不同水稻品種對氮素響應的差異及其農藝生理性狀.pdf

1、水稻是我國最主要的糧食作物之一。長期以來，為減輕人口增長對糧食需求的壓力，我國一直將提高單位面積產量作為水稻生產的主要任務。但在另一方面，隨著水稻產量的提高，化肥特別是氮肥的施用量不斷增加，氮肥施用過量已經成為我國水稻生產上的一個嚴重問題。培育和選用氮敏感高產品種（在中、低施氮量下具有較高的產量和氮肥利用效率）是協(xié)同提高作物產量和氮肥利用效率的一條重要途徑。但有關水稻氮敏感高產品種的農藝和生理特征尚不清楚，對氮敏感性不同水稻品種的肥水管

2、理技術缺乏深入研究。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氮素響應的特點、氮敏感性不同水稻品種的農藝性狀、地上部生理性狀和根系形態(tài)生理特征及其與產量形成和氮肥利用效率的關系、氮肥運籌和灌溉方式對不同品種產量、氮肥利用效率和品質的影響及其生理機制。主要結果如下:
　　1.不同年代水稻品種對氮素響應的差異
　　以生產上不同年代廣泛應用的12個代表性中秈稻品種和12個代表性中粳稻品種為材料，設置零氮、中氮和高氮3種施

3、氮水平，研究品種演進過程中產量和氮肥利用效率的變化特點。隨著品種應用年代的演進，不同年代品種的產量和氮肥利用效率均獲得較大提高，但對氮素的響應表現(xiàn)出較大的基因型差異。現(xiàn)代品種在高施氮量下表現(xiàn)出較高的產量和氮肥利用效率，早期品種的產量和氮肥利用效率在高氮水平下則呈下降的趨勢。現(xiàn)代品種產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，但超級稻品種的結實率較低，限制了其產量潛力的發(fā)揮;提高超級稻的結實率，有望進一步提高水稻產量和氮肥利

4、用效率。
　　2.氮敏感性不同品種的農藝性狀
　　以江蘇省生產上廣泛應用的11個代表性常規(guī)粳稻品種為材料，設置0N（全生育期不施氮）和200N(全生育期施氮200 kg hm-2)兩個施氮量處理，研究其產量、對氮素響應的特點以及氮敏感高產品種的主要農藝性狀。結果表明，與氮鈍感品種（在低施氮量下產量和氮肥利用率較低）相比，氮敏感高產品種具有較高的干物質積累和收獲指數(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、實粒粒葉比和粒重粒葉比。相關分析表明，產量和氮肥利用效率與上述農藝性狀均呈顯著或極顯著正相關，上述農藝性狀可作為篩選氮敏感高產水稻品種的農藝指標。
　　3.氮敏感性不同品種的地上部生理性狀
　　以2個氮敏感高產品種和2個氮鈍感品種為材料，設置0N和200 kg N hm-2等2個施氮水平，研究其產量、氮肥利用效率以及地上部生理性狀的變化特點。結果表明，與氮鈍感品種相比，氮敏感高產品種具有較高的光合速

6、率和氮素積累量，較強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，灌漿期莖鞘中非結構性碳水化合物向籽粒的轉運率高，這是氮敏感高產品種產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個氮敏感高產品種和2個氮鈍感品種為材料，設置0，100，200和300 kg hm-2等4個施氮水平。研究氮敏感性不同水稻品種的根系性狀。結果表明，與氮鈍感品種相比，在施氮量為0，

7、100，200 kg hm-2時，2個氮敏感高產品種表現(xiàn)出較高的產量和氮肥利用效率;當施氮量為300 kg hm-2時，氮敏感高產品種和氮鈍感品種的產量和氮肥利用效率差異不顯著。與氮鈍感品種相比，氮敏感高產品種在較低的施氮水平時地上部和地下部的生物量和深層根量較高、根系較長，根系氧化力較強，根長密度、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水稻品種的根系指標。
　　5.氮肥運籌

8、對氮敏感性不同品種產量和氮利用效率的影響
　　以2個氮敏感高產品種和2個氮鈍感品種為材料，設置氮空白，農民常規(guī)施肥，實地氮肥管理和減氮后移4種養(yǎng)分管理模式，研究不同氮肥運籌對氮敏感性不同水稻品種產量和氮肥利用效率的影響。結果表明，與農民常規(guī)施肥相比，實地氮肥管理和減氮后移均能提高各品種的產量和氮肥利用效率，氮敏感高產品種的增產增效幅度大于氮鈍感品種，氮鈍感品種減氮后移的增產效應未達顯著水平。在實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、籽粒灌漿期的根系氧化力和劍葉光合速率以及營養(yǎng)器官中氮素和非結構性碳水化合物向籽粒的轉運率等都較農民常規(guī)施肥處理顯著增加，氮敏感高產品種的增加效果更為明顯。
　　6.氮肥運籌對氮敏感性不同品種品質的影響
　　以2個氮敏感高產品種和2個氮鈍感品種為材料，設置氮空白，農民常規(guī)施肥，實地氮肥管理和減氮后移4種養(yǎng)分管理模式;觀察氮肥運籌對稻米品質的影響。結果表明，與農民常規(guī)施肥相比，實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品種還是氮鈍感品種，實地氮肥管理和減氮后移均可改善稻米品質。與氮鈍感品種相比，氮敏感高產品種的加工品質和蒸煮食味品質較優(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，對氮肥的響應更為敏感。
　　7.干濕交替灌溉對氮敏感性不同品種產量、水分養(yǎng)分利用效率和米質的影響

11、　　以氮敏感高產品種淮稻5號和氮鈍感品種揚粳4038為材料，設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水稻產量、品質和氮肥利用效率的影響。結果表明，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，提高了產量和產谷利用率、氮收獲指數(shù)和氮肥偏生產力，還提高了稻米的加工品質、外觀品質、食味品質、營養(yǎng)品質和淀粉黏滯譜特性。氮敏感高產品種的食味品質和營養(yǎng)品質等對灌溉方式的響應更為敏感。