研究多元化种植模式下,不同前茬秸秆还田与水氮管理对水稻产量形成、干物质积累分配及氮素吸收利用的影响。2018—2019年以杂交稻F优498为材料,采用三因素裂裂区设计,主区设置油菜-水稻(Py)、小麦-水稻(Px)、青菜-水稻(Pq)3种种植模式...研究多元化种植模式下,不同前茬秸秆还田与水氮管理对水稻产量形成、干物质积累分配及氮素吸收利用的影响。2018—2019年以杂交稻F优498为材料,采用三因素裂裂区设计,主区设置油菜-水稻(Py)、小麦-水稻(Px)、青菜-水稻(Pq)3种种植模式秸秆还田,裂区设置常规淹水灌溉(W_(0))和干湿交替灌溉(W_(1))2种水分管理方式,裂裂区设置不施氮处理(N_(0))、常规施氮处理(N_(1))、精量减氮处理(N_(2))3个施氮水平,分析测定了拔节期、齐穗期和成熟期不同处理下秸秆还田的腐解率、氮素释放率、水稻各器官的干物质积累分配、植株氮素吸收利用以及籽粒产量。结果表明,Py的平均产量分别较Px、Pq增加2.55%、13.99%,主要原因是其有效穗数和千粒重较高;Py可促进各营养器官干物质和氮素积累,有利于干物质分配、提高茎鞘氮素贡献率和氮肥利用率,Py各时期的平均干物质积累总量、氮素积累总量分别比Px和Pq增加5.25%、7.48%和14.60%、17.30%,Py的氮肥偏生产力较Pq显著增加24.90%,但Py的秸秆腐解率和氮素释放率较低。3种模式下W1处理的水稻产量分别比W0处理增加5.10%(Py)、1.76%(Px)和4.80%(Pq),W1处理可促进秸秆腐解和氮素释放,促进干物质积累和氮素吸收转运,有利于Py和Px模式下的干物质分配,进而提高氮肥利用率。同一秸秆还田和水分管理下,N2处理可促进秸秆腐解和氮素释放,有利于干物质分配和氮素转运,提高了齐穗期、成熟期茎鞘和叶片氮素积累量,进而提高氮肥利用率,N2处理的产量、干物质积累量较N1处理略有下降,但二者差异不显著。综合考虑分析,油-稻种植模式下,油菜秸秆还田配合干湿交替灌溉与精量减氮(120 kg hm^(-2))有利于干物质积累分配、氮素吸收转运,进而提高氮肥农学利用率、氮肥偏生产力,并可节约20%氮肥投入,实现水稻稳产高效生产。展开更多
Chinese cabbage is an economically important Brassica vegetable worldwide, and clubroot, which is caused by the soilborne protist plant pathogen Plasmodiophora brassicae is regarded as a destructive disease to Brassic...Chinese cabbage is an economically important Brassica vegetable worldwide, and clubroot, which is caused by the soilborne protist plant pathogen Plasmodiophora brassicae is regarded as a destructive disease to Brassica crops. Previous studies on the gene transcripts related to Chinese cabbage resistance to clubroot mainly employed RNA-seq technology,although it cannot provide accurate transcript assembly and structural information. In this study, PacBio RS II SMRT sequencing was used to generate full-length transcriptomes of mixed roots at 0, 2, 5, 8, 13, and 22 days after P. brassicae infection in the clubroot-resistant line DH40R. Overall, 39 376 high-quality isoforms and 26 270 open reading frames(ORFs) were identified from the SMRT sequencing data. Additionally, 426 annotated long noncoding RNAs(lncRNAs),56 transcription factor(TF) families, 1 883 genes with poly(A) sites and 1 691 alternative splicing(AS) events were identified. Furthermore, 1 201 of the genes had at least one AS event in DH40R. A comparison with RNA-seq data revealed six differentially expressed AS genes(one for disease resistance and five for defensive response) that are potentially involved in P. brassicae resistance. The results of this study provide valuable resources for basic research on clubroot resistance in Chinese cabbage.展开更多
