不同氮素籽粒生产效率类型籼稻品种氮素分配与运转的差异

在群体水培条件下,以国内外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年为88个、2002年为122个)为材料,测定干物重、氮素含量、产量及其构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种的氮素籽粒生产效率(NUEg)从低到高依次分为A、B、C、D、E和F 6种类型,研究不同氮素籽粒生产效率类型品种氮素分配与运转的基本特点。结果表明,供试品种间NUEg的差异很大(244%、325%),A、B、C、D、E和F类品种的平均NUEg,2001年分别为20.51、31.04、35.64、39.46、43.55、50.92 g g-1,2002年分别为24.33、31.61、35.83、39.06、43.51、50.00g g-1;NUEg高的品种抽穗期、成熟期茎鞘叶中氮素比例小、穗中氮素比例大,成熟期更明显,结实期茎鞘叶氮素运转量大、运转率高;提高结实期茎鞘叶氮素运转量和运转率有利于提高结实期茎鞘叶干物重运转量和经济系数。

不同氮素籽粒生产效率类型籼稻品种产量及其构成的基本特点

在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年为88个2、002年为122个)为材料,测定叶面积系数、干物重(包括根系)、氮素含量、产量及其构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按氮素籽粒生产效率(NUEg)从低到高依次分为A、B、C、D、E、F共6类,研究各类品种产量构成的基本特点。结果表明,(1)供试品种间NUEg的差异很大(344%、425%),A、B、C、D、E、F类品种的平均NUEg 2001年分别为20.51、31.04、35.64、39.464、3.55、50.92 g.g-1,2002年分别为24.33、31.613、5.833、9.06、43.51、50.00 g.g-1;(2)随着NUEg水平的提高,籼稻品种的产量水平显著提高,两年结果一致;多元回归分析表明,氮素总吸收量(包括根)和NUEg对产量均有显著影响,改良二者均可提高籼稻品种的产量水平;(3)高NUEg类品种的基本特点为单位面积穗数较多、库容量大、结实率高、抽穗期叶面积系数较小、抽穗期单位叶面积籽粒产量高、经济系数高,而每穗颖花数、千粒重以及生物产量等与籼稻品种的NUEg水平关系不密切。

影响常规籼稻品种氮素籽粒生产效率的主要源库指标

在群体水培条件下，以国内外不同年代育成的籼稻代表品种（2001年为88个、2002年为122个）为材料，测定叶面积系数、库容量、干物重以及氮素含量等，采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种的氮素籽粒生产效率从低刘高依次分为A、B、C、D、E、F共6种类型，研究各类型籼稻品种有关源库指标的差异以及影响氮素籽粒生产效率的主要源库指标。结果表明，A、B、C、D、E、F类籼稻品种的平均氮素籽粒生产效率2001年分别为20．51、31．04、35．64、39．46、43．55和50．92gg^-1，2002年分别为24．33、31．61、35．83、39．06、43．51和50．00gg^-1；高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种源、库的基本特点为抽穗期的叶面积系数较小、灌浆结实期叶面积下降速度慢、净同化率高、库容量大，抽穗期的单位叶面积、单位干物重和单位氮素所承担（形成）的库容量大。多元逐步回归分析表明，单位氮素库容量、单位干物质库容量、单位库容量形成的产量、抽穗期叶面积系数以及抽穗期至成熟期叶面积系数减少量对氮素籽粒生产效率有显著影响（R^2=0．749—0．805）。通径分析表明，抽穗期的单位氮素库容量和单位于物质库容量以及单位库容量形成的产量对籼稻品种氮素籽粒生产效率的影响力明显大于抽穗期叶面积系数和抽穗期至成熟期叶面积系数减少量。

氮素籽粒生产效率不同的籼稻品种物质生产和分配的基本特点

在群体水培条件下,以国内外不同年代育成的籼稻代表品种(2001年为88个、2002年为122个)为材料,于抽穗期和成熟期测定根、茎鞘、绿叶、黄叶和穗等器官的干物重及不同器官的氮素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种的氮素籽粒生产效率(NUEg)进行聚类,研究不同NUEg类型籼稻品种干物质生产与分配的特点。结果表明,(1)供试籼稻品种间NUEg的差异很大,A、B、C、D、E、F类籼稻品种的平均NUEg 2001年分别为20.51、31.04、35.64、39.46、43.555、0.92 g g-1,2002年分别为24.33、31.61、35.83、39.06、43.515、0.00 g g-1;(2)不同NUEg类型籼稻品种间生物产量差异不大,但高NUEg类型籼稻品种抽穗期干物质积累量较小,抽穗后干物质生产量大且占生物产量的比例高;(3)不同NUEg类型籼稻品种间抽穗期的根干重和茎鞘干重占全株干重的比例差异不大,但NUEg水平越高的籼稻品种,其成熟期的根重和茎鞘重占全株干重的比例越小;(4)NUEg水平越高的籼稻品种,其抽穗期和成熟期的叶片干重占全株干重的比例越小,穗干重占全株干重的比例越大。

