不同氮形态对水稻苗期氮素吸收和根系生长的影响

采用控制条件下的水培试验,对不同氮形态(全铵、铵硝混合(75:25)、全硝营养)条件下水稻苗期的氮素吸收和根系生长进行了研究。结果表明:铵硝混合营养条件下水稻的生物量和氮素积累量最高,全铵和全硝营养之间差异不明显。铵硝混合营养处理的水稻地上部和根系的氨基酸含量最高,全铵处理次之,全硝处理最低。全硝处理的水稻植株硝酸盐含量约为全铵和铵硝混合处理的4倍,铵硝混合营养处理的水稻植株硝酸盐含量高于全铵处理,增幅为18%。培养时间为0～5 d时,铵硝混合和全硝处理的水稻根系总长差异不明显,但高于全铵处理。从第5天开始,铵硝混合和全铵处理的根系总长增加迅速,培养到7 d时水稻的根系总长已显著大于全铵和全硝处理,增幅约为35%。全铵和全硝处理的水稻根系总长差异不显著。不同氮形态处理的水稻根系总长变化主要是由侧根总长的变化引起的,而侧根数的变化是侧根总长变化的主要原因。     

不同基因型水稻氮效率与生育后期根系性状关系研究

以两优培九、扬稻6号、珍汕97B、香晚、猫牙、丝苗、Ceys和IR4共8个水稻品种为供试材料,在盆栽条件下,采用4个氮肥水平,研究了抽穗期与成熟期主要根系性状品种间的差异及其与产量、氮效率的关系。结果表明,品种间水稻氮素吸收总量、干物质积累量差异显著;不同品种间根系性状差异显著,抽穗期氮吸收效率高的品种其不定根干重及吸收面积较大;根系性状与干物质重、吸氮量和稻谷产量成正相关。氮素吸收效率高的品种在生育前期有较大的根干重与根表面积;而氮素利用效率高的品种表现为在生育中期与后期均有较高的根系活性,增加了生育后期的干物质及氮素的积累量与转运量,氮素籽粒生产效率较高。     

水稻根系与氮素吸收利用之研究进展

当前中国过高的氮肥施用量引起相对严重的环境问题。氮素是作物最主要的营养元素,而根系则是水稻吸收养分的主要器官,多项研究表明,作物对氮素的高效吸收取决于根系的生物学特征。因此研究水稻根系与氮素吸收利用的关系对于提高氮肥利用率、缓解环境污染具有重要意义。综述了近年来与水稻对氮素养分吸收和利用有关的根系研究的情况,归纳和比较了水稻根系形态及其活力的一般研究方法,并对氮素养分与水稻根系形态及根系生理活性的关系进行了探讨。     

氮高效利用基因型水稻根系形态和活力特征

【目的】研究水稻（Oryza sativa）氮高效利用基因型根系形态和活力变化,为根系的栽培调控和育种改良提供理论依据和技术参考。【方法】选择前期筛选出的水稻氮利用效率高低不一的基因型为试验材料,在比较氮利用效率基因型差异的基础上,采用水培试验,利用根系分析系统提取苗期至抽穗期不定根、粗分枝根和细分枝根的长度、表面积和体积等形态指标数据,探讨各类根形态与氮吸收的关系,同时分析氮高效利用基因型中典型材料不同供氮水平下根系活力变化。【结果】（1）水稻产量和氮利用效率呈现极显著的基因型差异,氮高效利用基因型籽粒产量、籽粒氮积累量、氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率和氮素收获指数比低效基因型高50.20%、34.20%、11.48%、26.01%和12.50%。拔节期和抽穗期水稻干物质量、氮积累量与籽粒产量、氮素籽粒生产效率、氮素收获指数均呈现显著或极显著正相关,抽穗前（特别是拔节期和抽穗期）的物质积累和氮的吸收显著影响水稻产量和氮利用效率的提高。（2）低氮水平下,氮高、低利用效率基因型间的根系形态指标差异显著。细分枝根根长占水稻总根长的比重最大,为73.40%,且高效基因型在苗期、分蘖期、拔节期和抽穗期比低效基因型分别高32.09%、14.66%、14.40%和12.69%;粗分枝根表面积和体积分别占水稻总表面积和总体积29.81%和43.50%,其中高效基因型粗分枝根表面积在拔节期和抽穗期比低效基因型分别高94.70%和64.38%,体积分别高90.24%和58.18%;不定根根长、表面积和体积分别占水稻总根长、总表面积和总体积19.68%、36.66%和41.19%,且高效基因型不定根根长、表面积和体积在拔节期比低效基因型高40.84%、44.90%和51.02%,差异最大。（3）氮高效利用基因型根系吸收面积和还原力随着氮水平的提高显著降低,而氧化力变化不大。相同氮水平下,氮高效利用基因型拔节后总吸收面积、活跃吸收面积、氧化力、还原力分别为低效基因型的1.3-2.1倍、1.1-3.2倍、1.0-3.0倍、1.4-2.2倍。（4）低氮水平下,粗分枝根的根长、表面积和体积对氮积累量影响程度最大,为47.1%-78.4%。粗分枝根的发育情况直接影响氮的吸收,从而影响水稻产量和氮利用效率。【结论】低氮条件下良好的根系形态和生理活性是水稻氮高效利用的重要特征。培育氮高效利用基因型,可对水稻营养生长期根系形态和活性加以遗传改良,尤其是提高粗分枝根的比例,以期塑造良好的根系构型。     

