全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
此文于 1997 年 8 月 11 日收到。
本项研究为国家科委“九·五”重大科技攻关项目 95 - 001 - 01 研究内容之一。
不同杂交水稻吸氮特性与物质生产的关系
黄见良　李合松　李建辉　邹应斌　陈开铁
(湖南农业大学　长沙　410128)
应用15N 示踪技术探讨了两系亚种间杂交稻 PE037 ×0248 和三系杂交组合汕优
63 对氮素的吸收特性与物质生产的关系。结果表明 ,两个组合对氮素的吸收均以中
期最高 (各占全生育期吸氮总量的 65 %左右) 、前期次之、后期最少。两者吸氮速率
高峰均在移栽后 30d ,两系杂交稻为 4172kgN·hm - 2·d - 1 ,三系杂交稻为 4180kgN·
hm - 2·d - 1 。对15N 标记肥料氮的吸收随着生育期的推移而逐渐减少 ,而对土壤氮的
吸收则相反。稻株全生育期吸氮总量 ,约 20 %来源于当季所施用的肥料 ,80 %来源
于土壤。两者氮素在稻株体内的分配比例存在差异 ,在稻草中的分配比例 ,两系杂交
稻高于三系杂交稻 ,而在稻谷中的分配比例 ,两系杂交稻则低于三系杂交稻。
各生育期干物质积累量与氮素积累量呈极显著正相关 ,两系杂交稻相关系数为
019621 3 3 ,三系杂交稻为 019444 3 3 。两个组合干物质积累均以中期最高 (各占全生
育期的 60 %左右) 、后期次之、前期最少。干物质积累速率的高峰均在移栽后 40d ,前
者为 399130kg·hm - 2·d - 1 ,后者为 372190kg·hm - 2·d - 1 。干物质积累总量 ,两系杂
交稻高于三系杂交稻 ,而稻谷产量两系杂交稻则低于三系杂交稻。
关键词 :水稻 　杂交组合 　15N 示踪 　吸收/ 运转
前 言
湖北光敏核不育水稻 ( HPGM)自 1973 年被发现以来 ,人们相继开展了遗传、生理生化及
生态方面的研究[2 ,3 ] ,笔者于 1995～1996 年期间以三系杂交稻为参比 ,从植物营养的角度研
究了两系亚种间杂交稻的吸氮特性与物质生产的关系 ,以探明它们之间的内在联系 ,为高产栽
培技术提供依据。
材 料 与 方 法
供试材料　三系法品种间杂交稻汕优 63 (组合 A) ,两系法亚种间杂交稻 PE037 ×02428
(组合 B) 。
田间试验 　试验于 1995～1996 年在湖南农业大学教学实验场进行。供试土壤为中等肥
力的红黄泥田 ,小区面积 20m2 ,栽培密度 1616cm ×20cm。施肥量和施肥方法 :过磷酸钙
750kg·hm - 2作基肥 1 次施入 ;氯化钾 300kg·hm - 2按基肥、分蘖肥各 50 %施入 ,氮肥用尿素按
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纯氮 105kg·hm - 2计 ,基肥 30 % ,分蘖肥 20 % ,穗肥 20 % ,粒肥 30 %分次施入 ,重复 4 次。在供
试小区内设15N 示踪框区 ,每框栽 6 株 ,并施15N2尿素 4155g (丰度 4100 %) ,15N 丰度用质谱法
测定。
结 果 与 分 析
(一) 杂交组合吸氮特性
11 氮素积累的特点 :若将水稻在本田生育期划分为前、中、后期 3 个时期 ,即自移栽至有
效分蘖终止期为前期 (0～20d) ,有效分蘖终止期至始穗期为中期 (21～60d) ,始穗期至完熟期
为后期 (61～103d) 。测定结果表明 (表 1) ,前、中、后期吸收的氮素占全生育期总吸氮量的比
例 ,组合 A 和组合 B 分别为 23188 %、63136 %、12176 %和 17151 %、65196 %、16153 %。两个
组合均为中期最高、前期次之、后期最少。但吸氮总量 ,组合 B 比组合 A 多 10199 %。
表 1 　各生育期吸氮量及其比例
Table 1 　N absorbed and percentage in total N at different growth stages
生育期
Growth stages
组　合　A
Hybrid combination A
吸 氮 量
N absorbed
(kgN·hm - 2)
占总吸收量
Percentage
in total N
( %)
组　合　B
Hybrid combination B
吸 氮 量
N absorbed
(kgN·hm - 2)
占总吸收量
Percentage
in total N
( %)
前期 (0～20 d) 32143 ±1107 23188 26140 ±1103 17151
Early stage
中期 (21～60 d) 86104 ±3114 63136 99142 ±4193 65196
Mid2stage
后期 (61～103 d) 17133 ±0196 12176 24191 ±1131 16153
Late stage
总　　量 135180 100100 150173 100100
Total
