氮素处理对不同氮效应型水稻品种产量及群体小气候的影响

以前期筛选获得的低氮高效型品种F优498和高氮高效型品种内5优768为试验材料,研究了不同氮素水平下两类型品种产量和群体小气候的差异.结果表明:低氮(N0)条件下,低氮高效型品种产量为7 244.12kg/hm~2,其干物质积累量、氮素干物质生产效率和氮素稻谷生产效率显著高于高氮高效型品种.高氮(N2)条件下,高氮高效型品种产量达11 265.13kg/hm~2;中氮(N1)条件相对低氮增产率达41.50%,其干物质积累量、氮肥吸收利用率和氮肥农学利用率显著高于低氮高效型品种.随施氮量的增加,两类型水稻的群体各部位光照强度逐渐减小,总体表现为:低氮和中氮条件大于高氮条件,穗层和基部光照强度最大值出现的时间也有所延迟.低氮高效型品种在低氮水平、高氮高效型品种在高氮水平,穗层光照强度较大,穗层和基部温度较高而相对湿度较小.群体营造出高温低湿的小气候条件,有利于提高光合速率和增加物质积累,对增产有一定促进作用.     

不同类型水稻在氮素吸收及利用上的差异

在群体水培条件下,测定了95个水稻材料由抽穗期及成熟期植株的含氮率及干物质积累量,并分常规粳稻、常规籼稻、广亲和品种、杂交粳稻、杂交籼稻及两系杂交稻6种类型,研究了供试水稻材料在氮素吸收及利用上的差异,结果表明：①籼稻梗株的含氮率明显主粳稻及广亲和品种,杂交灿稻的含氮率高于常规籼稻,而杂交粳稻的含氮率与常规粳稻无显著差异;②籼稻植株总吸氮量平均比粳稻高154．1％,与常规籼稻及常规粳稻相比,杂交籼稻及杂交粳稻的总吸氮量分别高22．8％和16．4％。③植株总吸氮量在器官中的分配比例以根、叶片的变异幅度较大,而穗及茎鞘的变异幅度则较小;根中氮的分配比例以广亲和品种最高,常规灿稻显著高于杂交灿稻,而常规稻而杂交精稻间无显著差异。④从氮的利用效率看,粳稻及广亲和品种氮干物质生产效率高于籼稻,而氮的粒粒生产效率低于灿稻;氮收获指数以广亲和品种最低,其他类型间差异未达显著水平。     

氮素形态对小麦幼苗生长及根系生理特性的影响

在水培条件下分别施用铵态氮、硝态氮、酰胺态氮及20%铵态氮+80%酰胺态氮,研究了3种氮素形态4种处理对小麦苗期生长、根系生理特性及氮素积累的影响。研究结果表明:氮素形态对小麦幼苗生长有显著的影响,在硝态氮处理下,小麦叶重、总生物量最高,日增重高于铵态氮34.5%;硝态氮肥可以提高根干重和根冠比,并可提高根系中的可溶性糖、硝酸还原酶(NRA)活性,氮素吸收效率和偏生产率最高。较好地印证了在水培条件下,小麦喜好硝态氮营养,硝态氮的增效优于其他氮素形态,混合氮源次之,铵态氮略高于酰胺态氮,但两者差异不显著。     

