早晚季水稻氮素吸收利用的差异及生理基础

发布时间：2020-05-02 16:23

【摘要】：水稻的氮素吸收利用对产量形成具有重要作用。随着全球气候变化,气候因子对水稻生长和产量的影响受到越来越多的关注,气候因子对水稻氮素吸收利用影响的研究也深受重视。目前,氮素吸收利用的环境效应研究大都集中于不同生态区水稻氮素吸收利用的差异,对同一地点不同温光条件对水稻氮素吸收利用影响的研究还较少。为此,本研究以长江中下游稻区的早晚稻种植模式为基础,探究不同温光条件对水稻氮素吸收利用的影响及生理基础,为进一步实现氮肥高效利用奠定理论基础。本试验于2016年和2017年,以在长江中下游地区推广面积较大的两个品种:常规稻鄂早18和杂交稻两优287为材料(早、晚季相同),探究了不同种植季节(早、晚季)不同施氮水平对水稻产量的影响规律;研究了不同种植季节不同施氮水平对氮素吸收利用的影响规律及生理基础。主要试验结果如下:(1)同一季节内(早季、晚季),产量随施氮水平的提高而逐渐增加,但晚季产量增幅较低;同一品种晚季产量高于早季,早、晚季产量的差值随施氮水平的提高而减小。同一季节内,施氮量增加导致的产量增加主要是由于单位面积颖花数(11%-84%)和生物量(11%-81%)增加所致;同一品种与早季相比,晚季的单位面积颖花数增加(61%),结实率降低(8%),粒重降低(12%),生物量增加(33%),晚季颖花数和生物量的增加是晚季高产的主要原因。(2)同一季节内,不同施氮水平间辐射拦截量的差异,分别与不同施氮水平间颖花数差异和产量差异显著正相关。随施氮量增加,早、晚季间辐射拦截量差异与产量差异、颖花数差异、结实率差异、粒重差异及生物量差异表现一致。这些结果表明,施氮水平和辐射拦截量间存在相互作用,增加施氮量可增加辐射拦截量利于产量形成。(3)同一季节内,随施氮水平的提高,植株总氮积累量增加,干物质生产效率和籽粒生产效率均降低。晚季总氮积累量高于早季,然而干物质生产效率和籽粒生产效率均低于早季。辐射拦截量与氮素积累量呈显著正相关,而与氮素利用效率呈负相关。(4)同一季节内,叶片氮素积累和转运量随施氮水平的提高而逐渐增加;然而晚季施氮量提高引起的叶片氮素积累和转运的增幅低于早季。晚季叶片氮素积累与转运量高于早季。辐射拦截量与叶片氮素积累和转运均呈极显著正相关,表明了不同氮水平间辐射拦截量差异与叶片氮素积累和转运差异有紧密关系。(5)同一季节内,随施氮水平的提高,幼穗分化期(PI)和齐穗期(HD)叶片谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性逐渐升高;然而,晚季施氮水平提高引起的叶片GS和GOGAT活性的增幅低于早季。晚季叶片GS和GOGAT活性高于早季,早晚季间叶片GS和GOGAT活性差异随施氮水平提高而减小。PI和HD期早季日平均温度和日平均辐射量(24.5℃和15.2 MJ m~(-2) d~(-1))低于晚季(28.8℃和16.4 MJ m~(-2) d~(-1))。这些结果表明晚季较好的温光条件(较高的温度)有利于GS和GOGAT活性,增加施氮量也可缓解温光条件差异对GS和GOGAT的影响。因此,施氮水平和温光条件之间存在相互作用,共同影响着GS和GOGAT活性。(6)幼穗分化期(PI)和齐穗期(HD)叶片GS和GOGAT活性与叶片氮素积累和转运均呈显著正相关关系,表明GS和GOGAT活性可以促进叶片氮素积累和转运。总体上,种植季节和施氮水平之间存在相互作用。晚季充足的温光条件,有利于氮素积累和转运,有利于产量形成。早、晚种植季间温光条件存在着一定差异,增加施氮量可减缓温光条件不同造成的产量差异。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511

【参考文献】