高氮与低氮处理对不同氮效率小麦根系及相关生理特性的影响

提高氮素利用效率是促进农业可持续发展的重要举措之一。为研究高、低氮条件下不同氮效率小麦的根系特征及其生理特性,以3个高效吸收利用氮素（氮高效）小麦品种与3个低效吸收利用氮素（氮低效）小麦品种为试验材料,分析了水培条件下高氮和低氮处理对小麦根系特征和硝酸盐转运蛋白基因表达水平的影响;并分析了大田条件下高氮和低氮处理对不同时期小麦氮代谢关键酶（硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶）活性和氮素积累量的影响。结果表明,在高氮和低氮处理下,氮高效品种的根尖数、根长、根体积、根表面积和根活力均显著高于氮低效品种。氮高效品种的6个硝酸盐转运蛋白基因（ TaNRT2.1、 TaNRT2.2、 TaNRT2.3、 TaNAR2.1、 TaNAR2.2和 TaNAR2.3）的平均相对表达量均显著高于氮低效品种。高氮和低氮处理下,不同时期氮高效品种的硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性以及氮素积累量均显著高于氮低效品种;与高氮处理相比,低氮处理下氮高效品种和氮低效品种的硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性以及氮素积累量均有所降低,其中氮低效品种降低幅度较高。这说明不同氮效率材料在根系相关性状、硝酸盐转运、氮代谢关键酶活性以及氮素积累量存在显著的基因型差异。综上所述,在低氮条件下,小麦根系形态、根系活力、硝酸转运蛋白相关基因和氮代谢关键酶活性对氮素吸收具有重要的调控作用,其综合改良可为氮高效小麦品种的选育提供帮助。     

氮高效玉米基因型氮素生产效率研究

通过田间试验,在高氮和低氮条件下对不同氮效率的27个玉米自交系氮素生产效率进行研究。结果表明,高氮和低氮下,高产氮高效型自交系在吐丝期氮素干物质生产效率最高,分别为53.69、58.69 g/g,高产氮高效型自交系在吐丝期干物质量高于低产氮低效型自交系。施氮肥后氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均有下降趋势。高氮和低氮下高产氮高效型自交系在生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型自交系,低氮下二者差异显著,高产氮高效型自交系比低产氮低效型自交系高5.88%,氮积累量的差异主要来自于吐丝后氮的积累。高产氮高效型植株生育后期根系吸收能力强,子粒氮素利用效率高,施氮肥后高产氮高效型植株生育后期氮吸收积累能力增强。     

水稻不同基因型氮素利用效率差异

在施氮和未施氮两种条件下,探讨了9个不同生态类型水稻品种的氮素利用效率差异、稻谷产量及氮素利用效率相关性状之间的相关关系以及水稻品种各生育时期氮素吸收量的差异。研究表明,在施氮和未施氮两种处理下,水稻品种间氮素吸收总量、收获期氮素生理利用效率和氮素转移效率有着显著差异;在未施氮条件下氮素利用效率显著高于施氮的;在施氮和未施氮两种条件下,收获期生理氮素利用效率、氮素吸收总量和氮素转移率均呈显著的正相关,且与稻谷产量、穗数、结实率和收获指数呈显著的正相关;孕穗期至黄熟期氮素吸收量在水稻不同基因型间有着显著差异,而在生育前期和中期氮素未见显著差异。     