不同菠菜基因型硝酸盐积累与氮吸收、利用效率的比较

采用不同硝态氮(NO_3~--N)浓度水培试验,比较4个菠菜基因型(菠10号、菠13号、菠18号及菠57号)硝酸盐积累和氮素利用效率的差异.结果表明,0.5和15 mmol·L-1NO_3~--N浓度水平下,菠13号硝酸盐含量均最高,菠10号硝酸盐含量最低,菠18号硝酸盐含量在低硝态氮处理下与菠13号差异不显著,高硝态氮处理下与菠57号差异不显著,介于菠13号与菠10号之间.菠13号15NO_3~--N吸收速率在高、低硝态氮浓度水平下均显著高于其他基因型,而其氮素生理利用效率(Nut E)、氮素利用效率指数(NUR)显著低于菠18和菠57号;菠18和菠57号地上部分干重(SDW)、硝酸还原酶活性、Nut E、NUR显著高于菠13号和菠10号,而15NO_3~--N吸收速率低于菠13号;菠10号地上部分干重、硝酸还原酶活性、Nut E、NUR显著低于菠18和菠57号,15NO_3~--N吸收速率及氮素吸收效率(Nup E)显著低于菠13号.综上,不同菠菜基因型的硝酸盐积累和氮素利用效率存在差异,供试材料中菠57号在高、低硝态氮浓度下均具有较高的Nut E和较低的硝酸盐含量,可用于菠菜高产优质品种选育.     

测墒滴灌下不同氮肥水平对冬小麦光合特性及氮素转运的影响

采取裂区设计,探讨测墒滴灌下不同氮肥水平对冬小麦不同生育期光合特性与氮素积累转运的变化特征.其中,氮肥为主区,设3个水平(N_1:100 kg·hm~(-2),N_2:250 kg·hm~(-2),N_3:350 kg·hm~(-2));滴灌为副区,设3个水平(W_0:滴灌底墒水,W_1:滴灌底墒水+拔节水,W_2:滴灌底墒水+拔节水+开花水).结果表明:相同滴灌水平下,小麦最大光化学效率(F_v/F_m)在开花期达到最高,N_2处理高于N_1,N_3处理;小麦叶绿素含量全生育期均表现为N_2,N_3显著高于N_1处理;氮素总积累量、氮素籽粒积累量在N_2水平下最高.N_2W_2处理下营养器官氮素转运量、对籽粒的贡献率最高;相同氮肥处理下,氮素总积累量、氮素籽粒积累量以W_2水平最高,产量在N_2W_2最高,为6 684.71 kg·hm~(-2).综合籽粒产量、氮素积累与转运和光合特性来看,在本试验条件下,250 kg·hm~(-2)的施氮量、滴灌量为214.52 mm为最优的节水节氮、高产模式.     

优化喷灌水量下不同施氮量对土壤氮素累积和作物产量的影响

为了探寻北京地区合理的施氮量,本文研究了冬小麦/夏玉米轮作体系下优化喷灌时不同施氮量对土壤氮素剖面分布、累积量和作物产量及氮肥利用效率的影响.研究结果表明在优化喷灌条件下单季施氮量为110 kg·hm-2时.土壤氮素含量没有出现增加现象;而单季施氮量大于等于220 kg·hm-2时,0～250 cm剖面均显示出硝态氮累积量增加现象,且硝态氮的累积量随着施氮量的增加而增加.单季施氮量为220～550 kg·hm-2时3年氮素累积淋洗总量(淋洗到100～300 cm土层内)在406～882 kg·hm-2之间;氮素淋洗均发生在夏玉米生长季节,而冬小麦季节在优化喷灌条件下未发生渗漏.由于研究区土壤中试验初有大量氮素累积,使得第一个试验季节,施氮与不施氮处理作物产量差异不显著;但是在后2个试验季节,与不施氮相比,单季施氮110 kg·hm-2能显著增加作物产量,单季施氮高于330 kg·hm-2时氮肥增产效果不明显.单季施氮量高于220 kg·hm-2时,作物氮肥利用效率急剧下降.综合经济效益和环境效益,建议该地区单季施氮肥为110 kg·hm-2较为合适.     

