管理方式和氮肥施用模式的裂裂区试验;分别以上述3个大田试验获得的产量、根系形态及氮素吸收利用相关指标为样本,通过计算方差膨胀因子诊断变量间存在的多重共线性关系。在多重共线性严重的情况下,运用岭回归分析研究根系形态、氮素吸收利用和产量三者之间的关系。基于这些关系在年度间的重演性,确定其中普遍存在的共性规律。【结果】(1)氮高效品种拔节期、抽穗期及成熟期的氮素积累量、氮素干物质生产效率和干物重与产量岭回归方程的决定系数范围分别为0.0219—0.3961、0.0452—0.1379和0.0914—0.6694,氮低效品种分别为0.0084—0.6190、0.1224—0.4341和0.0818—0.4881,产量与氮素吸收利用的关系年度间重演性较差,无明显共性规律;以根干重、不定根数量、长度、表面积、体积、粗分枝根长度、表面积、体积以及细分枝根长度、表面积、体积11项根系形态指标为自变量,氮素积累量、氮素干物质生产效率和干物重三者分别为因变量进行岭回归分析,氮高效品种的回归方程决定系数范围分别为0.0527—0.2728、0.0653—0.3139和0.0714—0.3158,氮低效品种分别为0.0607—0.5040、0.0555—0.4411和0.0724—0.5449,氮素吸收利用与根系形态的关系规律年度间存在较大差异;2013—2015年,氮高效和氮低效品种抽穗期根系形态与产量岭回归方程的决定系数均超过0.8,P0.001,表明抽穗期根系形态对产量具有显著影响是共性规律。(2)在以抽穗期根系形态指标为自变量,产量为因变量的岭回归方程中,氮高效品种的粗分枝根长度标准回归系数最高,对产量影响最大;对氮低效品种而言,细分枝根表面积的增加对产量提高最有利。(3)常规施氮量(150 kg·hm~(-2))下,优化施肥模式为穗肥占比40%,且保花肥的比例达到或超过50%,其结合交替灌溉,有利于优化根系形态;SPAD指导施肥模式下,施氮量较优化施肥减少(由150 kg·hm~(-2)降为120 kg·hm~(-2)),采用常规灌溉比交替灌溉更有利于根系形态优化。【结论】水稻抽穗期根系形态与产量关系极为密切,合理的水氮管理措施能够优化根系形态提高产量。常规灌溉结合SPAD指导施肥或交替灌溉结合优化施肥均有利于氮高效品种抽穗期粗分枝根长度的增长和氮低效品种细分枝根表面积的增大,最终提高产量。     

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。