不同秧龄下机插方式与密度对杂交稻根系生长及氮素利用特征的影响

【目的】机插秧是当前我国水稻种植发展的主要方向,探索不同秧龄下机插方式与密度对杂交稻根系生长及氮素利用特征的影响,对提高水稻产量和氮肥利用率,加快水稻机械化高产高效栽培技术的集成具有重要意义。【方法】以超级杂交稻F优498为材料,采用两因素裂区试验设计,在25 d和40 d秧龄下,通过"钵苗机插+高密度"、"钵苗机插+中密度"、"钵苗机插+低密度"、"毯苗机插+高密度"、"毯苗机插+中密度"、"毯苗机插+低密度"6种机插方式与密度配合的处理,研究其对氮素利用特征、根系生长特性的影响,并探讨根系生长与氮素利用及产量的关系。【结果】各生育时期氮素吸收与各阶段氮素积累量,齐穗至成熟期氮素吸收速率、茎和叶的氮素转运量、穗部氮素增加量、氮素偏生产力、拔节后根系干质量以及产量,25 d秧龄均较40 d秧龄优势明显。在相同秧龄下,与毯苗机插相比,钵苗机插可促进杂交稻各生育时期根系生长,提高氮素积累及吸收速率,增加结实期各器官氮素的转运量,从而提高稻谷产量;尤其在秧龄25 d、钵苗机插株距为15.5 cm时,较其他处理优势明显,为本研究最优处理。毯苗机插在25 d秧龄与株距为12 cm时,也能够获得较高产量;密度降低,提高了根冠比及茎叶转运率,但降低了各时期的氮素积累量、吸收速率以及结实期茎叶的转运量,产量较低。相关性分析表明,不同秧龄机插方式与密度配合下,主要生育时期根干质量与产量及氮素吸收利用均存在极显著正相关(r=0.47**~0.83**),齐穗和成熟期根冠比与产量及氮素吸收利用均极显著负相关(r=-0.52**和-0.79**)。【结论】机插杂交稻25 d秧龄根系生长及氮素利用特性均优于40 d秧龄,且钵苗较毯苗机插能优化水稻个体与群体关系,但其机插密度不宜过高或过低,行距与株距以33 cm×15.5 cm为宜,可促进氮素吸收利用及产量同步提高;且拔节与成熟期根系的生长对产量影响显著。研究结果可为水稻钵苗机插秧高产高效栽培技术集成及应用提供技术和实践依据。     

不同供氮模式对水稻根系形态及生理特征的影响

【目的】为明确氮素优化管理模式(OPTs)下水稻根系形态和生理特征及其与氮素吸收和产量形成的关系。【方法】以镇稻11为材料,采用营养液培养,通过三种氮素供应模式分别模拟农民习惯施肥(FFP)、高效施肥(HE)及高产高效施肥(HEHY),研究了不同供氮模式对水稻主要生育期生物量和氮素累积、根系形态和生理特征以及产量形成的影响。【结果】与FFP相比,HE和HEHY(OPTs)通过提高每穗粒数、结实率和千粒重而使水稻籽粒产量分别增加5.7%和16.0%。与FFP相比,OPTs增加了生育期内水稻根系生物量、根系长度、根系总表面积、根系体积以及单个分蘖不定根数目,并提高了灌浆期根系活力、根系氮素同化能力以及叶片光合速率。相关分析表明,开花期根系生物量、总表面积、根体积、单个分蘖平均不定根数目、伤流液流速和谷氨酰胺合成酶活性均与总氮素累积量及产量显著正相关。【结论】因此,OPTs通过养分调控,可促进水稻根系的生长、优化根系形态结构,并能维持水稻生育后期较高的根系活力,从而促进了水稻对氮素的累积以及产量的形成。     

水氮管理对不同氮效率水稻根系性状、氮素吸收利用及产量的影响

【目的】探究水氮管理措施对不同氮效率水稻根系构型、氮素吸收利用和产量形成的影响,以及根系性状特征与氮素吸收利用和产量关系。【方法】试验采用三因素裂裂区设计,主区为2个不同氮效率水稻品种德香4103(氮高效型)和宜香3724(氮低效型),裂区设置"常规灌溉"和"控制性交替灌溉"2种水分管理方式,裂裂区为SPAD指导施肥、优化施肥以及农民习惯施肥3种施氮模式,运用岭回归分析方法探究根系构型与氮素吸收利用和产量的关系。【结果】水稻抽穗期根系性状、产量、每穗粒数、千粒重及总颖花量均存在显著的基因型差异。氮高效品种德香4103每穗粒数多,群体库容量大,产量较氮低效品种宜香3724高0.24%~11.31%;控制性交替灌溉有利于水稻千粒重的增长,常规灌溉则对水稻有效穗数、每穗粒数及群体颖花量提高更为有利;SPAD指导施肥和优化施肥处理能够提高水稻有效穗数和每穗粒数,扩大群体颖花量以保证其对农民习惯施肥的产量优势;由于水氮互作效应的存在,控制性交替灌溉下施氮处理与空白处理水稻千粒重的差距比常规灌溉的大幅降低,使得控制性交替灌溉下施用氮肥的增产效果更佳。德香4103的氮肥生理利用率较宜香3724平均高8.69%,常规灌溉下水稻氮积累量较高,控制性交替灌溉下氮肥回收率、农学利用率、生理利用率均较优;与农民习惯施肥处理相比,SPAD指导施肥与优化施肥模式更有利于水稻氮素吸收利用效率的提高。拔节期、抽穗期和成熟期水稻根系构型与产量岭回归方程的决定系数范围为0.4198~0.9028,其中,抽穗期根系性状与产量关系最为密切,氮高效和氮低效品种的决定系数均超过0.9。在拔节期,水稻细分枝根长对产量影响最大;在抽穗期,氮高效和氮低效品种存在差异,前者是粗分枝根长,后者是细分枝根表面积对产量影响最大;在成熟期,不定根长与产量关系最为密切。水稻抽穗期根系构型对氮积累量变化的解释程度较高,岭回归方程决定系数均接近0.7。就水氮管理措施而言,氮高效和氮低效水稻均应采用常规灌溉配套SPAD指导施肥或控制性交替灌溉结合优化施肥来实现产量的提高。【结论】水稻抽穗期根系构型与产量、氮积累量关系密切,采用合理的水氮管理措施能够实现水稻产量和氮素吸收利用效率的同步提高。     