氮肥对不同类型小麦产量与品质的影响及调控差异

为探明氮肥对不同敏感型小麦产量与品质及其相关构成因素的影响,以氮敏感型、氮迟钝型2种类型小麦品种为材料,采用随机区组设计,设置纯施氮180 kg/hm²(N1)、240 kg/hm²(N2)2个氮素水平,研究不同类型小麦产量与品质及其相关构成因素在不同氮水平下的变化差异。结果表明,氮肥主要是通过影响小麦穗数和千粒重,进而影响小麦产量,相较于低氮水平,高氮水平下氮敏感型小麦产量降低了19.82%,氮迟钝型小麦产量降低了2.62%,高氮不利于氮敏感型小麦产量的提升,对氮迟钝型小麦产量的影响相对较小;容重、硬度、出粉率在不同氮水平间差异性不显著;粗蛋白含量、湿面筋含量和沉淀值在不同氮水平下呈极显著性差异,与低氮水平相比较,高氮水平下有利于小麦籽粒粗蛋白含量、湿面筋含量和沉淀值的增加,氮敏感型品种的增加幅度分别为8.04%、7.55%和15.84%,氮迟钝型品种的增加幅度分别为3.38%、3.23%和3.39%,氮敏感品种的增加幅度显著高于氮迟钝型品种。本研究还显示,不同氮水平下的小麦淀粉RVA黏度参数差异性显著,随着施氮量的增加,小麦淀粉糊化峰值黏...     

不同水氮处理对滴灌春小麦氮素积累转运及产量的影响

为了明确施氮量和灌溉量对小麦花后干物质、氮素积累与转运的影响及其与产量关系,本研究在大田滴灌条件下,研究了常规灌溉Wc和适度亏缺灌溉W1、W2、W3,Wc灌水量5250 m3/hm2,W1、W2、W3总灌水量均为4575m3/hm2和施氮量,常规施氮N20(300 kg/hm2)、氮肥后移N16a (240 kg/hm2)、氮肥前移N16b(240 kg/hm2)、不施氮N0(0 kg/hm2),对春小麦开花前后的干物质积累和氮素积累、转运及产量的影响。结果表明:小麦干物质的积累量理论值以适度水分亏缺下氮肥前移N16b积累的干物质量理论值高于氮肥后移N16a。氮素积累量在4个灌溉水平下以适度亏缺灌溉的W1水平最大,施氮量为0-300 kg/hm2范围内氮素累积量随施氮量的增加而增加;氮素转运量和贡献率以茎鞘为最大,叶片次之,颖轴最小,水分和施氮量的增加有助于氮素的转运。适度亏缺W1水平下N16b施氮处理的小麦籽粒产量与N20差异不显著;相同施氮量下,W1水平N16b处理的氮肥生产效率达到33.38%,显著高于N16a、N20,N16b的氮肥农学利用率为17.66%,显著高于N16a、N20。综上结果表明:W1N16b处理既保证了小麦的产量与品质,又减少了水氮资源的投入,提高了经济效益且保护了生态环境,因此W1N16b为本实验下的最优水氮耦合模式。     

不同氮素水平对不同穗型水稻品种物质生产的影响

对两个不同穗型水稻品种沈农265号和铁粳4号,在不同氮素水平下物质生产情况进行了研究,结果表明,在高氮水平下,直立穗型品种沈农265号显示出本身的优势,经济产量高于弯穗型品种铁粳4号,而低氮条件下则相反.     

大田条件下稻田土壤氮素淋失研究

在大田条件下研究了稻田土壤渗漏水中氮素淋失规律.结果表明，稻田土壤渗漏水中的氮素(N)淋失形态以硝态氮(NO^-₃-N)为主，土壤中高硝态氮含量和施氮肥是造成种稻田前期氮淋失的主要原因.种稻期间的淹水作用，增强了土壤的还原性并抑制了土壤的硝化反应，可减少硝态氮的淋失.稻田土壤氮素淋失数量与渗漏水中氮素的浓度和水的渗漏速率有关，而水的渗漏速率主要受土壤犁底层的透水性和水文条件的控制和影响.试验以施用氮肥250 kg/hm²和渗漏水量214 mm估算出单季稻田氮素淋失总量为6.44 kg/hm²，占当季施肥量的2.58%.     