油菜不同氮素籽粒生产效率品种氮素积累与分配特征

2007—2008年度以98个甘蓝型常规油菜品种(系)为材料,在不施氮肥(N0)和施纯氮150kghm–2(N1)2个处理下,通过测定成熟期不同器官干重、氮素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种的氮素籽粒生产效率(NUEg)聚类并分析其氮素积累与分配差异。结果表明,不同品种氮素籽粒生产效率差异较大,类型间差异极显著。不同类型品种随着氮素籽粒生产效率增加,产量增加。相关分析表明,氮素籽粒生产效率与成熟期氮素吸收总量之间相关不显著(rN0=–0.0245,rN1=–0.1131),与成熟期茎秆氮素分配比例(rN0=–0.5941**,rN1=–0.4141**)和果壳氮素分配比例(rN0=–0.6007**,rN1=–0.5374**)呈极显著负相关,与籽粒氮素分配比例(rN0=0.7954**,rN1=0.7239**)呈极显著正相关;与成熟期总籽粒数呈极显著正相关(rN0=0.5945**,rN1=0.5412**)。氮素籽粒生产效率和氮素吸收总量对产量都有显著影响,油菜品种的选育应在一定氮素吸收总量基础上,促进后期氮素从营养器官向籽粒中输送,提高氮素籽粒生产效率,从而达到高产和高氮素利用效率的统一。

油菜不同氮素籽粒生产效率类型品种干物质生产及农艺性状差异

2007～2008年度以98个甘蓝型常规油菜品种(系)为材料,通过测定初花期和成熟期不同器官干重和氮素含量以及成熟期植株农艺性状,采用组内最小平方和动态聚类方法将供试品种(系)按氮素籽粒生产效率(NUEg)从低到高依次分为6类,并研究不同类型材料间干物质生产和农艺性状差异。结果表明,成熟期总生物量、果壳干重和籽粒产量、一次分枝数和角果数可以作为NUEg的初步筛选指标。多元回归和通径分析结果表明,在干物质生产方面,成熟期籽粒和果壳干重对NUEg有显著影响,提高NUEg重点是提高花后角果干物质积累,尤其是籽粒干物质积累;在农艺性状方面,角果数、每角粒数和千粒重对NUEg有显著影响,提高NUEg首先应提高角果数,其次是每角粒数。

不同氮素籽粒生产效率油菜品种物质生产及产量构成的差异

[目的]明确不同氮素籽粒生产效率油菜品种的干物质生产及产量构成因素差异。[方法]以甘蓝型油菜品种为材料,成熟期测定各器官干物重、氮素含量以及产量构成,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种氮素籽粒生产效率(NUEg)进行聚类,研究不同NUEg类型品种干物质积累分配特性和产量构成差异。[结果]供试品种间NUEg差异很大,类型间差异显著。随着NUEg增加,类型间籽粒产量增加,籽粒干重比例增加,角果数增加,茎枝干重比例下降。进一步分析显示NUEg与籽粒干重(r2007=0.6840**,r2008=0.7374**)、籽粒干重比例(r2007=0.5703**,r2008=0.5354**)呈极显著正相关。[结论]生产上提高NUEg,可以通过高产,高角果数品种的筛选,采取合理的栽培措施促进茎枝光合产物向外输送,增加籽粒干重比例。

不同氮素籽粒生产效率油菜品种氮素积累差异研究

2007-2008年以98个甘蓝型常规油菜品种(系)为材料,在不同氮肥水平下通过测定成熟期不同器官干重、氮素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种的氮素籽粒生产效率(NUEg)进行聚类并研究了不同类型品种的氮素积累差异。结果表明,不同品种氮素籽粒生产效率差异较大,类型间达极显著差异。不同类型品种的产量随着氮素籽粒生产效率的增加而增加。不同类型品种氮素积累总量差异较小;不同类型品种随着氮素籽粒生产效率增加,茎枝和果壳积累氮素减少,籽粒积累氮素增加。相关分析结果表明,氮素籽粒生产效率与茎枝和果壳氮素积累呈极显著负相关,与籽粒氮素积累呈极显著正相关。通径分析结果表明,提高氮素籽粒生产效率首先是降低营养器官中氮素积累,其次才是增加籽粒氮素积累。

