谷子苗期氮高效品种筛选及相关特性分析

【目的】评价不同基因型谷子苗期氮素吸收利用差异性,筛选谷子氮高效利用基因型材料,为谷子氮高效利用品种选育和机理研究提供理论依据。【方法】采用沙培盆栽试验,以具有代表性生态类型的79个谷子品种为材料,分析其在低氮(0.2 mmol·L^(-1))和高氮(6 mmol·L^(-1))处理下茎叶干物重、含氮量、氮素吸收量、氮素吸收与利用效率的差异及相关性,并划分不同生态类型品种的氮效率类型。【结果】供试谷子品种在2个氮素水平条件下的茎叶干物重(CV_(N0.2) 35.39%和CV_(N6) 50.83%)、氮素含量(CV_(N0.2) 11.52%和CV_(N6) 11.22%)、氮素吸收量(CV_(N0.2) 32.82%和CV_(N6) 48.46%)、氮素吸收效率(CV_(N0.2) 32.82%和CV_(N6) 48.45%)、氮素利用效率(CV_(N0.2) 11.53%和CV_(N6) 11.27%)和氮效率(CV_(N0.2) 35.35%和CV_(N6) 50.61%)均存在较大差异。不同生态类型谷子品种的氮素吸收和利用效率差异显著,西北春谷类型氮素吸收效率的变化(CV_(N0.2) 39.99%和CV_(N6) 54.38%)显著高于华北夏谷类型(CV_(N0.2)29.31%和CV_(N6) 45.68%)和东北春谷类型(CV_(N0.2) 29.49%和CV_(N6) 40.30%),而氮素利用效率以华北夏谷类型品种间差异最大(CV_(N0.212.03%和CV_(N6) 12.70%)。茎叶干物重与氮素吸收和氮素利用效率呈极显著正相关(P<0.01),相关系数分别为R^2_(N0.2)=0.1827**和R^2_(N6)=0.1027**及R^2_(N0.2)=0.8985**和R^2_(N6)=0.9442**;氮效率与氮素吸收量极显著正相关,与氮含量极显著负相关,相关系数分别为R^2_(N0.2)=0.8985**和R^2_(N6)=0.9442**及R^2_(N0.2)=0.1962**和R^2_(N6)=0.0998**;氮素利用效率与氮含量极显著负相关,相关系数分别为R^2_(N0.2)=0.9924**和R^2_(N6)=0.9910**。氮素吸收效率与氮素含量和氮素利用效率间无显著相关性。以两氮素水平条件下茎叶干物重和氮效率的平均值为标准,将3种生态类型的谷子品种划分为4种氮效率类型,双高效型、双低效型、高氮高效型和低氮高效型。其中,东北春谷双高效型和高氮高效型品种所占比重最高(P_(东北)52.9%>P_(西北)36.0%>P_(华北)29.7%和P_(东北)23.5%>P_(华北)18.9%>P_(西北)4.0%),双低效型比重最低(P_(东北)17.6%<P_(华北)32.4%<P_(西北)36.0%),而低氮高效型在西北春谷类型中所占比重最高(P_(西北)24.0%>P_(华北)18.9%>P_(东北)5.9%)。【结论】不同谷子品种苗期氮效率差异显著,且西北春谷类型品种间氮素吸收效率差异最大,华北夏谷类型品种间氮素利用效率差异最大;氮素吸收效率和利用效率之间无显著相关性,应作为2个独立的氮效率指标进行评价和改良。