氮水平对水稻光合特性的影响

用缺氮(ON)、低氮(LN)、中氮(MN)、高氮(HN)、超高氮(SN)盆栽土培的杂交水稻汕优64和金南风为材料,测定植株和叶片的生长状况、叶片总N含量、光合速率、光呼吸速率、气孔导度和叶肉导度的变化.结果表明:供试两品种随着施N量的增加,植株的分蘖数增多,株高增加,气孔密度减少, 叶片总N含量、叶绿素含量、光呼吸速率、叶肉导度等均增加.供试两品种的净光合速率变化存在差异,金南风叶片的净光合速率是随着施N量的增加而增加,但汕优64在HN和SN的条件下净光合速率反而下降,说明在HN和SN的水平上光合碳代谢的途径发生了变化,即光氧化环增加的幅度大于光合还原环.     

籼稻93-11和粳稻日本晴DNA插入缺失差异片段揭示的水稻籼-粳分化

碱基的插入/缺失(InDel)引起DNA序列变化并形成了DNA片段长度多态,可以用作遗传标记.为了评价基于籼稻93-11和粳稻日本晴全基因组序列比对获得的差异片段而设计的InDel引物在鉴定籼稻和粳稻两种生态型以及研究稻属不同物种之间亲缘关系的意义,采用45对InDel引物,对来自亚洲10个国家的49份籼稻、43份粳稻品种和24份野生稻进行了检验.结果表明,其中41对InDel引物鉴定籼稻或粳稻品种的准确率高于80%.主成分分析散点图显示:籼稻与粳稻存在明显的遗传分化;含AA基因组的野生稻物种与籼稻品种存在较近的亲缘关系;非AA基因组的野生稻物种不存在明显的籼-粳分化.并且证明了基于籼稻93-11和粳稻日本晴全基因组序列比对获得的InDel差异片段设计的引物可以用于栽培稻籼稻和粳稻品种的鉴定以及籼-粳分化问题的研究,及探索稻属不同物种间的亲缘关系.     

土壤水分与氮素对水稻生长发育和产量的影响

以农院45号为材料，研究了土壤水分与施N量对水稻生长发育和产量的影响，结果表明：水分与氮肥之间有一定的互作效应，节水灌溉(轻度水分胁迫)结合适量的氮肥在节水的基础上不降低产量，在生产上可行。在土壤干旱严重时和良好的水层条件下都不宜过多施用氮肥，否则，一方面会增加生产成本，另一方面可能会造成氮肥的浪费和污染。     

基于GA-LS-SVM的水稻叶片含氮率预测

采用水稻无土栽培方法人为控制含氮率,在水稻某特定生长期,同时测量水稻冠层反射率和叶片含氮率,建立了基于冠层反射率的水稻叶片氮含率的回归预测模型.通过分析不同氮环境下各冠层反射率光谱图,确定了与水稻含氮率相关性高的特征波段.针对最小二乘支持向量机(leastsquares support vector machines,LS-SVM)参数难定问题,采用遗传算法对LS-SVM参数进行优化.试验结果表明,传统人为选定参数的LS-SVM算法模型的平均回判精确率达到97.21%,预测平均误差率达到5.70%,遗传算法最小二乘支持向量机(genetic algorithm least squares support vec-tor machines,GA-LS-SVM)算法模型的平均回判精确率达到99.60%,预测平均误差率达到2.72%.GA-LS-SVM算法模型的回判及预测效果均明显优于人为选定参数的LS-SVM算法.     

