全 文 :书植物营养与肥料学报 2015,21(2):277-287 doi牶1011674/zwyf.20150201
JournalofPlantNutritionandFertilizer htp://www.plantnutrifert.org
收稿日期:2014-01-14 接受日期:2014-09-16
基金项目:农业部公益性行业科研专项(201303129);国家粮食丰产科技工程项目(2011BAD16B05,2013BAD07B13-2);四川省育种攻关项
目(2011NZ0098)资助。
作者简介:赵敏(1990—),女,四川江油人,硕士研究生,主要从事水稻机械化栽培理论及技术研究。Email:1184374736@qq.com
通信作者 Tel:028-86290972,Email:rwjun@126com
不同基因型机插稻植株氮素积累运转特性
赵 敏1,胡剑锋1,钟晓媛1,张 强1,周 虹2,任万军1
(1四川农业大学农学院,农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室,四川温江 611130;
2四川省农业技术推广总站,四川成都 610041)
摘要:【目的】明确机械化育插秧条件下不同基因型水稻氮素吸收利用的特点,分析提高其氮素吸收利用的途径。
【方法】以3个中籼中熟杂交稻、3个中籼迟熟杂交稻、4个粳稻共计10个品种为材料,采用随机区组大田试验设
计,测定不同生育时期各器官干物重和氮素含量、产量等,研究了不同基因型机插稻植株氮素积累、分配和运转特
性的差异及其原因。【结果】1)育插秧机械化条件下水稻植株氮素积累符合 Logistic曲线增长规律。2)整个生育
期机插稻植株含氮量呈下降趋势,粳稻植株的含氮量在生长中期(拔节期—抽穗期)高于杂交籼稻,而后逐渐降低,
到成熟期极显著低于杂交籼稻,中籼中熟杂交稻因降低缓慢到成熟期植株含氮量最高。3)粳稻植株的终极氮素积
累量最低,中籼中熟杂交稻和中籼迟熟杂交稻终极氮素积累量平均比粳稻高230%和331%。4)中籼中熟杂交
稻抽穗期—成熟期氮素积累量最大,在氮素积累上具有后发优势,且穗部分配率、叶片与茎鞘氮素表观转运率、氮
素籽粒生产效率和氮素转运效率均较高,说明育插秧机械化条件下,中籼中熟杂交稻品种的氮素在转运和利用上
具有高效性。其中,F优498的终极氮素积累量高,且具有前期积累快,后期运转分配合理等优势。5)中籼迟熟杂
交稻氮素积累出现最大增长速率较晚,平稳持续增长时间较长,终极积累量最大,但氮素积累对产量的贡献没有优
势。6)粳稻中杂交粳稻69优8号相比其他粳稻品种,氮素积累量大且产量高,也具有氮素转运和利用的高效性。
【结论】机插稻植株氮素积累转运特性受不同基因型的显著影响。本研究采用植株含氮量、终极氮素积累量、百千
克籽粒吸氮量等反映机插稻氮素吸收转运特性的指标进行比较发现,在育插秧机械化条件下,中籼中熟杂交稻相
比中籼迟熟杂交稻和粳稻氮素具有积累转运和利用高效性,其中 F优498在氮素积累、分配并促进产量形成方面
具有遗传上的优势。中籼迟熟杂交稻虽具有氮素积累量潜力,但氮素积累对水稻产量的贡献相对较低。机插粳稻
氮素积累较低,但相比其他粳稻品种机插杂交粳稻69优8号具有氮素积累量大且产量高的潜力,较适合机插。
关键词:水稻;机插;基因型;氮素积累;氮素利用
中图分类号:S511;S1431 文献标识码:A 文章编号:1008-505X(2015)02-0277-11
DiferencesinNaccumulationandtranslocationinthe
machinetransplantedricegenotypes
ZHAOMin1,HUJianfeng1,ZHONGXiaoyuan1,ZHANGQiang1,ZHOUHong2,RENWanjun1
(1ColegeofAgronomy,SichuanAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofCropPhysiology,Ecology,andCultivationinSouthwest
China,Wenjiang611130,China;2SichuanGeneralPopularizationCentreofAgriculturalTechnique,Chengdu610041,China)
Abstract:【Objectives】TheexperimentalobjectiveistoinvestigatethediferencesinNuptakeandutilizationin
themachinetransplantedricegenotypesandexploreanefectivepathwayimprovinguptakeandutilizationofNin
themachinetransplantedricegenotypes.【Methods】Afieldexperimentwasdesignedinrandomizedblocksto
determinetheNcontent,yields,thecharacteristicsofNaccumulationanddrymaterweight,distributionand
translocationofNinthediferentmachinetransplantedricegenotypesatthegrowthstagesofthreemedium
maturingvarieties,threelatematuringvarietiesandfourjaponicaricecultivars,andexplainthereasonscausingthe
diferencesinthecharacteristicsmentionedabove.【Results】1)TheaccumulationdynamicsofNinthemachine
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
transplantedricewasexhibitedbyalogisticcurve.2)Ncontentinthemachinetransplantedricedecreasedthrough
thegrowthperiod.ThecontentofNinjaponicaricecultivarswashigherthaninindicahybridricecultivarsduring
jointingheading,thenthatwasgradualydecreasedandbecamelowerthaninindicahybridricecultivarsat