　　不同杂交组合植株含氮量高峰在生育前期 (移栽后 10d) ,组合 A 为 4136 % ,组合 B 为
4137 % ,而后迅速下降 ,至移栽后 50d 方趋于平稳 (图 1) 。而吸氮速度高峰则在生育中期 (移
栽后 30d) ,组合 A 为 4180kgN·hm - 2·d - 1 ,组合B 为 4172kg·hm - 2·d - 1 ,整个生育期只出现一
个明显的高峰。这表明杂交组合对氮素的吸收速率 ,自移栽返青后逐渐提高 ,直至幼穗分化期
(移栽后 30d)达最高 ,以后逐渐下降。
21 杂交组合对肥料氮和土壤氮的吸收 :15N 示踪试验表明 (表 2) ,杂交组合 B 所吸收的肥
料氮 ( FN) ,随生育期的推移而逐渐减少 ,而对土壤氮 (SN) 的吸收则随生育期的推移而逐渐增
加。对肥料氮的吸收以前期最高 (39180 %) 、中期次之 (14128 %) 、后期最少 (9121 %) ;而对土
壤氮的吸收则相反 ,SN/ FN 由前期的 1154 增加至后期的 9185。植株全生育期所吸收的氮
素 ,约 20 %来源于当季所施用的肥料氮 ,组合 A 与组合 B 类似 ,这表明 ,杂交组合所吸收的氮
素主要来源于土壤氮。
31 氮素在稻株体的分配 :成熟期测定结果表明 (表 3) ,氮素在稻株体内的分配 ,两个组合
均以穗部最高 ,茎叶次之 ,根部最少。但在稻草和稻谷中的分配 ,不同组合表现出差异 ,在稻草
中的分配比例 ,组合 A 低于组合 B ,而在稻谷中的分配比例 ,组合 A 高于组合 B。
09 核　农　学　报 12 卷
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图 1 　不同杂交组合吸 N 速率与含 N 量的比较
Fig. 1 　Comparison of N absorption rate and N content between various hybrid combination of rice
o :组合 A 吸 N 速率
N absorption rate
of hybrid com2
bination A
+ :组合 A 含 N 量
N content of
hybrid com2
bination A
△:组合B 吸 N 速率
N absorption rate
of hybrid com2
bination B
·:组合 B 含 N 量
N content of
hybrid com2
bination B
表 2 　杂交稻对15 N标记肥料氮( FN)和土壤氮( SN)的吸收
Table 2 　N Absorbed from 15N2fertilizer ( FN) and soil (SN) in hybrid rice
生育期
Growth
stage
组合
Hybrid
combina2
tion
来自15N 标记肥料氮
N absorbed from 15N2fertilizer
(SN ,kgN·hm - 2)
穗
Spike
茎 叶
Stem and
leave
合 计
Total %
来自土壤氮
N absorbed from soil
( FN ,kgN·hm - 2)
穗
Spike
茎 叶
Stem and
leave
合 计
Total %
SN/ FN
前 　期 A 121465 121465 38143 191965 191965 61157 1160
Early
stage B 101545 101545 39180 151945 151945 60119 1151
(0～21d)
中 　期 A 121675 121675 14173 731365 731365 85127 5178
Mid2stage
(21～60d) B 141205 141205 14128 851205 851205 85172 5199
后 　期 A 181210 - 161350a 11860 10173 + 791770 - 641300a 151470 89126 8131
Late stage ( - 68196) b
(61～103d) B 191140 - 161845 21295 9121 + 100162 - 781005 221615 90179 9185
(
- 63145) ( - 77112)
总　量 A 181210 81790 27100 19198 291030 1081080 80101 4100
Total
(0～103d) B 191140 71905 271045 19194 231145 1231765 82107 4158
注 :a.“ - ”号表示茎叶前、中期吸收的氮向穗部转移 ;b. 括号内数据为茎叶前、中期积累的氮素向穗部转移的百分数。
Note :a.“ - ”represent N absorbed at early stage translocated to spike of late stage ;
b. Data in parenthesis represent percentage of translocation.