铵态氮和硝态氮营养对水、旱稻根系形态及水分吸收的影响

为研究不同形态氮素营养对水稻和旱稻根系生长及水分吸收的影响,采用水培供应不同形态氮素(铵态氮、硝态氮、铵态氮和硝态氮混合)的方法培养水稻和旱稻,并对水稻和旱稻的根系形态进行了扫描分析;同时,通过测定根系伤流液和采用HgCl2抑制水通道蛋白活性的方法,比较了水稻和旱稻根系对不同氮素形态响应的差异。 铵态氮营养水稻（或旱稻）的根干质量明显低于硝态氮营养水稻（或旱稻）,但单位根表面积的水分吸收与根系伤流液量比硝态氮营养高;3种形态氮素营养水稻（或旱稻）运输水分的主要方式均是水通道蛋白的跨膜运输途径,但铵态氮营养水稻（或旱稻）的根系通过水通道蛋白跨膜运输途径运输水分的能力明显高于硝态氮营养水稻（或旱稻）;与水稻相比,旱稻对硝态氮营养具有较强的适应性。     

不同施氮水平对胡麻根系形态和氮素利用的影响

以陇亚杂1号为研究对象,设置4个施氮量(纯N)水平:不施氮(N0,0kg·hm-2)、低氮(N1,78.75kg·hm-2)、中氮(N2,105kg·hm-2)、高氮(N3,131.25kg·hm-2),采用土柱栽培法研究了氮肥运筹对胡麻根系形态和氮素利用率的影响。结果表明:施氮抑制了胡麻枞形期根系的生长,现蕾期后根长、根系直径、根表面积和根体积均随着施氮量增加而增加,当超过一定施氮量(N2)时又呈下降趋势。中氮处理增加了胡麻生育后期根系在40cm以下土层的分布,随着施氮量的增加,根系分布呈现高氮(N3)浅根化趋势。胡麻的根冠比随着生育进程的推进逐渐降低,但中氮处理显著提高了生育后期的根冠比。胡麻成熟期各器官氮素积累量和分配比例表现为:籽粒茎根叶非籽粒生殖器官,籽粒在氮素的分配上占有绝对优势,而且在中氮水平(N2)时籽粒中氮素分配比例最高,显著高于其他处理。与不施氮相比,施氮处理下籽粒产量增加,中氮水平下的氮素籽粒生产效率最高。综合籽粒产量和氮素利用结果表明,在本试验条件下,施氮量105kg·hm-2为有利于实现胡麻高产和高效的最优氮肥运筹模式。     

不同施氮水平对水稻根系生理特性的影响

以粳稻品种秋光和籼稻品种密阳23为试验材料,研究了不同施氮水平对不同类型水稻根系生理特性的影响。结果表明,较高的氮素水平促进根系生长,迅速提高水稻根干重,但同时降低根冠比。除生育前期外,籼稻根系吸收面积均大于粳稻根系吸收面积,籼粳稻比表面积比较接近。     

水稻干物质量和氮素利用效率性状的配合力分析

 选用不同类型的9个水稻品种，利用不完全双列杂交方法，在施氮和未施氮水平下对干物质量和氮素利用效率的配合力进行了分析。结果表明，最高分蘖期和孕穗期的干物质量和氮素利用生理效率，在两种氮素水平下亲本的加性效应均对F1起主导作用，而收获期氮素利用生理效率在施氮条件下遗传变异主要来自基因的加性效应，而未施氮条件下主要来自于非加性效应；产量的遗传变异在施氮条件下来自基因加性和非加性效应，而未施氮条件下主要来自基因加性效应。特殊配合力优良的组合，其亲本自身表现不一定优良，与一般配合力也没有明显的相互关系，表明氮高效育种中利用亲本值和一般配合力很难正确预测杂种优势；另外，不同生育时期的氮素利用生理效率的遗传特性在不同氮素水平下变化较大。     