maturity.ThecontentofNinmediummaturingindicahybridricecultivarsreachedthehighestvalueatmaturity
stage.3)TheultimateNuptakeinthejaponicaricecultivarswas230% lowerthaninmediummaturingindica
hybridricecultivars,and331% lowerthaninlatematuringindicahybridricecultivars.4)Mediummaturing
indicahybridricecultivarsexhibitedthehighestNaccumulationduringheadingmaturity,andahighlyN
distributionratiointhepanicle,highlyapparentNtranslocationrateintheleafandstemsheadwithahigherN
grainproductioneficiencyandNtranslocationeficiency,indicatingthattheaccumulationandtranslocation
eficiencyofNinthemediummaturingindicahybridricecultivarsweresignificantlyhigherthanthoseinthelate
maturingindicahybridricecultivarsandjaponicaricecultivarsundertheplantingmechanization.Fyou498from
mediummaturingindicahybridriceshowedmuchhigherNuptakethantheothers,andhadanadvantageofrapid
NaccumulationattheearlygrowthstageandreasonableNdistributionatthelategrowthstage.5)Latematuring
indicahybridricecultivarsdemonstratedthebiggestenhancementrateinNaccumulationfrom84to91d,anda
steadyNaccumulationduringthewholegrowthperiod,andthehighestNuptake,butwhichwasnotbeneficialto
yieldformation.6)Cultivar69you8hashigherNuptakesandyieldthantheotherjaponicaricecultivars,anditsN
accumulationandtranslocationeficiencywassignificantlyhigherundertheplantingmechanization.【Conclusions】
DiferentgenotypesaresignificantlydiferentinthecharacteristicsofNaccumulationandtranslocationunder
machinetransplantingcondition.TheaccumulationandtranslocationeficiencyofNinthemediummaturingindica
hybridricecultivarsissignificantlyhigherthanthoseinthelatematuringindicahybridricecultivarsandjaponica
ricecultivars.Fyou498,amediummaturingindicahybridricecultivar,demonstratesgeneticadvantagesintheN
accumulation,distributionandyieldformation.LatematuringindicahybridricecultivarshavepotentialinhighN
accumulation,which,however,doesnotshowgoodtoyieldformation.Naccumulationinthejaponicarice
cultivarsisrelativelylow.Amongthejaponicaricecultivars,69you8hassignificantlyhigherNaccumulationand
yieldundertheplantingmechanization,showingbetersuitabilityforplantingmechanization.
Keywords牶rice牷transplantingmechanization牷genotype牷Naccumulation牷Nutilization
我国是世界上主要的产稻国之一,种植面积约
占世界水稻种植面积的1/5[1]。氮素在营养器官和
生殖器官中的积累、转化和吸收利用对水稻的生长
发育、产量和品质形成起决定性作用[2-5]。明确不
同基因型机插稻植株氮素的吸收、利用规律,不仅可
以为生产上合理运筹氮肥提供重要依据[2,6],而且
是水稻氮素营养性状改良的必要环节[7]。不同基
因型水稻间的氮效率存在显著差异[8-11]。Singh
等[8]研究发现,不同基因型水稻氮素利用效率及其
构成因素随供氮水平的增加而降低的幅度是不同
的。单玉华等[9]对籼稻和粳稻研究表明,籼稻植株
的氮素利用效率明显高于粳稻,且籼稻和粳稻在氮
素吸收利用上存在较大差异。陈明霞等[12]和徐阳
春等[13]研究表明,不同基因型水稻地上部总干物质
重、氮素积累量、氮素籽粒生产效率均存在基因型差
异。董桂春等[14]研究表明,不同生育期类型水稻品
种的氮素吸收利用存在差异,同一生育期的籼稻品
种和粳稻品种在吸氮能力、氮素籽粒生产效率方面
也不同。李敏等[15]研究表明,高生产力类型水稻品
种较中、低生产力类型,具有够苗前氮素积累快,够
苗至拔节期积累少,拔节至抽穗期积累稳,抽穗至成
熟期积累多,且抽穗后氮素向籽粒转移量大但不过
量的特点。国内有关水稻基因型氮素吸收、利用效
率的差异虽有一定研究,但主要集中在手插和抛秧
方面,有关育插秧机械化条件下,特别是以四川为典
型代表的杂交中籼稻区,不同基因型水稻品种氮素
积累和转化差异的研究尚鲜见报道。本文以4个粳
稻品种和在西南地区推广面积较大的6个籼型杂交
中稻品种为研究对象,分析不同基因型水稻在机械
化育插秧条件下氮素积累特性,以期为生产上选择