不同氮素籽粒生产效率类型籼稻品种氮素吸收利用的差异

[目的]研究不同氮素籽粒生产效率类型品种氮素吸收利用的基本特点。[方法]在群体水培条件下,以国内外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年88个2、002年122个)为材料,测定干物重、氮素含量、产量及其构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种的氮素籽粒生产效率(NUEg)从低到高依次分为A、B、C、D、EF、6种类型。[结果]供试品种间NUEg的差异很大;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种成熟期全株、根系、茎鞘叶、穗含氮率低;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种抽穗前吸氮量、成熟期总吸氮量较小;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种成熟期氮素干物质生产效率和氮素收获指数高。[结论]高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种吸氮量小、植株含氮率低、氮素利用效率高。

不同施氮量下水稻灌浆期氮磷钾的积累与氮素籽粒生产效率

选用10个氮素利用效率不同的粳稻品种,研究在3个氮素处理水平下水稻灌浆期营养物质积累的动态变化及与氮素利用效率的关系。结果表明:鞘叶和茎中氮的含量均以灌浆前期最高,以后逐渐降低,穗部氮素总积累量在整个籽粒灌浆时期均呈增加的趋势,N10、N20处理更有利于促进植株对氮的吸收及含量的提高。施氮后灌浆前期能够促进籽粒中增加磷、钾的积累,后期能加快磷、钾的转移速度。鞘叶和茎秆的氮素积累量与成熟期氮素籽粒生产效率在灌浆后期均呈负相关,鞘叶的N0和N20处理达到极显著水平,N10处理达到显著水平;3种处理水平下氮素在穗中的分配比率与成熟期氮素籽粒生产效率均达到极显著正相关,氮素在鞘叶和茎秆的分配率与成熟期氮素籽粒生产效率在灌浆后期呈负相关,所有处理中鞘叶部分达到极显著的负相关。

甘蓝型油菜氮素籽粒生产效率的杂种优势分析

[目的]研究甘蓝型油菜N素籽粒生产效率的杂种优势,为生产上N高效品种的选育提供理论参考。[方法]测定2个N肥水平下6个甘蓝型油菜亲本(浙双3号、扬油7号、ZJ1、史力佳、宁油14号和沪油16)及其完全双列杂交组合成熟期干物质生产及N素含量;分析并计算N素籽粒生产效率的杂种优势、配合力效应以及遗传力大小。[结果]N素籽粒生产效率存在明显的杂种优势;配合力方差分析表明N素籽粒生产效率受加性效应、非加性效应和细胞质效应的共同影响;遗传方差分析表明低N条件下N素籽粒生产效率的基因加性作用和非加性作用都比较重要,而高N条件下则以基因的非加性效应为主。[结论]油菜N素籽粒生产效率存在明显的杂种优势。

不同氮素籽粒生产效率油菜品种苗期叶片光合特性差异

2007—2008年度通过对不同氮肥水平下28个品种苗期叶片叶绿素含量和光合参数以及氮素籽粒生产效率的测定,结果表明:不同品种氮素籽粒生产效率差异较大,施用氮肥氮素籽粒生产效率显著降低。多数品种施用氮肥叶片叶绿素含量(SPAD值),净光合速率(Pn)增加;PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm),光化学淬灭系数(qP)增加,非光化学淬灭系数(qN)减小。叶片叶绿素含量(SPAD值)与净光合速率(Pn)之间,净光合速率(Pn)与PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)之间都表现显著正相关关系。氮素籽粒生产效率与苗期叶片PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)呈显著正相关,不施氮肥条件下氮素籽粒生产效率与SPAD值呈显著正相关。

不同甘蓝型油菜品种磷素籽粒生产效率的配合力及遗传参数分析

以22个甘蓝型油菜品种(系)为亲本(17个母本,5个父本),按NCⅡ设计配成17×5=85个F1,在不施磷肥(CK)和施P2O5150 kg/hm2(P150)两个处理条件下,对不同品系油菜磷素籽粒生产效率进行配合力和遗传参数分析。结果表明,磷素籽粒生产效率(PUEs)杂交组合平均值在P150和CK处理中分别比亲本平均值高6.41%和7.64%。离中亲优势的正向组合数明显多于负向组合数,超亲优势的正向组合数(超高亲)明显多于负向组合数(超低亲),表明PUEs存在杂种优势。PUEs的遗传参数在P150处理和CK处理中一般配合力方差相对较小,特殊配合力相对较大,PUEs遗传以非加性效应(显性效应及上位性效应)为主。在两个肥力水平下,品系9(ZS-3)的一般配合力较高,6×20(SY07×湘05499)、13×20(NY-14×湘05499)、14×21(湘05487×YY-7)三个组合的特殊配合力较高。