19　2 期 不同杂交水稻吸氮特性与物质生产的关系
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　　表 2 和表 3 表明 ,在营养生长期稻株吸收的15N 标记肥料氮集中分布于茎叶中 ,而生殖生
长期则主要集中于穗部。并且稻株前、中期积累于茎叶中的15 N 肥料氮在成熟期约 65 %转移
至穗部 ,土壤氮转移的比例更大 ,组合 A 为 68190 % ,组合 B 为 77112 %(表 2) 。这表明杂交稻
营养器官在前、中期吸收的氮素随着器官的衰老 ,大部分可以向穗部转移。
表 3 　总氮及肥料氮在稻株体内的分配
Table 3 　Distribution of total N and fertilizer N in rice plant ( %)
组合
Hybrid
combinaton
穗　部
Spike
茎　叶
Stem and
leave
根
Root
稻　谷
Rough rice
稻草
Straw
氮　的　分　配
Distribution of total N absorbed
A 62117 31167 6116 65124 34176
B 61186 30194 7120 63154 36145
15N 标记肥料氮的分配
Distribution of N absorbed from 15N2fertilizer
A 60123 34136 5141 62167 37132
B 60149 33102 6148 61137 38162
(二) 杂交组合干物质积累与氮素营养的关系
11 干物质积累及其特点 :各生育期干物质积累及其分配 ,两个组合均以中期 (21～60d) 最
高 ,占全生育期干物质积累总量的 60 %左右 (表 4) 。比较不同组合全生育期干物质积累总量 ,
组合 B 高于组合 A19113 %。可见 ,亚种间杂交稻具有较强的干物质积累优势。
表 4 　各生育期干物质积累
Table 4 　Accumulatiom of dry matter at different stages
组　合
Hybrid
combination
前期 (0～20d)
Early stage
(kg·hm - 2) 　　( %)
中期 (21～60d)
Mid2stage
(kg·hm - 2) 　　　( %)
后期 (61～103d)
Late stage
(kg·hm) - 2 　　　( %)
合　计
Total
(kg·hm - 2)
A 985150 5195 9889150 59168 5694100 34136 16569115
B 800170 4106 11992180 60175 6946120 35119 19379170
　　21 干物质积累与氮素的关系 :若将自移栽每隔 10d 作为 1 个间隔 ,将本田生育期划分为
10 个间隔期。测定结果表明 (表 5) ,两者的吸氮速率以移栽后 30d 为最高 ,而干物质积累速率
则以移栽后 40d 为最高 ,以后逐渐下降 ,两个组合的趋势类似。表明杂交组合吸氮速率高峰在
前 ,干物质积累高峰在后 ,显然这有利于干物质的积累。在各间隔期内 ,若以干物质日增重为
因变量 y (kgN·hm - 2·d - 1) ,以日吸氮量为自变量 x ( kgN·hm - 2·d - 1) ,则杂交组合干物质日
增重与日吸氮量的相关方程分别为 :
YB = - 0. 9308 + 123. 71163X 　　( r = 0. 9621 3 3 ) 　　　　　
YA = - 9. 7511 + 115. 6065X 　　( r = 0. 9444 3 3 ) 　 　　　　
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表 5 　各生育期干物质日增重与日吸氮量的关系
Table 5 　Correlation of dry matter daily increase and daily N absorption (kg·hm - 2·d - 1)
生育期
Growth
stage
(d)
A
干物质日增重
Dry matter
daily increase
日吸氮量
N daily
absorption
B
干物质日增重
Dry matter
daily increase
日吸氮量
N daily
absorption
0～10 14112 0162 6190 0130
11～20 84145 2163 73120 2136
21～30 175165 4180 215140 4171
31～40 372190 2121 399130 2168
41～50 249145 0198 312130 1177
51～60 190195 0163 272110 0176
61～70 98110 0144 148150 0160
71～80 103108 0154 1261300 0153
81～90 130102 0153 159100 0139
91～103 237190 0117 260170 0174
　　31 氮对干物质生产的贡献 :稻株体内氮素的积累 ,有利于叶绿素含量的增加和光合产物
的积累[1 ] 。各生育期干物质积累量随吸氮量的提高而增加。吸氮速率高峰期是在移栽后
30d ,而干物质积累高峰期是移栽后 40d ,两个组合有类似的趋势。全生育期累积吸氮量和干
物质积累总量都是组合 B 高于组合 A ,前者比后者分别高 11105 %和 19114 %(表 2 ,表 4) 。
比较表 2 和表 6 可知 ,氮素积累总量较多的组合 B ,其稻谷产量反而低于氮素积累总量较
少的组合 A。这是因为两种不同的基因型杂交组合 ,对氮素利用效率也存在差异。由于组合
B 籽粒充实度不够。结实率和千粒重较低 (表 6) ,从而导致生物产量高而稻谷产量低的现象。
可见 ,结实率较低和充实度较差影响着亚种间杂交优势的应用[4 ] 。
表 6 　产量构成因素的比较
Table 6 　Comparisom of yield2forming factors
组　　合
Hybrid
combination
穗粒数
Grains per
spike