适于机械化育栽插的水稻品种,同时为不同基因型
水稻品种制定相应的栽培技术提供理论依据。
872
2期 赵敏,等:不同基因型机插稻植株氮素积累运转特性
1 材料与方法
11 试验地点及条件
试验于2012年在成都郫县古城镇花牌村实施,
试验田前作为青菜。土壤主要理化性质:pH596,
有机质 455g/kg,全氮 087g/kg,速效氮 1472
mg/kg,速效磷545mg/kg,速效钾655mg/kg。
12 试验设计
供试品种包括中籼中熟杂交稻(MIHR)、中籼
迟熟杂交稻(LIHR)、粳稻(JR)共计10个品种,具
体见表1。试验采用单因素随机区组设计,重复 3
次。4月13日采用塑盘旱育秧,将已培肥的床土放
入规格为28cm×58cm的塑盘,采用四川川龙拖拉
机制造有限公司生产的一鸣牌全自动播种流水线播
种,田间苗床育秧,通过给流水线换条形播种器实现
机器条播,机条播规格为每盘播种24行。播种前浸
种24h,滤干,不进行催芽处理,每个品种育6盘,播
量为50g/盘,秧龄30d,2叶1心和移栽前2d分别
追施尿素6g/m2。用洋马 VP6E型插秧机移栽,栽
插规格14cm×30cm,插秧机秧块取秧面积和送秧
速度采用固定值,小区面积24m2(10m×24m),
移栽后不补苗。施纯氮180kg/hm2,各时期施氮比
例为基蘖肥∶穗肥=6∶4,其中,基肥∶分蘖肥=7∶3,
促花肥∶保花肥=6∶4。按 N∶P2O5∶K2O为2∶1∶2
确定磷、钾肥使用量。磷肥全作基肥,按基肥∶穗肥
(促花肥)=5∶5比例施钾肥。其他田间管理措施
按大面积生产进行。
表1 供试水稻组合
Table1 Ricecultivarcombinations
类型
Type
品种
Cultivar
生育期 (d)
Growthday
亲本来源
Parentalsource
选育单位
Cultivarprovider
中籼中熟杂交稻
Mediummaturing
indicahybridrice
川香优3号 CXY3 150 川香29A/成恢488 四川省农业科学院作物研究所/四川
天宇种业有限公司
F优498FY498 152 江育F32A/蜀恢498 四川农业大学水稻研究所/四川省江
油市川江水稻研究所
宜香优2168YXY2168 152 宜香1A/HR2168 四川农业大学农学院/宜宾市农业科学院
中籼迟熟杂交
Latematuring
indicahybridrice
德香4103DX4103 153 德香074A/泸恢H103 四川省农业科学院水稻高粱研究所
泰优99TY99 160 D62A/泸恢1345 四川省农业科学院水稻高粱研究所
Ⅱ优498ⅡY498 160 Ⅱ-32A/蜀恢498 四川农业大学水稻研究所
粳稻
Japonicarice
69优8号 69Y8 157 69A/R11238 徐州农业科学研究所
徐稻6号 XD6 165 95-3/泸恢1345 徐州农业科学研究所
连粳10号 LJ10 165 连粳321/浙405 连云港市农业科学院
W021 165 镇稻88/连粳4号//W003南京农业大学农学院
13 测定项目与方法
每小区定点20穴分别于分蘖盛期、拔节期、孕
穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期调查茎蘖数。按平均
茎蘖数法取样,每小区取3穴,取回后去根,分叶片、
茎鞘和穗(抽穗后)烘干称重。样品粉碎后,用万分
之一电子天平称取02g样品,加定氮催化片1片,
浓硫酸10mL,经380℃消煮90min,采用FOSS8400
全自动凯氏定氮仪测定其含氮量[16]。
植株含氮量(Ncontentofrice,%)=(单位面积
叶片干物重×叶片含氮量+单位面积茎鞘干物重×
茎鞘含氮量 +单位面积穗干物重 ×穗含氮量)/单
位面积全株地上部(茎、叶和穗)干物重×100;
叶片(茎鞘、穗)氮素积累量(Naccumulation,
kg/hm2)=各时期单位面积叶片(茎鞘、穗)干物重
×叶片(茎鞘、穗)含氮量;
氮素积累总量(TotalNaccumulation,kg/hm2)
=单位面积地上部各器官(叶片、茎鞘、穗)氮素积
累量之和;
叶片(茎鞘)氮素转运量(Ntransferedfrom
leaves,kg/m2)=抽穗期叶片(茎鞘)氮积累量 -成
熟期叶片(茎鞘)氮积累量;
叶片(茎鞘)氮素表观转运效率(ApparentN
972
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
translocationrateofleaves,%)=叶片(茎鞘)氮转运
量/抽穗期叶片(茎鞘)氮积累量×100;
叶片(茎鞘)氮素转运贡献率(Ntranslocation
contributionrate,%)=氮素转运量/成熟期穗部氮
素积累总量×100;
氮素干物质生产效率(Ndrymaterproduction
eficiency,kg/kg)=成熟期单位面积全株地上部
(茎、叶和穗)干物重/成熟期氮素积累总量;
氮素 籽 粒 生 产 效 率 (N grain production
eficiency,kg/kg)=稻谷产量/成熟期氮素积累
总量;
氮素转运效率(Ntranslocationeficiency,%)=
(抽穗期茎叶氮素积累总量 -成熟期茎叶氮素积累
总量)/抽穗期茎叶氮素积累总量×100;
百千克籽粒吸氮量(Nuptakeper100kgof
grain,kg)=成熟期氮素积累总量/稻谷产量×100。
14 统计分析
运用MicrosoftExcel处理数据。用DPSV705
系统 软 件 分 析 数 据,用 LSD(leastsignificant
diferencetest)进行样本平均数的差异显著性比较。
2 结果与分析
21 不同基因型机插稻植株含氮量的比较
由表2可得出,随生育进程推进,水稻植株含氮
量呈下降趋势,且下降趋势呈先快后慢。在拔节期、
孕穗期、抽穗期这三个生育时期,三种水稻类型的氮
素含量表现为,粳稻 >中籼中熟杂交稻 >中籼迟熟
杂交稻,且三者之间差异达到显著或极显著水平;分
蘖期、灌浆期、成熟期中籼中熟杂交稻植株含氮量均
最高,粳稻最低且成熟期显著低于中籼中熟杂交稻
和中籼迟熟杂交稻;整个生育期中籼中熟杂交稻氮
素含量均高于中籼迟熟杂交稻,且拔节期、抽穗期和
灌浆期分别高450%、1128%和593%。除拔节
期和灌浆期较低外,其他时期中籼中熟杂交稻中宜
香优2168的氮素含量均最高,且孕穗期、抽穗期和
成熟期极显著或显著高于 F优498和川香优3号。
中籼迟熟杂交稻中德香4103的氮素含量除分蘖期
和拔节期较低外均最高,且极显著高于泰优99和Ⅱ
优498。在粳稻品种中,69优8号的氮素含量在分
蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期4个生育时期均最低,
且极显著或显著低于连粳10号、W021和徐稻6号
这3个品种。
表2 不同水稻品种的植株含氮量(%)
Table2 Nitrogencontentindiferentricecultivars
类型
Type
品种
Cultivar
分蘖期
Tilering
拔节期
Jointing
孕穗期
Booting
抽穗期
Heading
灌浆期
Filing
成熟期
Maturity
中籼中熟杂交稻
Mediummaturing
indicahybridrice
YXY2168 380aA 234bB 194aA 166aA 121bB 119aA
FY498 371aAB 239aA 166bB 133cC 124bB 111bAB
CXY3 361bB 222cC 166bB 144bB 130aA 108bB
平均Mean 370aA 232bB 176bB 148bB 125aA 113aA
中籼迟熟杂交稻
Latematuring
indicahybridrice
DX4103 366abA 237bB 187aA 147aA 127aA 113aA
TY99 362bA 251aA 169bB 119cC 110cC 109bB
ⅡY498 377aA 177cC 161cC 132bB 116bB 110bB
平均Mean 368aA 222cC 173cB 133cC 118bB 111aA
粳稻
Japonicarice
69Y8 371bA 240cC 173dD 138cB 124bA 106aA
LJ10 381aA 279bB 200cC 167aA 126abA 106aA
W021 380aA 275bB 203bB 152bcAB 119cB 100bB
XD6 380aA 300aA 210aA 159abAB 128aA 108aA
平均Mean 368aA 274aA 197aA 154aA 124aA 105bB
注(Note):同一列不同小、大写字母表示同一品种类型下各品种间差异达到5%和1%显著水平,平均值后不同小、大字母表示不同品种
类型间差异达到5%和1%显著水平 Valuesfolowedbydiferentlowercaseandcapitalletersinacolumnaresignificantlydiferentamongcultivars,
andmeansfolowedwithdiferentlowercaseandcapitalletersaresignificantlydiferentamongcultivartypesatthe5% and1% levels,respectively.
082
2期 赵敏,等:不同基因型机插稻植株氮素积累运转特性
22 不同基因型机插稻植株氮素积累动态分析
221不同基因型机插稻植株群体氮素积累动态
对不同基因型全生育期氮素积累动态过程进行
logistic曲线拟合,其中决定系数 R2均大于095,表
明氮素积累动态较好地符合“S”型曲线。表 3和
图1表明,不同水稻类型间表现为中籼迟熟杂交稻
的平均终极积累量(21054kg/hm2)>中籼中熟杂
交稻的平均终极积累量(19457kg/hm2)>粳稻的
平均终极积累量(15821kg/hm2),虽然中籼迟熟杂
交稻的平均最大速率 Vm最小,但出现最大增长速
率较晚,平稳持续增高时间较长导致平均终极积累
量最大。F优498的终极积累量(21357kg/hm2)
在中籼中熟杂交稻中最大,比三种类型的平均终极
积累量分别高出144%、977%和3499%,且具有
前期积累较快的特点;粳稻中69优8号和连粳10
号的终极积累量较大,其出现最大增长速率也较迟。
222不同基因型机插稻群体氮素阶段积累量 由
表4可得,不同水稻类型间,分蘖期前和拔节期—抽
穗期的氮素阶段积累量表现为中籼迟熟杂交稻>中
籼中熟杂交稻>粳稻,且中籼迟熟杂交稻极显著高
于粳稻,抽穗期—成熟期的氮素阶段积累量表现为
中籼中熟杂交稻 >中籼迟熟杂交稻 >粳稻,分蘖
期—拔节期的氮素阶段积累量表现为粳稻>中籼迟
熟杂交稻 >中籼中熟杂交稻。除拔节期—抽穗期
外,其他阶段中籼中熟杂交稻中 F优498的氮素阶
段积累量均最高,且分别比宜香优2168和川香优3
号 高 2767%、8169%、12117% 和 2087%、
5436%、18645%。除拔节期—抽穗期外,其他阶
段中籼迟熟杂交稻中泰优99的氮素阶段积累量均
图1 不同基因型机插秧氮素积累的Logistic回归方程曲线
Fig.1 Logisticequationsexpressingthedaysdependent
nitrogenaccumulationindiferentricecultivars
表3 不同水稻品种的植株氮素积累的Logistic模型参数估值[y=a/(1+be-cx)]
Table3 TheparametersoftheLogisticequationexpressingthenitrogenaccumulationindiferentricecultivars
品种类型
Cultivartype
品种
Cultivar
参数 Parameters
a b c
R2 Vm D
中籼中熟杂交稻
Mediummaturing
indicahybridrice
YXY2168 18314 25581 00674 09745 309 82
FY498 21357 6069 00515 09614 275 80
CXY3 18700 12662 00571 09793 267 85
中籼迟熟杂交稻
Latematuring
indicahybridrice
DX4103 20233 8061 00520 09797 263 84
TY99 21389 4118 00423 09771 226 88
ⅡY498 21540 10769 00516 09879 278 91
粳稻
Japonicarice
69Y8 18847 29500 00673 09957 317 85
LJ10 15751 60924 00728 09930 287 88
W021 13957 59793 00803 09880 280 80
XD6 14728 26012 00710 09535 261 78
注(Note):R2—决定系数 Decisivecoeficients;Vm—氮素积累最快增长速率 TherapidestincreaserateinNaccumulation[g/(m2·d)];
D—氮素积累量最快增长速率出现的天数 DaysneededforreachingtherapidestincreaserateinNaccumulation(d).