在前期研究确定总氮用量180 kg hm–2下,缓释氮肥与常规氮肥7∶3配施比例可获得机插稻高产的基础上,研究缓释氮肥配施和不同株距下机插杂交稻磷素积累、分配与利用特征及其与产量的关系。采用二因素裂区设计,设3种机插株距(行距均为30 c...在前期研究确定总氮用量180 kg hm–2下,缓释氮肥与常规氮肥7∶3配施比例可获得机插稻高产的基础上,研究缓释氮肥配施和不同株距下机插杂交稻磷素积累、分配与利用特征及其与产量的关系。采用二因素裂区设计,设3种机插株距(行距均为30 cm)16、18及20 cm和4个缓释氮肥用量(36、66、96和126 kg hm–2)与常规氮肥(均为54kg hm–2)配施处理。结果表明,缓释氮肥用量对机插稻主要生育时期磷素积累量、各生育阶段磷素吸收量及吸收速率、结实期茎鞘磷素转运量及转运率和叶片磷素转运率及贡献率均有显著影响。在株距为18 cm,群体密度为18.52万穴hm–2,缓释氮肥(96 kg hm–2)与常规氮肥(54 kg hm–2)配施总量为150 kg hm–2时,可有效提高机插稻对磷素的吸收,促进结实期茎鞘、叶片磷素向穗部的转运及分配,能充分发挥本区域机插杂交籼稻的优势,产量可达11 463.8 kg hm–2,为本试验的最佳肥密运筹处理。株距为16 cm,群体密度(20.84万穴hm–2)相对较大,施氮总量为180 kg hm–2时,群体吸收的磷总量较高,进一步促进了植株体内磷素的吸收转运及分配,有利于产量提高,但从节本增效的角度考虑,以缓释氮肥配施量150 kg hm–2为宜;株距增加到20 cm施氮总量在180 kg hm–2下,群体(16.67万穴hm–2)较小,吸收磷素的绝对量少,茎鞘、叶片中的磷素向穗部转运量多,穗部磷素积累量增加,产量增加。相关分析表明,株距与缓释氮肥配施量耦合下,尤其以齐穗期至成熟期茎鞘磷素转运量与产量相关性较高(r=0.72**),更有利于产量的提高。展开更多
本研究通过3个大田裂区试验探究紧凑型杂交籼稻(compact hybrid rice,CHR)和松散型杂交籼稻(loose hybrid rice,LHR)品种对氮肥的耐受性差异。试验于2016—2018年在四川绵阳和成都实施,主区为2个不同类型水稻品种各2个:紧凑型杂交稻(CHR...本研究通过3个大田裂区试验探究紧凑型杂交籼稻(compact hybrid rice,CHR)和松散型杂交籼稻(loose hybrid rice,LHR)品种对氮肥的耐受性差异。试验于2016—2018年在四川绵阳和成都实施,主区为2个不同类型水稻品种各2个:紧凑型杂交稻(CHR)隆两优1206和Y两优1号、松散型杂交稻(LHR)宜香优2115和F优498,副区为4个施氮量:0(N0)、90(N90)、150(N150)和210(N210)。结果表明,CHR对高氮耐受性优于LHR,施氮量≤150 kg hm^(–2)时,LHR产量高于CHR,施氮量达到210 kg hm^(–2)时,CHR单穗重优势升至14.46%,而有效穗劣势降至12.46%,产量较LHR高1.43%。偏最小二乘回归分析显示,高峰苗、拔节至抽穗期生长速率、叶面积指数(leaf area index,LAI)及表征叶片伸展程度的消光系数(K值)对CHR和LHR产量贡献均为正向,成穗率和抽穗期有效穗占比对产量贡献为负,对氮肥农学利用率的影响则相反;除K值外,其余指标对产量贡献相近,氮肥农学利用率亦如此。N0和N90条件下,CHR的LAI和K值均小于LHR,光能截获率亦低于LHR;施氮量由150 kg hm^(–2)增长至210 kg hm^(–2),CHR的K值显著提高,而LHR几乎无变化,最终CHR抽穗期光能截获率超越LHR,表明紧凑型杂交稻叶片伸展对高氮响应灵敏。展开更多
