不同水稻品種對(duì)氮素響應(yīng)的差異及其農(nóng)藝生理性狀.pdf

1、水稻是我國(guó)最主要的糧食作物之一。長(zhǎng)期以來，為減輕人口增長(zhǎng)對(duì)糧食需求的壓力，我國(guó)一直將提高單位面積產(chǎn)量作為水稻生產(chǎn)的主要任務(wù)。但在另一方面，隨著水稻產(chǎn)量的提高，化肥特別是氮肥的施用量不斷增加，氮肥施用過量已經(jīng)成為我國(guó)水稻生產(chǎn)上的一個(gè)嚴(yán)重問題。培育和選用氮敏感高產(chǎn)品種（在中、低施氮量下具有較高的產(chǎn)量和氮肥利用效率）是協(xié)同提高作物產(chǎn)量和氮肥利用效率的一條重要途徑。但有關(guān)水稻氮敏感高產(chǎn)品種的農(nóng)藝和生理特征尚不清楚，對(duì)氮敏感性不同水稻品種的肥水管

2、理技術(shù)缺乏深入研究。本研究以不同水稻品種為材料，研究了不同年代水稻品種對(duì)氮素響應(yīng)的特點(diǎn)、氮敏感性不同水稻品種的農(nóng)藝性狀、地上部生理性狀和根系形態(tài)生理特征及其與產(chǎn)量形成和氮肥利用效率的關(guān)系、氮肥運(yùn)籌和灌溉方式對(duì)不同品種產(chǎn)量、氮肥利用效率和品質(zhì)的影響及其生理機(jī)制。主要結(jié)果如下:
　　1.不同年代水稻品種對(duì)氮素響應(yīng)的差異
　　以生產(chǎn)上不同年代廣泛應(yīng)用的12個(gè)代表性中秈稻品種和12個(gè)代表性中粳稻品種為材料，設(shè)置零氮、中氮和高氮3種施

3、氮水平，研究品種演進(jìn)過程中產(chǎn)量和氮肥利用效率的變化特點(diǎn)。隨著品種應(yīng)用年代的演進(jìn)，不同年代品種的產(chǎn)量和氮肥利用效率均獲得較大提高，但對(duì)氮素的響應(yīng)表現(xiàn)出較大的基因型差異。現(xiàn)代品種在高施氮量下表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量和氮肥利用效率，早期品種的產(chǎn)量和氮肥利用效率在高氮水平下則呈下降的趨勢(shì)?，F(xiàn)代品種產(chǎn)量和氮肥利用效率的提高主要是由于總穎花量和穗粒數(shù)的增加，但超級(jí)稻品種的結(jié)實(shí)率較低，限制了其產(chǎn)量潛力的發(fā)揮;提高超級(jí)稻的結(jié)實(shí)率，有望進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量和氮肥利

4、用效率。
　　2.氮敏感性不同品種的農(nóng)藝性狀
　　以江蘇省生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的11個(gè)代表性常規(guī)粳稻品種為材料，設(shè)置0N（全生育期不施氮）和200N(全生育期施氮200 kg hm-2)兩個(gè)施氮量處理，研究其產(chǎn)量、對(duì)氮素響應(yīng)的特點(diǎn)以及氮敏感高產(chǎn)品種的主要農(nóng)藝性狀。結(jié)果表明，與氮鈍感品種（在低施氮量下產(chǎn)量和氮肥利用率較低）相比，氮敏感高產(chǎn)品種具有較高的干物質(zhì)積累和收獲指數(shù)，較高的總穎花量和莖蘗成穗率，較高的葉面積指數(shù)和有效、高效葉面

5、積指數(shù)，較高的穎花粒葉比、實(shí)粒粒葉比和粒重粒葉比。相關(guān)分析表明，產(chǎn)量和氮肥利用效率與上述農(nóng)藝性狀均呈顯著或極顯著正相關(guān)，上述農(nóng)藝性狀可作為篩選氮敏感高產(chǎn)水稻品種的農(nóng)藝指標(biāo)。
　　3.氮敏感性不同品種的地上部生理性狀
　　以2個(gè)氮敏感高產(chǎn)品種和2個(gè)氮鈍感品種為材料，設(shè)置0N和200 kg N hm-2等2個(gè)施氮水平，研究其產(chǎn)量、氮肥利用效率以及地上部生理性狀的變化特點(diǎn)。結(jié)果表明，與氮鈍感品種相比，氮敏感高產(chǎn)品種具有較高的光合速