182
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
表4 不同水稻品种的氮素阶段积累量 (kg/hm2)
Table4 Nitrogenaccumulationindiferentricecultivarsatgrowthstages
类型
Type
品种
Cultivar
分蘖期前
Beforetilering
分蘖期—拔节期
Tilering-Jointing
拔节期—抽穗期
Jointing-Heading
抽穗期—成熟期
Heading-Maturity
中籼中熟杂交稻
Mediummaturing
indicahybridrice
YXY2168 1243aA 4970bB 10963aA 2773bB
FY498 1587aA 9030aA 4570cB 6133aA
CXY3 1313aA 5850bAB 7820bAB 2143bB
平均Mean 1383bA 6617bA 7783aAB 3680aA
中籼迟熟杂交稻
Latematuring
indicahybridrice
DX4103 1596abA 7367aA 8397bB 1883bA
TY99 1633aA 7643aA 6953bB 5257aA
ⅡY498 1450bA 5473bB 12047aA 2727bA
平均Mean 1560aA 6827abA 9133aA 3290aA
粳稻
Japonicarice
69Y8 863abA 8213aA 7213aA 2783aA
LJ10 840bA 5353cB 8483aA 1030aA
W021 870abA 6633bAB 4857aA 2763aA
XD6 1010aA 7507abA 3680aA 4863aA
平均Mean 897cB 6930aA 6060bB 2862aA
注(Note):同一列不同小、大写字母表示同一品种类型下各品种间差异达到5%和1%显著水平,平均值后不同小、大字母表示不同品种
类型间差异达到5%和1%显著水平 Valuesfolowedbydiferentlowercaseandcapitalletersinacolumnaresignificantlydiferentamongcultivars,
andmeansfolowedwithdiferentlowercaseandcapitalletersaresignificantlydiferentamongcultivartypesatthe5% and1% levels.
最高,且极显著或显著高于Ⅱ优498,而拔节期—抽
穗期阶段Ⅱ优498的氮素积累量最高,且极显著高
于德香4103和泰优99,分别比德香4103和泰优99
高4347%和7326%。粳稻中连粳10号的氮素阶
段积累量除拔节期—抽穗期最高外均最低,且分蘖
期前显著低于徐稻6号,分蘖期—拔节期阶段显著
低于其他三个品种。
23 不同基因型机插稻营养器官的氮素分配特性
由表5可得,随生育进程,植株总吸氮量在叶
片、茎鞘和穗中的分配比例变化幅度均较大,中籼中
熟杂交稻、中籼迟熟杂交稻和粳稻的叶片分配比例
由拔节期到成熟期分别下降5087个百分点、4624
个百分点和4646个百分点,茎鞘分配比例分别下
降1432个百分点、1248个百分点和1428个百分
点,而粳稻由于抽穗期的穗部氮素分配比例只有
1501%,因此其穗部氮素分配比例由抽穗期至成熟
期上升幅度最大为4573个百分点。茎鞘氮素分配
率在拔节期、抽穗期和成熟期均表现为中籼迟熟杂
交稻极显著或显著高于中籼中熟杂交稻和粳稻,中
籼中熟杂交稻和粳稻之间差异不显著;穗部氮素分
配率在抽穗期和成熟期均表现为中籼中熟杂交稻极
显著或显著高于中籼迟熟杂交稻和粳稻,中籼迟熟
杂交稻和粳稻差异不显著。中籼中熟杂交稻中宜香
优2168茎鞘氮素分配率在拔节期极显著低于川香
优3号和 F优498,抽穗期极显著高于川香优3号
和F优498,成熟期差异不显著;而F优498茎鞘氮
素分配率在拔节期和成熟期均最高,穗部氮素分配
率在抽穗期最高且显著高于宜香优2168,成熟期差
异不显著。中籼迟熟杂交稻中Ⅱ优498茎鞘氮素分
配率在拔节期、抽穗期和成熟期均极显著或显著高
于泰优99,而德香4103的茎鞘氮素分配率表现为
先增大后降低,到成熟期降到最低,但穗部氮素分配
率在成熟期最高且显著高于泰优 99和Ⅱ优 498。
粳稻中69优8号的叶片氮素分配率在拔节期、成熟
期极显著或显著高于连粳10号、徐稻6号和W021,
且连粳 10号和徐稻 6号在拔节期极显著高于
W021,连粳10号和徐稻6号之间差异不显著;69
优8号穗部氮素分配率在抽穗期和成熟期均最高,
且抽穗期极显著或显著高于连粳10号。
24 不同基因型机插稻营养器官的氮素转运
由表6可得出,不同品种的叶片氮素转运量、氮
素表观转运率及氮素转运贡献率均高于茎鞘氮素转
运量、氮素表观转运率及氮素转运贡献率。不同水
稻类型叶片氮素转运量、茎鞘氮素转运量和转运贡
282
2期 赵敏,等:不同基因型机插稻植株氮素积累运转特性
表5 不同水稻品种间植株氮素分配的差异 (%)
Table5 Diferencesinnitrogendistributionamongdiferentricecultivars
品种类型
Cultivartype
品种
Cultivar
叶片Leaf
拔节期
Jointing
抽穗期
Heading
成熟期
Maturity
茎鞘Stemsheath
拔节期
Jointing
抽穗期
Heading
成熟期
Maturity