文摘研究多元化种植模式下,不同前茬秸秆还田与水氮管理对水稻产量形成、干物质积累分配及氮素吸收利用的影响。2018—2019年以杂交稻F优498为材料,采用三因素裂裂区设计,主区设置油菜-水稻(Py)、小麦-水稻(Px)、青菜-水稻(Pq)3种种植模式秸秆还田,裂区设置常规淹水灌溉(W_(0))和干湿交替灌溉(W_(1))2种水分管理方式,裂裂区设置不施氮处理(N_(0))、常规施氮处理(N_(1))、精量减氮处理(N_(2))3个施氮水平,分析测定了拔节期、齐穗期和成熟期不同处理下秸秆还田的腐解率、氮素释放率、水稻各器官的干物质积累分配、植株氮素吸收利用以及籽粒产量。结果表明,Py的平均产量分别较Px、Pq增加2.55%、13.99%,主要原因是其有效穗数和千粒重较高;Py可促进各营养器官干物质和氮素积累,有利于干物质分配、提高茎鞘氮素贡献率和氮肥利用率,Py各时期的平均干物质积累总量、氮素积累总量分别比Px和Pq增加5.25%、7.48%和14.60%、17.30%,Py的氮肥偏生产力较Pq显著增加24.90%,但Py的秸秆腐解率和氮素释放率较低。3种模式下W1处理的水稻产量分别比W0处理增加5.10%(Py)、1.76%(Px)和4.80%(Pq),W1处理可促进秸秆腐解和氮素释放,促进干物质积累和氮素吸收转运,有利于Py和Px模式下的干物质分配,进而提高氮肥利用率。同一秸秆还田和水分管理下,N2处理可促进秸秆腐解和氮素释放,有利于干物质分配和氮素转运,提高了齐穗期、成熟期茎鞘和叶片氮素积累量,进而提高氮肥利用率,N2处理的产量、干物质积累量较N1处理略有下降,但二者差异不显著。综合考虑分析,油-稻种植模式下,油菜秸秆还田配合干湿交替灌溉与精量减氮(120 kg hm^(-2))有利于干物质积累分配、氮素吸收转运,进而提高氮肥农学利用率、氮肥偏生产力,并可节约20%氮肥投入,实现水稻稳产高效生产。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China (31872945 and 31801874)the earmarked fund for China Agricultural Research System (CARS-23-G15)+1 种基金the Funds for Distinguished Young Scientists from Henan Academy of Agricultural Sciences, China (2021JQ03)the Innovation Team of Henan Academy of Agricultural Sciences, China (2021TD06)。
文摘Chinese cabbage is an economically important Brassica vegetable worldwide, and clubroot, which is caused by the soilborne protist plant pathogen Plasmodiophora brassicae is regarded as a destructive disease to Brassica crops. Previous studies on the gene transcripts related to Chinese cabbage resistance to clubroot mainly employed RNA-seq technology,although it cannot provide accurate transcript assembly and structural information. In this study, PacBio RS II SMRT sequencing was used to generate full-length transcriptomes of mixed roots at 0, 2, 5, 8, 13, and 22 days after P. brassicae infection in the clubroot-resistant line DH40R. Overall, 39 376 high-quality isoforms and 26 270 open reading frames(ORFs) were identified from the SMRT sequencing data. Additionally, 426 annotated long noncoding RNAs(lncRNAs),56 transcription factor(TF) families, 1 883 genes with poly(A) sites and 1 691 alternative splicing(AS) events were identified. Furthermore, 1 201 of the genes had at least one AS event in DH40R. A comparison with RNA-seq data revealed six differentially expressed AS genes(one for disease resistance and five for defensive response) that are potentially involved in P. brassicae resistance. The results of this study provide valuable resources for basic research on clubroot resistance in Chinese cabbage.