结实率
Fertility
( %)
千粒重
10002grain
weight
(g)
理论产量
Theoretical
yield
(kg. hm - 2)
A 14316 6911 2713 8631175
B 26119 4414 2313 8128120
讨 论
11 在本试验条件下 ,三系杂交稻汕优 63 生产稻谷 8631175kg·hm - 2 ,吸氮总量为 13518kg
·hm - 2 ,而两系杂交稻 PE037 ×0248 生产稻谷 8128120kg·hm - 2 ,吸氮总量则为 150181kg·
hm - 2 ,可见 ,两者吸收养分的数量相当可观。其中所吸收的氮素有 80 %来自土壤 ,仅 20 %来
自当季施用的肥料。因此 ,为了维持较高的产量水平 ,除必须施用适量的肥料外 ,培肥土壤 ,保
39　2 期 不同杂交水稻吸氮特性与物质生产的关系
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持和提高土壤肥力显得更为重要。比较两系杂交稻和三系杂交稻的吸氮特性 ,两者的吸氮速
率、氮素积累及植株含氮量的动态变化均表现出一致的趋势。因此 ,笔者认为 ,在生产上两系
亚种间杂交稻可参考三系杂交稻的施肥理论和技术来指导施肥。
21 作物的物质生产在较大程度上受氮素营养所左右[5 ] 。氮肥用量确定之后 ,施氮时期及
其配比就成了关键性因素。在本试验条件下 ,两个组合均以生育中期 (移栽后 40d) 吸氮最多。
各占全生育期吸氮总量 60 %左右 ,对于大穗型的杂交组合 ,在施肥方法上可采用“前稳攻中
法”,即基肥、分蘖肥、穗肥、粒肥比为 4∶115∶3∶115 [6 ] 。
31 适宜的生物产量是经济产量的基础 ,生产一定的物质量必定要吸收一定数量的养分。
在本试验条件下 ,两系和三系杂交稻分别要获得约 8000kg·hm - 2和 8600kg·hm - 2的稻谷产
量 ,始穗期 (移栽后的 60d)干物质则分别约为 11000kg·hm - 2和 13000kg·hm - 2 ,过多的生物产
量会导致田间荫蔽而使结实率下降 ,太少则穗粒不足。
参 考 文 献
1 　李泽炳等编著 1 杂交水稻的研究实践 1 上海 :上海科学技术出版社 ,1982 ,227～228
2 　刘文芳等 1 光长、光质对湖北光敏核不育水稻的发育与花粉败育影响的研究 ,武汉大学学报 ,1987 (湖北光敏核不育水稻
专集) :29～33
3 　关文瑜等 1 短日照在光敏核不育水稻幼穗发育中的作用探讨 1 杂交水稻 ,1990 , (6) :38～41
4 　袁隆平 1 两系法杂交水稻研究的进展 1 中国农业科学 ,1990 ,22 (3) :1～6
5 　金继运等 1 化肥在农业生产中的作用和展望 1 作物杂志 ,1997 , (2) :5～9
6 　黄继茂 1 水稻氮素调控技术总结 1 土壤肥料 ,1987 , (5) :7～10
7 　陈铨荣等 1 利用15N 示踪研究水稻氮素调控 1 土壤情报 ,1987 , (5) :210～213
RELATION BETWEEN N ABSORPTION CHARACTERISTIC AND
D RY MATTER PROD UCTION FOR VARIOUS HYBRID RICE
Huang Jianliang 　Li Hesong 　Li Jianhui 　Zou Yingbin 　Chen Kaitie
( Hunan A gricult ural U niversity , Changsha ,410128)
ABSTRACT
With t wo2l ine intersubspecif ic hybrid rice PE037 ×02428 and ternary hybrid rice Shanyou2
63 as experimental material ,the relation bet ween nitrogen absorbing characteristic and dry mat2
ter prduction was studied. The result are as follows : N absorbed by rice plant at the mid2stage
( about 65 % in total Nabsorbed) was the most. The high peaks of Nabsorbing rate were obtained
at 30d after transplantation ( PE037 ×02428 was 4172kg·hm - 2 d - 1 , Shanyou 63 was 4180kg·
hm - 2·d - 1) . N absorbed from 15 N2fertil izer by plant decreased with growing time , while N from
soil increased with time. About 20 % of N absorbed was from fertil izer and 80 % from soil at
harvest time. However , N absorbed by plant was found more in stra w for PE037 ×02428 than
Shanyou 63. The accumulation rate of dry matter and N absorbing rate were highly correlated
( rPE037 ×02428 = 019621 3 3 ,rShanyou 63 = 019444 3 3 ) .
Key words : Rice , hybrid combination , 15 N tracer technique , absorption/ t ranslocation , dry
matter production
49 Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
1998 ,12 (2) :89～94