穗Panicle
抽穗期
Heading
成熟期
Maturity
中籼中熟杂交稻
Mediummaturing
indicahybridrice
YXY2168 7109aA 4761aA 1492aA 2891bB 3740aA 1900aA 1497bA 6607aA
FY498 6438bB 4430aA 1572aA 3562aA 2881cB 1962aA 2677aA 6464aA
CXY3 6447bB 4838aA 1669aA 3553aA 3199bB 1845aA 1961abA 6486aA
平均Mean 6665aA 4677bB 1578bB 3335bB 3274bB 1903bA 2048aA 6519aA
中籼迟熟杂交稻
Latematuring
indicahybridrice
DX4103 6727aA 4820aA 1597bB 3273cB 3565aA 1944cC 1614aA 6458aA
TY99 6546bB 4972aA 1992aAB 3454bA 3289bB 2185bB 1738aA 5822bB
ⅡY498 6421cB 4823aA 2230aA 3579aA 3549aAB 2434aA 1628aA 5335cB
平均Mean 6564bB 4872bB 1940aA 3436aA 3468aA 2188aA 1660bB 5872bA
粳稻
Japonicarice
69Y8 6936aA 5151aA 2291aA 3064cC 3069aA 1521cB 1779aA 6187aA
LJ10 6625bB 5753aA 1871bA 3375bB 3068aA 2230aA 1169bB 5896aA
W021 6388cC 5190aA 1959bA 3612aA 3216aA 1864bAB1588aAB 6174aA
XD6 6640bB 5099aA 1876bA 3360bB 3441aA 2081abA 1459abAB6042aA
平均Mean 6647aA 5297aA 2001aA 3353bB 3201bB 1925bA 1501bB 6074bA
注(Note):同一列不同小、大写字母表示同一品种类型下各品种间差异达到5%和1%显著水平,平均值后不同小、大字母表示不同品种
类型间差异达到5%和1%显著水平 Valuesfolowedbydiferentlowercaseandcapitalletersinacolumnaresignificantlydiferentamongcultivars,
andmeansfolowedwithdiferentlowercaseandcapitalletersaresignificantlydiferentamongcultivartypesatthe5% and1% levels,respectively.
表6 不同水稻品种间器官氮素转运的差异
Table6 Diferencesinnitrogentranslocationamongdiferentricecultivars
类型
Type
品种
Cultivar
氮素转运量 (kg/hm2)
Nitrogentranslocation
叶片
Leaf
茎鞘
Stemsheath
氮素表观转运率 (%)
ApparentNtranslocationrate
叶片
Leaf
茎鞘
Stemsheath
对穗氮贡献率 (%)
ContributiontoNinspike
叶片
Leaf
茎鞘
Stemsheath
中籼中熟杂交稻
Mediummaturing
indicahybridrice
XY2168 5180aA 2647aA 6349aA 3985aA 3929aA 1950aA
FY498 3343bA 177bA 4985bA 396bB 2428bA 125bB
CXY3 4380abA 1637abA 6022aA 3287aA 3947aA 1438aAB
平均Mean 4301 1487 5784 2562 3440 1184
中籼迟熟杂交稻
Latematuring
indicahybridrice
DX4103 5287aA 2450aA 6301aA 3911aA 4235aA 1951aA
TY99 3813aA 630aA 4513aA 874bA 2974aA 384bA
ⅡY498 4313aA 1453aA 4683aA 2001abA 3768aA 1213abA
平均Mean 4471 1513 5170 2336 3681 1241
粳稻
Japonicarice
LJ10 5793aA 773bA 6045aA 1343bA 5238aA 1745aA
69Y8 4023aA 2103aA 4727aA 4060aA 4371aA 655aA
W021 3443aA 1147abA 5326aA 2846abA 3700aA 1216aA
XD6 3013aA 643bA 4842aA 1363bA 2922aA 550aA
平均Mean 4067 1167 5221 2490 3966 1102
注(Note):同一列不同小、大写字母表示同一品种类型下各品种间差异达到5%和1%显著水平 Valuesfolowedbydiferentlowercaseand
capitalletersinacolumnaresignificantlydiferentamongcultivarsatthe5% and1% levels,respectively.