不同控释氮肥运筹对粳稻养分吸收与氮素利用的影响

以绥粳18为供试材料,通过盆栽试验,在一次性施入控释氮肥免追肥条件下,设置不同施肥量(高、中、低、无)和施肥深度(5 cm、10 cm),探讨不同氮肥施用方式对粳稻养分吸收和氮素利用的影响。结果表明,在不同氮肥运筹条件下,粳稻各生育期氮、磷、钾的吸收、转运均存在明显的协同效应,施肥深度5 cm组,随着氮肥施用量的增加,粳稻的氮吸收总量增加,同时可促进磷的吸收,但影响幅度较小。钾变化与氮、磷变化有所不同。施肥深度10cm组,施高量氮肥抑制了粳稻对磷的吸收、减少了对氮的吸收,但有利于提高氮素利用率,对钾的吸收无显著影响。施用树脂包膜控释肥,纯氮用量为153 kg/hm^2、施肥深度5 cm、一次性施肥免追肥可获得最优水稻氮素利用效率并显著提高磷钾肥利用效率。     

水稻土壤碱解氮与脲酶活性对不同氮素水平的响应

在常规栽培条件下,采用盆栽模拟试验方法,研究了土壤脲酶活性和碱解氮含量在不同施氮水平下随水稻生长的动态变化,结果表明:随着施氮量的增加,土壤碱解氮含量增加,高氮处理的含量最高;而脲酶活性则表现为中氮处理的整体水平高于高氮处理,施氮量在0~214.65 kg/hm2的范围内,脲酶活性随着氮素水平的升高而增强,两种水稻品种相比较,弯穗型不抗倒伏的秋光对氮素的敏感程度显著高于直立穗型抗倒伏的07425。     

花前氮亏缺对水稻叶片氮代谢酶活性的影响

以籼型杂交稻中浙优1号和籼粳型杂交稻甬优12为材料,试验分析了花前不同时期氮亏缺处理对水稻叶片氮代谢酶活性的影响。结果表明,花前氮亏缺导致植株上3叶氮浓度、NR、GS、GOGAT、GOT和GPT酶活性大幅下降,GDH活性显著增长,且各叶位对花前氮亏缺敏感度总体上表现为剑叶倒2叶倒3叶;破口期亏氮对籼型杂交稻中浙优1号上3叶氮同化酶活性的影响远小于减数分裂期处理,与之相比,籼粳杂交稻甬优12对破口期亏氮胁迫仍较敏感,表明中浙优1号植株氮代谢酶的亏氮敏感性由减数分裂期至破口期逐步下降,对土壤速效氮的需求同步降低,甬优12则对土壤供氮存在更高需求。     

Variation of Soil Microbial Biomass and Enzyme Activities at Different Growth Stages of Rice （Oryza sativa）

A pot experiment was conducted under submerged conditions with hybrid rice Zhenong 7 to study the variation in the soil microbial biomass carbon （Cmic）, soil microbial biomass nitrogen （Nmic）, soil respiration rate, soil microbial metabolic quotient, soil enzyme activities, chlorophyll content, proline content and peroxidase activity （POD） in rice leaf at different growth stages. The soil Cmic, Nmic and soil respiration rate significantly increased at the early stage and then declined during rice growth, but ascended slightly at maturity. However, soil metabolic quotient declined at all the stages. Soil urease activity increased at first and then decreased, while acid phosphatase and dehydrogenase activities descended before ascended and then descended again. Soil urease activity and acid phosphatase activity showed a peak value at the tillering stage about 30 days after rice transplanting, but the peak value of dehydrogenase activity emerged at about 50 days after rice transplanting and the three soil enzymatic activities were significantly different at the different developmental stages. As rice growing, chlorophyll content in rice leaf descended at the early stage then ascended and a peak value appeared at about the 70th after rice transplanting, after that declined drastically, while POD activity increased gradually, but proline content declined gradually. There was a slight relation between rice physiological indices and soil biochemical indices, which indicated that soil biochemical characteristics were affected significantly by rice growth in the interaction system of the rice. soil and microorganisms.     