6、率和氮素積累量，較強(qiáng)的氮代謝酶活性和較高的光合氮素利用效率，抽穗期莖鞘中積累較多的可溶性糖和淀粉，灌漿期莖鞘中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)率高，這是氮敏感高產(chǎn)品種產(chǎn)量和氮肥利用效率較高的重要生理原因。
　　4.氮敏感性不同品種的根系性狀
　　以2個(gè)氮敏感高產(chǎn)品種和2個(gè)氮鈍感品種為材料，設(shè)置0，100，200和300 kg hm-2等4個(gè)施氮水平。研究氮敏感性不同水稻品種的根系性狀。結(jié)果表明，與氮鈍感品種相比，在施氮量為0，

7、100，200 kg hm-2時(shí)，2個(gè)氮敏感高產(chǎn)品種表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量和氮肥利用效率;當(dāng)施氮量為300 kg hm-2時(shí)，氮敏感高產(chǎn)品種和氮鈍感品種的產(chǎn)量和氮肥利用效率差異不顯著。與氮鈍感品種相比，氮敏感高產(chǎn)品種在較低的施氮水平時(shí)地上部和地下部的生物量和深層根量較高、根系較長(zhǎng)，根系氧化力較強(qiáng)，根長(zhǎng)密度、根系活躍吸收表面積和總吸收表面積較大。品種的根冠特性，尤其是深層根的特性，可用作篩選氮敏感高產(chǎn)水稻品種的根系指標(biāo)。
　　5.氮肥運(yùn)籌

8、對(duì)氮敏感性不同品種產(chǎn)量和氮利用效率的影響
　　以2個(gè)氮敏感高產(chǎn)品種和2個(gè)氮鈍感品種為材料，設(shè)置氮空白，農(nóng)民常規(guī)施肥，實(shí)地氮肥管理和減氮后移4種養(yǎng)分管理模式，研究不同氮肥運(yùn)籌對(duì)氮敏感性不同水稻品種產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響。結(jié)果表明，與農(nóng)民常規(guī)施肥相比，實(shí)地氮肥管理和減氮后移均能提高各品種的產(chǎn)量和氮肥利用效率，氮敏感高產(chǎn)品種的增產(chǎn)增效幅度大于氮鈍感品種，氮鈍感品種減氮后移的增產(chǎn)效應(yīng)未達(dá)顯著水平。在實(shí)地氮肥管理和減氮后移處理下，水稻抽穗

9、至成熟期的葉面積指數(shù)和光合勢(shì)、籽粒灌漿期的根系氧化力和劍葉光合速率以及營(yíng)養(yǎng)器官中氮素和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)率等都較農(nóng)民常規(guī)施肥處理顯著增加，氮敏感高產(chǎn)品種的增加效果更為明顯。
　　6.氮肥運(yùn)籌對(duì)氮敏感性不同品種品質(zhì)的影響
　　以2個(gè)氮敏感高產(chǎn)品種和2個(gè)氮鈍感品種為材料，設(shè)置氮空白，農(nóng)民常規(guī)施肥，實(shí)地氮肥管理和減氮后移4種養(yǎng)分管理模式;觀察氮肥運(yùn)籌對(duì)稻米品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，與農(nóng)民常規(guī)施肥相比，實(shí)地氮肥管理和減氮后移

10、顯著提高了各品種的整精米率、膠稠度、熱漿黏度、崩解值、清蛋白和谷蛋白的含量，顯著降低了堊白度、直鏈淀粉含量和糊化溫度。表明無論是氮敏感高產(chǎn)品種還是氮鈍感品種，實(shí)地氮肥管理和減氮后移均可改善稻米品質(zhì)。與氮鈍感品種相比，氮敏感高產(chǎn)品種的加工品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)較優(yōu)，稻米中清蛋白和谷蛋白含量較高，直鏈淀粉含量較低，稻米淀粉黏滯譜性較好，對(duì)氮肥的響應(yīng)更為敏感。
　　7.干濕交替灌溉對(duì)氮敏感性不同品種產(chǎn)量、水分養(yǎng)分利用效率和米質(zhì)的影響

11、　　以氮敏感高產(chǎn)品種淮稻5號(hào)和氮鈍感品種揚(yáng)粳4038為材料，設(shè)置水層灌溉和全生育期干濕交替灌溉兩種灌溉方式，研究全生育期干濕交替灌溉對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)和氮肥利用效率的影響。結(jié)果表明，與水層灌溉相比，全生育期干濕交替灌溉顯著降低了灌溉水用量，提高了水分利用效率，提高了產(chǎn)量和產(chǎn)谷利用率、氮收獲指數(shù)和氮肥偏生產(chǎn)力，還提高了稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、食味品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和淀粉黏滯譜特性。氮敏感高產(chǎn)品種的食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等對(duì)灌溉方式的響應(yīng)更為敏感。