382
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 21卷
献率表现为,中籼迟熟杂交稻 >中籼中熟杂交稻 >
粳稻;叶片、茎鞘氮素表观转运率表现为,中籼中熟
杂交稻>粳稻>中籼迟熟杂交稻。中籼中熟杂交稻
中F优498的茎鞘、叶片氮素转运量、转运率以及转
运贡献率均最低,且显著或极显著低于宜香优
2168。中籼迟熟杂交稻中的茎鞘、叶片氮素转运量、
转运率以及转运贡献率表现为德香4103>Ⅱ优498
>泰优99,但德香4103和Ⅱ优498之间均差异不显
著。在粳稻中,杂交粳稻69优8号的茎鞘氮素转运
量和茎鞘氮素表观转运率显著高于连粳10号和徐
稻6号,其他均差异不显著。
25 不同基因型水稻稻氮素吸收利用效率
由表7可得出,粳稻植株氮素干物质生产率极
显著高于中籼中熟杂交稻和中籼迟熟杂交稻,而氮
素籽粒生产效率和产量最低,且极显著低于中籼中
熟杂交稻和中籼迟熟杂交稻;中籼中熟杂交稻的氮
素籽粒生产效率、氮素转运效率和产量均最高,分别
比中籼迟熟杂交稻和粳稻高 369%、1400%、
074%和1733%、705%、2379%,而氮素干物质
生产率和百千克籽粒吸氮量均最低,且显著或极显
著低于中籼迟熟杂交稻和粳稻。中籼中熟杂交稻中
F优498的产量显著高于宜香优2168和川香优 3
号,氮素干物质生产率、氮素籽粒生产效率和百千克
籽粒吸氮量也较高,但氮素转运效率没有优势;川香
优3号的氮素干物质生产率和氮素籽粒生产效率均
最高,且显著高于宜香优2168,而百千克籽粒吸氮
量和产量最低,且百千克籽粒吸氮量极显著低于 F
优498和宜香优 2168。中籼迟熟杂交稻中德香
4103的氮素籽粒生产效率和氮素转运效率均高于
泰优99和Ⅱ优498,且德香4103的氮素干物质生产
率和百千克籽粒吸氮量极显著低于泰优99和Ⅱ优
498。在粳稻中,W021的氮素干物质生产率极显著
高于连粳10号、69优8号和徐稻6号,连粳10号、
69优8号和徐稻6号之间差异不显著,且 W021的
氮素籽粒生产效率显著高于连粳10号,而百千克籽
粒吸氮量显著或极显著低于连粳10号、69优8号
和徐稻6号;69优8号的氮素转运效率、百千克籽
粒吸氮量和产量均最高,且百千克籽粒吸氮量显著
或极显著高于其他三个品种。
表7 不同水稻品种的氮素利用效率及产量
Table7 Nitrogenutilizationeficiencyandyieldofdiferentricecultivars
类型
Type
品种
Cultivar
氮素干物质生产率
Ndrymater
productivity
(kg/kg)
氮素籽粒
生产效率
Ngrainproductivity
(kg/kg)
氮素转运效率
Ntranslocation
eficiency
(%)
百千克籽粒吸氮量
Nuptakeof
100kggrain
(kg)
产量
Yield
(kg/hm2)
中籼中熟杂交稻
Mediummaturing
indicahybridrice
YXY2168 8423bB 4603bA 5334aA 217aA 919510bA
FY498 8981aAB 5214abA 3166bB 216aA 986195aA
CXY3 9249aA 5519aA 4933aA 187bB 914145bA
平均Mean 8870cB 5092aA 4633aA 207bA 939950aA
中籼迟熟杂交稻
Latematuring
indicahybridrice
DX4103 8878bB 5348aA 5301aA 207cC 929950aA
TY99 9149aA 4814abA 3123bA 227bB 947280aA
ⅡY498 9132aA 4622bA 3555abA 235aA 921770aA
平均Mean 9060bB 4911aA 4064aA 223aA 933000aA
粳稻
Japonicarice
69Y8 9432bB 4397abA 4495aA 240aA 797080aA
LJ10 9438bB 3849bA 4441aA 218bBC 721660aA
W021 10032aA 4731aA 4397aA 200cC 757915aA
XD6 9250bB 4405abA 3458aA 224bAB 760615aA
平均Mean 9522aA 4340bB 4328aA 220aA 759318bB
注(Note):同一列不同小、大写字母表示同一品种类型下各品种间差异达到5%和1%显著水平,平均值后不同小、大字母表示不同品种
类型间差异达到5%和1%显著水平 Valuesfolowedbydiferentlowercaseandcapitalletersinacolumnaresignificantlydiferentamongcultivars,
andmeansfolowedwithdiferentlowercaseandcapitalletersaresignificantlydiferentamongcultivartypesatthe5% and1% levels,respectively.