水稻氮素籽粒生产效率遗传分析

[目的]了解不同氮环境中水稻氮素籽粒生产效率的遗传特点。[方法]采用Dasanbyeo×TR22183杂交,构建了163个家系组成的重组自交系群体(RILs),利用主基因+多基因混合遗传模型,研究施氮、不施氮处理的水稻氮素籽粒生产效率的遗传机制。[结果]两亲本的氮素籽粒生产效率在不同处理中均存在统计学差异,RILs群体的变幅较大,极显著差异,且呈连续变异。水稻氮素籽粒生产效率属两对主基因+多基因控制,在施氮处理下的最适模型为E-1-4模型,主基因表现为显性上位作用,遗传率为51.03%,且两对主基因的加性效应不同;在未施氮处理下的最适模型为E-1-9,主基因表现为抑制作用,遗传率为41.10%。主基因间包括加性和加性上位互作效应。[结论]水稻氮素籽粒生产效率在不同的氮环境中均属两对主基因+多基因遗传控制,主基因遗传率在施氮环境中表现相对较高。

不同磷素籽粒生产效率类型油菜的物质生产及农艺性状

为筛选磷高效油菜品种,分析了不同油菜品种磷素籽粒生产效率(PUEg)。采用大田试验,以甘蓝型常规油菜品种(系)(2006-2007年度73个品种,2007-2008年度98个品种,并在2007-2008年度设置不施氮肥和150kg/hm2纯氮两个氮肥处理)为材料,通过测定成熟期植株农艺性状、各器官干物重和磷素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对品种的PUEg进行聚类(分为A、B、C、D和E五类),研究了不同PUEg类型油菜的干物质积累分配特征和农艺性状差异。结果表明:(1)PUEg与茎枝和果壳重相关不显著,但与籽粒重相关极显著。PUEg与茎枝干重占全株干重的分配比例呈负相关,与籽粒重占总干重的比例呈极显著正相关。(2)一次分枝数、角果数和总籽粒数与PUEg相关性较大,可以作为筛选高PUEg油菜品种的初步指标。(3)多元逐步回归分析表明,籽粒重对PUEg的正向作用最大,茎枝重通过籽粒重而间接影响PUEg。角果数、每角粒数和千粒重对PUEg均有正向作用,同时影响作用相互削弱,其中角果数对PUEg影响最大。

油菜籽粒品质与磷素籽粒生产效率关系研究

以98个甘蓝型常规油菜品种(系)为材料,采用大田试验,设置N1(施纯氮150 kg/hm2)和N0(不施氮肥)两个氮肥处理,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种的磷素籽粒生产效率(PUEg)进行聚类(分为A、B、C、D、E五类),研究甘蓝型油菜磷素籽粒生产效率与籽粒蛋白质和油分含量的关系。相关分析结果表明,PUEg与蛋白质含量呈极显著负相关(rN0=-0.3746、rN1=-0.2672),与油分含量呈极显著正相关(rN0=0.4105、rN1=0.3670)。PUEg与油分总量之间表现为极显著正相关,N0和N1处理相关系数分别为0.4884和0.5432。随着PUEg增加,不同类型品种中油分含量和总量逐渐增加。增施氮肥后,籽粒蛋白质含量、总量的平均值均增加,油分含量平均值减小、总量平均值增加。

氮素水平对不同氮效率基因型水稻的物质生产与分配的影响

研究了在群体水培条件下,3种氮素水平(5、15和25mg.kg-1)对6种不同氮效率利用基因型迟熟中粳水稻物质生产与分配的影响。结果表明:氮素水平、基因型对水稻氮素干物质生产效率(NUEdm)、氮素籽粒生产效率(NUEg)均有极显著的影响。6种不同氮效率基因型可分成氮高效和氮低效利用型2类。NUEdm在2类基因型水稻中总体上均随着氮素水平升高呈现上升趋势;而NUEg在氮低效基因型中表现为随氮素浓度升高而先升后降。在水稻的4个关键生育期,不同氮素水平、2类基因型之间水稻干物质积累量差异显著。成熟期,氮素水平对水稻茎鞘、根、穗的干物质分配比例影响显著,对叶片干物质分配比例影响不显著。相同氮素水平下,就平均值而言,水稻茎鞘、叶片、根系干物质比例均表现为氮低效基因型>氮高效基因型,而穗的干物质比例均表现为氮高效基因型>氮低效基因型。氮素水平对不同基因型水稻产量影响显著,同一氮素水平下均表现为氮高效型基因型水稻产量显著高于氮低效型基因型,且施氮量越大差异越大。相关分析表明,水稻各关键生育期的干物质生产量、产量、每穗粒数均与氮素水平、基因型的NUEg、NUEdm显著或极显著相关,与成熟期水稻各器官干物质分配比例相关性则相对较弱。