不同氮效率基因型小麦根系吸收特性与氮素利用差异的分析

【目的】通过研究分析不同基因型小麦根系吸收特性与地上部氮素利用的差异,明确不同氮效率基因型小麦氮素吸收利用的生理机制,为氮高效小麦品种的选育和高效栽培提供理论依据。【方法】2012-2015年采用大田试验和盆栽试验相结合的方法,在不同氮效率品种筛选的基础上,以氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28、开麦20为试验材料,在不同氮素水平条件下研究其根冠关系、根系生物量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力以及地上、地下部氮素转运分配能力的差异。【结果】两类品种小麦拔节期前根系特性无明显差异,拔节期之后氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28根系生物量、根冠比、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366根系活力显著高于氮低效品种周麦28和开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366和氮低效品种周麦28氮素积累量和花后氮素吸收量也显著高于氮低效品种开麦20。氮高效品种周麦27、郑麦366籽粒产量、植株氮素利用效率、氮肥生理利用率、花前氮素转运量、氮素籽粒分配比例均显著高于氮低效品种周麦28、开麦20。与常规供氮水平相比,降低供氮量,4个基因型小麦根系生物量、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟氮素积累量、花前氮素转运量和产量降低,根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用效率升高。增加供氮量,根系生物量表现为周麦27、郑麦366、开麦20降低而周麦28增加。4个基因型小麦根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系活力、成熟期氮素积累量、花前氮素转运量和产量均显著升高,而根冠比、氮素吸收效率、植株氮素利用效率和氮肥生理利用率降低。【结论】氮高效品种周麦27、郑麦366较高的根系生物量、根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积促进了其对氮素的吸收,是氮高效的基础。较高的氮素转运、氮素籽粒分配能力和合理的根冠比促进了其对氮素的高效利用,是氮高效的关键。氮低效品种周麦28虽然也有较强的氮素吸收能力,但其氮素转运能力过低、生育后期根冠比过大限制了植株对氮素的合理利用,不利于氮效率的提高。氮低效品种开麦20氮素吸收能力不足,不能满足地上部生长的需要,限制了氮效率的提高。     

水稻根系与叶片形态特征关系的定量分析

定量分析拔节-孕穗期间水稻根系形态参数与叶片形态特征间的关系。以江苏省农业科学院培育的高产品种两优108(V1,杂籼)、86优8(V2,杂粳)和南粳43(V3,常规粳稻)为材料,采用塑料桶土培,设施肥(每盆N 3.6g、P2O5 0.8g、K2O 3.6 g)与不施肥(处理同施肥基土)两个处理,在试验观测的基础上,建立水稻不同处理下根系形态参数与叶片性状间的预测回归模型。研究表明：拔节-孕穗期间水稻根系形态参数与叶片形态特征间的3个预测回归模型的方差分析都达到极显著水平,拟合度较好,单株总根长、总根表面积及总根体积模拟值与实测值的平均绝对误差分别为每株-176.506cm、8.784 cm2及-1.624 cm3(n=24),差值标准误分别为每株31.542 cm、15.653 cm2和2.117 cm3,相关系数分别为0.913**、0.904**和0.907**。上述拔节-孕穗期间叶片形态特征与根系形态间预测回归模型,为探明水稻地下与地上几何性状的联系提供了借鉴,也为支撑水稻植株地上部与地下部的协同虚拟表达,以及高产株型及栽培措施选择等提供了参考。     