文摘在前期研究确定总氮用量180 kg hm–2下,缓释氮肥与常规氮肥7∶3配施比例可获得机插稻高产的基础上,研究缓释氮肥配施和不同株距下机插杂交稻磷素积累、分配与利用特征及其与产量的关系。采用二因素裂区设计,设3种机插株距(行距均为30 cm)16、18及20 cm和4个缓释氮肥用量(36、66、96和126 kg hm–2)与常规氮肥(均为54kg hm–2)配施处理。结果表明,缓释氮肥用量对机插稻主要生育时期磷素积累量、各生育阶段磷素吸收量及吸收速率、结实期茎鞘磷素转运量及转运率和叶片磷素转运率及贡献率均有显著影响。在株距为18 cm,群体密度为18.52万穴hm–2,缓释氮肥(96 kg hm–2)与常规氮肥(54 kg hm–2)配施总量为150 kg hm–2时,可有效提高机插稻对磷素的吸收,促进结实期茎鞘、叶片磷素向穗部的转运及分配,能充分发挥本区域机插杂交籼稻的优势,产量可达11 463.8 kg hm–2,为本试验的最佳肥密运筹处理。株距为16 cm,群体密度(20.84万穴hm–2)相对较大,施氮总量为180 kg hm–2时,群体吸收的磷总量较高,进一步促进了植株体内磷素的吸收转运及分配,有利于产量提高,但从节本增效的角度考虑,以缓释氮肥配施量150 kg hm–2为宜;株距增加到20 cm施氮总量在180 kg hm–2下,群体(16.67万穴hm–2)较小,吸收磷素的绝对量少,茎鞘、叶片中的磷素向穗部转运量多,穗部磷素积累量增加,产量增加。相关分析表明,株距与缓释氮肥配施量耦合下,尤其以齐穗期至成熟期茎鞘磷素转运量与产量相关性较高(r=0.72**),更有利于产量的提高。
文摘本研究通过3个大田裂区试验探究紧凑型杂交籼稻(compact hybrid rice,CHR)和松散型杂交籼稻(loose hybrid rice,LHR)品种对氮肥的耐受性差异。试验于2016—2018年在四川绵阳和成都实施,主区为2个不同类型水稻品种各2个:紧凑型杂交稻(CHR)隆两优1206和Y两优1号、松散型杂交稻(LHR)宜香优2115和F优498,副区为4个施氮量:0(N0)、90(N90)、150(N150)和210(N210)。结果表明,CHR对高氮耐受性优于LHR,施氮量≤150 kg hm^(–2)时,LHR产量高于CHR,施氮量达到210 kg hm^(–2)时,CHR单穗重优势升至14.46%,而有效穗劣势降至12.46%,产量较LHR高1.43%。偏最小二乘回归分析显示,高峰苗、拔节至抽穗期生长速率、叶面积指数(leaf area index,LAI)及表征叶片伸展程度的消光系数(K值)对CHR和LHR产量贡献均为正向,成穗率和抽穗期有效穗占比对产量贡献为负,对氮肥农学利用率的影响则相反;除K值外,其余指标对产量贡献相近,氮肥农学利用率亦如此。N0和N90条件下,CHR的LAI和K值均小于LHR,光能截获率亦低于LHR;施氮量由150 kg hm^(–2)增长至210 kg hm^(–2),CHR的K值显著提高,而LHR几乎无变化,最终CHR抽穗期光能截获率超越LHR,表明紧凑型杂交稻叶片伸展对高氮响应灵敏。