不同灌溉用水量对水稻产量和水分利用效率的影响

节水灌溉是提高水分利用效率和水稻高效生产的重要措施。以华南地区种植面积较广的水稻品种粤禾丝苗为材料,盆栽试验比较了4种不同灌溉用水量处理对水稻产量、生物量和水分籽粒生产效率的影响。结果表明,随着灌溉用水量的减少,水稻每穗粒数逐渐下降,结实率逐渐增加,而水稻产量先增加后减少。与CK(长期淹水灌溉,水量38.6 L/盆)相比,T2处理(长期淹水灌溉用水量的88.6%)的水稻产量增加14.55%,T4处理(长期淹水灌溉用水量的36.8%)的水稻产量减少45.28%,但T3处理(长期淹水灌溉用水量的62.4%)无明显差异,表明减少37.6%的灌溉用水量不影响水稻产量。与CK相比,T4处理的生物量显著减少50.84%,T2和T3处理无显著差异。4个处理中T3处理的水分籽粒生产效率最高,比CK显著增加62.38%。综上所述,在本试验条件下,T3处理(减少37.6%的灌溉用水量)水稻不减产,水分籽粒生产效率最高。

土壤盐分对油菜氮素积累、运转及利用效率的影响

【目的】比较不同盐分含量条件下油菜产量、品质等性状差异,初步探讨盐分含量对油菜氮素积累、运转及利用效率的影响机制。【方法】以杂交油菜宁杂1818和盐油杂3号为材料,在盐分含量为2.7 g/kg(低盐)和4.4 g/kg(高盐)的土壤上连续两年进行了田间试验。在初花期和成熟期取样,定期收集田间落叶,测定植株干物质积累量、氮素含量及籽粒品质,计算了不同盐分含量土壤条件下油菜氮素积累、运转及氮素籽粒生产效率。【结果】高盐土壤上油菜的初花期和成熟期时间较低盐土壤的推迟3~4天,产量、总生物量和氮素积累总量显著降低,宁杂1818和盐油杂3号两年产量平均下降幅度分别为23.6%和26.1%。与低盐土壤相比,高盐土壤上油菜籽粒含油量显著降低,蛋白质含量显著增加,宁杂1818和盐油杂3号两年油分含量平均下降幅度均为4.6%,蛋白质含量平均增加幅度分别为6.4%和9.4%。盐分含量对根系和叶片的氮素运转率影响较小。高盐土壤上油菜茎枝中的氮素运转率和氮素籽粒生产效率较低盐土壤的低,宁杂1818和盐油杂3号茎枝氮素运转率两年平均下降幅度均约为14.2%,氮素籽粒生产效率平均下降幅度分别为6.8%和9.3%。【结论】高盐土壤上油菜的产量、总生物量、氮素积累总量以及籽粒含油量较低盐土壤显著降低,籽粒蛋白质含量显著增加。高盐土壤上油菜茎枝中氮素运转率的显著降低是导致油菜氮素籽粒生产效率降低的重要因素之一。

施N水平对油菜杂交种及其亲本氮素利用效率的影响

通过测定不同施N水平下油菜杂交种及其亲本各器官的干物重和含N量,研究了施N水平对油菜杂交种及其亲本氮素利用效率的影响,结果表明:①油菜的氮素干物质生产效率(NUEp)、氮素籽粒生产效率(NUEg)以及氮素收获指数(NH I)均随施N水平的增加而显著降低。②不施氮肥条件下杂交种的NUEp和NUEg与其亲本相近,在施氮量为240和360 Kg/hm2条件下显著高于其亲本。③杂交种的NH I在不施N肥和360 Kg/hm2条件下与其亲本相近,而施N量为120、240 Kg/hm2时显著高于其亲本。④NUEg比NUEp和NH I更适合作为反映油菜N素效率高低的指标。