施肥水平对不同氮效率水稻氮素利用特征及产量的影响

【目的】研究不同施肥水平下不同氮效率杂交水稻产量差异与氮素吸收和利用的关系,以期为水稻品种改良和高产高效栽培技术提供依据。【方法】以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,通过设置低肥(75 kg N·hm~(-2),37.5 kg P_2O_5·hm~(-2),75 kg K_2O·hm~(-2),记为N_1P_1K_1)、中肥(150 kg N·hm~(-2),75 kg P_2O_5·hm~(-2),150 kg K_2O·hm~(-2),记为N_2P_2K_2)、高肥(225 kg N·hm~(-2),112.5 kg P_2O_5·hm~(-2),225 kg K_2O·hm~(-2),记为N_3P_3K_3)3种施肥水平,并在各施肥水平下均增设一不施氮处理,研究其对不同氮效率水稻产量和氮素利用效率的影响及其结实期氮素吸收、转运和分配特性。【结果】品种与施肥水平对杂交稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积、转运、分配,以及氮素利用特征和产量均存在显著影响;品种对氮肥回收利用率、千粒重,以及总颖花数的影响均不同程度的高于施肥水平的调控效应;施肥水平对主要生育时期及各生育阶段氮素的累积,结实期叶片和茎鞘氮的运转,以及产量调控作用显著。N_2P_2K_2相对于N_1P_1K_1处理能促进不同氮效率水稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积,提高氮收获指数,促进结实期叶片和茎鞘中氮素的运转,进而显著提高稻谷产量及氮肥利用效率,且N_2P_2K_2均显著高于同品种下其他的肥料施用处理,为本试验最佳的氮磷钾肥施用模式;N_3P_3K_3处理易造成结实期叶片及茎鞘中氮滞留量增加,氮转运贡献率显著降低,导致产量及氮肥利用效率显著降低。氮高效品种具有总颖花数、结实率高的特征,其主要生育时期氮素累积量,氮素干物质生产效率,氮素稻谷生产效率及氮素收获指数等均显著高于氮低效品种,但千粒重并不是氮高效品种所独有的特征;此外,氮高效品种结实期更有利于叶片与茎鞘氮素的运转及穗部氮素的累积,尤其氮高效品种具有较高的茎鞘氮素转运率,其与氮肥生理利用率、回收利用率及农艺利用率均存在显著正相关性(r=0.699*—0.743*),是导致不同氮效率品种氮肥利用效率、产量差异的重要因子,可作为氮效率及品种鉴选的评价指标,也可以以进一步提高抽穗至成熟期氮高效水稻品种茎鞘氮素运转率,作为实现水稻高产与氮高效利用协调统一的另一重要途径。【结论】本试验条件下,氮高效品种具备的结实期茎鞘高氮素转运、高总颖花数及结实率是优于氮低效品种而形成产量差异的主要因素,N_2P_2K2_为氮高效品种配套的最优氮磷钾肥施用模式。提高抽穗期至成熟期氮累积量,促进叶片与茎鞘氮运转量,尤其应提高茎鞘氮素运转率,可实现高产与氮高效利用的同步提高。     

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。     

不同氮吸收效率玉米品种的根系构型差异比较：模拟与应用

 【目的】研究玉米根系构型及其在土壤中的空间分布与氮吸收效率的关系,并通过根系功能-结构模型将根系构型可视化。【方法】以玉米自交系氮高效478与氮低效Wu312为材料,在田间试验的基础上,通过对种子根和不同轮次节根扫描,并以实测根长结果为参数,在改进的根系功能-结构模型的基础上对根系形态进行模拟。【结果】氮高效自交系478的种子根和每一轮节根长度、根系形态,以及根系在土壤空间中的分布都优于氮低效自交系Wu312。从模拟的角度可以看出,478根系具有较大的生长速率和分支密度。对不同轮次节根的发生、生长和衰老规律研究表明,第1～3层节根仅占总根长的很小部分,其根长分别在播种后35、57和76 d左右达到最大值,随后开始衰老;第4层以后的节根发生时间集中,与植株进入快速生长期、吸氮速率迅速增加密切相关。第4层以后节根的根长均在播种后93 d左右达到最大值,随后开始迅速衰老。【结论】玉米根系形态及其在土壤中的时空分布差异是造成氮素吸收效率差异的重要因素。以根系长度为参数,可以利用根系功能-结构模型实现不同生长发育阶段的玉米根系构型差异的可视化。     

水稻根系与产量构成关系的研究

本文研究了早造水稻,采用不同施肥处理,3次重复的小区试验,探讨了水稻根系与产量构成的关系. 试验结果表明:不同施肥处理,产量差异极为显著,而重复之间没有明显差异,小区产量经多重测验,施氮、磷、钾肥区产量最高,不施肥区产量最低. 研究表明:小区产量高低与施肥有关外,还直接受到水稻根系发达程度所制约,从回归分析可看出对产量影响最大的是短根数、长根重,最小是伤流量. 研究还表明:在高温多雨的水田生态系统中,通过人控施肥调节、促进水稻根系发育,是夺取水稻高产措施之一.     