水稻产量对生殖生长阶段不同时期高温的响应差异

[目的]研究水稻产量对不同时期不同类型高温的响应差异,为耐热水稻品种的筛选与培育提供依据.[方法]在桶栽条件下,于人工气候室内,以耐热水稻品种Nagina 22、汕优63和热敏感品种两优培九为材料,设置三个处理时期,即穗分化期、开花期和灌浆期;四种处理温度,即白天高温、夜间高温、全天高温和适宜温度,研究水稻产量和产量构...     

水稻耐盐分子机制与育种研究进展

盐碱土壤对水稻不同生长发育时期均形成盐胁迫,进而导致水稻产量降低。耐盐水稻选育是提高水稻产量的有效途径。本文分析了盐胁迫对水稻不同发育时期农艺性状的影响,并从渗透调节、离子应答、激素调控和活性氧清除四个方面综述了近年来水稻耐盐分子机制的研究进展。最后,本文总结了水稻耐盐育种现状,并对耐盐水稻新品种的选育和推广进行了展望。     

太湖地区优良食味高产软米粳稻品种特征研究

[目的]探明太湖地区优良食味高产软米粳稻品种特征.[方法]收集适合太湖地区种植的软米粳稻品种,根据软米粳稻品种生育期、产量和食味品质进行分类,比较研究了不同熟期不同产量与食味品质类型的软米粳稻产量和品质形成的差异.[结果]高产类型软米粳稻每穗粒数、群体颖花量显著高于中产类型.与味中类型相比,味优类型软米粳稻穗数、每穗粒...     

水稻光合对不同光强的响应及品种间差异

 报道了水稻光合对不同光强的响应能力及品种间差异。应用14C同位素示踪技术在连续强光和遮荫条件下，测定了籼粳杂交稻亚优2号及其亲本粳稻02428，籼稻3O37和籼型杂交稻汕优63的光合速率，双磷酸核酮糖羧化酶(RuBPC)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性。结果表明：籼粳杂交稻亚优2号在强光和弱光下光合速率和C3光合酶RuBPC活性比籼型杂交稻汕优63抑制较少，表现有比较稳定的光合特性。值得注意的是在光抑制条件下，耐光抑制水稻品种的C4光合酶PEPC有诱导增加活性的现象。与其两个亲本相比较，籼粳杂交稻亚优2号的光合特性更相似于粳稻02428。因此，在配组具有优良光合性状的籼粳杂交稻品种时，广亲和高光效种质02428是一个值得利用的材料。     

孕穗肥氮肥用量对抛栽杂交中稻后期光合性能及产量的影响

以杂交中稻皖稻153为材料,研究了孕穗肥氮肥用量对抛栽杂交水稻后期光合性能及产量的影响.结果表明:增加孕穗肥氮肥用量能提高后期叶片叶绿素含量,增加有效叶面积,保持后期有较高的光合潜能;增加二次分枝数、每穗粒数、着粒密度.杂交水稻皖稻153抛栽孕穗肥以施用尿素120 kg/hm<'2>左右为宜.     

Effects of Nitrogen Application Level on Rice Nutrient Uptake and Ammonia Volatilization

The effects of different nitrogen application levels on nutrient uptake and ammonia volatilization were studied with the rice cultivar Zheyou 12 as a material.The accumulative amounts of nitrogen,phosphorus and potassium in rice plants across all growth stages showed a trend to increase with increasing nitrogen application levels from 0 to 270 kg/hm 2,but decreased at nitrogen application levels exceeding 270 kg/hm 2.Moreover,the accumulative uptake of nitrogen,phosphorus and potassium by the rice plants was increased by application of organic manure in combination with 150 kg/hm 2 nitrogen.The nitrogen uptake was high during the jointing to heading stages.Correlation analysis showed that rice yield was positively correlated with the accumulative uptake of nitrogen,phosphorus and potassium by the rice plants.The highest correlation coefficient observed was between the amount of nitrogen uptake and rice yield.The rate and accumulative amounts of ammonia volatilization increased with increasing nitrogen fertilizer application level.Compared with other stages,the rate and accumulative amount of ammonia volatilization were higher after base fertilizer application.The ammonia volatilization rates in response to the nitrogen application levels of 270 kg/hm 2 and 330 kg/hm 2 were much higher than those in the other treatments.The loss of nitrogen through ammonia volatilization accounted for 23.9% of the total applied nitrogen at the nitrogen application level of 330 kg/hm 2.