水稻杂种优势利用的技术策略探讨

从3个方面探讨了水稻杂种优势利用的技术策略,认为挖掘水稻的增产潜力是水稻育种的研究热点,亚种间杂种优势的利用有待于寻找新的途径,在多倍性水平有可能找到一系法杂交稻研究的突破口。     

河北省地方水(陆)稻品种抗性的研究

鉴定了近３００ 份河北省地方水（陆）稻品种抗“三逆两病两虫”的情况。结果表明,河北省水（陆）稻品种的耐寒性和耐旱性种质频率高、强度大,耐性种质占８５．６０％ 和４８．６２％ ,高耐种质占２０．１６％ 和１５．５２％ ;抗稻瘟病和白叶枯病种质频率较高,为４５．８６％ 和５０．３４％ ,但高抗种质仅为０．３４％ 和１．０３％ ;耐盐性、抗褐稻虱和白背飞虱种质频率较低,为６．４６％ 、４．５１％ 和３．３４％ ,且抗性强度低。耐寒性种质频率水稻高于陆稻,随纬度增加、经度西移及温热条件降低而增加;耐旱性种质频率陆稻高于水稻,河北省东北地区高,西北及冀中库淀地区低;抗稻瘟病种质频率和强度陆稻均高于水稻,冀东集中种植亚区（唐山、秦皇岛两市）抗性种质丰富,强度高;抗白叶枯病种质频率和强度陆稻均高于水稻,随纬度的增加、生产期的缩短、海拔高度的增高及温热条件的降低,抗性频率和强度呈递减趋势。     

钙质紫泥田水稻优化配方施肥效应研究

研究了钙质紫泥田水稻氮磷钾的施肥效应,分析了肥料的因素效应及合理施用量．结果表明：（1）在试验施肥量范围内,水稻产量与肥料用量呈二次多项式函数关系;（2）磷和氮的效应高、钾肥效应低;（3）棕紫泥夹砂田水稻合理施肥量为每hm^2 N 125-130kg,P2O5 70kg,K2O 0-30kg,下湿紫泥田为N 85-90kg,P2O5 55kg,K2O 0-20kg;（4）地下水位高、湿害严重,是下湿紫泥田生产水平低、施肥效果差的根本原因,改造途径是深沟排水、脱潜治理．     

陆稻不同品种(系)幼穗分化的观察

本文分别对五个陆稻品种(系)及两个水稻品种的幼穗分化过程进行了观察.按照丁颖对水稻幼穗分化期的划分方法,划分陆稻幼穗分化各期.结果表明:1.陆稻的生育期及幼穗分化期都比水稻短.2.一般大穗、多粒型品种,幼穗分化前期分化速度比较慢.3.幼穗分化后期分化速度较快的品种,一般空秕率比较高.     

水分胁迫对水、旱稻幼苗POD活性的影响

以四种抗旱性不同的水、旱稻幼苗为材料,采用愈创木酚分光光度法测定了不同生长时期、水分胁迫以及水分胁迫处理后复水幼苗的POD活性,并与同样条件下水、早稻幼苗SOD活性变化进行比较。结果表明,不仅水、旱稻幼苗SOD活性在不同发育时期、不同水分条件发生有特定规律的变化,而且POD活性也具有类似或同步的变化,即抗旱性较强的旱稻品种在水分胁迫时POD活性上升幅度大于水稻,复水后旱稻POD活性下降的幅度也比水稻大.由于SOD和POD在生化功能上具有偶联作用以及实验结果的相似性.故可以认为,不同水分条件水、旱稻幼苗POD活性的变化和SOD一样能够反映品种间抗旱能力的差异.     

太湖地区水稻节水灌溉与氮素淋失

通过田间试验探讨有效的农田氮素水体污染防治途径。研究表明,节水灌溉（湿润灌溉）情况下渗漏水中总氮浓度、氮素渗漏量、氮素渗漏损失代价均随着施氮量的增加而增加,渗漏水中3种形态的氮素（硝态氮、铵态氮和有机氮）以硝态氮为主,铵态氮和有机氮占的比例较低;和常规灌溉相比,相同施氮处理（264.75kg/hm^2)采用节水灌溉时稻谷增产4.1%,氮肥当季利用率提高3%、氮素渗漏量下降8.9kg/hm^2,水稻节水灌溉是当前降低太湖地区水体氮素污染行之有效的重要措施之一。