水稻根系形态生理与产量、品质形成及养分吸收利用的关系

植物根系既是水分和养分吸收的主要器官,又是多种激素、有机酸和氨基酸合成的重要场所,其形态和生理特性与地上部的生长发育有密切联系.本文综述了水稻根系形态生理与产量形成及水分养分吸收利用的关系,介绍了根系化学信号(激素、有机酸等)对稻米品质形成的作用及根尖细胞超微结构与地上部生长发育关系的最新研究进展,讨论了水稻根系研究存...     

不同产量类型水稻基因型氮素吸收、利用效率的差异

【目的】明确不同产量基因型水稻氮素营养吸收、利用差异。【方法】采用大田试验,以长江中下游地区5种生育期类型中相对高产和低产的20个粳稻品种为材料,研究施氮量为225kg·hm-2水平下两种产量类型水稻的产量、氮素积累量、氮素吸收速率和氮素利用效率的差异及其之间的相互关系。【结果】随着生育期的延长,高产水稻类型的平均产量分别比低产类型高31.62%、31.94%、39.47%、26.21%和21.82%;氮素生育期累积量和氮素利用率随着生育期的延长呈逐渐增加的趋势,高产类型明显高于低产类型;氮素阶段性积累量和阶段性吸收速率的变化为:移栽至拔节和拔节至抽穗阶段为高产类型高于低产类型;抽穗至成熟阶段部分基因型表现为低产类型高于高产类型,但差异不大。相关分析表明,水稻产量与氮素积累量、氮素利用率呈显著或极显著正相关,与各阶段的氮素吸收速率亦呈正相关关系,其中移栽至拔节阶段达极显著水平,其余阶段未达显著水平。【结论】相对于低产基因型水稻,高产基因型在各个生育阶段的氮素积累量、抽穗前的氮素吸收速率及氮素利用效率均较高。可见,高产与提高氮素的积累和利用在品种本身的改良上可得到统一。     

超级稻|产量|时期|硅|硅素吸收、利用效率Effect of Application of Silicon at Different Periods on Grain Yield and Silicon Absorption,Use Efficiency in Super Rice

【目的】明确硅肥施用最佳时期并揭示超级稻硅素高效吸收、利用机理。【方法】采用大田试验,以江苏地区大面积推广种植的粳型超级稻品种武运粳24号和淮稻9号为材料,研究不同时期施硅对水稻产量及其构成因素、主要生育期硅素积累量、硅素阶段积累量、硅素阶段吸收速率、硅素利用效率等的影响,并对产量及其构成因素与硅素吸收、利用效率相关性状进行相关分析。【结果】施硅显著提高产量及其构成因素、主要生育期硅素积累量、硅素阶段积累量、硅素阶段吸收速率和硅肥偏生产力,降低硅素稻谷生产效率,不仅增加了硅素供应量,还能改善土壤的供硅能力,提高土壤有效硅水平,促进水稻对硅素的吸收。随着硅肥施用时期的推迟,产量、穗数、每穗粒数、硅素吸收总量、百公斤籽粒吸硅量、硅素吸收利用率、硅素农学利用率和硅肥偏生产力呈现先增后减的趋势,硅素稻谷生产效率则先降后升,穗数于有效分蘖期追硅表现最高,其它均于有效分蘖临界叶龄期追硅达到最高（低）水平;结实率和千粒重则随着施硅时期的推迟而不断增加,其中抽穗期追硅千粒重达到显著水平;而硅素生理利用率对施硅时期的响应不明显。水稻在各个生育阶段的硅素积累比例,移栽-幼穗分化期为20.69%—29.02%,幼穗分化-抽穗期为47.46%—59.65%,抽穗-成熟期为17.99%—25.52%,幼穗分化-抽穗期＞移栽-幼穗分化期＞抽穗-成熟期,差异极显著。硅素阶段吸收速率表现的趋势与之一致。相关分析表明,水稻产量构成因素的形成与硅素吸收呈现良好的协同增长性,产量与硅素吸收总量呈极显著的正相关,施硅提高幼穗分化-抽穗期硅素阶段吸收速率和硅素阶段积累量是大穗增产的生理基础。【结论】提高硅素阶段吸收速率和硅素阶段积累量,尤其是幼穗分化-抽穗期,能有效提高抽穗期和成熟期硅素积累量及硅素利用效率,进而在稳定提高穗数的基础上,通过主攻大穗,并促进库容的充实,进而达到施硅增产的目的。     