482
2期 赵敏,等:不同基因型机插稻植株氮素积累运转特性
3 讨论与结论
31 机插稻植株氮素积累转运特性
机插稻与传统手插秧相比,移栽秧龄小,茎基部
较细,根系活力较弱,加上栽插时机械对秧苗的损伤
和田间水层较薄或无水层,因而栽插植株伤较重,活
棵慢,缓苗期长[17-18]。本试验中,机插稻植株氮素
积累过程能较好的拟合Logistic曲线,前期氮素积累
缓慢,后逐渐加快,生长80 91d是机插稻植株生
育过程中出现氮素积累增长最快的时期,这与前人
研究结果一致[19-20]。较快进行氮素积累的基因型
水稻品种有利于提高整个生育期氮素的总积累量,
从而有利于后期产量的形成。不同基因型水稻品种
含氮量与植株氮素积累量、植株干物质积累量之间
呈极显著负相关[21]。有效穗与播种—拔节阶段氮
素积累量呈显著正相关,颖花数与成熟期植株氮素
积累量呈显著正相关,与氮素干物质生产效率则呈
显著负相关[22]。本试验中,随生育进程,机插稻植
株含氮量呈下降趋势,且下降趋势呈先快后慢。此
外,机插稻氮素积累转运特性存在明显的基因型差
异。生产上可根据不同基因型机插稻氮素积累转运
特性,通过合理施肥调控机插稻植株含氮量与干物
质积累量,从而提高机插稻氮素积累量与产量。
32 机插稻植株氮素积累的品种间差异
TirolPadre等[23]研究表明,不同基因型籼稻品
种的总氮素积累量不同,且生育期长的品种总氮素
积累量明显大于生长期短的品种;Singh等[8]也认
为生育期长的品种氮素积累总量大于生育期中等品
种。本试验调查的10个不同类型水稻品种中,粳稻
在灌浆前期的平均植株含氮量均较高,但在成熟期
极显著低于中籼中熟杂交稻和中籼迟熟杂交稻。分
析其原因,可能与施氮总量及粳稻在特定生态区的
生长发育特性有关。按杂交籼稻栽培实际出发,本
试验统一施氮180kg/hm2,可能造成粳稻后期氮积
累量不足,且粳稻作为引进品种,其平均生育期较杂
交稻长,含氮量降低时间持续长,降低幅度更大。因
此在成熟期粳稻植株含氮量极显著低于中籼中熟杂
交稻和中籼迟熟杂交稻。中籼迟熟杂交稻与中籼中
熟杂交稻的终极氮素积累量比粳稻分别高3308%
和2298%,分蘖期前和拔节期—抽穗期,中籼迟熟
杂交稻氮积累量比中籼中熟杂交稻分别高1304%
和1735%,比粳稻高7333%和5066%,这与殷春
渊等[24]研究结果一致。中籼中熟杂交稻终极氮素
积累量较大,氮素籽粒生产效率和氮素转运效率也
较高,百千克籽粒吸氮量和氮素干物质生产率低,这
与Ying等[25]研究的氮素利用率也是影响水稻氮素
积累的重要原因一致。并且中籼中熟杂交稻叶片、
茎鞘氮素表观转运率和穗部分配率均较高,其高的
转运率对水稻植株氮素积累有重要的作用,氮素在
穗部的分配率为高产提供了有利条件,中籼中熟杂
交稻抽穗期—成熟期氮素积累量最大,在氮素积累
上具有后发优势,生产上应注重后期氮肥的施用,提
高其氮素在各器官的转化利用,还有利于其产量形
成。中籼迟熟杂交稻的氮素终极积累量均高于200
kg/hm2,主要由于生长日数多,前期(分蘖期前)和
中期(拔节期—抽穗期)氮素积累量大,总体氮素积
累平稳持续增高时间较长,但百千克籽粒吸氮量最
高,氮素积累对水稻产量的贡献相对较低。因此,通
过提高氮素积累量来促进其产量的形成优势不明
显,施肥上适当注重前期和中后期的氮肥施用比例,
从而提高氮素积累量和利用率。粳稻氮素终极积累
量最低,茎鞘氮素分配率、氮素籽粒生产效率和氮素
转运效率也低,含氮量和干物质生产率高,这与董桂
春等[14]研究的粳稻品种氮素干物质生产率高一致。
中籼中熟杂交稻中F优498的终极氮素积累量比三
种类型的平均终极生长量分别高出144%、977%
和3499%,达到21357kg/hm2,拔节前和抽穗后
的氮素积累量都显著高于其他中籼中熟杂交稻,整
个生育期虽无含氮量优势,但其返青分蘖快增加生
物量的积累和后期营养器官较好的进行氮素的转运
对植株终极氮素积累具有巨大的贡献,并且其穗部
器官抽穗期的氮素分配率高,氮素籽粒生产效率也
较高,对产量的形成具有遗传上的优势。粳稻中杂
交粳稻69优8号80d以后的生长速率的不同导致
植株氮素终极积累量远远高于另外三个品种,且69
优8号的穗部积累量在粳稻中也最高。因此,杂交
粳稻69优8号相比其他粳稻品种具有氮素积累量
大且产量高的潜力,在施肥上利用其机插的爆发性
生长点对其氮素转化利用具有重要意义。
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