高产氮高效型籼稻品种的籽粒灌浆特性

为明确高产氮高效型籼稻品种的籽粒灌浆特性及其与产量和氮素利用的关系,选用高产氮高效型（HYHNE）、高产氮中效型（HYMNE）和低产氮低效型（LYLNE）杂交籼稻品种,在相应最适氮肥水平下,研究3种类型水稻品种籽粒灌浆特性差异及其与产量和氮利用效率的关系。结果表明,籽粒灌浆特性在不同类型品种间和不同粒位间均存在较大差异。强势粒的最大灌浆速率(GRmax)、达到最大灌浆速率时的米粒重(Wmax)和平均灌浆速率(GRmean)均表现为HYHNE>HYMNE>LYLNE,起始生长势(R0)、活跃灌浆期(D)和有效灌浆时间(T99)均表现为HYHNELYLNE>HYMNE, R0、D和T99均表现为HYHNE相似文献   

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。     

高产氮高效型籼稻品种的籽粒灌浆特性

为明确高产氮高效型籼稻品种的籽粒灌浆特性及其与产量和氮素利用的关系，选用高产氮高效型（HYHNE）、高产氮中效型（HYMNE）和低产氮低效型（LYLNE）杂交籼稻品种，在相应最适氮肥水平下，研究3种类型水稻品种籽粒灌浆特性差异及其与产量和氮利用效率的关系。结果表明，籽粒灌浆特性在不同类型品种间和不同粒位间均存在较大差异。强势粒的最大灌浆速率(GRmax)、达到最大灌浆速率时的米粒重(Wmax)和平均灌浆速率(GRmean)均表现为HYHNE>HYMNE>LYLNE，起始生长势(R0)、活跃灌浆期(D)和有效灌浆时间(T99)均表现为HYHNELYLNE>HYMNE， R0、D和T99均表现为HYHNE相似文献   

Effects of Different Nitrogen Treatments on N use Efficiency and Grain Yield of Mechanically-transplanted Hybrid Rice

In order to investigate effects of topdressing on grain yield and N use efficiency of mechanically-transplanted hybrid rice,this experiment was conducted with 2-line hybrid rice cultivars,Quanliangyou 1 and Quanliangyou 681 with 3 application levels of N fertilizer,No,N1,N2,respectively.The results showed that there were no significant differences in grain yields of the 2 varieties between treatments N1 and N2.It was indicated that N is not the factor which could limit grain yield within limited application levels of N fertilizer.High N fertilizer treatment could contribute to the formation of effective panicles and spikelets per panicle,but it could also lead to the decline in grain filling rate.It was suggested that lowering the amount of Nfertilizer could facilitate improvement of N-use efficiency.     

不同栽培模式对杂交粳稻常优3号产量及养分吸收利用效率的影响

 【目的】旨在探讨水稻高产与养分高效利用协调的栽培技术。【方法】以杂交粳稻常优3号为材料,设置未施氮处理（0N）、当地高产栽培（对照）、增产增效栽培、再高产栽培、再高效栽培和保产增效栽培等6种栽培模式,比较分析不同栽培模式下水稻产量的形成特点和养分吸收利用特征。【结果】增产增效栽培、再高产栽培、再高效栽培和保产增效栽培两年的平均产量分别为9.5、11.5、10.7和9.0 t•hm-2,较对照分别提高了14.5%、38.6%、28.9%和8.4%。与对照相比,上述各处理的氮肥吸收利用率分别提高了39.5%、93.9%、86.1%和31.0%（相对值）,氮肥农学利用率分别提高了66.5%、84.4%、98.2%和70.1%。不同栽培模式下水稻穗分化至抽穗期的氮、磷、钾的吸收量与产量呈显著正相关。【结论】通过栽培技术的集成优化,可以大幅度同步提高水稻的产量和养分利用效率。